1小时看懂相对论（漫画版）

1小时看懂相对论：漫画版

武子 著

人民邮电出版社

北京

图书在版编目（CIP）数据

1小时看懂相对论：漫画版/武子著.--北京：人民邮电出版社，2020.5

ISBN 978-7-115-47655-5

I.①1... II. ①武... II. ①相对论一普及读物IV.①O412.1

中国版本图书馆CIP数据核字（2020）第000847号

定价：59.00元

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内容提要

看1小时漫画，解相对论谜题，广义狭义都涉及，读完就能吹牛皮。

科学固然深入，表达亦可浅出，本书就是一本用漫画形式通俗讲解相对论知识及史话的物理书。书中将100年前相对论的成果以及沿用至今的理论划分成了一个个知识点，并以风趣幽默的文字及夸张的漫画表达方式讲述出来。让读者在腹肌笑抽筋儿的同时，不知不觉便恍然大悟——宇宙原来是这么回事！

本书适合广大的物理爱好者，尤其是对相对论感兴趣的读者阅读。

作者序

都说出本书，得找几个有名气的哥们儿给写个序，捧捧场，壮个门面，这样好卖。武子是第一次写书，圈里没啥朋友，找不着大咖给写序，于是我就问小编咋办。小编说，如果没人给写，那咱就自己个儿写一个，你看哪本书翻开就是正文？不都得有个序、引文、前言啥的铺垫一下吗？我觉得编辑说的贼有道理，于是就有了这段傻乎乎的文字。

我从小就喜欢看漫画，如《七龙珠》《圣斗士》《乱马1/2》《机器猫》《幽游白书》《篮球飞人》等。上课的时候也总是低着头，因此经常得到老师表扬说我上课从来不说话。不过，上物理课时我都是抬着头的，因为兴趣使然。物理这个学科本身门槛挺高，又是定义又是公式，让人不容易看懂，因此很多人放弃了物理，但其实人们对新奇的事物都有好奇心。

大概在两年前，我无意中翻到一本关于相对论的科普书。毋庸置疑，爱因斯坦的伟大理论一定会吸引热爱物理的小伙伴，当然我也不例外。然而，这本书讲述知识的方式实在有点死板枯燥，语言不够流畅，文字也缺乏趣味，可以说，阅读体验极差。本来好好的知识，讲出来就是这么硬邦邦的，看得真叫人捉急！那时候，“混子曰”公众号的历史漫画正火爆得一塌糊涂，我也在看，觉得这种传播知识的方式实在有意思，于是就萌生了画物理漫画的想法，然后便开始尝试制作，并在自己的公众号里发布。

有些读者一直说我的漫画与“混子曰”的感觉有点像，我既不否认也不回避，因为我压根儿就没想回避。实际情况是，我在看“混子曰”之前，几乎不画漫画，那你说我不像他像谁呢？我的公众号名字都是仿“混子曰”的——“武子曰”，摆明了模仿啊！当然了，当时也只是玩的心态，所以起个很像的名字，谁知道得到了很多朋友的喜爱和支持，结果没几天画物理漫画就成了我生活里的正经事儿了。

说起来，物理是一门严谨的学科，因此，正经地说，传播物理知识本来需要用严谨的文字和数学公式来表达。然而，文字一旦严谨，趣味性就必然会下降，内容里只要一出现数学公式，就会让很多读者望而却步。这也是做科普最无奈的地方：越严谨越难普及，而容易普及的话，内容就可能不够严谨。于是，我只好在两者之间尽量找平衡。

坦率地讲，这本书肯定不是一本严谨的物理书。举个例子，牛顿曾认为宇宙存在绝对时间，意思是说时间流逝对所有人都一样，宇宙有一个标准钟，大家都用这一个钟看点儿就对了。而在爱因斯坦看来，时间的流逝因人而异，宇宙并不存在统一的时间和钟表。于是，我在书中写道：“在爱因斯坦看来，宇宙里应该是‘人手一个钟，各走各的点。’”但这句话就很不严谨，严谨的说法应该是：“不同惯性参考系之间时间流逝的速度不同，同一惯性参考系内时间流逝的速度相同。”但这样的说法会让内容变得没意思，还不容易理解。事实上，大多数科普书都是这么写的。而我的想法是，既然用漫画讲相对论，那本书最大的目的就是要让读者看得高兴，乐得出来，能看得下去，最起码能够让读者看懂相对论大概齐在说什么，看完以后，脑子里至少对相对论有个整体的概貌。正因如此，牺牲掉一部分严谨性反而是必要的了。所以，内容不够严谨是肯定的，但武子的态度绝对认真！

在武子精心打造的这本科普漫画书中，对于每一个知识点，武子都绞尽脑汁，力求找到一个有趣的故事去讲解，所以不夸张地讲，你可能会从头笑到尾。不过老实说呢，1小时可能还真看不完，但我敢保证，这本书绝对能够做到，让你在最短的时间内，在嘻嘻哈哈之余，了解相对论这个20世纪最伟大的物理学理论。

第1章　一张物理学“藏宝图”

牛顿三定律、万有引力、相对论、量子力学、弦论、暗物质、暗能量，相信这些物理学名词对很多人来说并不太陌生。

物理学作为基础学科，其发展受到了全世界的普遍关注。在信息爆炸的今天，小伙伴们或多或少会从朋友圈、公众号、头条新闻、维基百科等渠道上读到过其中一二。

但是，对于非物理专业的普通读者而言，大多数人对这一学科的整体面貌并没有形成一幅清晰的图像。接下来，让我们一起站在上帝的视角，居高临下，共同领略这一人类伟大智慧结晶的昨天、今天和明后天……

经典物理学

简单地说，经典物理学就是符合人类常识的物理学。

无疑，这里首先要说的必然是大神牛顿。作为现代科学的奠基人，牛顿在经典力学、光学、宇宙学、天体物理学甚至数学领域都做出了伟大的贡献，最为我们熟知的莫过于牛顿三定律、万有引力定律和微积分。

另一个必须要提的名字就是詹姆斯·克拉克·麦克斯韦，那个创造了被誉为科学史上最美方程组的人，他亲手树起了电磁理论的里程碑，预言了电磁波的存在。

相对论

1905年，人类科学史上最伟大的物理学家之一阿尔伯特·爱因斯坦横空出世，26岁以一招狭义相对论划破长空，成为相对论的开山祖师；又在10年后领悟神级技能广义相对论，技惊四座，独领风骚。相对论是迄今为止人类最伟大的科学成果之一，它冲破了经典物理学的束缚，打开了人类探索宏观世界运动规律的全新篇章。

量子力学

量子力学是研究原子和亚原子尺度的物理学，为人类开启了通往微观世界的大门，它与广义相对论并称现代物理学的两大基础理论。量子力学的舞台大师云集，群星闪耀，由以尼尔斯·波尔为首的众多世界级物理大神共同打造。

未来物理学

广义相对论负责照看宏观物体的运动规律，量子力学专门窥探微观世界的物理法则，它们分别在各自的领域工作得很不错，但在两者的结合上，人类遇到了难以逾越的鸿沟。

物理学的终极目标，是找到一个能够描述从宏观到微观所有物理现象的万物理论，它被称为量子引力理论。

已经有很多人在这条道路上艰难地摸索着，他们发展出了弦论、圈量子引力论等一系列科学理论，目前这些研究工作仍处在进一步的探索当中。

另一个现代物理学没搞定的问题是这样的：在宇宙中，人类目前能够观测到的物质能量只占宇宙物质能量总数的5%，其余看不见的95%被我们称作暗物质和暗能量。目前，还没人清楚它们究竟是什么来头。以上图片描述了物理学发展的大致情况。

以上图片描述了物理学发展的大致情况。

历史的经验告诉我们，当人类努力解开一个困扰已久的谜题时，往往会发现，我们又遇到了新的谜题。

就像曾经辉煌灿烂的经典物理学最终导致了相对论和量子力学的诞生。

今天我们所能看到的全部，或许只是一张完整地图的冰山一角，在这之外，可能还有更大更广阔的未知天地等待着我们去发现。

第2章　相对论究竟什么鬼

提起相对论的由来，人们总是会引用1900年爱尔兰物理学家开尔文男爵的那个经典比喻：

“在19世纪末晴朗的物理学天空中，远远地飘浮着两朵小小的乌云。”它们分别是在迈克尔逊-莫雷实验和黑体辐射研究当中遇到的两个问题。

然而，在那个经典物理的辉煌年代，几乎所有人都对物理学的大统一持乐观态度，人们认为这不起眼的乌云不久就会散去，物理学的天空很快会呈现出一片光明。

可是，又有谁能料到这两朵小小的乌云将给物理世界带来怎样的狂风暴雨、电闪雷鸣。

其中之一最终孕育出伟大的相对论。

300多年前，现代科学之父牛顿说：物体的速度是相对的，快慢要看跟谁比，同一物体的运动速度在不同人的眼中是不同的。

100多年后，经典电动力学创始人麦克斯韦预言光是电磁波，速度为300000千米/秒。

不幸的是，“电磁王”英年早逝，留给后人无限的遗憾。

追随着牛、麦二人的足迹，后人很自然地认为光同样遵循速度叠加法则。

就是说，在不同人的眼中，光速应该不同。

然而，19世纪末，全世界一系列测量光速的实验呈现出相互矛盾的结果。一时间，光速问题变得扑朔迷离。其中，1887年的迈克尔逊－莫雷实验引发了世界性围观。这一实验结果显示，光速对于不同运动状态的观测者而言是一样的！

迈克尔逊－莫雷实验结果：光速在任何人的眼中是恒定的。这是我们故事的主线，请记住它！

光速恒定，这显然与牛顿速度叠加法则矛盾，而速度叠加早已成为人们的生活常识。面对迈克尔逊－莫雷实验出人意料的结果，物理学家试图努力找出实验错误或尝试用各种补救的说法对其做出解释，其中包括“以太拖曳假说”和“长度收缩假说”等，然而各种尝试均未能得到事实的有力支持。

19世纪末，原本晴朗的物理学天空中，远远地飘浮着两朵乌云，其中之一就是光速恒定与速度叠加的矛盾。

1905年，人类历史上最伟大的物理学家之一、本书的男主——阿尔伯特·爱因斯坦横空出世。

他用极具洞察力的眼光和革命性的思想指出，如果我们放弃速度叠加法则，而把光速恒定这一实验结果作为前提假设进行思考，就能建立区别于牛顿的全新时空观，从而化解由来已久的矛盾。于是，人类科学史上最伟大的物理理论之一——相对论由此诞生。