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時空穿梭

如果運動的速度增加，時間就變慢，那么穿越時間似乎是可能的。愛因斯坦描述過一對雙胞胎被分開的悖論。一個以近乎光速的速度飛向太空，另一個留在地球上。五十年過后(以地球的時間來算)，飛向太空的火箭回來了。當留在地球上的那個人變老了五十歲，飛向太空的那個人卻可能只變老十歲左右，因為運動的速度使時間變慢。

使用比光速還要快的速度，我們可以給過去發電報。

我們得出結論，一個位于地球赤道的平衡輪鐘要比一個與它一模一樣，但位于兩極中的其中一極的鐘走得慢一點。除了位置不同，它們所處的其他條件一致。

質量和能量

愛因斯坦在1905年發表的第四篇論文給世界提供了他最著名的公式的基礎，并且預示了核能以及核武器出現的可能性。狹義相對論的一份三頁長的附錄說明了此理論帶來的最深刻的影響：

克拉克 麥斯威爾和洛倫茲的理論不可避免地促成了狹義相對論??這個理論要表明的是，質量不是一個恒定的數量，它取決于或者等同于能量的構成。它還表明了牛頓定論只適用于較小速度情況的局限性；狹義相對論是一種新的運動定律，在它的框架下，真空中的光速是臨界速度。

正如同時間和空間由于相對性密不可分，能量和質量也如此。

一個封閉系統的靜止質量和它的能量是相同的，這樣就排除了質量作為一個獨立概念存在的可能。

廣義相對論

雖然狹義相對論是突破性的，但它只代表了愛因斯坦的一部分觀點。之所以它是狹義的，是因為它只適用于特定的環境和情況處于一致、恒定的運動的物體。它沒有考慮到中立的情況。因此，愛因斯坦想創造出一個能普遍適用的理論。

我必須說明，相對論像是有兩層樓的建筑，分別是狹義相對論和廣義相對論。作為廣義相對論基礎的狹義相對論適用于除重力外的所有物理現象；廣義相對論提供了重力的原則以及它們和自然界其他力量的關系。

偉大的物理學家馬克斯 普朗克曾警告愛因斯坦：

作為一個老朋友，我必須告訴你，首先你不會成功；其次，即使你成功了，也沒人會相信你??如果你成功，你將成為下一個哥白尼。這項工作比愛因斯坦設想的要困難得多，直到1915年他才完成。

在此之前，我從未被任何事情困擾這么久??和這個難題比起來，最初的相對論只是小兒科的游戲。

我找不到時間寫作，因為我正在忙真正偉大的事業。日日夜夜，我殫精竭慮地更深入思考著在過去兩年我逐漸發現的東西。這些都代表了物理學的基礎問題中前所未有的進步。

在我的個人經歷中，因為這個理論以及與之相關的一切，我更加深刻地認識了人類的可憐。

現在，這個圓滿的成就似乎是必然的，任何一個聰明的學生都可以不費力地理解它的意義。但是年復一年地在黑暗中焦慮地摸索，伴隨著內心強烈的渴望、自信心不斷受到打擊、精疲力竭以及才看到曙光，只有切身經歷過這些的人才會懂。

代替重力

廣義相對論用一個全新的類比推翻了牛頓的重力概念。與物體之間的引力有所區別，重力是一種時空持續體中的扭力，它促使一個物體朝另一個物體移動。

我坐在伯恩專利局的辦公室里，突然想到一個問題：如果一個人自由下落，他不會感受到他的重力。我驚呆了。這個簡單的想法給我留下了深刻的印象。它促使我離重力理論更近了一步。

設想一個很重的人坐在蹦床上。蹦床四周都比這個人高，這便形成了一個坑。如果一個球被放在蹦床的邊緣，它能滾進由這個人體重造成的坑里。一個星球會使空間變形，正如體重使蹦床變形的方式一樣，但是這是在四維中—三維再加上時間的維度。這四個維度的構成便是時空，或者是構建了宇宙基本結構的時空連續體。小一點的物體使時空變形的程度變低，但仍然對時空有一定影響。

當一只黑色的甲殼蟲在彎曲的樹枝表面爬行時，它注意不到它爬過的路徑是一條曲線。我很幸運能夠發現甲殼蟲沒有發現的東西。

正是時空的變形控制著物體的行動，物體的存在定義了時空，因此，沒有物質的話，時間和空間都不復存在。時空充滿了各種物質，從巨大的星球到渺小的塵埃，它無處不被質量弄得彎曲。

這個理論美麗得無與倫比，但是只有一個同事能理解它。

空間的彎曲

為了證明時空的彎曲以及它如何能產生重力，愛因斯坦必須求助于他嘲弄和回避了多年的數學。

我對數學無比尊敬，過去因為我的無知忽略了它，現在我認為它最微妙的地方都是的奢侈。

新的理論需要掌握能應用于彎曲平面上的高斯幾何［1827年由高斯(Gauss)和黎曼(Riemann)創立］，而不是用于平面、直線和點的歐幾里得幾何。

不要擔心你在數學中遇到的困難，我可以向你保障，我遇到的困難要比你的大得多。

水星近日點的旋進早在1859年就讓科學家困惑不已，因為它似乎駁斥了牛頓力學。問題就在于：水星運行軌道中離太陽最近的那個點，也就是近日點，一直都在變。它圍繞著太陽移動。

當愛因斯坦算出水星軌道的扭曲并且得到了和測量結果一致的答案時，他終于找到了突破口。正是此時，愛因斯坦的空間彎曲理論被證明是正確的。

很多天來，我都情不自禁地興奮。我較大膽的推測成為了現實。

光的偏移

根據愛因斯坦的廣義相對論，光會被其周圍例如星球那樣的物體持續不斷的力量壓彎。1919年，在一次對日食的測量中，愛因斯坦的觀點被證明是正確的。通過對比從地球各地收集的測量結果，科學家發現銀河系的光的確被太陽的重量壓彎。天文學家弗蘭克 沃森 戴森(Frank Watson Dyson)宣布：

在對板塊進行仔細地研究之后，我準備告訴大家，它驗證了愛因斯坦的預言。我們得到了一個非常明確的答案—光的彎曲符合愛因斯坦的重力理論。

愛因斯坦他自己對此并不吃驚。當問起如果日食沒有證明他是對的，他會怎么想時，他回答道：

我會為上帝感到抱歉，但是不管怎樣，理論是正確的。