這次愛因斯坦又設計了一個實驗，人們管它叫愛因斯坦升降機實驗。他假設有一個人，站在密閉的電梯中，當電梯靜止或作勻速運動時，這就是一個慣性係，由於人受到地球引力的作用，這個人雙腳和地板的壓力正好等於他的體重。假設這個電梯脫離了地球的引力場，比如把它搬到太空中，讓這個電梯以與重力加速度數值相等的加速度向上運動，此時電梯是一個加速係，人的雙腳與地板之間的壓力仍等於它的體重。在電梯中的人，無法判斷他到底是在地球上作勻速運動還是在太空中作加速運動，也就是說，這兩種狀態是等價的。而當電梯的繩索斷了時，電梯將在重力場中自由下落，此時電梯中的人將感不到引力的存在，處於失重狀態，也就是說，可以通過選擇某種坐標係，在一定範圍內使引力完全消除了。

    這是愛因斯坦一生中最高興的時刻，他終於找到了解決問題的關鍵，那就是等價原理。在一個小的時空範圍內，一個加速係可以等價於引力場中的慣性係，這樣就有可能把相對性原理從慣性係推廣到非慣性係了。

    不過，從等價原理到建立廣義相對論，還有漫長的路要走。愛因斯坦發現他的數學工具不夠用了，在他的老同學、數學家格羅斯曼的幫助下，他找到了合適的數學工具——黎曼幾何。

    1915年，愛因斯坦提出了廣義相對論引力方程的完整形式，1916年3月完成了總結性論文《廣義相對論基礎》。曆經10年的艱苦探索，相對論大廈的第二層樓房——廣義相對論建成了。

    愛因斯坦把建立廣義相對論看作他畢生最重要的成就。他曾說過，建立狹義相對論的曆史條件成熟了，即使不是他，別人也會建立狹義相對論。而建立廣義相對論的情況卻不是這樣。

    的確，廣義相對論的建立與愛因斯坦本人是一位天才科學家有很大關係。如果沒有他的革命批判精神、敏銳的物理直覺和高超的數學技巧，是不可能建立廣義相對論的。因此，有的科學家評論，沒有愛因斯坦，我們也許還要在黑暗中摸索。

    廣義相對論給人們帶來了對物質運動、時空、引力的全新概念。

    在牛頓力學中，物體之間存在著萬有引力，而且這種力是瞬時、超距作用的，兩個星體無論相隔多遠，它們相互之間的引力傳遞不需要任何時間。而狹義相對論指出，任何物體的運動速度都不可能超過光速，那麽如何解釋引力呢？

    愛因斯坦的廣義相對論給了引力之謎一個全新的解答。在這裏牛頓假設的萬有引力不再存在了，廣義相對論認為物質和它的運動決定了時空的幾何形式。物質分布得越密，時空彎曲得就越厲害，物質周圍的引力場就越強。地球和其他行星之所以繞著太陽旋轉，是由於太陽的巨大質量使太陽周圍的空間發生了彎曲。

    與傳統的時間和空間觀念完全不同，空間和時間是運動著的物質的存在形式。有一位記者曾問愛因斯坦什麽是相對論，愛因斯坦半開玩笑地說：“如果把所有的東西都從世界中運走，人們過去認為殘留下來的就是時間和空間，那麽，現在人們知道了，單獨的空間和時間根本不存在。”這表明了物質、運動、空間和時間的不可分割的關係。

    三大驗證

    愛因斯坦在世時，曾有人說，世界上懂相對論的人不到幾個人。的確，人們從日常經驗出發，很難理解相對論。但是，這一學說很快便為實踐所證實。

    1915年，愛因斯坦應用廣義相對論，成功地解決了曆史上的一個懸案——水星近日點近動。

    早在1845年，法國天文學家勒維烈發現，水星的近日點在不斷前移。根據牛頓萬有引力定律，在排除了金星和其他種種因素之後，每100年仍有43秒差異無法解釋。於是勒維烈預言，還存在一顆尚未發現的星，正是這顆星的萬有引力造成了這43秒差異。他給這顆星起名為火神星。勒維烈曾利用萬有引力定律成功地發現過海王星。

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