为何说广义相对论非常伟大，挑战人类的理论探索极限？

很多人都听说过爱因斯坦和他那著名的广义相对论，但却不知道这个理论是干什么的。简单来说，广义相对论是一个描述引力的理论，它让我们对宇宙有了更为深刻且更为广泛的认识。

一提到引力，大家很容易想到的是万有引力定律，这是牛顿在17世纪时发现的。我们在中学物理中学过牛顿的引力理论，根据该理论，万物之间都存在着一种相互吸引的作用力，即引力，其大小只跟物体的质量与距离有关。万有引力定律提出之后大获成功，几大行星的运动规律都能被这个理论精确地描述。更为重要的是，通过万有引力定律的计算，天文学家在19世纪中叶首次发现了海王星的存在。然而，不久后，人们发现水星的运动规律不完全符合牛顿引力理论的预言，万有引力定律在这里失效了。

到了1915年，爱因斯坦提出了一个新的引力理论——广义相对论。在这个引力理论中，引力作用被解释为几何效应，是由物体弯曲空间所引起的。根据广义相对论，行星的运动规律都能得到完美的解释，这其中也包括水星的运动规律。不仅如此，广义相对论还预言了光在经过大质量天体附近时会发生比牛顿引力理论预言更大的偏转，这在四年后的日全食中得到验证。此外，广义相对论还预言了此前人类从未知晓的现象，其中包括黑洞、引力时间膨胀效应、引力透镜效应和引力波。从广义相对论中还推导出了当今描述膨胀宇宙的最精确模型——弗里德曼方程。广义相对论使我们对所生活的宇宙有了更为本质的认识，可以说这是它的伟大之处。

广义相对论的伟大在于，前提简练、内容丰富、结果惊人。

任何理论都是要有前提假设的，前提越简单越好。这就像我们做检测，检查的参数越少，步骤越简单，就越好。广义相对论的前提假设就两个。第一等效原理，惯性力与重力不可区分。这是从动力学效力方面来阐述的。主要的就是头脑中的电梯自由落体实验，这里不做赘述。第二，广义相对性原理。这个有点复杂，简单的说，全宇宙的物理定律的形式表达应该是一样的。或者说是等价的。关于相对性原理的讨论是从古希腊，一直到康德、休谟都在思考、讨论的东西。这点上，有大量哲学理论方面的看法和发展，由于文化不一样，这里也不赘述。

基于以上两点，通过黎曼几何，张量分析的方法，得到了广义相对论的数学构架与形式，从而开始了引力空间的复杂探索。

大部分理论，是基于观测现象后的数学整理、归纳，乃至火花一现，发现了这些数学公式背后的物理内容。比如牛顿的万有引力定律，其实同时期很多其他科学家也快发现了，他们通过对天文观测资料的分析。一个平方反比力场，对有数字经验的人来说，就像我们做智力测试找数字关系一样，其实不难得到。

但广义相对论不一样，因为当时可能针对广义相对论的已知异样观测事实几乎没有。当时的物理学乌云是关于量子力学，原子结构的内容。而不是大引力场的内容。

但广义相对论做到了，一下子预言了很多天文观测内容，很快就得到了验证。现在还在不断得到验证。

需要指出的是，广义相对论是有坚实数学基础的，它的每个结论，是通过严格计算获得的。而不是，由这个原理，那个原理，感觉好像，哦，是的，对的，就得到了。

如果觉得自己发现了新的理论，最好的方法就是用数学表达出来，跟已有的各类实验、观测数据做比较。