近距离接触科学的真相
关于本书
作者有一个重要观点：比科学故事更重要的是科学精神。
哈尔滨工程大学不缺少科学故事，从哈军工一代代科研工作者到今天在三海一核学术前沿探索的老师身上有很多科学故事，听到看到这些故事，同时感受科学家的科学精神，让知识成为有温度的内容。
这是一本像小说的科普读物，一本人人都能读懂的相对论。跟随作者的讲述，我们可以进入爱因斯坦的梦境，坐在牛顿老师的课堂，来到星光实验的现场……最近距离接触科学的真相。
核心内容
现代物理学知识不是某个科学家拍脑门的产物，而是一代代科学家传承的结果。新的物理学知识是对旧知识更高精度的修正。相对论是研究时间、空间、运动、引力这四者关系的理论体系的总称，它是这一百多年来人类最伟大的两个理论之一，另一个理论是量子力学。从伽利略、牛顿的经典物理学理论开始，一个接一个的悬念推动物理学的发展，直到爱因斯坦用相对论破解有关时间、空间、运动和引力的谜团，为读者打开一个看待世界的全新视角。
首先，本书提出了四个科学研究的重要概念，对读者了解所有科学理论都会有帮助，也能够加深对科学精神的理解。
一、所有的科学理论都需要具备可证伪性。指从一个理论推导出来的结论在逻辑上或原则上要有与一个或一组观察陈述发生冲突的可能。比如说，天下乌鸦一般黑，想证明这句话是不是科学理论，就需要满世界去抓乌鸦，如果抓到一只白色的乌鸦，那就证明这句话是错的，这就是可证伪性。
二、科学界有一个哲学原则“奥卡姆剃刀原理”，就是要尽可能地减少假设前提。面对颠覆认知的实验结果，其他科学家都在不停给实验找各种理由假设，而爱因斯坦却勇敢摒弃所有假设，只剩下“光速本身就是不变的”这一种假设，通过思维实验，这一假设间接地帮助他提出了狭义相对论。
三、在物理学的发展史上，“思维实验”起到了至关重要的作用，也就是不需要任何实验设备，只需要在头脑中想象一个实验就行。想象在现实条件下完不成的实验，帮助爱因斯坦看破了宇宙背后的逻辑，最终建立相对论。
四、在物理学中，有一个很拗口的术语叫“佯谬”。就是反直觉，乍一听肯定是错误的，但是没想到是正确的。在相对论的发现过程中，有非常多的佯谬，也就是反直觉、彻底颠覆常规的现象。爱因斯坦曾做过一个思维实验，假如一对双胞胎兄弟分别坐在两艘宇宙飞船上，一个朝左飞，一个朝右飞。在弟弟的眼里，哥哥以飞快的速度远离他而去，根据狭义相对论，哥哥的时间应该比弟弟慢。同样的情况也发生在哥哥的眼里，也根据狭义相对论，应该弟弟的时间比哥哥的慢。这就产生了矛盾：到底谁会变得更年轻？答案的确反常识，无论在哥哥的眼里还是在弟弟的眼里，他们的时间都比对方过得慢。
狭义相对论没有把万有引力，这个宇宙中普遍存在的研究对象纳入到理论中，因此是特殊的相对论，广义相对论可以适用于一切时间、空间、运动和引力这四者的相互关系，所以是普遍相对论。
相对论是公理演绎思想的极致体现，它从三个最基本的公理出发，也就是三个无法证明，但又找不到任何反例的假设出发，像证明几何题一样推导出了整个理论大厦。这三条基本公理是：第一，对于任何参考系，真空中光速保持不变；第二，对于任何参考系，普遍的物理规律保持不变；第三，引力和加速度局域等效。爱因斯坦认为，只要以上三条公理是正确的，那么下面这些推论也就一定是正确的。
这些推论有：时间是相对的；质量是相对的；质量和能量是可以相互转换的。还有一些推论也是从那三条最基本的公理出发推导出来的。
比如，有形状的时间和空间可能被引力弯曲，甚至打结，黑洞就是时间和空间的一个死结。再比如，宇宙大爆炸不是科学家们的凭空想象，是用相对论的方程式计算出来的。引力波也是从上面三条公理推导出来的。相对论还有很多有待证实的推论，比如，在宇宙中可能存在“虫洞”，它可以让我们跨越时空等。
爱因斯坦的研究告诉我们，我们身处的这个宇宙，它的时空结构符合一个方程式，这个方程式就是著名的爱因斯坦场方程。
关于作者
汪诘，科普作家。同时兼任中科院上海天文台“天之文系列科普讲坛”讲者，上海天文博物馆首席志愿者讲解员，“科学声音”组织成员，通过有趣的故事讲述科学精神。