年的历史及科技，这一工作是在一种全球史观的背景下进行的。李约瑟考察
中国的具体的科技史料时，发现它们的焦点往往在宋代。不管在应用科学方
面或在纯粹科学方面都是如此。特别应该提到的是水利工程的改进以及它们
的扩大应用，如闸门和新的测量仪器等。在宋代，至少有496 项水利工程收
到了效果，而唐代只有91 项。在建筑方面，李诫在公元1100 年所著的《营
造法式》是中国建筑工程的经典著作。宋朝的代数学达到了古代中国的最高
峰。最重要的，对人类作出最大贡献的还是化学，它是在唐代道观里不知名
的实验室里开展起来的，现在终于的确出了成果：火药成了有用的武器——
宋金之战便是它的第一个试验场。最迟在公元1000 年左右，宋朝人就已经用
弩炮来发射出“炸弹”了。在公元1040 年左右写的《武经总要》这一巨著中，
就已确定了“火药”这一名称，并且记载了抛射武器、毒气和信号弹、喷火
器以及其它新发明的迅速发展。
另一项伟大发明——活字印刷术，也出现在这一时期，沈括在《梦溪笔
谈》里详细记载了它的发明人及工作原理。而《梦溪笔谈》正是一部伟大的
科技著作，科学的内容占全书五分之三，包括许多天文学、数学以及化石方
面的记载，还包括凸雕地图和制图方面的注意事项、冶金方法的描述以及占
很大篇幅的生物学观察。中国古代的另外一项伟大发明，也在这部书里有了
最早的描述，那就是罗盘。
如果说中国古代有具有独特特色的一种学科，并且在现代还有发展的
话，那就是中医学及药物学。从第一个大医生扁鹊，第一部医书《黄帝内经》
开始的中医传统，划过了一条明亮夺目的轨迹，到明朝出现了一个总结性的
人物李时珍，他的《本草纲目》，无疑是明朝最伟大的科学成就。李约瑟指
出，李时珍在和伽利略—凡萨利乌斯（16 世纪德国名医，现代解剖学的奠基
人）的科学运动完全隔离的情况下取得如此辉煌的成就，这对任何人来说都
是难能可贵的。《本草纲目》共62 卷，详细叙述了约一千种植物和一千种动
物，并说明它们在药用上的价值和可能具有的价值。他还非常精确地讨论了
蒸馏法及其历史、预防天花的牛痘接种、水银、碘、高岭土和其他物质在治
疗中的用途等等。
总体来说，李约瑟这部《中国科学技术史》是一项开创性的工作，向全
世界说明了古代中国人的聪明智慧对人类文明的发展作出了多么巨大的贡
献。
精彩篇章推荐
对具体学科在历史上的情况感兴趣的读者，可以按我们在内容梗概中的
说明选读相应的分卷。试图了解一般情况的读者，我们推荐以下章节。
第一卷第一章，序言本书写作的缘由和科学史的写作方法。
第五、六章，历史概述中国科技史概述。
第七章，中国和欧洲之间传播科学思想和各种技术的情况作者反
驳了形形色色的“传播论”，论证了中国人的独立发明和发现。
精彩语言辑录
△没有一个民族或一个多民族集体曾经垄断过对科学发展所作出的
贡献。
△中国所能提供的古代原始资料比任何其它东方国家、也确实比大
多数西方国家都要丰富。
△中国则是全世界最伟大的有编纂历史传统的国家之一。
△罗马的文化在劳动人民中的根基是如此之浅，以致不能抵御这一
变化。相反的，即使在汉代中国，文化也已深深地植根在广大的农民大
众之间。
△过去，中国是和外界有接触的，但是，这种接触从来没有多到足
以影响它所特有的文化以及科学的格调。
《狭义和广义相对论浅说》
作者：爱因斯坦
成书时间：1916 年
类别：科普读物
版本推荐：上海科学技术出版社版
书海领航
提到相对论，人们马上就会联想起一个伟大的名字：阿尔伯特·爱因斯
坦。曾任英国皇家学会会长的汤姆孙1919 年说：爱因斯坦的理论是“人类思
想史中最伟大的成就之一”，“它不是发现一个外围的岛屿，而是发现整个
科学新思想的大陆。”物理学家狄拉克认为爱因斯坦的引力理论“大概是（人
类）已经作出的最伟大的科学发现”。说这些话的时候，正是天文观测精确
地验证了爱因斯坦关于光线在引力场中会偏转的预言之时，这轰动了全世
界。
爱因斯坦是什么人？他怎么能享有如此崇高的声望？
爱因斯坦（1879—1955）是个犹太人，生于德国。1900 年他毕业于瑞士
苏黎世工业大学。由于他具有独立思想和离经叛道的性格，大学一毕业就失
业。两年后他在伯尔尼瑞士专利局找到技术员的固定职业。他利用业余时间
在1905 年3 月到6 月这4 个月内，写了4 篇论文，在物理学3 个不同领域（辐
射理论，分子运动论，力学和电动力学的基本理论）都分别取得了有历史意
义的成就。其中的一篇《论运动物体的电动力学》，提出了根本不同于传统
观念的空间、时间理论，这被他后来称为“狭义相对论”。这个理论只是在
德国比较受人注意，其他绝大多数物理学家都不接受它。而爱因斯坦没有理
会这些，继续他的研究，其间也有停顿，也有挫折，但到了1915 年底，他已
有了结论。第2 年初，他写了一篇完整的总结性论文《广义相对论的基础》。
广义相对论是一种引力理论，以它思想的深湛、丰富和形式的完整、美
丽而令人赞叹。可是在它产生以后，能够验证它的实验事实却非常之少，有
人甚至慨叹说：“爱因斯坦的广义相对论是何等美丽的理论，可是实验却少
到令人羞愧。”还有人认为，广义相对论是理论物理学家的天堂，实验物理
学家的地狱。最初的轰动效应过去了，广义相对论一度成为冷门，但随着实
验手段的进步，它又形成研究的热潮。
爱因斯坦是获得过两次诺贝尔奖的伟大的科学家。第一次获奖是因为光
子理论，第二次才是相对论。虽然他已发表了狭义相对论的论文，他仍然愿
意写一些通俗的读物，把这一20 世纪最伟大的科学发现介绍给更多的人。我
们在这里不得不提一下枯燥的版本学。这本小书是1916 年，即广义相对论发
表那一年就写了的，他显然十分喜欢这项工作，不断地修订再版，直到他去
世前3 年，即1952 年，出版了它的第15 版。
内容梗概
虽然这本书是通俗读物，作者选取的事例——火车、箱子——也易于理
解，但爱因斯坦是按照严格的逻辑推出它的结论的，本文限于篇幅，显然不
能这样做。书里有许多著名的公式，虽然不是特多，本文的体裁也不容许写
进它们，但我还是保留了最著名的一个。
下面我们一起来看看爱因斯坦在何种条件下发现了这样的伟大理论。
19 世纪末20 世纪初，伽利略和牛顿创立的经典力学受到了强有力的挑
战，物理学的宏伟大厦摇摇欲坠，为解答以太之谜，洛伦兹与彭加勒都做出
了巨大努力，他们在一只手已叩响相对论的大门时停下了。他们囿于牛顿关
于绝对时间和绝对空间的观念，不能做出根本性的突破。青年爱因斯坦没有
思想包袱，有的是独立的批判精神，自然界的统一性的思想，他不能容忍自
然现象的统一性被破坏。
早在200 年前，伽利略就发现，所有的惯性系，对于表述力学定律都是
同样有效的，平等的，不存在任何特殊的惯性系，这就是说，任何力学实验
都无法辨别惯性系本身的运动状态。这种运动的相对性，在古典力学中普遍
存在，但在麦克思韦电动力学中不能成立，因为它只适用于静止的坐标系。
爱因斯坦认为，这种不对称不应是自然界所固有的，问题大概出在我们了解
自然界的概念和理论上。他发现，只要把作为古典物理学基础的空间和时间
概念进行适当的修改，这种“不对称”就可以消除。他在一个最平凡、最简
单，也最不成问题的问题上找到突破口，这就是所谓“同时性”问题。他设
计了一个纸上的实验证明，两个在空间上分开的事件的所谓“同时”，取决
于它们相隔的空间距离和光信号的传播速度，在静止的观察者看来是同时的
两个事件，在运动的观察者看来就不可能是同时的。这就是同时性的相对性。
由此可见，时间与空间并不是井水不犯河水各不相干，而是存在着本质的联
系，并且都同物质的运动有关。对于不同的惯性系，时间的量度不可能是相
同的。那么，牛顿所认为的同空间和物质运动无关的，对任何惯性系都一样
的“绝对时间”是不存在的。同样地，同物质运动无关的静止的“绝对空间”
也是不存在的。既如此，爱因斯坦干脆地宣布，根本不存在所谓“以太”。
这就完全改变了人们的时空观。
爱因斯坦着手建立一个统一的物理理论。他把伽利略力学运动的相对性
原理扩展开来，使之包括所有物理定律。把它提升为公理；又把观测和实验
得来的光速不变也提升为公理。如果两者同时成立，不同的惯性系的各个坐
标之间必然存在一种确定的数学关系，这就是洛伦兹变换。通过这种变换，
他推导出，运动的尺子要缩短；运动的钟要变慢；任何物体的运动速度都不
能超过光速。由这个理论来看，以前的矛盾都解决了，古典力学定律成了物
体在低速运动时的一种极限情况。自然现象在运动学方面显示出统一性。这
就是“狭义相对论”。
相对论不仅引起了时空观的革命，也带来了整个物理学的革命，产生了
深远的影响。其中最突出的，是关于物体的质量和能量相对性的推论，即Ｅ=mc2。这为以后原子弹的制造、核能的和平利用打下了理论基础。
1916 年发表的《广义相对论的基础》则完成了现代物理学大厦的封顶工
作。爱因斯坦发现，现实的有物质存在的空间，不是平坦的欧几里德空间，
而是弯曲的黎曼空间；空间的弯曲程度取决于物质的质量及其分布状况，空
间曲率就体现为引力场的强度。这就在更深一层意义上否定了牛顿的绝对时
空观。广义相对论实质上是一种引力理论，它把几何学与物理学统一起来，
用空间结构的几何性质来表述引力场。它同牛顿的引力论有本质的不同，但
在日常人们接触到的现象中却分辨不出两者结果的差异。爱因斯坦提供了三
个可供实验验证的推论。第一是水星近日点的进动，这在当时就得到完满解
决。第二，在强引力场中，时钟要走得慢些，因此从巨大质量的星体表面射
到地球上的光的谱线，必定显得要向光谱的红端移动。这在1925 年得到观测
验证。第三，光线在引力场中的偏转。这在第一次世界大战结束后的对日全
食的观测中得到了验证，使广义相对论顷刻间闻名于世。
在这本书的第三部分，爱因斯坦应用他的理论对宇宙的模式进行了一些
探讨。
爱因斯坦不仅在科学上做出了如此杰出的贡献。他热爱和平、曾经给罗
斯福总统写信，敦促美国研制原子弹，赶在法西斯成功之前，用以结束战争。
他性格既骄傲又谦虚，�