爱因斯坦 广义相对论100年
来源: 科学人 
大家都知道重力是什麽。如果有个盒子应该被推倒却没有倒下，连三个月大的婴儿都会露出惊讶的表情；一岁大的小孩就知道，一个不稳定的物体是否会倒下，决定因素是它的形状。科学家原本认为重力是往地球掉落，後来则采取更广义的方式，把重力视为任何两个质量间的引力。
後来爱因斯坦出现了。1915年，他在广义相对论中揭示，重力不是一种力，而是宇宙弯曲的副产物。换句话说，日常经验赋予我们对重力的认知是错的。
发表於1915年12月2日的〈重力场方程式〉起初除了学界以外，并未引起很大的回响。数年後，由艾丁顿爵士（Sir Arthur Eddington）率领的日食探险队进行了一项观测，使这个理论一夕成名。依据爱因斯坦的预测，星光在通过太阳附近时应该会弯曲，艾丁顿首先证实了这个弯曲现象。《纽约时报》宣布「科学界对日食观测结果有点儿激动」，後来成了着名标题。
他们激动是有原因的。我们很难想像一个世纪之前，广义相对论的概念对当时普遍存在的宇宙和物理世界观具有多大的破坏力。突然之间，空间和时间不再只是天体实际活动的背景。时空拥有自己的几何结构，时空弯曲造成天体运动，也使我们的脚牢牢站在地面上。广义相对论还指出，即使是光也必须依循时空的轮廓行进。
相对性的革命接着形塑了20世纪的许多领域，对哲学、艺术、政治和流行文化都有影响。它的发明者的名字成为天才的同义词，没没无名的爱因斯坦成为全世界最杰出的科学名人。他凭藉自己的地位，在全球大事件中扮演重要的角色：他以提倡发展原子弹闻名，并在其後的数十年为这个错误懊悔不已。他游说国会议员保护犹太人，同时公开批评种族主义，也积极倡导民权。此外，爱因斯坦的声望和他的重大概念成为大众认识科学的转捩点，使20世纪成为科学年代，同时引领一直延续至今的科技转变。
广义相对论100年是个难得的机会，可以藉此检视科学界令人难以置信的进展步调以及它对社会的影响。《科学人》2015年度专辑将回顾我们从爱因斯坦的杰出成就学到了什麽，同时展望这些成就在未来可能揭露哪些奥秘。包括从广义相对论拓展出的众多新研究领域（参见62页），以及引领这位天才踏上相对论之路的灵光乍现时刻（参见44页），并了解他如何运用纯粹思考的力量探究这些真理（参见52页），就连爱因斯坦所犯的错，通常依然极具启发性（参见56页）。
另外我们还将了解，许多人认为爱因斯坦最大的一项错误，也就是他抗拒接受量子力学，其实只是误解（参见94页）。为了寻找爱因斯坦天赋的源头，有人已经走火入魔，并且试图研究爱因斯坦脑子的神经解剖结构（参见88页）。我们也将剖析爱因斯坦的行为，探究我们对天才的迷恋（参见86页）。
广义相对论问世後的这100年也很重要，因为广义相对论至今仍然未能统合重力与其他作用力，建立适用於万物的统一理论。
爱因斯坦穷尽人生最後的岁月，追寻更高深的法则。这套法则不仅适用於广义相对论解释的宇宙，也适用於量子力学解释的原子内部世界。他以为这个梦想近在咫尺，但好几世代的物理学家努力了整整一个世纪，依然无法得出单一自然理论，相对论和量子力学至今仍然无法互相融合。
科学家近年来另辟蹊径，探索暗物质和暗能量等爱因斯坦时代之後出现的数项宇宙奥秘，希望这些新的研究方向最後能协助我们实现爱因斯坦的梦想（参见66页）。其他研究人员则藉由黑洞的极端状况检验广义相对论，试图找出它的漏洞（参见80页）。此外，广义相对论最不可思议的结果之一，也就是它带来了时间旅行的可能性，或许也可为人类发现自然界更深一层的奥秘打开一扇门（参见74页）。
显然，广义相对论对20世纪物理学发展的重要性超越其他科学理论，爱因斯坦对21世纪的影响同样超越其他科学家。在这个意义重大的百年时刻，物理学正等待着下一代的广义相对论，我们也需要另一位爱因斯坦。
关键词: 爱因斯坦相对论