爱因斯坦理论阐明了为什么引力是万有的

肖恩·卡罗尔（Sean Carroll）

加州理工学院理论物理学家，著名科普作家，著有《从永恒到当下：追逐时间的终极理论》（From Eternity to Here: The Quest for the Ultimate of Time）。

古希腊人坚信，较重物体的下落速度快于较轻物体。他们有很好的理由来支撑这个概念。一块重石滚落的速度非常快，而一张纸则是轻轻柔柔地飘落到地面。伽利略的思维实验证明了，这个概念存在一个缺陷。假设将一张纸绑在石头上，纸与石头合二为一成为一个新的系统，这个新系统比之前的任何一个组成部分都要重，因而滚落的速度也会更快。但实际上，这张纸减缓了石头的下落速度。

伽利略论证了，如果不是因为空气阻力的干扰，物体下落的速率实质上是一个普适量，与其质量或自身的构成成分并无关联。阿波罗飞船的第15位宇航员大卫·斯科特（Dave Scott），站在接近真空状态下的月球表面上，举起一片羽毛与一把锤子，同时让二者下落，实验结果证明了伽利略的这个论点，即二者是以同样的加速度下落的。

诸多科学家们曾对这个现象百思不得其解。与引力作用相反，电场中的粒子因受到作用力呈现出不同的反应：正电荷被推向一边，负电荷则在另外一边，中性粒子则不呈现电性。但引力是万有的，世间万物皆以相同的方式受到引力的影响。

正是对这个问题的思考才让爱因斯坦获得了他称之为“一生中最幸福的思想”。让我们想象一下这些场景：一名宇航员身处在一个没有窗户或没有其他方式能够观察到外界的飞船上。如果这艘飞船远离任何恒星或行星，飞船内的一切物体都将处于自由落体状态，自然也不会有引力作用在飞船内的物体上。现在，把飞船放在一个引力极为可观的庞然大物的轨道上绕行，飞船内的一切物体依然处于自由落体状态，因为所有物体均以相同的方式受到引力的作用，没有物体被推向或远离其他物体。在以上飞船内所观测到的情形中，我们是无法察觉到引力的存在的。

爱因斯坦，以他天才般的智慧，领悟到了这种情形所赋予的深远寓意：如果引力以相同的方式影响着万物，那么把引力视为一种“力”则有失偏颇。当然，引力是时空的本质，万物均通过时空进行着运动。特别要强调的是，引力是时空的曲率。我们进行运动所处的空间和时间，并不像牛顿所认为的那样，一定是固定和绝对的；因为受到物质和能量的作用力，时空会呈现出弯曲和延伸的状态。由此，我们把物体因受到时空弯曲作用而被推向不同方向的现象，称为“引力”或“重力”。因拥有着令人惊叹的数学能力和无以伦比的物理直觉，爱因斯坦才解开了自伽利略时代以来一直悬而未决的一个难解之谜。