目 录 1
绪言 1
第一章经典力学中的空间和时间 7
§1 空间的度量 标准尺 7
§2 量角器 9
§3 时间的度量 标准钟 13
§4 坐标系 15
§5 伽利略变换 18
空间坐标 空时坐标 18
伽利略变换 速度合成法则 22
§6 牛顿力学中的相对性原理 22
加速度变换式 质量变换式 力的变换式惯性参考系和非惯性参考系 相对性原理第二章狭义相对论中的空间和时间 29
§1 经典物理学的困难 30
经典电磁学的结论 经典力学和经典电磁学的矛盾 爱因斯坦的选择§2 狭义相对论的基本原理 34
光速不变原理 狭义相对性原理 38
§3 动钟延缓和动尺缩短 38
动钟延缓 动尺缩短 43
§4 相对运动的钟的同步 43
§5 洛伦兹变换代替伽利略变换 46
§6 洛伦兹变换的另一种推导方法 49
§7 洛伦兹变换的物理意义 51
长度的测量 时间的测量 经典极限§8 相对论的速度变换式和加速度变换式 57
§9 光速和因果律 64
§10 孪生子佯谬 72
§11 孪生子佯谬的另一种讨论方法 78
§12 质量不是恒量，质—速关系式的推导 82
§13 1克质量能变成多少能量？ 86
§14狭义相对论的实验基础 88
菲索实验和迈克尔逊实验 布拉格实验子衰变 飞机载原子钟所做的环球航行实验第三章从万有引力到弯曲空间 99
§1 牛顿引力理论的成就和困难 102
万有引力定律 行星运动之谜 牛顿引力理论的困难§2 同一物体的两个质量 114
§3 虚构的力和引力等效 117
惯性力 飞船上和地球上无法区分 122
§4 非惯性系和惯性系平权 122
§5 人类生活在弯曲空间中 123
广义相对论中的空间 高山上的钟比山谷里的钟要快 广义相对论中的空时（4维空间）§6 4维空间（空时）的度规 130
§7 坐标钟和标准钟 134
平直空时的度规 弯曲空时的度规 134
狭义相对论中的固有时 局部惯性参考系广义坐标变换 坐标时和标准时§8 引力场方程 140
第四章弯曲空间的实验验证 144
§1 引力场能改变光的波长 145
氢原子光谱 多普勒效应 光谱线的引力红移§2 水星近日点的进动 157
§3 引力场中光线的弯曲 159
§4 雷达回波的延迟 166
§5 双星引力辐射 167
第五章白矮星、中子星和黑洞 169
§1 白矮星 170
§2 中子星 173
§3 黑洞 178
§4 黑洞的性质 188
黑洞只有三根毛 黑洞的视界从黑洞获取能量 黑洞的熵和温度§5 黑洞的辐射 194
霍金辐射 微观小黑洞 198
§6 黑洞中的空时内禀奇点 198
§7 黑洞的观测 200
§1 宇宙学的内容特点 206
第六章宇宙学 206
§2 宇宙是均匀的和各向同性的 208
宇宙天体的观测 宇宙学原理 211
§3 爱因斯坦以前 211
星星的数目是有限的还是无限的？ 天空不是无限明亮的 现在不是永远§4 现在的宇宙在膨胀 214
历史的成见 字宙正在膨胀 219
§5 宇宙的年龄 219
R—W度规 宇宙时 宇宙的年龄 222
§6 大爆炸宇宙学 222
字宙早期 氦形成 辐射 物质为主的时期§7 大爆炸宇宙学的实验检验 225
宇宙背景辐射 氦丰度 天体的年龄 227
§8宇宙的极早期从何时开始 227
§9 宇宙是闭合的还是开放的 229
§10宇宙的暴胀 230
大爆炸宇宙学的困难 宇宙的暴胀 233
§1 1其它宇宙模型 233
§12宇宙的创生 234
§13宇宙演化的图象 235
§14结束语 237