常識通常很好用
想像你坐在一列平穩的火車上，閉著眼，拉上窗簾。只要行駛足夠平穩，你根本感覺不到自己在不在動。你可以照樣玩接球、倒飲料，或走到餐車去，和你靜止地站在車站裡時一模一樣。這個日常事實有個氣派的名字：相對性原理——無論你是「靜止」還是以恆定速度滑行，物理定律給你的感覺都一樣。
由此引出一條關於速度的簡潔規則。你在時速 100 公里的火車上以時速 5 公里向前走，地面看到你的速度就是 105 公里。速度只要相加就好。幾個世紀前伽利略就注意到了這一點，所以我們叫它伽利略相對性。它和你一輩子的經驗都吻合——而這恰恰是為什麼接下來的事讓人覺得「不講道理」。
裂縫：行駛的船上打開手電筒
現在把拋出的球換成一束光。站在一艘高速行駛的船上，向前打開手電筒。常識在你耳邊低語，配方還是老一套：光的速度應該等於它本身的速度，加上船的速度。但所有精密實驗都說：不對。光速對甲板上的水手，和對岸邊休息的朋友，量出來都一樣。加上船的速度，毫無影響。
ball: thrown at 5 + ship at 30 = 35 (matches your gut) light: speed c + ship at 30 = c (gut says wrong, nature says right)
常識從頭到尾只是一種近似
溫和的真相是這樣的。我們對空間和時間的日常感覺並非嚴格正確——它是一種極好的近似，只要物體的速度遠遠低於光速，它就管用。火車、飛機，甚至火箭，和光相比都慢得像爬，所以老一套的「速度相加」規則誤差小到幾乎為零。誤差確實存在，只是太微小，根本察覺不到。
可是，一旦把速度推向光速，那些裂縫就會擴張成峽谷。為了讓光速對每個人都相同，大自然寧願去扭曲我們最信賴的東西：尺子的長度和鐘的滴答。這聽起來荒唐——也理應讓你覺得荒唐——但這恰恰是實驗所要求的。
我們將如何攀登——一個誠實的承諾
起步時你不需要任何數學或物理基礎。我們會先用火車、船和光束來建立直覺，把數字留到很久以後，等圖景已經清晰了，再輕輕引入。每當相對論聽起來像變魔術，我們都會停下來，說明它其實只是一套必須如實記帳的帳本。
- 從你所在之處出發。我們先弄清楚「視角」到底意味著什麼——一個用來測量的參考框架。
- 直面那個倔強的事實。接著我們和「光速恆定」相處一段時間，直到它不再顯得荒謬。
- 順著推論走下去。最後，我們讓這一個事實去重塑時間與空間——從容地，一步一步來。