19世纪末，物理学的天空中出现了“两朵乌云”，这两朵乌云的出现，表明建立在牛顿和麦克斯韦理论基础上的经典物理理论是不完善的。经典物理学的不完善表现在两个方面：
（1）经典物理学把时空看成绝对时空，时空与物质运动没有关系，由此导致了它只能在速度远远小于光速的情况下使用，而不能用于高速运动情况下。
20世纪初，针对经典物理学存在的上述问题，物理学家们先后建立了两个理论，这就是相对论与量子力学。相对论把经典物理学由低速推广到了高速，量子力学则把物理学的研究领域由宏观扩展到微观。
由此可见，相对论是对经典物理学的发展，用爱因斯坦的话说，相对论是对牛顿、麦克斯韦理论的“自然延续”。既然相对论是对牛顿、麦克斯韦理论的发展，下面，我们就来考察一下，爱因斯坦是如何发展经典物理理论的。
我们知道，在经典物理学中有3个重要的规律，它们是牛顿运动定律（主要是牛顿第二定律）、牛顿万有引力定律和麦克斯韦的电磁理论。1905年，爱因斯坦建立了狭义相对论，在狭义相对论中，爱因斯坦考察了物理学最基本的概念：时间、空间、物质和运动，提出了一个与经典物理学完全不同的时空观。
在经典物理学里，时空是牛顿的绝对时空，牛顿的绝对时空是用欧几里得几何来描述的，时间间隔与空间长度都是绝对不变的，时空与物质运动也没有任何关系。在狭义相对论中，时空不再是欧几里得时空，狭义相对论的时空是用闵可夫斯基几何来描述，时间和空间都是随物质运动变化的。换句话说，狭义相对论的建立彻底改变了人们的时空观；在狭义相对论中，爱因斯坦把经典物理学的牛顿第二定律和麦克斯韦电磁理论，由欧几里得时空推广到了闵可夫斯基时空。
狭义相对论完成后，爱因斯坦便开始研究引力问题，他最初考虑把牛顿万有引力定律也推广到狭义相对论，在闵可夫斯基时空中建立一个相对论的引力理论。然而他几经努力，也无法在狭义相对论中建立一个能够满足相对性原理的引力理论。后来，爱因斯坦不得不放弃最初的想法，转而提出了引力几何化的思想，并根据这一思想建立了广义相对论。
引力几何化是爱因斯坦建立广义相对论的基本思想，这一思想简要地说就是：万有引力不是力，引力是时空弯曲的几何效应，引力问题不能用狭义相对论来处理，狭义相对论中也没有引力理论，引力应该用广义相对论来研究，即在弯曲的黎曼时空中建立引力理论。
前面提到，爱因斯坦建立相对论时物理学还处在对称性时代，基于对称性考虑，爱因斯坦提出了相对性原理，他要求所有的物理规律都应该服从相对性原理。牛顿第二定律和麦克斯韦电磁理论都满足对称性的要求，所以，爱因斯坦很容易的把这两个理论推广到了狭义相对论。但在推广万有引力定律时，爱因斯坦发现牛顿的万有引力理论与他提出的相对性原理有矛盾。
今天，如果重新讨论万有引力理论和相对性原理之间的矛盾，我们会说出现这一矛盾有两种可能性：一种可能性是牛顿的引力理论是正确的，爱因斯坦的相对性原理有问题；另一种可能性是相对性原理是正确的，万有引力理论需要改造。
然而，在当时的历史条件下，爱因斯坦只能选择后一种可能性。于是，爱因斯坦对牛顿的万有引力理论进行了一场革命，提出了引力不是力，引力是时空弯曲的几何效应。把这就话说的更直白一点就是，爱因斯坦认为牛顿的万有引力定律不是物理规律，而是一个几何定律。既然引力规律是几何规律，于是爱因斯坦就把黎曼几何搬来，借助黎曼理论最终建立了广义相对论。
爱因斯坦的广义相对论可以用两句话来概括，一句话是，“物质告诉时空如何弯曲”；另一句话是，“时空告诉物质如何运动”。下面，我们以一个星球周围的引力场为例，对广义相对论做一简要的解释。
爱因斯坦认为，星球的存在（即物质的存在），会导致星球周围的时空发生弯曲，时空弯曲可以用时空曲率张量来表示。而物质的存在可以用能量动量张量来表示，因为，在相对论中，质量与能量是可以相互转换的。
爱因斯坦把时空曲率与能量动量两者联系起来，便得到了广义相对论的场方程：场方程的物理意义用文字表述为
时空曲率＝能量动量
从这个方程可以看出，物质的存在，即星球的能量动量，决定了星球周围时空的弯曲程度，因此，场方程的含义如果用通俗的语言来表述就是“物质告诉时空如何弯曲”。
爱因斯坦还认为，质点在万有引力作用下的运动，例如在星球引力场中的物体下落，是弯曲时空中的自由运动，即惯性运动，质点在时空中走过的路径，是弯曲时空中的最短路径，描述这条路径的方程称为短程线方程，又叫测地线方程。根据这一思想爱因斯坦给出了广义相对论的第二个方程——测地线方程：
测地线方程描述了弯曲时空中的质点是如何运动的，因此，这个方程的含义就是“时空告诉物质如何运动”。
在广义相对论最初建立时，爱因斯坦认为广义相对论的基本方程有两个，场方程和测地线方程。1938年，爱因斯坦等人证明了，从场方程可以推导出测地线方程，此后，人们所说的广义相对论的基本方程指的就是场方程［50］。
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