光沿直线传播的举例（这是教小学生的话述）

光沿直线传播的举例（这是教小学生的话述）​假设你被关在一个自由下落的客舱中，然后与客舱地板水平地打开一束手电筒光，同时在地面进行精确的测量，会测到这束光随着引力“下落”时发生了略微的弯曲。在光从客舱的一端飞向另一端的过程中，它会和对面的舱壁按相同速率跌向地球。最终导致在客舱内部看来，光是按直线传播；并且再一次地所有现象都显示你确实在一个不受力的自由环境中处于静止状态。爱因斯坦认识到，在自由下落的“失重”状态下，实际的地球引力已经消失无踪了。这同样适用于光束。光和常规的物体一样，会被巨大的物体所吸引。1919年发生日全食时人们就证实了这一点。当日全食发生时，遥远的恒星偏离了人们眼中的“正常”位置，因为当这些恒星发出的光经过太阳附近时被太阳引力场弯曲了。爱因斯坦意识到这是一个迫切的问题，而要彻底解决它需要花费自己十年光阴。而当他想到自由下落的物体时，突然意识到此时引力实际上就被关掉了。加速度和引力是一回事，这个想法非常重要，意味着此

光线传播的本质是沿最短的路线传播，并非简单的直线传播！大家都知道二维平面中直线是两点之间最短的距离，假如把一个二维平面弯曲赋予三维空间的性质，那这个直线就变成曲线，并且是曲线中两点最短的距离！所以光是按最短的路径传播！

通过对电磁辐射、光等进行思维实验，爱因斯坦创立了他的狭义相对论。顺着这个路子，他开始思考万有引力，最终提出了广义相对论。爱因斯坦最初的狭义相对论基于一个假设，即没有绝对的静止。而他的广义相对论同样基于一个假设，即没有绝对尺度的力和加速度。

首先考虑包含引力的相对论问题。光速是一个广泛的常数，这是一个公理，也是狭义相对论的基础。光具有能量，而引力不但会作用于质量而且还会作用于各种形式的能量，所以引力会弯曲光束。

当光束经过比如太阳这种巨大的物质旁边的时候，这种弯曲就会非常明显。由于在宇宙中引力无处不在，所以光束总是会被扰乱。所以相对论原理中提到的基本假设，即光沿直线匀速传播，看来不可能实现，除非有什么办法能将宇宙中的引力关掉。

爱因斯坦意识到这是一个迫切的问题，而要彻底解决它需要花费自己十年光阴。而当他想到自由下落的物体时，突然意识到此时引力实际上就被关掉了。加速度和引力是一回事，这个想法非常重要，意味着此时没有力作用在物体上，因此它在做匀速运动。一块下落的岩石是没有重量的。如果你接住它，所感觉到的重量实际上是一个力，用于阻止石头落地。我们脚下坚固的地板阻止了我们下落到地心中去。地板给了我们一个阻力，阻止我们掉下去，这个阻力就是我们平时感觉到的重量。倘若地板和地球都是蒸汽，那么我们就会失重，最终掉落到这颗美丽行星的中心里去。

加速度和引力等效

以此为出发点，爱因斯坦进行了另一个思维实验。假设你处在一个自由下落的客舱里，客舱没有窗户，因此你无从知晓外面的情况。也许这个客舱是一个故障电梯，或者是没那么恐怖的绕地球飞行的卫星。在卫星的例子中，你和卫星都在自由绕地运动。而在电梯的例子中，在你可见的周围你无法感觉到任何万有引力。比如如果你松开手里的球，它会受到地球引力最终和你按相同速率朝地心飞去，结果相对你而言它是静止的。而宇航员之所以能在飞船中漂浮，也是因为他们和飞船在以相同的速率“掉落”。虽然我们有幸知道宇航员们是在地球重力场作用中下落，但是宇航员自己却感觉不到力，在飞船内封闭环境中他们完全可以认为自己是静止不动的。

爱因斯坦认识到，在自由下落的“失重”状态下，实际的地球引力已经消失无踪了。这同样适用于光束。光和常规的物体一样，会被巨大的物体所吸引。1919年发生日全食时人们就证实了这一点。当日全食发生时，遥远的恒星偏离了人们眼中的“正常”位置，因为当这些恒星发出的光经过太阳附近时被太阳引力场弯曲了。

​假设你被关在一个自由下落的客舱中，然后与客舱地板水平地打开一束手电筒光，同时在地面进行精确的测量，会测到这束光随着引力“下落”时发生了略微的弯曲。在光从客舱的一端飞向另一端的过程中，它会和对面的舱壁按相同速率跌向地球。最终导致在客舱内部看来，光是按直线传播；并且再一次地所有现象都显示你确实在一个不受力的自由环境中处于静止状态。

一支手电筒处于自由下落的盒子中部。它发出的光穿过盒子，地心引力作用将盒子和光束同时拉向地面。在(a)图中，显示从地面看几个纳秒内出现的弯曲光路。在(b)图中，显示在盒子内部的人感觉到的光路。由于盒子和光都按相同速率下落，光在盒子内部呈现水平直线穿行状态。