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陈学雷
中国科学院国家天文台宇宙暗物质与暗能量研究团组研究员
每个学习相对论的人，都不免产生这样一种疑问：相对论的发明者最初是怎样打破直觉中根深蒂固的“绝对时间”观念的？爱因斯坦曾回答说，一般人小时候就搞懂了时间是怎么回事，此后就不再考虑它了，而他本人却始终搞不明白，于是持续地思索时间的本质，最终获得了更深刻的认识。这一大智若愚的回答固然非常励志，但也使这一发现更显得神秘和遥不可及。
《爱因斯坦的时钟与庞加莱的地图》一书将相对论的发现置于一个更易理解的历史背景之下。爱因斯坦确实在持续地思考时间的本质，但并非仅仅是面壁坐禅式的冥思苦想，而是在专利局中审阅了许多有关时间同步的专利申请，这为他提供了一种从实验观测角度理解时间的视角。实际上，在相对论被提出前的半个世纪里，随着火车和电报的大量使用，究竟怎样定义时间、如何同步不同地区的时间，是一个有重要的现实意义并被广泛研究和讨论的问题。我们今天习以为常的经纬度、统一时间制度和时区制度，并非唯一的选择，而是经过人们在对许多不同方案的激烈争论和许多妥协后才被采纳的，这些争论既涉及科学、技术、历史和方便实用性，又牵扯到国家影响力、政治和商业利益。相对论的另一位发明者数学家——庞加莱，以他在动力学理论中提出的“庞加莱映射”方法和发现混沌现象而著名。不过，一语双关，英文中“映射”和“地图”是同一个词（map），而作为法国经度局的局长，庞加莱也面临着如何划定经纬度和绘制地图的问题。当庞加莱在哲学上提出约定论思想的时候，经纬度和时间制度的争论及解决为他提供了鲜活的例子，并同样引导他更多地从实际操作的角度去理解时间。
基于这些历史背景，爱因斯坦和庞加莱能取得这种革命性的突破，就不那么难以理解了。本书以广阔的视角展示了这段复杂而又有趣的科技史，是一本非常值得一读的科普读物。