你以為你以為你自己的時間，就是真正的時間嗎？每個人的理解其實都大同小異。《沙灘上的愛因斯坦，生活中的相對論》講述以愛因斯坦為首的物理學家先後提出、完善和驗證相對論的歷史。最後是如何不得不跨出革命性的一步，才能走向更精妙、更簡潔的相對論？自此，人類重新改寫了對於時間、空間、物質、速度、引力的基本認知。
截長補短：伽利略與愛因斯坦
十七世紀的義大利，天才伽利略（Galilée，1564-1642）發表了一個通用於物質運動的定理，就是後來的相對性原理。而在1905年，年輕的愛因斯坦成功將其延伸到電磁波的傳播，包括可見光與紅外線、紫外線、無線電波等不可見輻射都能適用。最重要的是，愛因斯坦成功讓自己的相對性原理（即我們現在說的狹義相對論）延續伽利略的版本。
不過與此同時，伽利略與愛因斯坦也在運動學領域上分道揚鑣。運動學是描述「自由」物體（不與其他物質相互影響）如何運動，與動力學這個描述力如何影響物體運動的領域完全相反。愛因斯坦用一個嶄新的方式徹底顛覆了伽利略運動學：時間與空間的概念從原先的各自獨立變成緊緊相依，還有意想不到的特性。
全新的相對性原理
「相對性」這個術語由此看來的確名符其實。此原理意味著，所有處於慣性狀態的觀察者，在物理定律之前一律平等，不會有半分差異。在這種情況下，根本無從認定自身或旁人有無移動。換句話說，唯有觀察者之間的相對運動能被彼此察覺。至於能讓所有觀察者有同樣感受的「絕對運動」或「絕對靜止」是不存在的。
為何愛因斯坦要與時間概念分道揚鑣呢？
因為伽利略運動學有一個意想不到的問題。之前提到過，運動學是用來描述不受外力干涉的「自由」物體運動，而這樣的運動基本上只與時間和空間有關！所以從運動學可看出空間與時間的特性，以及兩者之間的關係……
雖然新公式能解決問題，但竟是以一種奇怪的方式來「攪和」時間和空間，很難與慣用的時空觀念聯想在一起，這個難解的謎直到1905年才真相大白。愛因斯坦這時了解到，他可能需要徹底大改造伽利略和牛頓使用的古典框架，尤其得拋棄絕對的時空概念。
不久後，德國物理學家赫爾曼．閔考斯基（Hermann Minkowski，也是愛因斯坦的老師）提出四維時空概念，不但被認為是最適合用來作為新運動學的座標轉換框架，也被用作愛因斯坦狹義相對論的數學形式。
宇宙中唯獨兩樣事物為無限：宇宙的大小，與人的愚蠢。但宇宙的大小我卻不能肯定。
當物理學家發現重力透鏡和重力波，解釋如何利用相對論來探測並研究黑洞，再把廣義相對論的原理丟到宇宙學的研究中，讓原本備受同行質疑的黑洞理論忽然間變得十分合理，甚至能夠證明黑洞的存在！
凡事都應該弄得愈簡單愈好，但別把它簡化了。
從狹義相對論到廣義相對論，相對論開創了全新的宇宙學。愛因斯坦如何給宇宙學定下基礎的研究框架？而在他之後的科學家又是如何結合實驗觀測、推翻其中的關鍵假設並得到新的結論？例如：宇宙從未停止膨脹，宇宙始於一次大爆炸……神奇的是這些新穎的觀點非但沒有一腳踢開愛因斯坦和他的理論，反而進一步證明了廣義相對論的有效性！
▲本文節錄：【沙灘上的愛因斯坦，生活中的相對論】一書
