导语

“你若要看地球上一个不愿坐在火炉旁面对一位美女多聊一句的人，那就看爱因斯坦。
1919年英国皇家学会主席埃克金夫人为了向爱因斯坦表示英国人民对他的崇敬之情，大张旗鼓地在剑桥大学用茶歇款待他。
爱因斯坦心里明白:“要是我在这里多呆一会儿，他们就会把我放到实验室里当石膏像来展览了。”

这是著名的大科学家爱因斯坦一生中从未离开过的“炉边”故事之一，爱因斯坦坐在“炉边”，可不是为了好奇看看这个世界上独一无二的美女面孔，而是静静地思考着自己的“时间和空间”的理论。
恰好在这年，英国对爱因斯坦的广义相对论提出的三个论点作出的实验结果均证实了爱因斯坦的预言，为爱因斯坦的广义相对论增添了不少光辉的色彩。

那么，爱因斯坦的狭义相对论和广义相对论到底讲了什么?
又为什么爱因斯坦能够在当年就得出这样的结论?

一、狭义相对论。

1905年，爱因斯坦发表了《相对电子学论文》，提出了著名的物理公式E=mc^2，这个公式是狭义相对论的核心部分。

这个公式是指物体的能量等于物体的质量乘以光速平方，公式中的E表示的是能量，m表示的是质量，c表示的是光速。
除了这个公式外，爱因斯坦还通过一系列的思想实验，提出了时间和空间的关系，即随着速度增加，时间流逝速度变慢。
爱因斯坦所提出的思想实验是这样的:假如现在有一辆火车开出车站，火车上有两位人士，分别是A和B。

火车上除了人A和人B外，还有一部钟，这个钟的精准度非常高，能随着时间流逝发出非常准确的滴答声。
两人在火车上进行的实验非常简单，人A站在火车上，同时记录下在火车开出车站的时候，火车上的钟的时间，而人B则站在车站上，同样记录下火车离开车站时钟的时间。
当火车经过一个固定的地方时，人B再次记录下时间，同时人A也记录下时间，用来比较火车是否在运动过程中时间发生了变化。

很明显，根据经典力学的理论，两人记录下的时间都是一样的，因为时间本身是不可能发生改变的。
但是，情况的确是发生了改变，在实验过程中，人A经过记录不难发现，当火车经过的地方较远时，人A记录下的时间总是比人B所找的时间要大。
也就是说，火车在运动的过程中，时间晚了，这是为什么呢?
其实，爱因斯坦通过这个思想实验，通过两个人记录下时间的差异，就能很明显的发现，当速度越快，时间的流逝速度就越慢。

显然，爱因斯坦通过思想实验，便出结论:火车上的钟相对于车站上的钟来说，时间不是流逝的速度一样的，车站上的时间流逝的较快，而火车上的时间流逝的速度就比较慢。
当时爱因斯坦提出这个结论，很多人认为不可思议，不可能存在这样的问题，因为经典力学的理论中，是不可能存在时间会变慢，但是随着科技的不断发展，人们尝试用光速的速度来飞行导弹来验证爱因斯坦的思想实验。

结果发现，导弹的速度越快，所经历的时间变慢，这就是爱因斯坦所说的时间膨胀，也就是时间流逝的速度随着速度的增加变慢。
以至于后来，这个理论发展到了如今，我们所使用的高速飞行导航卫星上，就对时间膨胀做了校准时差，以确保导航的精度。

二、广义相对论。

1915年，爱因斯坦完成了广义相对论的全部内容，这也是一部费时较长的“宏篇巨著”，从公开他提出的狭义相对论到公开广义相对论，足足用了10年的时间。
广义相对论对于普通人来说，可能会有些晦涩和繁杂，对于特定领域的科学家来说，相对论都是天方夜谭，但对于爱因斯坦这样的天才来说，相对论不过是理论而已。

广义相对论对于狭义相对论算是一个升级版的理论，也是对狭义相对论进行了一个完善，对狭义相对论中三个物理学的基本定律进行了简化，同时提出了一个前所未有的思想，那就是时间和空间是由什么构成的。
在爱因斯坦看来，时间和空间构成了物质世界中发生的一切现象，而时间和空间是由物质所决定的。

这就如同三维时空观念一样，假如只是时间和空间，还不能形成世界，而有了第四维的时间，就形成了世界，而时间则是由物质决定的。
但是，就算是爱因斯坦这样的天才，也无法完全拆解出时间和空间是由什么所构成的，因为在爱因斯坦的理论中，时间和空间是由引力所扭曲的。

爱因斯坦在20世纪20年代就在广义相对论中预言了引力波，但是这可能在当年让有些人认为荒谬无比，因为当年要是想要观测引力波，得借助于什么呢?
爱因斯坦在当年所提出的引力波几乎是不可能用仪器观测的，因为那代人最先进的技术也就是放射性元素，光观测放射性元素的技术都没做出来，那引力波又怎么可能观测呢?

但是就在这几年，欧洲天文台的科学家通过欧洲的一个大型天区内共有几个中子星的双星系统中，发现到由于中子星运动所形成的引力波，正如爱因斯坦所说，引力波需要借助这种双星体的运动来产生。
这便说明，爱因斯坦的广义相对论是对的，当时的科学家都没有想要去验证爱因斯坦的广义相对论，而现在可以说，科学家的一种实验手段就是对比理论是否正确。

三、相对论和量子力学。

相对论被人们称为20世纪人类科学的三大发现之一，虽然是这样，但是相对论在20世纪的光辉也是有阴影的，那就是和另一大发现“量子力学”之间。
相对论与量子力学之间可谓是自古以来的对立，这种对立不仅是观点的对立，更是实验的对立，尽管狭义相对论与量子力学之间没有多大矛盾，但是广义相对论与量子力学之间就有了很多矛盾了。

广义相对论认为时间是连续的，而量子力学认为时间是离散的，广义相对论认为引力是由物质所决定的，而量子力学却认为引子是由波所决定的，由此可见，这两种理论是前所未有的对立。
爱因斯坦在其后的一生中，都在从事相对论和量子力学之间的统一，但是到目前为止，没有一个能够比较合理的理论来统一这两种完全对立的理论。

我们可以理解，相对论和量子力学无法统一的原因是观点相反，因为狭义相对论是从宏观角度出发，认为宏观界是连续的，而量子力学是从微观角度出发的，认为微观世界是离散的。
但是，有很多科学家认为，三大理论之间存在不同的观点，但是三大理论之间不是不可能统一，而是我们还没有提出一个能够统一三大理论的理论而已。

结语

相对论也好，量子力学也好，对于我们普通人来说，都是一种复杂的理论，但是对于爱因斯坦和众多科学家来说，这是一种宝贵的财富。
在未来的某一天，也许有一位天才突破了相对论和量子力学之间的矛盾，出现一种全新的理论，一种能够统一三大理论的理论。