這一驚人的結(jié)論促使愛因斯坦在他的方程中增加了一項“宇宙常數(shù)”(cosmological constant),并依靠這個人為的參數(shù)平衡時間的影響,從而將宇宙維持在一個靜止的狀態(tài)——既不膨脹也不收縮。提出這一套數(shù)學(xué)把戲的目的,僅僅是因為人們主觀上樂于相信宇宙是靜止的。正是由于這個恒定常數(shù)的加入,愛因斯坦錯失了預(yù)言宇宙膨脹的機會,而這正是他對空間和時間新領(lǐng)悟的最重大的預(yù)言之一。更為嚴(yán)重的是,之后的研究顯示愛因斯坦給出的這個解甚至是不穩(wěn)定的。2加入一個宇宙常數(shù)確實可以制造出一個靜態(tài)的宇宙——但是任何微小的干擾和變化,都會使宇宙偏離平衡點,并發(fā)生不可避免的膨脹或塌縮。這就像把一支鉛筆筆尖朝下立在桌面上——雖然理論上可以做到,但在實際中鉛筆總會很快倒下。

幸運的是,廣義相對論還做出了幾個和宇宙常數(shù)無關(guān)的關(guān)鍵性預(yù)言。愛因斯坦新理論的第一個成功來自于他對水星軌道的演算。在他之前,學(xué)術(shù)界從牛頓物理學(xué)出發(fā)的種種計算,都不能解釋我們對水星——這個距離太陽最近的行星——軌道的詳細(xì)觀測。在水星每次繞太陽旋轉(zhuǎn)的旅途中,最接近太陽的點(近日點)都會發(fā)生進動——這一圈軌道會比上一圈向前移動一點。3利用廣義相對論,愛因斯坦得到的水星軌道和觀測結(jié)果達到了完美的一致。在愛因斯坦將結(jié)果與數(shù)據(jù)進行比較時,他經(jīng)歷了“迄今為止,甚至是整個一生中,在科學(xué)工作中最激動人心的時刻”4,并由此確定了新引力理論的重要意義。

最終將廣義相對論迅速提升到科學(xué)界和公眾面前的,是另一個截然不同的偉大發(fā)現(xiàn)。一個新理論的成功,不僅依賴于它對現(xiàn)有數(shù)據(jù)的解釋(例如水星軌道),我們還要求它能超出已知的現(xiàn)象并提出新的預(yù)言。廣義相對論對已知宇宙模型的革命性改變發(fā)生在1919年。當(dāng)阿瑟·埃丁頓(Arthur Eddington)爵士領(lǐng)導(dǎo)的日食觀測行動成功地證實了其中一個主要預(yù)言時——一個大質(zhì)量物體對光的彎曲作用——我們的宇宙觀從此被永遠地改寫了。