然而,這只不過(guò)是愛(ài)因斯坦的熱身運(yùn)動(dòng)。接下來(lái)在他的名單中出現(xiàn)的是引力——如何在他的新相對(duì)論理論中加入引力?

引力的加入

將愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論進(jìn)行擴(kuò)展,并使之包含引力,這一工作并不是一帆風(fēng)順的。在各種原因的影響下,通往最后答案的道路既艱辛又漫長(zhǎng)。引力的加入,要求利用一些愛(ài)因斯坦當(dāng)時(shí)還不具備的數(shù)學(xué)工具。更重要的是,將引力融入他的相對(duì)論理論,需要推翻一個(gè)看上去無(wú)法撼動(dòng)的觀念。狹義相對(duì)論成立的前提是要求空間必須是平的,且僅作為宇宙中真實(shí)運(yùn)動(dòng)的一個(gè)單純背景出現(xiàn)。在這里,“平”意味著空間兩點(diǎn)之間的最短路徑是直線(xiàn),且我們?cè)诟咧兴鶎W(xué)到的幾何規(guī)則(歐幾里德幾何)也都是成立的;而“背景”是指事件發(fā)生在一個(gè)確定的地方——無(wú)論我們?nèi)绾卧O(shè)定坐標(biāo)(街道地址、經(jīng)度和緯度,或者恒星坐標(biāo)),都只是敘述事件在哪里發(fā)生的一種方式。這兩個(gè)前提看上去似乎是完全合理的。

但事實(shí)并非如此。使愛(ài)因斯坦升華為一個(gè)超級(jí)天才的關(guān)鍵,就是他洞察到空間不能被當(dāng)作背景處理——空間是一個(gè)可能且正在發(fā)生變化的實(shí)體,它和在其內(nèi)部運(yùn)動(dòng)的事物一樣活躍。這種世界觀上的改變,使我們遇到了和舊動(dòng)畫(huà)片中失事船只水手相同的境況,當(dāng)他以為自己已經(jīng)安全登陸一個(gè)荒島時(shí),卻發(fā)現(xiàn)這個(gè)“島”開(kāi)始上浮,直到露出鯨魚(yú)的眼睛。我們對(duì)世界的了解顯示出它將是一只難以想象的怪獸,而我們將像水手一樣迎來(lái)一段刺激的旅程。

等效性原理

愛(ài)因斯坦關(guān)于廣義相對(duì)論的第一篇論文發(fā)表于1907年,但直到八年以后,該理論的最終版本才于1915年11月定稿。在這期間他發(fā)表過(guò)一些關(guān)于這個(gè)問(wèn)題的論文,并在他本人隨后的工作中證明是錯(cuò)誤的。事實(shí)上,他在這個(gè)過(guò)程中所遇到的挫折和沮喪,都被總結(jié)在一封寫(xiě)于1915年12月的信中。在完成他的新理論之后不久,愛(ài)因斯坦用第三人稱(chēng)寫(xiě)道:“愛(ài)因斯坦那家伙只圖一己方便。所有上一年寫(xiě)下的東西都會(huì)在來(lái)年被否定?！?