在這里,我們與其亦步亦趨地跟隨愛因斯坦從狹義相對論走到廣義相對論,不如強調(diào)一些能幫助我們理解最終結(jié)論的關(guān)鍵突破點。第一個關(guān)鍵性的突破很快就降臨了。在1907年,當愛因斯坦正思考如何修改牛頓引力定律時,他構(gòu)造了一個假想實驗(或思維實驗),并嘗試分析如果某個人從房頂上自由下落,將感受到什么樣的引力作用。他所給出的答案是這個人感受不到任何引力。換句話說,自由下落的人或事物處在一種零引力場的狀態(tài)中(參考系)。

老實說,這聽上去有點可笑。很顯然,我們知道人下落是因為引力,所以愛因斯坦怎么可以宣稱他們感受不到任何引力呢?為了理解這個觀點,我們不妨和實驗者以及她的隨身物品,再一起下落一段時間。我們假設(shè)自由下落的人得不到外來的任何暗示——比如她在一個大箱子里面,僅能看到箱子內(nèi)那些隨她一起自由下落的東西。(我們不妨忽略掉這個實驗在箱子撞向地面時那不幸的結(jié)局,并且假設(shè)這個下落過程足夠長,以至于她有充分的時間四處張望,并進行一些小實驗。)

當您問一個八歲的孩子什么是引力時,他們會撿起手邊的石塊、毛絨兔子或是葡萄干,撒手讓它們下落,并驕傲地宣告這就是引力的作用。但是,如果正在箱子里自由下落的人放開了她手中的手機,又會發(fā)生什么呢?答案是什么也不會發(fā)生。在箱子里的人看來,手機不會下落,而只是簡單地在身邊漂浮。由于箱子里的一切物體(包括箱子本身)都在自由下落,因此所有的東西都將在半空中漂浮,就好像沒有引力一樣。

對身處外面的我們而言,當箱子從35層樓的窗外經(jīng)過時,箱子和它里面所有的東西都在以相同的速度下落(忽略任何空氣摩擦)。引力以同樣的方式影響所有的質(zhì)量——它們?nèi)际且韵嗤募铀俣认侣?。除此之?引力的作用方向也是完全相同的。這一點不同于電場力,我們要先分辨物體上攜帶的是正電荷還是負電荷,才能判斷出它運動的方向。但世界上沒有什么“負引力電荷”。引力總是產(chǎn)生相互吸引的作用,因此物體絕不會從地球中心向上運動。在忽略空氣阻力的情況下,同時從埃菲爾鐵塔頂端扔下的保齡球、小石塊和干胡椒將同時落到巴黎的人行道上。站在人行道上的我們,會看到它們?nèi)肯虻孛婕铀俣鴣?但是對趴在保齡球頂端的螞蟻來說,小石塊和干胡椒只是簡單地懸浮在它身邊的空氣中。