第3章 两个基本公设对传统科学的颠覆

两个原理（公设）本身都是无害的，但两者若合为一体，必将颠覆传统科学的根基。

—班诺什·霍夫曼（爱因斯坦晚年时的合作伙伴）

1894年，爱因斯坦的父亲又一次生意失败，他带着家人搬到意大利的西北部村镇帕维亚定居，因为在那里有一个富有的亲戚答应资助他开办一个电化学工厂。爱因斯坦没有随家人移居意大利，而是留在一个远房亲戚家完成他在路易波尔德中学的学业，他还要继续学习三年方能毕业，对于一个不到15岁的少年（见图3.1）来说，这显然是一段十分漫长难熬的时光。

图3.1 14岁的阿尔伯特·爱因斯坦

深陷抑郁情绪的爱因斯坦极度渴望辍学，跟随家人前往意大利。据传，路易波尔德中学的校长在听闻这件事情之后，决定采取报复手段，以破坏课堂纪律和不尊重教师为名，正式将爱因斯坦开除出校。爱因斯坦随即搭乘火车，越过阿尔卑斯山脉，前往意大利与家人会合。到达帕维亚以后，这位辍学生向满脸惊诧的父母声言，他无论如何都不会再返回德国了。

爱因斯坦在后来回忆，他在意大利度过了一段快乐的时光。离开规矩森严的中学，享受自由的清甜的空气，还有朝气蓬勃的亲友相伴，这使得爱因斯坦能够放下一切负担，轻松地放任思想的帆舟乘风远航。

某一天，16岁的爱因斯坦骑着自行车在意大利的乡村郊野间悠闲地游逛，在山风野花的清香中，他心间蓦然起了一个疑问，一个将会动摇经典物理学理论根基的疑问—假如我能够以光速向前奔跑，我看到的将是一个怎样的世界？

这个疑问看似浅显，其实意义深远。

乘着光波前行

有一个名叫萨丽的冲浪运动员正踏着冲浪板在起伏的海浪里破风而行，假设她以及她脚下的冲浪板与奔涌的海水速度一致，那么，在萨丽看来（以萨丽自身为参考系），她与海浪均处于静止状态。

假如现在有一辆摩托艇也正以相同的速度在萨丽旁边巡航，若摩托艇上架设有摄像头，那么摄像头录下的会是怎样的画面？你将看到静止不动的萨丽、冲浪板以及海浪，也就是说，摄像头和萨丽所见的是在空间中凝固的静止水浪（见图3.2）。

问题是—这个简单的类比是否适用于光波？

年轻的阿尔伯特·爱因斯坦假设自己正以光速进行极速运动，他推论道，倘若他能够以光速运动，那么他就可以跟随某道光束向前传播，此时，根据伽利略的主张，就像在萨丽眼中海水是静止的一样，这道光束在他眼中应该也是静止不动的。

图3.2 冲浪运动员萨丽与海浪

从速度相同的摩托艇上看，萨丽和海浪均静止不动。

然而，依照麦克斯韦方程组，这是不可能的。为什么呢？原因与光的产生原理有关。

如前文所述，之所以能够产生电磁波（即光），是因为其中变化的电场在运动时会立即“激发”磁场，而变化的磁场在运动中反过来又会产生“涌动的电场”，如此循环往复，才有了持续传播的电磁波。

因此，光在本质上是一种持续振动的电磁波—这里的关键词是“持续”。据麦克斯韦所言，光波必须处于运动状态方能存在。简单来说，就是“光是不可能处于静止状态的”。按照麦克斯韦的理论，如果光束静止了，电磁波也就不复存在了，也即不存在光。

所以，爱因斯坦心生疑问：假如我以光速与光同步齐驱，将会发生什么情况？光束应该与我处于相对静止状态吧？如此一来，我又会看到什么景象呢？难道光束会在我的眼前消失但同时又依然存在于其他人的视野之中？这怎么可能呢？

经过十年的认真思考，终于提出这一假设。这个假设来源于我在16岁时偶然想到的一个悖论：假如我能够以光速追赶一束光，那么我观察到的这束光应是一个在空间中不断振荡但又停滞不前的电磁场，然而，这样的东西似乎是不存在的⋯⋯

—阿尔伯特·爱因斯坦

这一假想所引发的一系列疑问困扰了爱因斯坦整整十年，甚至将他带到“完全丧失信心的绝望边缘”。时间的车轮滚滚向前，转眼到了1905年。在这一年，爱因斯坦的研究终于有了结论，正是这个结论成功解答了那个令爱因斯坦苦恼了十年的难题，而这个结论所蕴藏的颠覆性内涵也必将震惊学界。

爱因斯坦得出的推论究竟是什么呢？你永远不可能追上光！不管你的运动速度多快，光与你之间的相对速度都是不变的。

由于你永远也不可能追赶上光束，因此，无论你自身的运动速度多快，光线与你之间的相对速度将永远不会发生改变，始终如一。也就是说，光线的传播速度与你的运动速度完全无关！

在爱因斯坦的构想中，人们测量到的（真空中的）光速永远都将是同一个数值，不会有丝毫波动，这个数值约为约10.8亿千米/小时，与测量者或光源的运动状态均不相干。（物理学家用符号“c”代表光速，准确来说，真空中光的速度是每小时1 079 252 846千米。）

你永远追不上光

等等！依照牛顿经典物理学（以及我们的常识），在理论上，你是可以追上任何高速运动的物体的。假设这样一个情景，一个名叫克鲁普克的警官正驾驶一辆巡逻警车在公路上追赶一名驾车在逃的银行劫匪，此时，逃逸车辆与地面的相对速度为每小时100英里（约160千米）①，克鲁普克驾驶的警车与地面的相对速度为每小时80英里（约128千米）。

以克鲁普克警官的视角看，逃逸车辆的速度仅为每小时20英里（约32公里），所以，从理论上讲，只要警车加足速度，就能赶上并抓获劫匪。

假设克鲁普克警官现在驾驶的是一艘超级火箭，而他追赶的也不再是劫匪，而是一道光线。如果此刻火箭的速度为光速的80%，那么我们可能会理所当然地认为，相对于克鲁普克，光线的速度应为光速的20%，即100% 减去 80%。

爱因斯坦却不这样认为。他主张，此时光线相对克鲁普克的速度依然是100%的光速。

不管克鲁普克如何加快速度，他测量到的都将是全速传播的光线。光线的速度是完全独立于克鲁普克的运动的，不管是以克鲁普克还是其他任何人为参照点，光在真空中的传播速度均为c。这便是爱因斯坦所得出的大胆结论。

换言之，对任何处于匀速运动状态的观察者来说，真空中光的传播速度都是相同的。爱因斯坦称这一原理为“光速不变原理”。正是在这一理论公设的基础上，爱因斯坦解决了19世纪科学界最大的谜题—为什么迈克耳孙-莫雷实验无法检测到所谓以太的存在痕迹。

光速不变，这个大胆的论断的根据在哪

1905年，爱因斯坦完全摒弃了以太这个所谓“光波传播介质”的概念，他继承了过去实验主义者的观点—如果找不到以太风存在的证据，那说明它就是不存在的。这解释了为什么迈克耳孙-莫雷实验无法检测到以太的存在痕迹，因为光的传播并不需要介质。也就是说，以太是不存在的！

⋯⋯人们费尽心思想发现与“光波传播介质”有关的地球运动，但无一成功，这说明无论是电动力学还是力学现象，均不具备绝对静止的性质。

—阿尔伯特·爱因斯坦1905年有关相对论的论文

爱因斯坦还指出，由于不存在以太，所以不存在所谓的特殊参考系，因而也就不存在绝对静止的空间—宇宙中的万事万物都在进行相对运动。

不过，既然不存在以太，那么，光又是相对于什么在做恒速运动呢？爱因斯坦给出的答案是，相对于一切事物。若以规范术语进行表述，爱因斯坦的“光速不变原理”指的是，真空中的光速对于任何匀速运动参考系来说都是相同的。

换言之，光速是绝对的—它是一个常数。不管你与光源的相对速度如何，光与你的相对速度总是恒定不变的。

你的意思是，无论我以何种速度走向光束，光束总会以相同的速度c朝我射来？是的。即便我的速度已然接近光速？没错。要是我向远离光束的方向运动，光束也会以恒定的速度c朝我射来吗？即使我运动的速度已趋近光速？是的！是的！

因此，光速不变原理也可表述为，光速总是恒定不变的，与光源的运动速度无关。

现在，让我们将“情景倒置”一番，从汽车的角度来审视问题。若以汽车为参考坐标系，其前灯是静止的，而你正在朝着前灯的方向运动。但作为观察者，此时你测量到的光速依然为c。所以我们还可以将爱因斯坦的光速不变原理表述为，光速总是恒定不变的，与观察者的运动速度无关。

这个令人惊骇的原理告诉我们的是，不管你朝哪个方向运动、运动速度多快，光的传播速度总是恒定不变的；不管光源的运动方向、运动速度如何改变，光的速度都永恒不变。虽然这个理论乍听上去似乎荒诞离奇，与我们的日常感知也相去甚远，但这就是爱因斯坦在1905年提出的光速不变原理。

根据狭义相对论，不管你或其他任何事物的运动速度如何，（真空中）光的传播速度都是一个恒定不变的常数。

这是我们测量得出的结论吗？假定在外太空有一艘亮着着陆灯的超级火箭〔见图3.3（a）〕，同样身处外太空的你正操纵设备准备测量光速。开始，火箭与你处于相对静止状态，正如预期的那样，你携带的设备测量出着陆灯发出的光束其传播速度为c（即大约为每小时670 000 000英里或10.8亿千米/小时）。

现在超级火箭开始启动，以每小时100 000 000英里（约1.6亿千米/小时）的速度朝你驶来〔见图3.3（b）〕。此时，你的设备测量到的光速又将会是多少呢？

图3.3 爱因斯坦的光速不变原理

不管光源的运动速度如何，你测量到的光速都将是c。

牛顿会告诉你，是670 000 000英里加上100 000 000英里，即每小时770 000 000英里（约12.4亿千米/小时）。

但是，依照爱因斯坦提出的理论，你测量到的光速应该一直都是c，即每小时670 000 000英里。火箭的运动速度对光束射向你的速度没有影响。

现在你明白了吗？不管光源的运动速度多快或多慢—逆向来说，不管你的运动速度多快或多慢—光总是以恒定不变的速度c在真空中进行传播。

1905年，爱因斯坦对光速的不变性作了理论分析，其阐释逻辑严密，说服力极强，但其他物理学家依然对这一理论投以怀疑的不信任目光，毕竟这个观点彻底颠覆了他们的惯有认知。他们提出质疑，“这个大胆论断的根据在哪里？是否有实验结果可以证明光的速度确实与其光源的运动状态无关？”

在爱因斯坦发表那篇具有划时代意义的狭义相对论论文时，人们还未能找出这样的实证证据。但是，那位信心十足的26岁青年已然迫不及待，决定将他研究得出的光速不变理论以及该理论所蕴含的启示一并公之于世。而不久之后，一份关于某颗恒星的研究报告将证明，爱因斯坦的满怀自信绝非毫无依据的无根之木。

星之舞

1913年，著名的德西特双子星研究分析第一次证明了爱因斯坦的光速不变原理确有其事实依据，而非空想。“双子星”指的是两颗环绕同一个引力中心运行的恒星，我们在天上所见的恒星中，至少有一半是双子星（我们之所以只能看见其中的一颗，是因为我们的肉眼没有同时处理两个图像的分辨能力，但天文望远镜可以做到）。

荷兰天文学家威廉·德西特对许多双子星系的天文望远镜图像进行了研究，他发现，对于那些运行轨道恰巧与地球处于同一平面的双子星系，当其中一颗恒星与我们趋近时，另一颗必将远离（见图3.4）。

让我们来探讨一下这两个可能性。

爱因斯坦是错的—恒星的运动确实会影响其发出的光线的传播速度。

假如爱因斯坦提出的理论是错误的，星光的传播速度会受到其光源的运动状态的影响，那么我们将看到一些极其古怪的现象。这其中的关键点在于，只有物体发出的光波到达且进入我们的眼睛，我们才能“看到”这个物体，因此，如果恒星的运动会影响光速，那么它也会相应地影响我们看到这颗恒星的时间。也就是说，我们无法同时看到双子星系中的两颗恒星，两者出现在我们眼前时存在时间差。

当其中一颗恒星位处其运行轨道的顶点，正朝趋近我们的方向运转（见图3.4），假如牛顿是正确的，该恒星的运动速度应叠加在光速上，所以，这颗位于运行轨道顶点的恒星朝我们趋近的速度应快于c，而我们的眼睛也应更早地捕捉到这颗恒星。

同时，位于运行轨道底部的恒星正在朝远离我们的方向运动，所以，应从光速（即c）中减去该恒星的运动速度，换言之，位于轨道底部的恒星所发出的光线其传播速度应慢于c，如果实际情况确实如此，那么我们的肉眼应较迟观察到该恒星。

如此一来，在我们眼中，两颗恒星的运行将不同步，而且它们的相对位置以及运行周期也将显得毫无规律。

现在我们来看一下第二个可能性。

图3.4 德西特的恒星实验

围绕彼此旋转的双子星与地球的运行轨道处于同一平面，在这个例子中，位于上方的恒星趋近地球，下方的恒星则远离地球。

爱因斯坦是对的—恒星的运动不会影响其发出的光线的传播速度。

在这种情况下，无论两颗恒星在其轨道上如何运行，它们所发射的光线都将同时到达我们眼底，因此，两颗恒星之间的间隔看起来将始终与我们预计的一样，也就是说，我们可以通过天文望远镜观测到恒星规律精准的系统运行。

那么，德西特观察到的实际情况又如何呢？他的天文望远镜观察研究显示，正如爱因斯坦的光速不变原理所预测的那样，双子星系的运行具有精准的规律性，没有观测到任何不规律或不对称的反常之处。在逻辑严密的数学分析结果的支撑下，他断定，爱因斯坦是正确的—光的传播速度确实与其光源的运动速度无关。

此后的无数检测结果也都证实，爱因斯坦的光速不变原理是正确的。比如1964年，欧洲核子研究组织（CERN）的科学家利用粒子研究设备进行了中性介子（一种亚原子微粒，能够随机发射速度为c的光波）的相关研究，他们先将中性介子的运动速度加速至0.99975c（相对于实验室），然后检测这些中性介子所放射的光线的速度。

支持牛顿理论的物理学家预测，中性介子的速度将与光速叠加，使得其放射的光波净速度达到1.99975c（相对于实验室）。然而，CERN的物理学家经多次测定发现，光波的传播速度依然为c。正如爱因斯坦的光速不变原理所预测的，光源（即中性介子）的运动状态对光速无任何影响。

1977年，麻省理工学院（MIT）的物理学家肯尼斯·布雷彻仿照德西特的恒星观测实验，对X射线脉冲星（即高速自转的中子星）进行了更加精确的观察研究。这些准确度达到十亿分之一的实验结果均证实了爱因斯坦的光速不变理论。

因此，爱因斯坦提出的光速不变原理虽然看似与常理相悖，但事实上是无比正确的—（真空中的）光速是一个恒定不变的常数，与光源和观察者的运动速度无关。宇宙的真实面貌远比我们想象的古怪诡秘。

爱因斯坦的光速不变原理意义重大，影响深远，它不仅是狭义相对论的物理根基，爱因斯坦的所有伟大预言也都源于此，而这一切都始于对匀速运动的一个全新变换。

光波所揭示的全新变换

在第二章中我们了解到，伽利略变换从数学视角诠释了伽利略对于匀速运动的主张—至少爱因斯坦的前辈们都是这样认为的。1905年6月，年轻气傲的爱因斯坦发表了关于相对论的论文，并指明，他提出的光速不变原理将推导出一个全新的匀速运动变换公式。

爱因斯坦推导出的这个新公式究竟有何特别之处？若将该公式应用于麦克斯韦的电磁理论，麦克斯韦方程组将保持不变。换言之，爱因斯坦提出的全新匀速运动公式能够令麦克斯韦的电磁方程组在进行变换之后保留完整原貌！

这是一个重大突破吗？是，也不是，因为爱因斯坦并不是首个提出该新公式的物理学家。

洛伦兹变换

20世纪初叶，荷兰物理学家亨德里克·洛伦兹展开研究，试图解开为何迈克耳孙-莫雷实验始终无法检测到以太存在痕迹的谜团（此外，爱尔兰物理学家乔治·菲茨杰拉德与其他学者也在进行类似课题）。洛伦兹提出，在原子的运动过程中，“以太风”会以某种方式压缩原子，因此也会反过来缩短实验中所用的标尺。

洛伦兹认为，光线在进入以太时，其速度会减慢，但同时，依据缩短了的标尺而得出的读数是有误的。由于减慢的光速与缩短的标尺长度相抵消，所以，虽然朝以太方向运动的光线其传播速度确实有所减慢，但测定结果却保持不变。

这样的解释似乎有些牵强，洛伦兹也有同感，但他已经尽力了，这已是他所能给出的最合理的解释。

尽管洛伦兹、菲茨杰拉德等物理学家的阐释均有缺漏之处，但这并不意味着他们的研究工作没有价值。为了计算以太对原子的压缩量，他们推导得出一系列方程式，之后，洛伦兹对这些方程式进行了扩展，并最终推算出闻名于世的洛伦兹变换。

前文已有提及，变换方程组（如伽利略变换、洛伦兹变换等）的工作机制与机器类同。把一个等式放入机器，一番运作之后，机器便会吐出一道全新的、“变换后”的方程式。物理学家们之前非常好奇，当一个方程式从一个静止的载体内部（即静止的参考坐标系）“变换”至一个匀速运动的载体内部（即运动参考坐标系）时，该方程式是否会发生变化以及具体会有怎样的变化，而变换方程组则为物理学家提供了一个绝佳的数学视角让人一窥究竟。

洛伦兹等几位科学家的研究成果表明，若将麦克斯韦方程组进行洛伦兹变换，其中包含的电磁规律将不会发生变化。换句话说，麦克斯韦方程组经洛伦兹变换之后所得到的，依然是同一组方程式。

我们也可更为正式地将其描述为，洛伦兹变换令麦克斯韦方程组在不同匀速运动参考系中具有“不变性”（“不变”这个数学术语天生讨人喜爱，含义为“不发生变化或更改”）。

洛伦兹变换在数学层面取得了理想的成效，但却无人知晓它在物理层面究竟有何含义—直至爱因斯坦横空出世。

1905年，爱因斯坦完成相对论的论文，但此时的他其实并不熟知洛伦兹与菲茨杰拉德的研究工作，毕竟他一周中有六天需要在专利局工作，与其他物理学家基本没有联络或交流，同当时的主流物理学界近乎隔绝，图书馆在他下班之时也已经悉数关闭。

所以，爱因斯坦在1905年的论文初稿中以光速不变原理为理论基础推导得出的变换方程，虽然与洛伦兹变换相同，但应是其独立完成的研究成果。不过，由于洛伦兹的研究结论发表在前，因此人们习惯性称其为洛伦兹变换，偶尔也有学者将该方程组称为洛伦兹-爱因斯坦变换。出于表达简洁的考虑，本书将采用前者（关于洛伦兹变换在数学方面的细节信息，详见附录A）。

爱因斯坦提出了所谓的洛伦兹变换，将其作为从静止坐标系到匀速运动坐标系的转化公式。而且正如上文已指出的，若将麦克斯韦方程组进行洛伦兹变换，在经过一系列代数运算之后，新得到的方程组与原来初始的麦克斯韦方程组是完全一致的。这又意味着什么呢？这意味着，麦克斯韦方程组不受匀速运动的影响。

这在物理层面又有怎样的含义呢？由于转换后新得的方程组与原始的麦克斯韦方程组毫无二致，这就说明，电磁现象不受匀速运动的影响。也就是说，麦克斯韦方程组其实并不违背伽利略关于匀速运动的论断。哈利路亚！这可太好了！

因此，与牛顿运动定律一样，麦克斯韦方程组终究还是与伽利略的匀速运动理论合流了。在爱因斯坦构筑的物理世界中，这一点尤为重要。基于这个结论，爱因斯坦在1905年提出了另一个核心基本原理—一个负载着爱因斯坦个人信仰的理论构想。这一原理旨在揭示物理定律的普适性特征，爱因斯坦将其称为相对性原理。

一个具有宇宙普适性的法则

假设现有两个完全相同的实验室，可以进行任何已为人类所知的科学实验。第一个实验室设置在一栋处于静止状态的建筑内，该实验室既没有开放门窗，也没有电话、收音机或电视之类的物品，一旦进入实验室，便再也无法接收外部世界的任何消息或信号。

第二个实验室同样处于与世隔绝的状态，与前者不同的是，它位于一辆牵引式挂车的车厢内部，该挂车装有绝缘隔震设备，正于光滑路面以每小时50英里（约80千米）的速度朝北匀速前行。若以相对论的术语描述，这两个实验室—这两个封闭系统是两个正相对做匀速运动的参考坐标系。

爱因斯坦提出，在所谓的静止实验室中进行的任何实验，其结果与在匀速运动实验室中得到的实验结果应完全一致。换句话说，一切物理现象皆不受匀速运动的影响。这是爱因斯坦提出的相对性原理的核心要义：

一切物理定律在所有（匀速运动）参考系中都是等价的。

一旦你身处某一密闭实验室，无论你做任何测试和观察，得到的结论与在另一个密闭实验室得到的结果都是一致的。你无法由此辨别，你所在的实验室究竟是处于匀速运动状态还是处于静止不动状态。

乍看之下，这似乎就是伽利略匀速运动理论的翻版，只不过是把匀速运动的船舱改换成了匀速运动的实验室—是的，确实是这样的。但需要注意的是，伽利略提出这个洞见是在1632年，这一理论只适用于当时已知的力学科学，而生活在1905年的爱因斯坦主张，伽利略的理论也同样适用于电磁学这一新兴学科。

为了将这一观点以数学语言进行表述，爱因斯坦采取了一个激进的做法。他决定放弃伽利略变换，宣称洛伦兹变换可同时适用于牛顿运动定律和麦克斯韦方程组。换言之，他认为，洛伦兹变换应取代伽利略变换，并可应用于一切相互做匀速直线运动的力学现象与电磁现象。

这样的处理方法一举解决了牛顿运动定律和麦克斯韦方程组在伽利略匀速运动理论方面的分歧，然而，这是要付出代价的—那就是，须对牛顿的运动定律作出修改。

你感觉到这其中的讽刺意味了吗？彼时的物理学家致力于探寻一种方法，使麦克斯韦方程组可以如牛顿运动定律那样不受匀速运动影响，爱因斯坦同样认为，麦克斯韦方程组确实不受匀速运动影响，但其前提条件是要用洛伦兹变换来反映该匀速运动。

按照爱因斯坦的观点，卓越崇高、人人奉若神明的牛顿运动定律是存在漏洞的—它们只适用于运动速度远低于光速的实体。为了更加准确地描述事物的运作原理，我们必须抛弃牛顿学说，转而接受时间和空间是相对的，我们必须运用“经相对论修正过的”牛顿运动定律来反映现实世界（后文将对此再做详述）。

之后，这位无畏的专利审查员又往前迈了一大步。生性大胆的爱因斯坦提出，他的相对性原理不仅适用于力学与电磁学范畴，更可运用于一切物理现象。爱因斯坦断下如此结论的根基又在何处呢？纯粹出于直觉。这个被他称为相对性原理的理论掷地有声地宣称：（身处封闭系统的）任何人都无法依据任何日常实体、电、磁、光波或其他任何物理现象判别该系统是处于匀速运动状态还是静止状态。

本质上，爱因斯坦的相对性原理就是将伽利略提出的相对性理论的适用范围推广至一切物理现象。它告诉我们，当我们描述自身运动状态时，必须选取一个参照物。也就是说，不存在“绝对静止”的参考坐标系。它还说明，物理定律在一切匀速运动的参考系中都具有相同的数学表达形式。伽利略的相对性主张在爱因斯坦的拓展提升下，已然成为一个具有宇宙普适性的法则。

总的来说，爱因斯坦的狭义相对论是基于上文所述的两个原理而提出的。光速不变原理认为，光速不受光源或观察者的运动速度所影响。相对性原理则提出，一切物理定律（或方程组）在所有匀速运动参考系中均是等价的，即它们也不受匀速运动的影响。

深远内涵

早在19世纪和20世纪交替之际，牛顿定律与麦克斯韦方程组之间的冲突就广为物理学界所关注，寻找解决分歧的方法刻不容缓。在这条探寻答案的荆棘之路上，其实已有许多物理学家，特别是洛伦兹和法国物理学家亨利·庞加莱迈步启程，然而，走到终点的只有最终提出了狭义相对论的爱因斯坦。

为什么呢？因为要解决这个深刻的矛盾，必须大胆地丢弃一些深入人心的理论假设：（1）光的传播须以以太为媒介；（2）时间和空间是绝对的。唯有爱因斯坦具备这样的视野与勇气，敢于突破这些早已根深蒂固的藩篱桎梏。

爱因斯坦以光速不变原理与相对性原理为理论框架，提出时间与空间是相对的—这些基础性实体会随着相对运动的改变而改变。下一章将正式开始探索这个古怪而又充满魅力的诡秘世界。

① 本书中的英制单位数据涉及举例和计算说明的，为了便于读者直观理解，后文不再直接换算为国际单位，仅在数据首次出现时括号附注国际单位。—编注