人类是地球上最有智慧的生命，从人类诞生以后就开始不断的研究和探索世界的奥秘，现在人类已经能够走出地球探索宇宙，这说明人类科技发展的速度是非常快的，人类之所以能够有如此之快的发展速度，离不开科学家的贡献，在人类科技发展的道路上，出现了很多伟大的科学家，比如说牛顿、爱因斯坦、霍金、哥白尼、伽利略等等，这些科学家的出现为人类的科技发展起到了很大的作用，爱因斯坦被称为是近代科学史上最伟大的科学家之一，爱因斯坦出生于犹太商人家族，爱因斯坦说话较晚，一度被认为有发育障碍，从小在老师眼里就属于“不规矩”的孩子，喜欢顶撞老师，脾气暴躁，又不太合群，不太跟同龄的孩子们一块儿玩儿，喜欢独自解智力难题或搭建复杂的建筑玩具。

爱因斯坦从小就显示出了他的聪明才智，从三年级起就已经读完了小学六年级的课程，五年级的时候，他参加了数学竞赛并且获得第一名，这个时候他已经对物理感兴趣了，在1905年的时候，爱因斯坦从学校毕业，随后去了柏林大学学习了物理和数学，爱因斯坦在这两个领域都非常突出，在物理方面，他参加了很多物理竞赛和比赛，还获得了一次诺贝尔奖，1905年被称为是爱因斯坦的奇迹年，在这一年，爱因斯坦一共发表了4篇学术论文，每一篇都是诺奖级别的理论，并且也是开创性的科学成果，其中在1905年6月30号发表的《论动体电动力学》，后来被称为是侠义相对论，侠义相对论基于两个假设。

第一是相对论原理：所有惯性系（即静止或匀速直线运动的参考系）中，物理定律都是一样的，没有一个惯性系比另一个惯性系更优越，第二是光速不变原理：光在真空中的速度在所有惯性系中都是一样的，不依赖于光源或者观测者的运动状态，这两个假设看似简单，却有着惊人的后果，侠义相对论推翻了牛顿力学中关于时间、空间、质量和能量的概念，给出了一些反常识的结论，比如说时间膨胀：运动的物体的时间会变慢，即运动的钟比静止的钟走得慢，长度收缩：运动的物体的长度会缩短，即运动的尺子比静止的尺子短，质量增加：运动的物体的质量会增加，即运动的物体比静止的物体更难加速或者减速，能量质量等价：物体的能量和质量是等价的，即物体可以通过放出或吸收能量来改变自己的质量。

之后爱因斯坦又提出了广义相对论，解决了时空弯曲和引力问题，一说到引力，很多人都会想到牛顿，牛顿被称为是现代物理学的鼻祖，如果说在17世纪就有诺贝尔奖的话，那么牛顿至少能够获得四个，分别是分光计、力学体系的构建，反射望远镜，万有引力，牛顿认为，不管是苹果掉在地上还是雨水掉在地上，都遵循同样一种力的作用，这个力就是万有引力，曾经著名的物理学家亚里士多德认为，即轻的东西下落慢，重的东西下落快，一直以来，人们都遵循这个规律，在将近1500年的时间内，都没有人能够证明这个观点是错误的。这个错误的观点最早是伽利略发现的。在1590年的时候，伽利略从比萨斜塔上丢下两个重量不一样的球，让我们知道了物体落地的速度和重量是没有关系的，而是和阻力有关系。

牛顿的万有引力定律其表达式为：F=GMm/r²，其中F表示万有引力值，G为引力常数（6.67x10^-11N·m²/kg²），M和m为引力相互作用的大小物体，r为M和m的距离。这个定律说明了引力的大小和两个相互吸引的物体质量乘积成正比，与两个物体距离平方成反比，这里需要注意的是，距离是指两个物体质点的距离，而不是表面距离，人类根据这个定律，能够计算出地球等天体的引力，才能够计算出环绕速度，脱离速度和逃逸速度，从而让火箭能够飞出地球大气层，或者环绕地球飞行。虽然万有引力定律给人类探索宇宙起到了很大的帮助，但是却存在一些漏洞，根据牛顿的万有引力定律计算出水星近日点进动值和观测者存在分歧。

1859年法国科学家勒维耶发现水星近日点进动的观测值比牛顿定律算的理论值每世纪快38秒，并猜测这可能是一个比水星更靠近太阳的水内行星吸引所致，但是经过多年的搜索，这颗猜测中的行星一直没有找到，纽康测定这个值为每世纪43秒，当时猜想可能在水星轨道内还有一颗尚未发现的行星，由于这颗行星的引力作用才使水星轨道呈一种花瓣状。有人还给那颗未知行星起名为“火神星”。从那以后的一百多年里，人们始终没有找到“火神星”。因此，水星近日点的反常进动成了一个令人困惑的难题。直到爱因斯坦出现以后，才完美解决了这个问题，爱因斯坦指出，引力并非自然界的力，只是由于质量从而导致的时空弯曲，是一种几何现象，其程度会随着质量的增大而增强。

按照爱因斯坦的解释，引力其实是不存在的，他只是时空弯曲的一种表象，关于引力的来源，爱因斯坦比我们都前进了一步，想到了时空弯曲，是非常了不起的思想突破，爱因斯坦的广义相对论计算出来的水星进动是43.03角秒/百年，近日点进动就是椭圆长轴绕焦点(太阳)转动，于是椭圆上的每一个点都在进动。不过光是这个问题，还不足以认可广义相对论的正确性，之后科学家还进行了其它的实验来验证爱因斯坦的理论，比如说光线在引力场中的弯曲还有引力红移，通过这些实验证明了爱因斯坦的理论是对的，在1919年日全食的时候，科学家分别在不同的地方进行了观测，最终得出的结果和爱因斯坦预测的是一样的，简单来说，宇宙中所有的天体都不是悬浮在空中。

而是依附在宇宙薄膜上，爱因斯坦认为我们的宇宙其实是一张巨大的薄膜，所有的天体都依附在这张巨大的薄膜上面，整个时空就像是一个跳床，物体在上面运动会使跳床形状发生了改变，物体的质量越大，跳床的弯曲程度就越大，爱因斯坦广义相对论认为，质量才是引力的根本，这就像一块石头丢进水里，就会产生涟漪或者漩涡，由此影响周边的物质，这种扰动表现出的现象就是时空漩涡，这种漩涡会影响在这个范围物体的运动，产生相互掉进对方陷阱的现象，我们看到的就是物体的相互吸引，这就是引力。小质量物体的引力十分微弱，因此一般很难表现和测量出来，到了大质量的天体，引力就显得很大了。质量越大的天体，时空旋涡就越大越猛烈，小的物体经过时就会掉入这个旋涡，看起来就被大天体吸引过去了。

大质量天体的引力旋涡导致的时空弯曲，甚至可以影响通过的光线，比如远方恒星的光线经过太阳附近时也会被弯曲。根据爱因斯坦的广义相对论推演，产生了很多预言，比如说黑洞、引力波、时间膨胀、引力透镜等，这些预言都被科学家慢慢证实了，黑洞是宇宙中一个不可思议的存在，在1971年的时候科学家发现第一颗真实存在的黑洞，即天鹅座X-1，2019年的时候科学家们用地球口径的事件视界望远镜拍摄下了黑洞第一张照片，距离我们5500万光年的M87星系黑洞，目前黑洞的存在已经是被科学界所认可的，在所有的星系中心，几乎都存在一颗超大质量的黑洞，一般来说大质量的黑洞会产生强烈的引力波。引力波是指时空弯曲中的涟漪以波的形式从辐射源向外传播，并且带有能量。

引力波普遍存在宇宙当中，只有高速运动的质量或者质量非常大的物体辐射的引力波才能够被观测到，比如说双星系统、中子星合并、超新星爆发、黑洞等，在2017年10月16日，全球多国科学家同步举行新闻发布会，宣布人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波，从而证明了爱因斯坦的理论是对的。除此之外，还有引力透镜，这也是爱因斯坦广义相对论所预言的一种非常特殊而重要的现象，简单来说就是大质量天体（比如说黑洞、星系）周围的空间会发生畸变，使得其背后的天体（如星系）发出的光，在经过该大质量天体附近时会发生弯曲，然后在汇聚到观测者眼中，因此观测者看到的是发生了畸变的一个或者多个图像，这种效应类似于透镜对光线的折射作用，被称为是引力透镜效应。

引力透镜效应能够分为两种：一种是能够使天体发出光强烈偏转的强引力透镜效应，一种是对光的偏转能力较弱的引力透镜效应。强引力效应能够明显改变天体的图像，形成双重像、多重像或者是弧形的像，具有较强的增亮效应，能够用于研究较远、较暗的星系，弱引力透镜效应一般不会明显的形成虚像，而会使天体的图像变亮，从而使可观测的天体增加。而且引力能够影响时间的流逝，为了证明这个说法，早在1960年，“庞德-雷布卡实验”就首次证实了“引力时间膨胀”的存在，而时至今日，我们使用的全球定位系统也必须根据“引力时间膨胀”来进行时间校正。在爱因斯坦的相对论中，时间是运动变化的直接体现，但运动又和空间非常密切，所以时间必须和空间联系在一起，两者是不可分割的，统称为时空。

简单来说就是任何单独讨论时间和空间的行为都是没有意义的，两者必须结合在一起才能够描述我们的世界，在广义相对论的体系下，引力只是时空弯曲的表象，物体沿着弯曲的时空运动，就能够体现出引力来，站在四维时空的角度来说，任何物体都是一直在做直线运动，只是这里的直线和我们三维空间的直线是不同的，我们一般将四维空间的直线运动称为是测地线运动，按照广义相对论，任何物体都是沿着四维时空做直线运动，只不过从三维空间的角度来说，我们会感觉物体在做曲线运动，简单来说，当光线经过强大的引力场时，就会失去部分能量，由于光的能力和频率有关系，失去能量意味着频率变小，波长变长，由于光速是不变的，于是光线的两个相邻波峰之间的时间就变长了，这就意味着时间变慢了。

比如说GPS，我们靠它来为我们进行导航，然而我们并不能够直接使用GPS卫星所传输的数据来进行导航，我们必须在使用之前先进行双向的时间校准。GPS卫星轨道位于地球表面2万公里以上，在这里所受到的引力作用要比在地球表面小得多，而引力会使得时间流逝速度变慢，所以GPS卫星的时间流逝速度要快于地球表面的时间流逝速度。此外，由于卫星相对于地球处于运动之中，受狭义相对论效应影响，卫星的时间流逝速度变慢，所以就必须要进行二次校准，如果我们不对GPS进行时间校准，那么由于两个时间的流逝不同，所以定位位置就会出现偏差，平均每24小时，就会偏差14米，从这些实验证明来看，爱因斯坦的引力观更加准确一些。

虽然爱因斯坦的相对论更加准确，但是牛顿的万有引力定律一样能够让我们利用，在远低于光速的情况下，牛顿的万有引力定律能够解决我们遇到的一切问题，但是如果接近光速或者是超越光速，那么就需要用到爱因斯坦的相对论，虽然相对论现在看上去更加精准一些，但是未来随着人类科技的发展，可能还会提出更加完善的理论来，目前相对论和量子力学被称为是现代科学的两大支柱，但是这两大支柱都存在一定的缺陷，比如说引力必须利用相对论来解释，而强相互作用力、弱相互作用力和电磁力必须用量子力学来解释，相对论无法解释强相互作用力、弱相互作用力和电磁力，而量子力学无法解释引力。按理来说，我们的宇宙是一体的。

这就意味着只需要一种理论就能够将宇宙中所有的力解释，既然量子力学和相对论无法相互融合在一起，那么就说明它们之间一定还存在缺陷，为了解决这个问题，科学家还提出了弦理论，这个理论认为宇宙中所有的粒子都不是点，而是像小提琴上面的弦一样，它们是一维线，这些弦在多个维度中振动，每一种振动都对应一个粒子，这意味着我们所知道的所有粒子，从光子到夸克，都是由这些弦的不同振动模式产生的，弦理论试图将相对论和量子力学完美的融合在一起，由此延伸出超弦理论，不过弦理论目前还只是科学家的一种猜测，并没有被证实，它为我们提供了一个全新的视角，让我们站在全新的视角上面来看宇宙，它挑战了我们对现实的传统理解。

虽然目前科学家还没有证实弦理论，但是科学家正在积极的研究和探索当中，小编认为，科学就是在不断推翻前人的基础上创新，现在我们所认为是正确的理论，在未来的某一天也可能会被推翻，就像几千年年前，人类一直都认为地球就是唯一的世界，月球和太阳都在围绕地球转动，但是现在我们已经知道，地球并不是唯一的世界，在地球外面还有宇宙的存在，太阳也不是围绕地球转动的，太阳是一颗恒星，在太阳系中地球和其它行星在围绕太阳转动，随着人类对宇宙的深入了解，人类的理论也会不断的更新和创新，人类想要解开宇宙的奥秘，还需要漫长的时间，不过人类作为地球上最有智慧的生命，从人类诞生以后就开始不断的研究和探索世界的奥秘，只要人类能够坚持不懈的努力下去，未来随着人类科技的进步，人类一定能够解开宇宙的奥秘，希望这一天能够早日到来。