万物至理：宇宙的终极密码，世界是可以被理解的

写在前面

若将整个宇宙当作一个系统，那么这个系统也有它的第一性原理，科学家们把它称为“万物至理”。

爱因斯坦推导相对论的过程，就是他打破物理学的隐含假设，建立全新基石假设，不断探寻万物至理的过程。

我一直认为，世界上最聪明的一批人是理论物理学家。

而在这个世界上的顶级物理学家几乎都有同一个信仰，他们相信在宇宙中存在一个“终极理论”，它是一个极简方程，这个方程能统一所有的理论。

它就像是一把终极钥匙，能够帮助我们从根源处找到宇宙中所有未解之谜的答案。

这个伟大的方程，有人称它为“大一统理论”（Great Unification Theoies），但我认为“万物至理”（Theory of Everything）这个描述更加贴切。

本文共计9844字

阅读时长约14min

洞见公理比推导更加困难

2014年，一部以斯蒂芬·威廉·霍金（Stephen William Hawking）青年时期的经历为蓝本的电影在美国上映，引起了社会各界的广泛关注。

在中国，这部电影的名字被翻译成《霍金：爱的方程式》《爱的万物论》《少年霍金》等，实际上，这部电影的名字是“The Theory of Everything”，直译就是“万物理论”或“万物至理”。

我相信大多数人并不理解为什么一部爱情片要用一个如此生硬和学术的名词来命名，但在我看来，用这种物理学家孜孜以求的真理作为标题，恰好能够充分展示霍金的伟大。

实际上，现在世界上顶级的理论物理学家正在研究的主线就是万物至理，如牛顿的经典力学、爱因斯坦的相对论、量子力学、超弦理论等，都是科学家为找到万物至理而进行的研究过程。

接下来，我们将通过讲述爱因斯坦的故事，理解科学研究是探寻万物至理的过程，去深刻感受它的魅力。

爱因斯坦在其人生最后的30年里，一直致力于追寻万物至理。

万物至理的大前提是更根基的第一性原理，即如果你把整个宇宙当作一个系统，那么这个系统也有它根基的第一性原理，科学家把它称为“万物至理”。

事实上，追求万物至理的目标、研究理论的工作，与我们前面提到的公理化思维完全一样。

爱因斯坦认为，理论家的工作可分为两步，首先是发现公理，其次是从公理出发推出结论。

当有人询问爱因斯坦发现公理和从公理推出结论哪一步更难时，爱因斯坦认为，第二步从公理出发去推导结论，只要勤奋和聪明就一定能够成功，而第一步发现公理有完全不同的性质。

言外之意，发现公理更难。

从哲科思维的演绎法出发找到作为系统根基的公理，是一个与逻辑推导能力完全不同的概念。

因为在演绎法的单向性法则约束下，身处系统内部，我们可以基于直接给定的公理使用逻辑推导的方式得到系统中的所有命题，但我们并不能从系统的命题中倒推出在系统之外的第一性原理，除非我们可以跳出自身所处的系统，从外部视角进行分析。

既然公理或第一性原理并不是逻辑推导出来的，那么它从何而来呢？

实际上，在找到系统根基公理的这个过程中，迄今为止也没有科学家或哲学家能够总结出一些行之有效的具体方法论，即使能力突出、经验丰富的科学家也只能根据自己的经验去不断地假设，然后持续地试错，直至定位到准确的第一性原理。

理念世界与思想实验

爱因斯坦是如何发现公理的呢？

在这方面，他有两种非常独特的方法论，首先来说第一种，我们称之为“定律中的定律”。

一般来讲，科学的研究和发展都建构在第一性原理的基础之上。

在一般情况下，普通的科学家都会致力于研究学科内部的学问，却不会去研究作为学科基础的第一性原理，因为对他们来说，第一性原理的存在就是一个直接给定的前提假设。

阿尔伯特-爱因斯坦

然而，真正顶级的科学家、思想家和哲学家，他们所研究的主要内容就是学科系统之下作为基础的第一性原理，而深挖基础后，爱因斯坦发现，几乎所有从实验室中总结出来的物理学规律（第一性原理），归根结底都需要满足某些固定的定理，这些也被称为“定律中的定律”，比如要满足对称性、能量守恒定律和某种最小作用量原理等。

这些定理并不存在于某个物理学的细分系统中，而是作为整个物理学的学科基础存在的。

爱因斯坦发现这件事情之后如获至宝，认为这些规律就是发现公理的前提。

在这种思维的指导下，爱因斯坦顺利地以一些定律中的定律为前提，成功地推导出相对论相关的理论。

我们再来探讨一下爱因斯坦在发现公理方面的第二个方法论，这个方法其实是很多伟大的理论物理学家公认的有效途径，我们称之为“思想实验”。

简单来说，思想实验就是在大脑中进行纯逻辑的推演。

关于思想实验，德国的传记作家阿尔布雷希特·弗尔辛（Albrecht Foelsing）在《爱因斯坦传》中，用一句非常有趣的话描述了爱因斯坦的思维实验方法：

“凭借想象中的飞跃，而不是基于对实验数据的归纳。”

爱因斯坦通过思想实验洞悉了伟大的原理，所以他的家人都知道，如果他坐在某个地方发呆时，一定不能去打扰他。

因为在那个时刻，也许他的思维正在一个像宇宙一样广阔的实验场中进行一项伟大的实验。

究竟是一种什么样的力量在帮助我们找到位于元起点的公理？

也许是好奇心，也许是求知欲。

一般来讲，大多数人只会对那些于自己有利的事物感兴趣，而公理往往是以不可见或容易被忽略的形式出现，比如学科系统中的前提假设，以及已经在公众心智中形成群体认知的理念。

所以，我们常常满足于直接给定的公理化假设，很少去质疑或进一步探询。

伟大的哲学家康德说过，所谓哲学，“起始于对所谓自明的问题的追问”。

顶级科学家从来都不缺少“盘根问底”的好奇心与求知欲，对于我们司空见惯的基础假设，他们会进一步研究，从这个角度来讲，好奇心是一个人所能拥有的最宝贵的财富。

除了好奇心，元起点的定位还要依靠人们的想象力。

爱因斯坦曾经说：“想象力比知识重要得多。”

知识是给定的内容，而想象力是突破已知的重要力量。

所以，伟大的科学家从来都不会是所谓的“书呆子”。

比如爱因斯坦，除了研究物理学，他还有很多独特的个人爱好，如演奏小提琴、划船等。

在这些娱乐和运动的过程中，人类的思维会得到活化，想象力也会随之发挥。

大多数人对爱因斯坦的第一印象来自中学的课本，在课本的描述和插画的展示中，爱因斯坦提出了狭义相对论和广义相对论，是现代物理学的奠基人之一，是一位伟大的科学家、物理学家。

爱因斯坦的伟大不仅仅是因为他提出了一个伟大的理论，还因为他从根本上改变了科学研究人员的实际工作方法，将科学研究引入一个新的哲科时代。

从研究方法来讲，爱因斯坦的贡献毫不逊色于哥白尼提出的日心说所带来的思想革命。

以他为分水岭，物理学家探索世界的方式发生了根本性的改变。

在过去，大多数科学家进行研究的宗旨是“实践出真知”。

首先，去实验室里进行实验；

然后，观察结果，如果有某个结果重复出现，并且其他人也可以通过同样的实验步骤独立验证出同样的结果，那么科学家就可以从中找到某种规律；

最后，进行分析和总结，将规律转变为成熟的理论。

实际上，这种基于归纳法思维的研究方式，在今天依旧是很多普通科学家最常用的方法。

从理论的角度解读爱因斯坦找到万物至理的过程显然有些苍白，所以接下来，我们从爱因斯坦推导出狭义相对论的实际过程来分析。

对牛顿力学体系的质疑

在爱因斯坦之前，牛顿的经典力学从1687年一直到20世纪初都是物理学的根基。

在这段时间里，所有物理学家都是在牛顿建立的经典力学这个第一性原理的基础上进行研究，然后填充物理学的内容。

在沃尔特·艾萨克森（Walter Isaacson）所著的《爱因斯坦传》中，记载着这样一个故事：

19世纪的最后一天，欧洲的顶级物理学家汇聚一堂，其中最受人尊敬的被称为“开尔文勋爵”的英国物理学家威廉·汤姆逊（William Thomson）讲了一句话，“物理学的大厦已经落成，剩下的就是一些装修装饰工作而已”。

艾萨克-牛顿

从当时的时代背景来看，汤姆逊会产生这种认知并不奇怪，因为经典物理学确实在牛顿经典力学的基础上，形成了相对完整的系统。

但他没有想到的是，经典物理学走到尽头之后，还有理论物理学的崛起。

汤姆逊的话言犹在耳，仅仅5年之后，26岁的爱因斯坦便横空出世。

当时，他不过是瑞士专利局的一个三等技师，但是那一年他一共发表了6篇论文，其中有4篇被誉为“天神级”论文。

通俗地讲，这4篇论文中的任意一篇都有获得诺贝尔物理学奖的潜力。

正是这些论文开启了物理学研究的新时代，因此，学术界又把1905年称为“爱因斯坦奇迹年”。

虽然关于那一年爱因斯坦所创造的成就，很多资料中都有详细的记录。

但是从目前来看，关于爱因斯坦如何创造出这些奇迹般的理论的具体过程，我们能够了解到的事情还是凤毛麟角，但这并不妨碍我们用破界创新的方法分析爱因斯坦创造狭义相对论的具体过程。

在爱因斯坦之前，物理学经历了两次伟大的统一：

第一次是牛顿统一了天上和地上的引力；

第二次是麦克斯韦统一了电力、磁力和光。

在经典力学被创造出来之前，人们对于事物运动的认知主要受到亚里士多德的理论的影响。

他认为天上星体运动的规律和地球上物体运动的规律是不同的，亚里士多德把这两种运动方式分别命名为“月上世界”和“月下世界”。

一直到牛顿创立经典力学系统，地外的行星运动规律和地球上的物体运动规律才得以统一。

简单来说，经典力学系统既可以解释地球为什么绕着太阳转，也可以解释为什么苹果会掉到你的头上。

美国的畅销书作家詹姆斯·格雷克（James Gleick）在《牛顿传》中曾经这样评价他的经典力学体系，他说牛顿把天上和地上打通的难度不亚于今天的科学家把量子力学和相对论打通的难度。

而截至今天，量子力学与相对论也没有完全被打通。

所以，牛顿当年以一己之力通过引力找到了经典力学的万物至理，不可谓不伟大。

除了牛顿，另外一个实现了物理学分支系统统一的人是英国的物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（James Clerk Maxwell）。

与牛顿的贡献不相上下，麦克斯韦创立了经典电动力学，用电磁场理论将电学、磁学和光学统一起来，他用一组极简的方程将看不见的电力、磁力和光全部推导出来。

如果没有麦克斯韦方程组，今天的电力学以及一切与电相关的所有事物可能都不会出现或者会推迟出现。

从物理学的整体系统出发，在爱因斯坦之前，这个物理学系统的万物至理实际上就是牛顿的经典力学和麦克斯韦的经典电动力学，而这两个定理也是爱因斯坦所要打破的隐含假设。

在实际工作中，打破隐含假设，首先要判断原有的系统是否逻辑失洽。

爱因斯坦的传奇经历就起始于他发现了一件事情，在物理学系统中，牛顿统一了天上与地上的引力，而麦克斯韦统一了电力、磁力和光，但爱因斯坦发现牛顿和麦克斯韦的理论并不能相互验证。

换句话说，麦克斯韦方程组和牛顿力学之间存在逻辑失洽的现象，这种问题的出现致使爱因斯坦开始质疑牛顿力学，并促发了狭义相对论的萌芽。

其实，爱因斯坦并不是第一个发现这个问题的物理学家，但其他大多数发现这个问题的科学家都认为力学和磁学实际上分属两个不同的系统，所以出现逻辑失洽属于正常现象。

作为拥有成为顶级物理学家潜力的人，爱因斯坦从一开始就认为无论是引力、电力还是磁力，从本质上讲，它们都属于自然世界中的某个系统，所以这两个理论之间应该有某种更根基层次的逻辑自洽。

在《爱因斯坦传》中，有这样一段话描述了爱因斯坦在发现这种逻辑谬误之后的个人感受，“这些冲突使爱因斯坦精神紧张，坐卧不安”。

当时的爱因斯坦不过是一个刚刚步入物理学殿堂的年轻人，他会因为两个宗师级人物的理论逻辑相悖而产生危机感。

由此可以看出，爱因斯坦在物理学领域中有所谓的天才性的敏感。

这就是爱因斯坦打破隐含假设的第一步。

两个全新的基石假设

在对原有的物理学系统产生怀疑之后，爱因斯坦开始考虑第二步：

如何树立新的基石假设。

难以想象的绝妙之处在于，爱因斯坦的狭义相对论建立在两个新的基石假设之上：

第一个基石假设是相对性原理；

第二个基石假设是光速不变。

在这两个基石假设的基础上，爱因斯坦成功地推导出了伟大的狭义相对论，从这个角度来讲，相对性原理与光速不变原理是狭义相对论这座桥梁的两个根基。

爱因斯坦提出的第一个基石假设是相对性原理，他认为，所有自然规律在同一惯性参考系中都保持不变，这就是狭义相对性原理。

该原理强调的是一种等价性，简单来讲，就是物理定律（或物理公式）在不同参考系下是不变的。

第二个基石假设光速不变起始于爱因斯坦独特的思想实验。

爱因斯坦年轻时就曾经设想，如果用光速去运动，或者说以人力去追一束光会怎么样呢？

虽然从字面来看，这就像是一个小孩子的白日梦，但正是这个幼稚的问题让爱因斯坦发现了牛顿经典力学体系和麦克斯韦经典电动力学体系之间的逻辑失洽。

在经典力学体系中，假如我们开着一辆小汽车去追赶一辆火车，当我们的速度与火车的速度相同时，火车与我们是相对静止的。

从这个逻辑出发，如果我们去追赶光，当我们的速度与光速一致时，我们应该可以看到静止的光或者电磁波。

但是在电动力学体系中，根据麦克斯韦方程组，无论我们是否可以达到光速，光自身的速度始终是不变的，即使我们追上了光，光也不会是静止的。

牛顿经典力学与麦克斯韦电动力学在此处发生了逻辑失洽。

爱因斯坦也是从这个问题开始思考，历经数年，无论学到什么学科或者看到什么书的时候，他都会思考这个问题。

直到有一天，爱因斯坦突然灵感迸发，得出了他的第二个基石假设——光速不变。

说到这里，很多人可能会心存疑惑，光速不变的理论在麦克斯韦的经典电动力学中不是已经提出了吗？

从物理现象这个角度来说确实如此，但爱因斯坦并不是发现了某种物理现象，而是注意到了光速不变原理的公理性质。

对麦克斯韦来说，光速不变原理其实就是一个“光速=C”的数学公式，他可以应用这种定理进行电动力学方面的相关运算，但没有注意到这个定理的根基意义。

而爱因斯坦是第一个发现了光速不变是物理学的第一性原理，也是所有物理学现象的绝对参考系的人。

对我们而言，一句貌似正确的废话，对爱因斯坦而言，却是一场伟大的推演的开始。

从这个角度来讲，光速不变假设之于爱因斯坦，就如同惯性假设之于牛顿，都是人类精神最伟大的成就。

在《爱因斯坦传》中，有一段特别优美的文字描述了爱因斯坦发现光速不变这个公理：

“爱因斯坦顿悟了光速不变重要性的那一刻，就好像宇宙中有一束光射中了爱因斯坦，也射中了我们整个宇宙。”

所以，物理学以及一切以物理学为基础的学科或知识，能够在今天这个时代发展到现在的高度，至少有一半要归功于爱因斯坦当时获得的灵感。

与其说爱因斯坦是一位科学家，不如说他是一位自然哲学家，因为他根本既不需要实验，也不需要助手，只要自己一个人通过大脑的推演就可以进行思维实验。

推导出的狭义相对论

在明确了两种基石假设之后，爱因斯坦在相对性原理和光速不变原理的基础上进行了逻辑的推导。

物理学定律在任何惯性参考系下都成立的假设和光速始终不变的假设结合在一起推导出了一个结论——光速不变在任何惯性参考系下都成立。

也就是说，对任何以匀速直线运动的人来讲，光速永远不变。

处在匀速直线运动的事物，不管运动速度有多快，对这个事物而言，光永远是以光速运动的。

虽然爱因斯坦推导出了这个结论，但他很快就发现了这个结论中依然存在无法解释的问题。

不同于常人会因为发现谬误或矛盾而产生苦恼和郁闷的心态，爱因斯坦面对理论中的谬误反而是一种积极的心态，因为在他看来，只有发现问题，才能通过解决问题推动学科向前发展。

这个谬误究竟是什么呢？

在牛顿的经典力学体系中，他相信绝对的时间，认为时间就像河流一样，与任何物体和空间无关，是运动的绝对参考系。

什么是运动的绝对参考系呢？

我们可以用速度方程说明这个问题。

在这个方程中，速度是时间的函数，时间是自变量，而速度是因变量。

换句话说，任何物体运动的速度是时间的函数推导出来的结果。

时间是绝对参考系，是第一性原理，所有其他的物理运动量要从时间上推导出来。

如果我们按照这个方程去计算光的运动速度，那么光的运动速度也应该等于光运动的距离除以光运动的时间。

但爱因斯坦已经确认了光速不变这个基石假设，从这个角度来讲，光速才应该是绝对参考系，所以佯谬就出现了，即快速运动的人、慢速运动的人和静止的人，测量的光速都一样。

与光速同向的人、与光速反向的人，测量的光速都一样。

为了解决这个问题，爱因斯坦用哲学推导的方式发现，如果在光速运动的情况下，时间不再是绝对参考系，光速不变才是绝对参考系。

在光速运动的环境下，时间的地位从绝对参考系降级为“相对时间”，而时间也应该建构在光速不变的基础之上。在这个理论的支撑下，爱因斯坦提出了一个新的公式，即：

在这个方程中，时间是光的函数，光速变成那个绝对不变的参考系，时间变成相对可变的因变量。

实际上，这个佯谬的出现是爱因斯坦打破经典力学原有系统边界的契机。

这个佯谬的实质问题是，光速和时间，哪个是绝对参考系？

在牛顿的经典物理世界：

“绝对时间”就像河流一样，与任何物质和空间无关，是运动的绝对参考系。

经典物理学确立了绝对时间的隐含假设，时间是绝对不变的，而其他所有物理定律要从时间这个绝对参考系中推导出来。

爱因斯坦通过刚才的佯谬，发现了时间并不是绝对的参考系，经典物理学系统的边界由此被打破。

打破原有系统的边界之后，爱因斯坦又建立了新的隐含假设，他认为光速不变才是真正的第一性原理。

在这个基石假设之上，如果快速运动的人和静止的人测量的光速都一样，那么解决佯谬的办法似乎只有一个，对于快速运动的人来说，时间变慢了。

如果这个物体可以达到光速运动，对这个物体来讲，时间应该是相对静止的。

实际上，这才是狭义相对论的内涵（见图6-1），但这也是在现实世界中无论如何都很难被接受的结论。

从绝对时间升级为绝对光速

用理论定义现实

在生活和工作中，我们经常会遇到类似的问题：

当逻辑和实践相矛盾时，你相信谁？

我相信绝大多数人会说选择相信眼见为实，因为实践是检验真理的唯一标准。

但是爱因斯坦的经历告诉我们，如果逻辑与现实相矛盾，那就改变现实吧。

所以，在没有任何证据的情况下，爱因斯坦的狭义相对论“悍然”宣布：

时间的“绝对地位”被下移了，时间变成相对的，而光速才是运动的绝对参考系，光速不变是“一”。

虽然在当时受到科技水平的限制，爱因斯坦的理论无法通过科学实验被证明，但是现在，在先进的科技设备的支持下，我们通过对宇宙中天体运动的观测，已经证明了爱因斯坦狭义相对论的正确性。

甚至有很多艺术作品，都开始以爱因斯坦的相对论理论为基础去塑造未来的时空旅行场景。

2014年，由英国著名的导演克里斯托弗·诺兰（Christopher Nolan）执导的电影《星际穿越》在全球上映，影片讲述了一支科学探险队利用发现的虫洞进行时空穿越的故事。

男主角是探险队中的一名宇航员，在进行星际穿越之前，他的女儿还是一个孩子。

因为他们以光速运动的形式穿越了虫洞，所以对他们来说，时间是相对静止的，但他的女儿生活在地球上，在正常流速的时间之下。

所以当他穿越回来，发现虽然他的年龄并没有明显的变化，但他的女儿已经变成了一位风烛残年的老者。

虽然在这部电影中存在一些在科学家看来并不严谨的科学细节，但这个故事的主线充分地说明了爱因斯坦的狭义相对论。

从形式上讲，狭义相对论在提出之时还是一个假设理论，但后人用实际的证据和实验的结果证明了这种假设的正确性。

换句话说，爱因斯坦是在不具备相对论理念诞生基础的时代，仅凭思想实验和纯逻辑推理，在没有通过观测实证的情况下，推翻了牛顿的绝对时空说，提出了超前的理论。

美国的科学哲学家托马斯·库恩（Thomas S. Kuhn）在其著作《科学革命的结构》中曾经说：

“一般人认为‘新发现’是科学的标志，但几乎所有的科学革命都不是新发现的革命，而是概念的革命。”

用超前的理念来重新定义已有的现实，这就是爱因斯坦狭义相对论建立的过程。

爱因斯坦的升维

狭义相对论的提出引发了严峻的时空观危机。

时间和空间都变成相对的概念，这与大多数人在现实中的常规认知是相悖的，所以在爱因斯坦的物理学体系中，时间与空间已经不再是基本的自然定律和独立实体。

如果我们把时间和空间合为一体，形成时空（Spacetime）的概念，就会发现，时空在任何惯性系中都保持不变。

换句话说，时间是相对的，空间是相对的，但“时空”作为一个整体是绝对的。

实际上，这也是一种理解相对论实质的方式，是把三维空间升级为四维时空。

这并不是在我们当前所处的三维空间的基础上机械地增加时间这一维度，时间和空间不再是独立的实体，而是将“时空”作为一个独立实体，时间和空间是这个实体不同的两个方面；同时，时间和空间还可以通过精确的数学方式相互转换。

当然，这种认知在当时也属于一种设想，直至今日，仍没有充足的证据证明其有效性。

走到这一步，爱因斯坦对于物理学万物至理的追求依然没有停止。

他认为，如果时间和空间能够被统一，那么从逻辑上来讲，用时间和空间测量的每个东西也将发生变化，如质量和能量。

根据狭义相对论，物体的运动速度越快，质量越大。

那么，增加的质量来自哪里呢？

爱因斯坦认为，额外的质量只能来自能量。

所以，爱因斯坦把狭义相对论和麦克斯韦方程结合在一起，推导出了科学史上著名的方程：

实际上，这个方程打破了牛顿经典力学大厦的根基。

在牛顿经典力学的体系中，物体的运动都要遵守“质量守恒定律”和“能量守恒定律”，这也是牛顿经典力学的基石假设之一。

爱因斯坦再一次打破质量和能量之间的边界，将质量和能量融合为一个独立的实体，即“质能”，而质量和能量也就成了质能的一体两面。

爱因斯坦用狭义相对论将时间和空间统一为“时空”，将质量和能量统一为“质能”，他是如何做到的？

答案是升维。

爱因斯坦认为，在问题的原有维度上不能解决问题；在原有维度上，只能呈现问题；只有换一个维度，才能解决现有问题。

高能物理和理论物理领域重要的学者之一、日裔美籍物理学家加来道雄在其著作《超越时空》中提到，“自然规律在高维空间更简单”。

升维不仅是一种简单的思维方式，还能够帮助我们有效地打破原有的认知边界。

推导出的广义相对论

在推出狭义相对论10年之后，爱因斯坦又提出了“广义相对论”，彻底推翻了牛顿的经典力学。

爱因斯坦发现，在牛顿经典力学体系中，最重要的隐含假设就是“万有引力”。

在牛顿经典力学系统中，科学家并没有就引力这种概念进行详细的阐述和说明，只是机械地把它作为一种天然存在的力来认知和使用。

根据牛顿力学的理念，引力是远距离的、瞬时超光速的神秘作用，而根据狭义相对论，任何物理相互作用的传播速度都不能超过光速。

在经典牛顿力学公式的运算下，如果太阳突然消失了，太阳对地球产生的引力会立刻消失，但根据狭义相对论，太阳消失后，对地球的引力还会存在8分钟，此处出现了逻辑失洽。

为了打破原有系统的限制，爱因斯坦提出了最大胆、最彻底的推论，从根基上否定了经典力学。

他认为，地球之所以围绕太阳做公转运动，并不是因为太阳对地球有一个引力，换句话说，万有引力并不是真正的力，而是时空弯曲的表现。

按照爱因斯坦的设想，大质能的物体会造成周围的时空场弯曲，如果有其他物体在这个时空中运动，出于最小作用量原理，自然会呈现出弯曲的运动轨迹。

所以，与其说地球绕着太阳运动，不如说地球在最小作用量原理下，在寻求一个最佳的惯性运动方式而已。

在狭义相对论中，爱因斯坦统一了时间与空间、质量与能量；在广义相对论中，爱因斯坦直接在时空和质能之间搭建起了桥梁，用两者的关系重新阐释了宇宙中星体运动的规律。

图6-3 弯曲的时空场

如图6-3所示，大质能的物体让周围的时空场发生弯曲，爱因斯坦甚至还通过实验测量出了光在经过大质能物体所在时空时运动轨迹弯曲的度数。

1919年，其他科学家根据爱因斯坦所说的测量方法，在日食时进行了实验和计算，最终得出的数据与爱因斯坦所说的完全一致。

当这个消息被公布之后，爱因斯坦的名声大噪，成了科学界的顶级巨星，甚至被人们当成科学的代名词。

在爱因斯坦之前的很多年里，牛顿经典力学认为引力天然存在，出于认知局限，所有人都没有质疑这个隐含假设。

爱因斯坦的伟大之处是能够果断地推断，这种群体认知的理念根本不存在，所以提出新的基石假设，推出了“广义相对论”。

爱因斯坦曾说：

“宇宙最不可思议的是它居然是可以被理解的。”

对我们来说，理解宇宙的那把钥匙就是爱因斯坦的广义相对论的公式。通过广义相对论的公式，我们甚至都可以推导出宇宙大爆炸那一刻的情况。

所以，爱因斯坦的理论比爱因斯坦本人还聪明，从这句话中也不难理解万物至理的分量和重要性，这也是第一性原理思维之美。

当然，从方法论的角度来讲，我们也可以将爱因斯坦的理论突破认知为第一创新与破界创新。换句话说，爱因斯坦的历次重大突破，完全是哲科思维中第一性原理的突破。

回到商业界，大多数人连爱因斯坦相对论的理念和方程的皮毛都无法理解，这是由物理学的专业性所注定的。

但关于他是如何打破原有的物理学系统边界，找到新的基石假设并在基础上建立新的物理学系统的思维模式，却是我们需要学习和借鉴的。