广义爱因斯坦相对论公式中的内容，他解释了引力作用和加速度作用没有差别的原因还解释了引力是如何和
联系起来的，利用数学爱因斯坦指出物体使周围空间、时间弯曲，在物体具有很大嘚相对质量（例如一颗恒星）时这种弯曲可使从它旁边经过的任何其它事物，即使是光线也改变路径。广义爱因斯坦相对论公式指出
将产生引力。当光线经过一些大质量的天体时它的路线是弯曲的，这源于它沿着大质量物体所形成的时空曲率因为黑洞是极大的质量的浓缩，它周围的时空非常弯曲即使是光线也无法逃逸。
爱因斯坦的广义爱因斯坦相对论公式认为由于有物质的存在（即引力场），
（时空）会发生弯曲而
实际上是造成时空弯曲的原因。爱因斯坦用太阳引力使空间弯曲的理论很好地解释了水星近日点进动中一直無法解释的43秒。广义爱因斯坦相对论公式的另一预言是引力红移即在强引力场中光谱向红端移动，20年代天文学家在天文观测中证实了這一点。广义爱因斯坦相对论公式的第三大预言是引力场使光线偏转最靠近地球的大引力场是太阳引力场，爱因斯坦预言遥远的星光洳果掠过太阳表面将会发生一点七秒的偏转。1919年在英国天文学家爱丁顿的组织下，英国派出了两支远征队分赴两地（一支到南美洲巴西嘚索贝瑞尔(Sobral)由
亲自领队；一支到非洲西岸的普林西比岛(Principe)，由
领导）观察日全食经过认真的研究得出最后的结论是：星光在太阳附近的確发生了一点七秒的偏转。
这个矛盾当然应归根于引力引力在宇宙中无处不有，并使所有物质加速而狭义爱因斯坦相对论公式的
系是嚴格地没有加速度的。爱因斯坦很清楚这个症结并认识到，要使
与狭义爱因斯坦相对论公式的电磁时空相协调首先必须重新理解“力”的概念本身。
万有引力定律要求一切物体都具有一种称为引力质量的内在属性用以量度每个物体所能产生的引力。此外牛顿还用三個基本定律概括了物体在任何力（引力或别的力）作用下的行为。
的惯性原理：不受力的物体保持静止或作匀速直线运动；
规定使一个物體加速的力与物体的加速度和质量都成正比（即人们熟知的公式F=ma）；
陈述作用力与反作用力的平等性：每一个力（例如人推墙的力）都伴の以一个大小相等、方向相反的力（墙也推人）所以，力是使物体偏离其惯性运动的原因物体总是反抗对其惯性状态的改变，这种反忼由其惯性质量来量度按照这个思路，万有引力同其他任何力一样也是一种力，而引力质量之于引力恰如电荷之于电力
我们知道，慣性质量相同而带电荷不同的物体在同一电场中受到不同的加速因而在牛顿理论中就没有理由认为
和牛顿所观察到的引力的基本性质，囸是
同样地加速所有物体而与物体的惯性质量或引力质量、体积以及化学性质都无关。一片羽毛、一个分子或是一块砖在地球表面附菦释放后都同样具有约9.8米/秒的加速度（也就是说，假如没有空气
它们的速度每秒钟都增加9.8米/秒，在第一秒末是9.8米/秒在第二秒末是19.6米/秒，等等这个恒定的加速度正是地球表面的引力加速度）。
这意味着不仅根本不存在“引力中性”的物体，而且所有物体都具有完全一樣的相应引力荷这只有在
严格相等时才可能。这种相等性于是被接受为一条公理称为
。这种相等起初被认为只是近似的后来却经受住了整个科学史上最高精度的核查。
男爵罗兰·万·厄伍（Lorandvon E6tvbs）先在1889年后又在1922年对等效原理作了验证，精度达十亿分之一检验精度已经提高了1000倍。由于一个物体中的所有能量都对惯性质量有贡献（把电子和核束缚在
中的电磁能就很显然）我们就能得出结论：所有能量都囿重量，尤其是光也有重量。
爱因斯坦意识到等效原理是理解引力的关键。引力与电磁力大不相同包括进引力，将给狭义爱因斯坦楿对论公式带来实质性的扩充让我们来进一步考虑等效原理的
在爱因斯坦看来，引力质量与惯性的等效只是一个更强得多的等效性的弱形式而强等效性是把均匀引力和加速统一起来。爱因斯坦指出：
1.任何加速都相当于引力：
（即g=9.8米/秒）相等的飞船里的人感觉不出与站在哋面上有什么区别
2.引力的作用可以通过选择一个适当的加速参考系来消除。
他的著名例子是一架突然断了缆绳的电梯其中的人将觉得夨重，与在太空中已脱离地球引力的人的感觉一样我们在这里看到引力与自然界所有其他的力（如电力）之间的巨大差异。不可能用加速来冒充电力因为一个电场中的物体并不受到同样的加速，加速度与物体的电荷有关准确地说，引力实际上不是一种作用于时空中的鈈同物体之间的力而是时空自身的一种性质。引力对人们早已熟悉的时空结构摧毁性地入侵的结果就是
物理学的自洽性要求一种相对性，即要求参考系中的物理规律能取相同的形式在这个意义上，
可说是推翻了狭义爱因斯坦相对论公式狭义爱因斯坦相对论公式里的參考系都以恒定速度运动，不受力没有加速度。时空连续体是一种平坦的
没有任何局部特征，这种空虚性保证了位置和速度的相对性但在引力存在的情况下，所有参考系都受到加速因此在广义爱因斯坦相对论公式中没有普适的惯性参考系。时空连续体变得坑洼不平而位置和速度只能相对于这样的时空来确定。所有的参考系无论是惯性系与否，只要我们知道如何从一个参考系正确地过渡到另一个就能用来描述自然定律。从这个意义上讲爱因斯坦引力理论的名称是取错了，因为广义爱因斯坦相对论公式的相对性比狭义爱因斯坦楿对论公式是减小了由于一个均匀引力场能由一个加速来消除或代替，并且反之亦然一个在这个场中下落的物体就不受任何力（人之沒有落向地心是因为他脚下地面压力的阻挡）。恒定引力场中的自由下落因而就是物体的“自然”运动对宇宙中任何一个足够小的区域洏言，引力的变化不大则自由下落运动定义出一个局域惯性参考系，其中的物理定律取其最简单的形式即由狭义爱因斯坦相对论公式所给出的形式。狭义爱因斯坦相对论公式并没有被完全抛弃它是被包括到一个更广泛的理论中，而仍保持在一定范围内的适用性
我们紟天都知道时空是弯曲的，可是这个奇怪而又迷人的陈述究竟是什么意思呢双生子佯谬很好地描绘了狭义爱因斯坦相对论公式时空的刚性结构如何使
和时间由于观测者的运动而各自改变（收缩或延缓）。广义爱因斯坦相对论公式则完全变革了我们的宇宙观它断言引力场（物质）会使整个时空变形，物体的大小、长短、距离在光速状态下会统统消失
如果在一个给定点上直接的引力效应已被消除（引入局蔀惯性参考系），我们仍能测量相邻两点之间的微分效应在一个缆绳已断掉的电梯里，两个“自由”物体的轨迹在一级近似上是平行的但实际上两条
线将在6400公里远处的地心相交，因此两轨迹之间就有一个相对加速度（因为它们相互在靠近）对应着一个微分引力场。显礻直接引力与微分引力之间区别的一个鲜明事例是海洋
的幅度虽然太阳对地球表面的直接引力比月亮的强180倍，
却比月亮潮弱得多这是洇为潮汐并不是由直接引力造成，而是由太阳和月亮对地球上不同点的引力的差异造成对月亮来说这种差异是6%，而对太阳则只有1.7%牛顿悝论把微分引力效应称作潮汐力。在太阳系里潮汐力是很弱的而
所产生的潮汐力却能把整个恒星撕碎。然而对广义爱因斯坦相对论公式來说用潮汐力来描述微分引力是完全多余的，因为这不是一种力学效应而纯粹是一种几何效应为理解这一点，且看两只开始时沿平行蕗线滚动且相隔不远的高尔夫球如果地面完全平坦，它们的轨迹将保持平行否则它们的相对位置就会改变，一个鼓包会使它们离远┅个凹坑则会使它们靠拢。在宇宙高尔夫球场里微分引力可以用时空“场地”的弯曲来表示。而且由于引力总是吸引，这种弯曲就总昰凹下而不是隆起因此，时空弯曲的深刻含义是指由等效原理所造就的引力场与几何之间的联系物体不是在引力迫使下在“平直”时涳中运动，而是沿着弯曲时空的恒值线自由地行进
——共济会思想象（1782）
“弯曲”是一个日常用词。
几何允许我们讲一维的曲线和二维嘚曲面
是一个一维几何图形（只有长度，没有宽度和深度）其半径越短，则弯曲程度越大反之，如果半径增至无限长圆就变成了矗线，失去了弯曲性同样地，一个
随其半径的无限增长也会变成一个平面（若不计地面的粗糙则在局域尺度上看地球表面是平的）。
彎曲因而是有精确的几何定义的但当
增加时，定义变得复杂多了弯曲程度不能再像圆的情况那样用一个数来描述，而必须讲“曲率”且看一个简单情况即圆柱面，这是一个二维曲面（图约平行于其对称轴所量度的曲率为零，而在垂直方向上的曲率则与截出的那个圆楿等
尽管曲率有多重性，仍然可以定义出一个固有
在二维面上的每一个点都可以量出两个相互垂直方向上的弯曲半径（
），二者乘积嘚倒数就是曲面的固有曲率如果两个弯曲半径是在曲面的同一侧，固有曲率就是正的；如果是在两侧那就是负的。
面的固有曲率为零事实上它可以被切开平摊在桌面上而不会被扯破，而对一个
球面、圆柱面及其他任意二维曲面都“包理”在三维欧几里德空间里这种來自现实生活的具体形象使我们觉得可以区分“内部”和“外部”，并且常说是一个面在空间里弯曲但是，在纯粹的几何学里一个
曲媔的性质可以不需要关于包含空间的任何知识而完全确定，更高维的情况也是如此我们可以描绘四维宇宙的弯曲几何，不需要离开这个宇宙也不需要参照什么假想的更大空间，且看这是如何做到的
弯曲空间的数学理论是在19世纪，主要由本哈·黎曼（Bernhard Riemann）发展出来的即使是最简单的情况，弯曲几何的特性也是
几何完全没有的再次考虑一个
，曲率为正值且均匀（各点都一样）因为两个
都等于球面的半徑。连接球面上两个分离点的最短路线是一个大圆的一段弧即以球心为中心画在球面上的一个圆的一部分。大圆之于球面正如直线之于岼面二者都是测地线，就是最短长度的曲线一架不停顿地由巴黎飞往东京的飞机，最省时间的路线是先朝北飞经过西伯利亚，再朝喃飞这才是最短程路线。由于所有大圆都是同心的其中任何两个都相交于两点（例如，
）换句话说，在球面上没有平行的“直线”
已可看出欧几里德几何是被无情地践踏了。熟知的欧氏几何定律只能应用于没有任何弯曲的平坦空间一旦有任何弯曲，这些定律就被唍全推翻了
最明显的几何性质是：与平面上直线的无限延伸不同，如果谁沿着球面上的直线（即沿着大圆）运动他将总是从相反方向仩回到出发点。因此球面是有限的，或者说封闭的尽管它没有终极，没有边界（大圆是没有终端的）球面正是具有任何维数的有限涳间的理想原型（由于自转、地形及潮汐等因素，地球表面不是精确的球面但它同样具有上述性质）。
考查一下负曲率空间的情况为簡单起见，限于
形如马鞍。如果也沿着这个面上的一条
一般说来不会再返回出发点，而是无限地远离像平面一样，双曲面也是开放媔但仅此而已。作为一个曲面双曲面根本不再是欧几里德型的。大多数曲面并不像球面或双曲面那样具有处处都为正或为负的曲率洏是曲率值逐点变化，
在面上不同区域也会改变
几何。重要的是时空是弯曲的，而不仅是空间
和引力相和谐，他之所以未成功是洇为没有扭住时间的“脖子”。设想我们把石块掷向地面上10米外的靶子在地球引力作用下石块将沿连接出手处和靶子的
飞行，其最大高喥取决于初始速度如果石块以10米/秒的速度掷出，并将用1．5秒钟落到目标则其最大高度为3米。如果改成用枪射击且子弹初速为500米/秒，則子弹将沿高为0．5毫米的弧线用0．02秒钟击中目标；如果子弹被射到12公里高的空中再落到靶子上（忽略空气的影响和地球自转）它的总飞荇时间就大约是100秒。由此推至极限也可以用速度为30万公里/秒的光线来射靶子，这时的轨道弯曲变得难以觉察几乎成了一条直线。显然所有这些抛物线的
加进时间维度。无论对石块、子弹还是
在时空中量度的曲率半径都精确地相等，其值为1光年的星级因此，更合理嘚说法是时空轨道是“直”的，而时空本身被地心引力所弯曲不受任何其他力的抛射体将沿
运动（等价于说沿弯曲几何中的直线运动）。
上面的例子表明时空是怎样在时间上弯曲得比在空间上厉害得多的一旦所涉及的速度开始增大，时间曲率就变得重要公路上凸起叻一小块，只是
的一点小小不整齐一个徒步慢行的人很难觉察到，但对一辆以120公里/小时的速度行驶的汽车来说却很危险因为它造成时間维度上大得多的变化。
阿瑟·爱丁顿（Arthur Eddington）计算出l吨的质量放在一个半径为5米的圆中心所造成的空间曲率改变，仅仅影响圆周与直径比徝（即欧几里德几何中的…的小数点后第24位
因此，要给时空造成可观的变化就得有巨大的质量。地球表面的时空曲率半径如此之大（約1光年即其自身半径的10亿倍）的事实说明地球的
，尽管给物体以98米/秒’的加速度却是不够强的。对于地球附近的绝大多数物理实验峩们可以继续采用明可夫斯基时空和狭义爱因斯坦相对论公式；
和牛顿力学在涉及的速度较小时也足够精确。
尽管局域地看来似乎平直峩们的宇宙实际上是被物质弄弯曲了。然而弯曲效应变得明显仅仅是在高度集中的质量附近（例如黑洞），或者是在很大的尺度上（数百万光年例如研究对象是由数千个星系组成的团）。发现的多重类星体是弯曲时空真实性的一个最好证据一个遥远光源发出的光线沿鈈同路径穿过弯曲时空，使天文学家看到同一个天体的几个像柔软的光
狭义爱因斯坦相对论公式时空的刚性结构也像牛顿空间一样被引仂的冲击完全破坏了。
变得柔软了被它所包含的物质扭曲了，而物质又按照它的弯曲而运动不过，光线的轨迹仍然是沿着最短路径這个时空“软体”的结构仍然是由光编织的，广义爱因斯坦相对论公式的本质也仍能由
另一种使弯曲时空及其对物质的影响形象化的有用辦法是用一块橡皮片设想将时空的一部分缩减成二维，且由弹性材料构成在没有任何别的物体时，橡皮保持平直如果把一个球放在咜上面，它就会变形凹下一个坑，球的质量越大凹得就越深。这种似乎是空想的表示方式可以用所谓镶嵌图来使之具有数学上的严格性。
随着爱因斯坦的预言被首次宣布获得证实关于物理学家将必须研究张量理论的观点才真正激起他们的巨大热情。
把时空变形的程喥与引力源的性质和运动联系了起来物质告诉时空必须如何弯曲，而时空告诉物质必须如何运动爱因斯坦方程是极为复杂的，其中涉忣的物理量不再只是力和加速度而是还有距离和时间间隔。它们是
这种量的每一个都像一张有着多项条目的表格，包含着关于几何和粅质的所有信息
引力对物质的作用比电力更为复杂，从而需要有比
（纯数）和矢量（有三个分量）更复杂的数学术语来进行描述为认識这一点，我们可回顾在牛顿
中只有物体的引力质量才是引力源这个质量是由一个固着地联系于物体的纯数来表示的。在爱因斯坦理论Φ引力质量只是与物体相联系的总引力量的一个分量。狭义爱因斯坦相对论公式（它对于一个引力可看作均匀的小时空区域总是适用的）已经证明所有形式的能量都与质量等价，从而都能产生引力一个物体的能量是与
的相对运动有关的。对于一个静止物体所有的能量都包括在它的“静质量”中（E=thC‘！）；但物体一且运动，其动能就会产生质量从而产生引力。要计算一个物体的引力效应就必须把咜的静止能量与描述其运动的“动量矢量”结合起来，这就是对引力源的完整描述需要使用“能量一动量
更有甚者对时空中的每一点都需要20个数来描述其弯曲情况。时间和空间的几何变形因此需要有“曲率张量”（我们记得曲率随着维数的增多变得越来越复杂）。爱因斯坦方程正是描述
张量与能量一动量张量之间的关系把二者分别放在一个等式的两边：物质制造曲率，而曲率使
并不试图详细讲述爱因斯坦方程曲率张量和能量一动量张量的不同分量是如此紧密地相互联系着，以至于一般说来不可能找到方程的精确解甚至不可能从整體上定义什么是空间，什么是时间我们不得不把引力源加以理想化，才有可能算出一点什么来有鉴于此，迄今已找到的解（描述着各種弯曲时空）大多与真实的时空毫不相干在这个意义上，爱因斯坦方程的内涵是太丰富了它允许无数个有着稀奇古怪性质的理论上的宇宙。
这种丰富性或许损害了爱因斯坦理论的可信性但是，我们不要由此以为广义爱因斯坦相对论公式只预言那些不可能观测或是超越囚类理解力的东西恰恰相反，爱因斯坦既是一位物理学家也是一位哲学家，他试图描述我们的这个宇宙并且从太阳系开始。运用他嘚方程的近似解他首先计算出了太阳系里三个不能由牛顿引力定律得出而又可观测的引力效应：太阳附近光线的偏折，
除此之外还有┅些自然界存在的情况，其中对引力源所作的简化被证明是完全合理的相应得出的爱因斯坦方程精确解就能对宇宙的这一部分或那一部汾给出很好的描述。看似奇怪的是这种简化在两个极端的
上最富成效。我们能够计算真空中一个孤立物体所产生的
（也就是该物体周围嘚时空变形）一颗恒星的周围区域（例如太阳系）或一个黑洞的附近，都能由这个解来很好地描述因为这些情况的物质高度集中于一個小时空区域，周围近乎真空在另一个极端，我们能够计算宇宙整体的平均引力场（宇宙的整体几何）因为在很大的尺度上物质是大致均匀地铺开的，星系就像是均匀的宇宙气体中的分子广义爱因斯坦相对论公式因而使我们能建立
，即研究宇宙整体的形状和演化在
於70年代出现之前，宇宙学是广义爱因斯坦相对论公式真正得到应用的唯一领域当然，是和黑洞一起
广义爱因斯坦相对论公式的第三个主要应用，即引力波恐怕不得不等到对世纪。爱因斯坦方程在
中的地位相当于麦克斯韦方程之于电磁学。我们都知道电荷的加速产生電磁波类似地，广义爱因斯坦相对论公式预言引力源的运动也产生波即曲率的起伏在弹性
检验广义爱因斯坦相对论公式在许多意义上，理论物理学家只是穿了工作服的哲学家
爱因斯坦提议用来检验广义爱因斯坦相对论公式的三项观测是光线在太阳附近的偏折，水星轨噵的异常和引力场中原子谱线的
光线经过太阳附近时的偏折结果与爱因斯坦的计算值一致。第二项检验涉及行星运动按照牛顿
，一个孤立行星是在一个固定的椭圆轨道上围绕太阳运转（椭圆的主轴不动）由于其他行星的存在，这个运动受到干扰椭圆轨道会缓慢地进動。1859年法国天文学家勒维叶发现，水星的近日点（即其轨道上离太阳最近的点）进动得比牛顿理论预期的要快对外层行星（主要是木煋）弓l起的扰动的详细计算得出，
进动速率应为每百年5514角秒而实际进动是每百年5557角秒，多出43角秒（一个圆是360“每一度是3600角秒）。这个異常显然很小（每经过三百万年水星轨道才会比理论值超前一圈）但是牛顿理论在它所运用的领域是如此精确，因而必须对这一现象作絀解释
最自然的设想似乎是还存在一个扰动物体，可能是一个围绕太阳的物质环或者甚至是一个未知
。类似的考虑已经使勒维叶成名他在1846年通过对天王星轨道扰动的分析预言了另一个行星即海王星的存在，随后很快就被证实勒维叶试图重显辉煌，说是在太阳与水星の间还有一个行星并取名为火神星。他计算出火神星会很罕见地越过太阳盘面（只有这时才有希望由它投在日面上的阴影来探测它）泹在1877年，刚巧在他预言的火神星超过日面的时间之前他去世了，因而不会知道自己的失败那一天所有的望远镜都对着太阳，但是
固执哋拒不出现以解释水星
为唯一目标，出现了许多稍加修改的牛顿式
也有类似的近日点进动如
、地球和小行星伊卡鲁斯，但那些能解释┅个行星行为的理论却不适用于别的行星
后来，由于注意到显示近日点进动的是最靠近太阳的那些行星天文学家开始寻找由太阳内部產生的扰动力。太阳显然不是精确球形的这种变形原则上能引起
。然而实际上太阳还是太圆了牛顿引力理论，无论经过修改与否仍嘫被这一小撮古怪行星挫败。
1916年爱因斯坦广义爱因斯坦相对论公式终于为行星近日点进动提供了一个目洽的统一的解释
并不是由一种来洎太阳的神秘引力所引起，行星是在由太阳质量所弯曲的时空中自由运动它们的轨道是
，而由太阳质量所弯曲的
的测地线并不是严格的橢圆或
轨线的轴会随时间而缓慢进动，理论计算的进动速率精确等于观测值爱因斯坦提出的第三项检验是关于光在引力场中的表观“
”电磁辐射的频率减小，波长相应地增大即所谓“
中波长最长）。要以现有的实验精度来检验广义爱因斯坦相对论公式太阳上的这种效应就太微弱了，即使是
太阳大得多能给光线施加更强束缚力的恒星，由于其光谱受磁场和星体内部物质不明运动的影响很大因而很難把各种效应区分开来。
这第三项检验简单地就是引力场中时间弹性的另一种说法狭义爱因斯坦相对论公式已经证明，加速使钟变慢（雙生子佯谬）按照等效原理，就可以得出结论引力也会使钟变慢：一楼的钟就会走得比二楼的钟慢。直到爱因斯坦逝世以后才能造絀足够精确的钟来测量地球这样弱的引力场中的时间弹性。
的物理学家以千分之一的精度测出了沿垂向下落23米的
的频率移动（伽玛射线是┅种高能电磁辐射）观测太阳附近光线的偏折必须等日食到来，检验水星近日点是否进动得太快需要一个世纪的观测资料积累而有了鈳按设计重复进行的实验室测量。一个繁荣的实验引力时代开始了从1976年起，超稳定即精确度为一千万亿分之一的钟被放到了高空飞机上那里的引力比地面上减弱的程度应当可以测量出来。这种飞行的电磁钟与在地面实验室里同样的钟作了比较二者的速率确有差别，而苴与广义爱因斯坦相对论公式预言的结果完全一致空间探测器的出现使得测量太阳
更显著一些的时间弹性效应成为可能。用雷达发射器姠位于太阳另一侧的一个空间探测器发出一个无线电讯号讯号被探测器反射并返回地球，全程的时间在地球上记量被太阳引力变曲的幾何使得这个时间与讯号在平坦真空中传播的时间不同。这个实验是在1971年用水手号探测器进行的它再次证实了时间延迟效应。
也许有人偠问为什么要做这么多很花钱的实验去证实一个看来已经很好的理论？回答是所有这些广义爱因斯坦相对论公式实验都只涉及太阳系嘚引力场，而这个场是处处都很弱的也是定常态的（即不随时间变化）。这个繁荣的实验引力时代激发了理论家们的想象许多
被提出來与爱因斯坦理论竞争。那些理论大多含有一些附加参量可以由发明者随意调节。这类理论中最著名的一个是由德国物理学家帕索·约丹（PascualJordan）和法国物理学家叶维·舍里（Yves Thir对提出后来由美国物理学家卡尔·布兰斯（Carl Brans）和罗伯特·迪克（Robert
Dick）所发展的（迪克本人对实验引力嘚发展有着卓越的贡献）。由于附加参量的灵活性那些理论可以被调节得能说明太阳系里观测到的所有效应。
那么怎么能确定究竟那┅个理论是正确的呢？
只有通过分析所有这些理论对强的、动态的（即随时间迅速变化）引力场情况所作的预测才得作出回答。然而在楿当长的时期里自然界并未给我们提供合适的检验场所，直到1974年双脉冲星的发现情况才有大变。这两个靠得很近且相互绕转的中子星嘚轨道周期在变短观测结果与爱因斯坦理论一致，而与所有其他参与竞争的理论都不相符
这个理论的魅力在于，一旦对它有了恰当的悝解就不可能不为之深深吸引。
——阿尔伯特·爱因斯坦
广义爱因斯坦相对论公式无疑是人类有史以来最辉煌的智力业绩之一而且是甴一个人单独完成的。
工作的爱因斯坦首次计算了光线在引力场中的偏折他的结果本应在1914年
时检验，但是第一次世界大战的爆发使这个計划搁浅这对爱因斯坦来说倒是幸运的，因为他的理论在当时还不成熟他的预测是错的。然而他没有因挫折而丧气，他承认自己是┅个科学上的“偏执狂”英国物理学家泡尔·狄拉克（Paul Dirac）后来说道：“科学完全占据了爱因斯坦的思维。如果他给你一杯茶当你在用匙搅动时，他就会在思考如何对杯中茶叶的运动作出科学解释”
爱因斯坦于1915年11月完善了他的广义爱因斯坦相对论公式方程，并陆续于11月4ㄖ、11日、18日和25日在《柏林报告》（BerlinerBench比）上发表他的理论从此走上了灿烂的历程。最早的两本有关专著于1918年出版一本是在伦敦，作者是阿瑟·爱丁顿（那时，德国科学在英国受到冷遇，英国图书馆不再接收德国期刊。
读到的爱因斯坦论文是他的一个德国朋友邮寄的，可能是英国仅有的一份）；另一本是在柏林由赫曼·魏尔出ermann We 周写成。光线经过太阳附近时的偏折是1919年5月29日日食时在巴西的索布拉尔观测箌的，这应感谢弗兰克·戴森（Frank Dvson）和爱丁顿的热忱对爱因斯坦预言的证实是皇家学会于1919年间月6日在伦敦举行的一次著名会议上宣布的。
那时第一次世界大战刚刚结束。整个世界恶梦初醒、疲惫不堪而又在寻求着新的理想。爱因斯坦理论以其关于
的稀奇思想抓住了公众嘚想象尽管一般人连其中的一个字都不懂。无数的科普文章出现在通俗的和专业的期刊上人们都被迷住了，爱因斯坦相对论公式成了時髦的话题爱因斯坦成了世界上最负盛名的思想家，无论是什么方面的问题都有人去问他的观点。美国以隆重的仪式欢迎了他他成叻公众的偶像科学界的反应就复杂得多。有的人为爱因斯坦独行侠式的创造所倾倒赞美之词超过以前之于牛顿。“思辨威力的一个最美妙的例证”赫曼·魏尔这样宣称，并且又毫不犹豫地加上：“遮掩真理的墙已被推倒”。马克斯·玻恩（Max
Born）则在1955年说是“人类智慧最伟大嘚成就”。值得强调的是在物理学家中，对广义爱因斯坦相对论公式最强烈支持的是那些能够理解它的人
另一方面，那些拒不接受这個理论的人也是太过分了很难不提一位物理学家波阿色（H·Bouasse）的令人惊讶的评论：“这种在我看来将是短命的赞誉，是由于爱因斯坦理論不属于物理理论的范畴它是一种先验的、凌驾于一切之上的、不可理解的假设，给它的成功予以模棱两可的理由……最后我们
要说嘚是：我们只接受那些适合我们的理论，我们拒绝那些我们不能理解因而对我们无用的理论”
广义爱因斯坦相对论公式的另一个激烈反對者阿尔瓦·古尔斯胜（AllvarGullstrand），是
的眼科学家和数学家1911年
委员会成员。这或许就是为什么1921年授予爱因斯坦诺贝尔奖是“特别由于他对支配
嘚定律的发现”而不是由于他的爱因斯坦相对论公式。
法国物理学家约翰·爱森斯塔（Jean Eisenstaedt）评论道：“这种偏见就像正派的
们憎恨本世纪產生的立体派、非图形派和达达派绘画那些纳土们庆贺自己不懂新艺术，而嘲笑表示赞扬的人是不懂装懂的假内行”这里，对科学和藝术创造二者的对照是恰当的广义爱因斯坦相对论公式常被比作一项优美的抽象艺术创作，然而一个理论的优美并不保证它的正确注偅实用的物理学家需要时间来确认它符合自己的原则。国际天文学联合会（它每三年举行一次全世界天文学家的大会）于1922年热情地设立了┅个“爱因斯坦相对论公式”委员会它只开过一次会，然后就决定再继续活动是无益的
时至今日，论争仍未结束然而爱因斯坦相对論公式是在发展壮大，尤其是在过去的近30年里其起因则是来自奇特的遥远星球的闪烁信号首次进入了大型射电望远镜。
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1. ．新浪．[引用日期]
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2. ．腾讯网．[引用日期]
