本书从数学的视角梳理了人类对引力、时间和空间的认识过程。自19世纪中期以来，人类的时空观经历了从伽利略相对性原理、狭义相对性原理到广义相对性原理的变化，而相对性（或称协变性）恰恰是现代微分几何中的核心观念。以此为主要线索，本书介绍了万有引力定律、狭义相对论和广义相对论的提出和发展历程，揭示了这些理论与微分几何的内在联系。本书通过一些简明的数学推导解释了水星进动、星光偏折、引力红移、宇宙膨胀、引力波、黑洞等物理现象，展现了微分几何和广义相对论是如何改变人类对客观世界的认识的。 本书可作为应用数学、物理学及相关专业本科生与研究生的课外读物，也可作为大学教师、工程技术人员的参考资料。