黑洞，接上章

原标题：黑洞，接上章

一九零五年，爱因斯坦在相对性原理和光速不变原理的基础上，导出了洛伦兹变换，建立起了狭义相对论，相对论突破了牛顿理论的框架，展现出全新的物理体系和全新的时空观。爱因斯坦指出，自己的相对论和牛顿的经典物理学的关键差别不在于相对性原理，而在于光速不变原理。因为伽利略早就正确地阐述了相对性原理，牛顿在自己的力学中也应用了这个原理，爱因斯坦认为自己最大的突破是认识到光速是绝对的，真空中的光速不仅在同一惯性系中是均匀、各向同性的，而且和观测者相对于光源的运动速度也没有关系。

正当全世界为相对论的成功而欢欣鼓舞的时候，爱因斯坦本人却冷静地看到了自己理论存在着一个严重的缺陷。首先，作为相对论基础的惯性系现在没办法定义了。牛顿认为存在绝对的空间，所有相对于绝对空间静止和做匀速直线运动的参考系都是惯性系。而爱因斯坦的相对论认为不存在绝对的空间，牛顿定义惯性系的方法显然不适用了。有人建议把惯性系定义为不受力的物体，在其中保持静止或匀速直线运动状态的参考系，可是什么叫不受力呢？有人认为一个物体不和其他的物体接触就肯定不受力。但是这种想法不对，因为自然界中还存在看不见、摸不着的各种场，比如说引力场、电磁场等等，他们都能对物体施加力。

爱因斯坦注意到的另一个缺陷是，万有引力定律写不成相对论的形式，有几年爱因斯坦致力于把万有引力定律引入相对论的框架。几经失败之后，他终于认识到相对论容纳不了万有引力定律，这两个缺陷是非常严重的。它的相对论是研究惯性系之间的关系的，也就是说相对论是建立在惯性系的基础上的，现在这个基础居然无法定义。而另一方面，当时已知的力只有电磁力和万有引力两种，竟然其中的一种就放不进相对论的框架里，那这个是太奇怪了。

爱因斯坦反复思考狭义相对论遇到的两个基本困难，第一、惯性系无法定义，第二、万有引力定律纳不进相对论的框架。他就想既然惯性系无法定义，不如就抛开惯性系，把自己的理论建立在任意参考系，也包括非惯性系的基础上，把原来的相对性原理、物理规律在一切惯性系中都相同，推广为物理定律，在一切参考系中都相同，他把后者称为广义相对论原理。这样做确实避开了定义惯性系的困难，但又产生了新的困难，非惯性系与惯性系不同，它有惯性力存在，那如何处理惯性力呢？此外，爱因斯坦注意到惯性力的一个重要特点，惯性力与物体的惯性质量成正比，这个特点和万有引力非常相似，万有引力也和物体的引力、质量成正比。