試看廣義相對(duì)論的兩條基本原理：

1. 等效原理；

2.廣義相對(duì)論原理：物理定律對(duì)一切參考系都有效。

廣義相對(duì)論將加速度等效于引力加速度，又將引力場(chǎng)解釋成時(shí)空彎曲，所以在廣義相對(duì)論里，看不到加速度，也看不到引力場(chǎng)，看到的只有彎曲的時(shí)空。那么廣義相對(duì)論的時(shí)空是怎樣的呢？

前面說過歐式空間，即認(rèn)為三角形內(nèi)角和為180度的空間。如果不是180度就稱之為非歐空間。

其中內(nèi)角和大于180度的稱為黎曼空間。用黎曼空間解釋一下太陽造成的彎曲對(duì)地球的影響。假設(shè)把一個(gè)鉛球放到蹦床上，那么碰床會(huì)發(fā)生彎曲，同樣，可以將時(shí)空看成原本平直的蹦床，把太陽看成鉛球，太陽的大質(zhì)量將時(shí)空變的彎曲：

此圖片截圖來源于《優(yōu)雅的宇宙》，講述弦理論的。很好的科普視頻

此時(shí)的地球就是處在這個(gè)彎曲的時(shí)空中，地球沿著軌道馳騁，為什么會(huì)沿著軌道運(yùn)動(dòng)呢？因?yàn)槟鞘堑厍蛟谝?chǎng)中的測(cè)地線。

假如我們從水面上拿起一個(gè)木球，勢(shì)必會(huì)在水平上產(chǎn)生漣漪，漣漪也就是水波，水面過幾分鐘才能平靜下來。同理，此時(shí)若有人將太陽偷走了，時(shí)空也產(chǎn)生同樣的波，由此愛因斯坦預(yù)言引力波的存在，其速度等于光速。類似于電磁波，不過引力波和電磁波有很大的差別。

1.引力波非常微弱，要不然真?zhèn)€宇宙都粘在一起，最終成為一個(gè)點(diǎn)了；

2.引力波無視障礙物，不會(huì)像電磁波那樣會(huì)被一堵墻或者一個(gè)大胖子阻隔得只剩下一格信號(hào)了。

當(dāng)時(shí)空的漣漪到達(dá)地球是大約是8分鐘，這時(shí)候地球才知道太陽沒了，時(shí)空又恢復(fù)平直的模樣，于是地球就按照新的時(shí)空曲線（軌道的切線方向）走了。

再說光的問題，當(dāng)時(shí)空彎曲時(shí)，光的測(cè)地線也會(huì)彎曲，所以光線也就彎曲了。但是真空中的光速不變，所以光信號(hào)在彎曲的時(shí)空比平直時(shí)空走的距離要長，這也就是彎曲時(shí)空的時(shí)間要膨脹（鐘慢會(huì)走的慢），這是絕對(duì)的，再也不像狹義相對(duì)論中的“相對(duì)”了。

從愛因斯坦創(chuàng)立狹義相對(duì)論以來就有一個(gè)公案： “孿生佯繆”，這個(gè)佯繆一直持續(xù)到愛因斯坦去世，雖然現(xiàn)在得到了很好的解釋，但是肯定還有很多不相信，正如很多人不相信光速不變一樣。我覺得信不信和個(gè)人的哲學(xué)思想甚至信仰有關(guān)，而與科學(xué)關(guān)系則小了很多，畢竟100年了，人類確實(shí)因相對(duì)論干了不少事。

孿生佯繆，即雙胞胎哥哥乘宇宙飛船在外，弟弟在地球，若干年之后，兄弟二人相見，誰的年紀(jì)大？因?yàn)楠M義相對(duì)論講述的是“時(shí)間相對(duì)”，所以哥哥覺得弟弟大，弟弟覺得哥哥大。而實(shí)際上，沒有考慮到乘坐宇宙飛船的哥哥需要經(jīng)歷經(jīng)歷加速、變相、減速。實(shí)際上，他經(jīng)歷了彎曲時(shí)空，所以他的鐘要比在地球的弟弟要慢，等他們?cè)僖姇r(shí)，哥哥比弟弟年輕。在牛頓時(shí)代，人類就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)高山上比地面上的引力要小，同樣道理，假設(shè)有太空旅行者在大質(zhì)量星球（比如黑洞）外圍軌道上繞一圈，他的表走了10天，而地球上說不定已經(jīng)經(jīng)歷了10年了。

“我生君未生，君老我年輕”，這是科幻小說鐘愛的話題之一，而愛因斯坦為此提供了很好的理論基礎(chǔ)，正如1644年清兵入關(guān)，為后來的影視業(yè)打下的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)一樣。

此外，根據(jù)波長、頻率與速度的關(guān)系，同樣推測(cè)出光經(jīng)過引力場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生多普勒效應(yīng)中的紅移現(xiàn)象。

1919年，第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，英國天文家亞瑟·愛丁頓（Arthur Eddington，1882-1944）通過觀測(cè)日全食，拍攝到太陽周圍星體的位置，從而測(cè)算出視差，第一次證實(shí)廣義相對(duì)論，原理其實(shí)等同于水中看魚，人眼總是認(rèn)為光是直線傳播的。

據(jù)說當(dāng)時(shí)有位記者問愛丁頓是否全世界只有3個(gè)人真正懂得相對(duì)論，愛丁頓反問道：第三個(gè)人是誰？（關(guān)于愛丁頓測(cè)量，歷史上有很多非議，有人認(rèn)為是政治因素，當(dāng)時(shí)一戰(zhàn)結(jié)束，而一戰(zhàn)中德國和英國不屬于一個(gè)陣營。我認(rèn)為政治因素在其次，愛丁頓在歷史上名氣也很大，年輕一輩比如玻爾、海森堡等都很尊敬他，不至于干自損名節(jié)的是吧）

1958年，紅移現(xiàn)象在實(shí)驗(yàn)中得到證實(shí)。

1962年，有人利用一對(duì)安裝在水塔頂上和底下的非常準(zhǔn)確的鐘，結(jié)果驗(yàn)證了時(shí)間膨脹效應(yīng)。

2015年9月，人類發(fā)現(xiàn)了引力波。引力波預(yù)言被證實(shí)。

從廣義相對(duì)論從誕生一刻起，就開始爭(zhēng)議不斷，但是喜歡它的又對(duì)之贊不絕口，所以從1916年后，愛因斯坦因廣義相對(duì)論多次被提名獲得諾貝爾獎(jiǎng)，但是浮浮沉沉之后，終究沒有獲獎(jiǎng)（愛因斯坦獲得唯一一次諾獎(jiǎng)是因?yàn)楣怆娦?yīng)，即1905年發(fā)表的第二篇論文）。這中間不乏有政治因素，而愛因斯坦本人風(fēng)趣地說：“如果我的相對(duì)論被證明是正確的，德國人就會(huì)說我是德國人，法國人會(huì)說我是同一個(gè)世界的公民；如果我的相對(duì)論被否定了，法國人則會(huì)罵我德國鬼子而德國人則會(huì)把我歸為猶太人?！辈还茉鯓?，廣義相對(duì)論已經(jīng)成為宇宙物理學(xué)的基礎(chǔ)，也為其他人獲得更多諾貝爾獎(jiǎng)提供了一個(gè)大的舞臺(tái)，這個(gè)舞臺(tái)至今還在上演這精妙絕倫的故事。

從古希臘開始，人類就沒有停止過對(duì)宇宙的思考，亞里士多德將宇宙的第一動(dòng)力歸為上帝，牛頓將其歸為萬有引力，而愛因斯坦則視之為時(shí)空彎曲。愛因斯坦的成功并不能表示萬有引力是錯(cuò)誤的，如果有一天，人類發(fā)現(xiàn)了新的理論，也只能說愛因斯坦的廣義相對(duì)論是具有局限性的。

相比較平易近人的萬有引力公式，廣義相對(duì)論方程則要復(fù)制的太多太多，它是一個(gè)微分方程，僅變量就有16個(gè)之多（萬有引力是3個(gè)）。

（公式中的Λ也就是傳說中的宇宙常數(shù)）

字面上，我能看到所有的字母，至于代表的含義，我要是懂，我是那個(gè)。解這個(gè)方程是一個(gè)很費(fèi)腦袋的事情，不適合一般人去做，連愛因斯坦本人也沒有花特別大的心思在解方程上。

至此時(shí)，人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了兩種自然力——引力和電磁力，這兩種力很好的被牛頓的萬有引力公式（或者廣義相對(duì)論）和麥克斯韋方程所描述，但這二者之間還沒有被統(tǒng)一到一種理論之中。志氣滿滿的愛因斯坦覺得是時(shí)候建立一種萬有理論將宇宙萬物大到恒星、小到原子運(yùn)動(dòng)都納入進(jìn)來，就像電磁理論被統(tǒng)一到麥克斯韋方程組一樣。這是愛因斯坦曾經(jīng)的理想，不過往往阻止我們前行的不是高山，而是鞋里的一粒沙子，愛因斯坦也因?yàn)椤吧匙印倍c物理學(xué)的萬有理論漸行漸遠(yuǎn)了。

后面開始寫“沙子”的故事了