艾伯特·愛因斯坦在很多問題上都是很有名的，但是他最大的心血結(jié)晶卻是相對論,。相對論永遠(yuǎn)地改變了人們對空間和時間的認(rèn)識,。

什么是相對論？簡潔地說,，它是一種觀念,，那就是物理定律到處都是適用的。我們在地球上所依從的有關(guān)光和引力的規(guī)律同它們在遙遠(yuǎn)的宇宙角落里是一模一樣的,。

物理學(xué)的普遍性意味著歷史是狹隘的,。不同的觀察者所看到的、與事件有關(guān)的時間和空間并不相同,。對我們來說的100萬年,，可是對一個處在高速火箭中飛行的人，或者正在墮入黑洞的人的眼睛里,，它可能只是極短的一瞬間,。

愛因斯坦的理論可以分成狹義相對論和廣義相對論兩大部分。

首先發(fā)布的是狹義相對論,，它的基礎(chǔ)是對于任何一個人來說,，光速是恒定不變的。這個理論看起來再也簡單不過,，可是由此得到的后果卻是高深莫測的,。

愛因斯坦是在1905年在實驗證明了地球圍繞著太陽轉(zhuǎn)動時,，光速不變的證據(jù)后才作出這個結(jié)論,，而使物理學(xué)家們大為吃驚。因為大多數(shù)的除了光以外其他東西的速度確實依賴于觀察者移動的方向,。假如你驅(qū)車沿著一條鐵路的軌道行駛,，那時如果一列火車迎面駛來,，你就會感到這列火車行駛得要比汽車掉過頭來跟著火車行駛要快得多。

愛因斯坦認(rèn)為,，所有的觀察者不管他們以在什么方向以怎樣的速度運(yùn)動,，他們所測到的光速都是每秒186,000 英里。

這句格言促使喜劇演員斯蒂芬·賴特問道：“如果你的飛船是在以光速行駛,，同時你把你的車頭燈打開,，將會發(fā)生什么事情？”

愛因斯坦的回答是,，從飛船里的人的觀點來看,，車頭燈正常地打開了，同平常一模一樣,?？墒菍φ驹陲w船之外、正在觀看飛船運(yùn)行的人們來說，這個車頭燈并沒有點亮：車頭燈所發(fā)出的光到達(dá)觀察者需要無窮大的時間,，因為要求車頭燈所發(fā)出的光束的速度超過以光速運(yùn)行的飛船是不可能的,。

之所以有這樣矛盾的觀點，這是因為“標(biāo)尺”和“時鐘”——它們標(biāo)志著事件所在的時間和空間,，它們對于不同的觀察者來說是不一樣的,。如果光速正如愛因斯坦所說的那樣保持恒定不變的話，那么時間和空間就不是絕對的,，它們必須是帶有主觀性的,。

作為一個例子，100英尺長的飛船以99.99%的光速行駛, 對飛船外的觀察者來說,，它只有1英尺的長度,，可是對于在飛船里面的人來說，飛船的長度仍然還是100英尺,。

更為奇怪的是,，飛船運(yùn)行得越快，從飛船外的觀察者來看,，飛船中的時間就過得越慢,?？梢约傧?，如果一對雙胞胎姐妹中的一個跨上了高速飛行的飛船去了某個很遠(yuǎn)的星球，另一個還留在地球上,，當(dāng)遙遠(yuǎn)在星球的妹妹回到地球上的時候,，她要比留在地球上的姐姐年輕。

質(zhì)量也取決于速度,，一個物體運(yùn)動得越快,，它的質(zhì)量就越大（當(dāng)然這是從相對者的角度來衡量）。事實上,，沒有一只飛船的速度能達(dá)到光的速度,，因為如果真的到達(dá)了光速，其質(zhì)量將為無窮大,。質(zhì)量和速度之間的關(guān)系常用公式E=mc²來表達(dá),，式中E是能量，m是質(zhì)量,，c是光速,。

愛因斯坦沒有推翻人們對時間和空間的認(rèn)識，他繼續(xù)推廣他所發(fā)現(xiàn)的理論,，使相對論也能包含進(jìn)加速度,，他發(fā)現(xiàn)物體的加速度會扭曲時間和空間的形狀。

還是使用上面的例子：假設(shè)飛船是用點燃推進(jìn)器來加速的，飛船上的乘客粘貼在飛船的地基上,，就像他們站在地球上一樣,。愛因斯坦聲稱，那時我們所稱的重力與飛船加速所引起的引力是不可能相區(qū)分的,。

這件事情本身并沒有什么革命性的創(chuàng)造,，但是當(dāng)愛因斯坦采用復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算（他用了10年），他才發(fā)現(xiàn),，空間和時間在一個大巨大質(zhì)量天體附近會發(fā)生彎曲,，而這個時空彎曲的曲率正是我們的體驗到的引力的由來。

要畫出廣義相對論的彎曲幾何的圖形是困難的,，然而如果人們可以設(shè)想時空好像是某種類型的組織,，于是一個巨大質(zhì)量的物體就會伸展這個組織的周圍部分，以致于其他穿過這部分組織的任何東西就不會再沿一條直線了,。

廣義相對論的方程式預(yù)言了一系列的現(xiàn)象,，其中有一些已經(jīng)得到了確認(rèn)：

光在巨大質(zhì)量物體附近的彎曲（引力透鏡效應(yīng)）；

緩慢演變著的水星運(yùn)行軌道（近日點的進(jìn)動）,；

圍繞旋轉(zhuǎn)物體的慣性系拖曳效應(yīng),；

光逸出引力拖拉的減弱（引力紅移）；

加快了雙系統(tǒng)星和脈沖星的旋轉(zhuǎn)周期,；

產(chǎn)生引力波（時空結(jié)構(gòu)的紋波）造成的宇宙的沖撞,。

宇宙中存在著黑洞，它會捕獲任何東西,，其中,，也包括光。在黑洞周圍時空的扭曲,，比在其他任何地方都更為強(qiáng)烈,。如果雙胞胎姐妹中的一個在做航天飛行時落進(jìn)了黑洞，她將像意大利面條那樣一點一點地伸出來,。幸運(yùn)的是對她來說這就像在幾秒鐘內(nèi)的事情,，而她在地球上的妹妹卻再也看不到這個過程的結(jié)束，只好看著她那可憐的姐妹以宇宙的年齡慢慢地逐步迎向黑洞,。

 福利獻(xiàn)上：童哲的『狹義與廣義相對論』