《从牛顿定律到爱因斯坦相对论》

陆　埮

最近出版的方励之和褚耀泉所著《从牛顿定律到爱因斯坦相对论》一书是科学出版社《物理学基础知识丛书》的第一本。这套丛书是供高中以上文化程度的广大读者阅读的系统介绍物理学基础知识和最新发展的科普读物。

《从牛顿定律到爱因斯坦相对论》系统地介绍了牛顿力学——相对论——宇宙学的发展历程和基础知识，而重点则在介绍相对论(包括狭义相对论和广义相对论)的基本内容。从时间、空间的基本观念，相对论运动学和动力学的发展，几个经典的实验验证，直到广义相对论最成功的应用领域——天体物理和宇宙学，作者均作了生动和准确的阐述。如所周知，相对论所研究的是物理学中的最基本问题，非常艰深和抽象，是科学中出名的难懂部分。虽然介绍相对论的通俗书籍不在少数，同时做到既通俗易懂，又准确无误，实不多见。这本小册子可以说是做到了这一点的。

本书十分重视哲理的分析。从远古人的龟背大地的观念，亚里士多德承认球形地球的宇宙中心学说，到哥白尼否定地球中心说，牛顿提出绝对时空观，再到莱布尼兹－贝克莱－马赫对牛顿绝对时空观的批判，直到爱因斯坦的相对论时空观，相当简明地，同时也是系统地阐述了时空观的演变。作者在讨论相对性原理的发展时，对伽利略名著《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》中所叙述过的“萨尔维阿蒂的大船”作了详细的介绍，使爱因斯坦相对性原理的确立更加自然且富有哲理性。

十分重视历史，并且将古代历史记载紧紧地与现代科学联系起来，是本书的一个重要特点。作者指出，作为狭义相对论基本原理之一的光速不变原理，可以从我国北宋王朝宋仁宗至和元年五月(一○五四年)对一次超新星爆发所作的著名观察记录中得到。这个事实表明，古天文记录资料，对于今天的科学仍然有着现实的意义。

作者不仅对相对论中的许多重要概念作了历史的和哲理的分析，也给出了有说服力的阐述。从伽利略的比萨斜塔实验到广义相对论的建立，是物理学走过的一段相当漫长的道路。但作者仅用了短短十四页的篇幅，相当合理地说明了这个历程。书中关于引力塌缩和宇宙学的讨论，也是引人入胜的。诸如此类的例子还很多。

这本小册子也相当注意本门学科中新的重大发展。本书是作者在爱因斯坦诞生一百周年的前夕完成的，那是一九七九年三月。就在几个月前(一九七八年十二月)的第九届国际得克萨斯相对论天体物理会议上宣布的利用PSR1913＋016这个脉冲星双星所作的对引力辐射存在的证实，已经写入书中，就是一个例子。

美国盖莫夫写过一部名为《物理世界奇遇记》的科普名作，流传甚广。但是，其中关于汤普金斯先生所见变扁世界的叙述却是错误的。这个错误不仅初学者极易上当，而且一九五九年以前竟还被普遍认为是正确的。这本小册子中作者指出了盖莫夫书中的这个错误，对于建立正确的相对论时空概念来说，这是非常必要的。

(《从牛顿定律到爱因斯坦相对论》，方励之、褚耀泉著，科学出版社一九八一年四月第一版，0.52元)