這是物理學家李淼寫給孩子的關于相對論的普及讀物。愛因斯坦的相對論是科學史上的瑰寶，它推動了20世紀的科技革命，給我們的世界帶來了翻天覆地的變化。它改變了我們對時間、空間、物質、運動等的認知，它一系列夢幻般的預言一一應驗，包括近年來被探測到的引力波。在本書中，淼叔從這一舉世矚目的事件講起，將引力、時空、光速等不易理解的概念，用故事的方式講給孩子。書中也有大量精彩插圖，配合各種有趣的思想實驗，帶孩子了解這一對現代物理影響巨大的領域。
大物理學家、暢銷科普作家李淼教授“給孩子的物理學”系列第三本，帶孩子了解科學史上的瑰寶、愛因斯坦的偉大理論——相對論。他以舉止矚目的引力波探測事件切入，巧妙地用科學家的故事、有趣的思想實驗，將這一對大學生來說都稱得上艱深的主題講給孩子，讓他們了解這一人類文明的至高成就。
2017年10 月3 日，2017 年諾貝爾物理學獎塵埃落定。它被頒給了美國物理學家雷納·韋斯、基普·索恩和巴里·巴里什，以表彰他們領導建設激光干涉儀引力波天文臺（簡稱LIGO），進而首次直接探測到引力波的偉大成就。
事實上，愛因斯坦于1915 年就提出了廣義相對論；這是他一生中提出的最偉大的理論，我在后面會詳細為你介紹。僅僅在一年之后，也就是1916年，他就用這個理論預言了引力波的存在。但直到整整100 年后，也就是2016 年，人們才能真正地探測到它。你看，是不是很奇怪？眾所周知，20 世紀科技發展日新月異。那為什么要花整整100 年，才能揭開引力波的神秘面紗？這節課，我就來為你解答其中的奧秘。
首先，我來講講什么是引力波。讓我們做個思想實驗。想象一個很大的池塘，里面有非常平靜的水面。如果往這個池塘里扔一顆小石子，原本平靜的水面立刻會泛起波紋，或者說漣漪。這些漣漪會一圈圈地向外擴散，從而讓整個池塘的水面都隨之波動。如果原來的水面上還漂浮著一艘小木船，那它就會隨水波而上下起伏。
現在，我們把這個池塘的水面想象成時空本身，也就是時間和空間的總稱。廣義相對論認為，有質量的物體可以讓時空本身發生彎曲。而當有質量的物體發生劇烈運動的時候，它就可以像那顆小石子一樣，讓時空本身也泛起漣漪。這些漣漪同樣會向外傳播，從而讓遠方的物體也隨之起伏。這種時空的漣漪就是引力波。
那要是引力波傳到地球，會造成什么影響呢？答案是，它會使與其傳播方向垂直的空間發生周期性的形變。換句話說，當引力波經過的時候，與之垂直的空間會不斷地收縮或擴張：橫向收縮，縱向就擴張；橫向擴張，縱向就收縮。由于空間本身在形變，置身于其中的物體自然也會跟著形變。也就是說，當引力波傳來的時候，小到一把尺子，大到整個地球，都會發生周期性的伸縮。
可能有些小朋友會擔心：“要是引力波傳來的時候，把我們拉壞了該怎么辦？”其實完全沒有擔心的必要。這是因為引力波使物體發生形變的比例特別小。到底小到什么地步呢？大概只有十萬億億分之一。打個比方：如果你的尺子長達1000 千米，也就是從北京到上海的直線距離，那引力波大概能使它變動一千萬億分之一米，相當于一個原子核的直徑。如果你的尺子長達10 萬光年，也就是我們銀河系的直徑長度，那引力波大概能使它變動1 米。
其實，這正是科學家要花整整100 年才能探測到引力波的原因：因為它實在太微弱、太難測了。事實上，就連愛因斯坦本人都不相信人類能測到引力波。更夸張的是，他甚至一度想要否定引力波的存在。下面，我就來講講這段有趣的往事。
