这个伟大的理论是爱因斯坦在研究完狭义相对论后,又经过十年的思考于1916年最后完成并公布的。与实验物理学家在实验室里具体操作不同,爱因斯坦是做着“思维实验”。对他来说宇宙是一个实验室,那些星球简直如伽利略手中的一粒石子,如法拉第手中的一块磁铁,他将以往别人都认为是正确的最不怀疑的结论一起拿到这个最广大的实验室里一一验证。他不用像玛丽·居里那样在烟熏火燎中炼镭,也不用像卢瑟福那样去费力地打碎原子,他将自己关在书房里,展开思想的翅膀,尽情地想着“爱因斯坦升降机”的运动。这正中了郭沫若先生在科学大会上的那句祝词:“科学家也需要幻想,不要以为幻想只是文学家的事。”不过,文学家所幻想的是比真实生活更离奇的情节,更完整的形象;而科学家所幻想的是比常见的现象更本质的规律,更抽象的公式。
经过这样冥想了十年之后,有一天爱因斯坦穿着睡衣走下楼来吃早饭,但是他对着盘碗却不动刀叉。第二任夫人爱丽莎以为他病了,忙用手试试他的额头,问他什么地方不舒服。爱因斯坦拉着她的手说:“不,亲爱的,我有一个奇妙的想法。”说罢,他便走到钢琴边弹起琴来,弹几下,又停下来自语一句:“一个好想法,真是一个美妙的想法!”
爱因斯坦弹了半个小时琴返身上楼去了,临走时告诉爱丽莎:“请不要打扰我。”从这一天起,爱丽莎每天上楼给他送三顿饭,其余的话不敢多说一句。爱因斯坦竟两个星期没有下楼。这天他终于出现在楼梯口,脸色苍白,身体疲惫,体重减少了十几公斤。他将两页纸放在餐桌上说:“亲爱的,就是它。广义相对论就要问世,现在我死不死都无关紧要了。”
天才的思考抵得过一百个实验,一个理论物理学家的思想往往够实验物理学家去忙几十年。爱因斯坦创立广义相对论后,立即提出三个预言让人们去证明:一是水星近日点的运动是由于太阳本身引起了空间结构的改变而造成的;二是引力场会使时钟变慢,即会使原子的振动变慢,光的频率变低,光谱红移;三是引力场会使光线偏折。这三个预言很快就被一一验证(不过请读者注意,爱因斯坦这里说的引力场其实并没有引力,就是指的空间弯曲)。
1911年,爱因斯坦就曾在一篇论文中提出恒星发出的光由于受太阳的影响会发生弯曲,所以我们看到的恒星位置与实际位置会有一点儿误差,但由于平时日光太强,只有在日全食时才好观察,天文学家们如若不信,请去验证。这可真比当年勒维烈测算海王星还要神奇。于是,1914年有一批好奇的德国天文学家便组成考察队前往俄国(因为预计在那里将可以看到一次日全食),以便趁机验证爱因斯坦的神话。但他们刚到俄国,第一次世界大战就爆发了,德、俄两国成了敌国,他们也就被当作战俘拘留,仪器全部没收。
1919年5月29日,又一次日全食的大好时机降临。英国剑桥大学天文台长埃丁顿立即率领一支观测队,携带了大批器材赶到西非几内亚普林西比岛。那天这里本来是朗朗晴空,忽然太阳就如一块冰被慢慢融化一般失去了自己的形象和光彩,最后全部被阴影遮住,只在四周留下一团蔚为壮观的日珥火焰,全食时间共302秒,片刻白日里看不见的星斗却又神奇般地重现天空。埃丁顿和他的队员们顾不得欣赏这一生难遇的奇景,他们屏息静气,只听见计时节拍器的嘀嗒之声和迅速拍照、换底片的咔嚓声。十六张照片送到英国皇家学会,结果证明爱因斯坦的理论没有错,而牛顿错了。一个英国天文学家、皇家学会会员用自己的观察数据证明了一个德国人的正确,却推翻了自己的同胞——伟大的牛顿,皇家学会的老会长——的经典理论,科学是多么无私,多么公正。