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（2）、狭义相对论时空观表明了时空整体的绝对性。
1908年，爱因斯坦的老师德国数学家明可夫斯基（H.Minkowski,1864～1909）证明了膺欧几里得四维时空“间隔”的不变性，把惯性系中的空间和时间联结为统一的物质存在形式——“四维时空连续体”。其公式，
S2 = h2 - c2T2 式中：
h－两事件的空间间隔 T－时间间隔 C－光速（真空） S－两事件的时空间隔 （3）、狭义相对论时空观为因果关系提供了明确的物理证据。
狭义相对论虽然否定了“同时性”的绝对性，却肯定了事件的因果性；并且根据任何相互作用的传递都不可超过光速这一物理事实，揭示了经典物理学所未反映的因果关系定律的新的特征。 （4）、狭义相对论推论出著名的质能关系式：E = mc2
1905年9月爱因斯坦发表了他的第二篇狭义相对论论文《物体的惯性同所含的能量有关吗？》，在这篇论文中，他借助洛仑兹变换发现，发射辐射能为L的物体，由于辐射的结果，物体的质量要减少L∕C2。他由此得出结论：“物体的质量是它所含能量的量度”,物体所含的能量的变化正比于它的质量的变化。1907年，他在《关于相对论原理和由此得出的结论》一文中，他假定质量和能量是完全相当的概念，静止物体的质量是它所包含的“内能”的量度，由此他推导出了著名的质能关系式：
E = mc2
其中，E：表示物体的能量（活力）
m：表示物体的质量（惯性） c：表示真空中的光速
这个公式表明，一个物体只要它的能量增加，它的质量也会成比例的增加。也就是说，一个物体的质量和能量是可以互相转化的。
在经典物理学中，质量守恒和能量守恒是两个彼此孤立的自然定律；而在狭义相对论中，这两个自然定律成为统一的质量能量守恒定律。爱因斯坦认为这一发现是狭义相对论最重要的成就之一。 创新逻辑分析： ①相似推理：
已知：牛顿力学定律（伽变）-----> 与惯性参照系无关 联想：牛顿力学定律～电动力学定律（相似关系）
推论：电动力学定律（伽变）-----> 与惯性参照系无关 实验：电动力学定律（伽变）-----> 与惯性参照系有关 ②相反推理：
已知：电动力学定律（伽变）-----> 与惯性参照系有关 联想：伽变（绝对时空）～新变（相对时空）（相反） 推论：电动力学定律（新变）-----> 与惯性参照系无关 实验：电动力学定律（洛变）-----> 与惯性参照系无关 （德国：爱因斯坦） ③相似推理：
已知：电动力学定律（洛变）-----> 与惯性参照系无关
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联想：电动力学定律～牛顿力学定律（相似关系）
推论：牛顿力学定律（洛变）-----> 与惯性参照系无关 实验：牛顿力学定律（洛变）-----> 与惯性参照系无关 （德国:爱因斯坦）
综述（归纳）: 在任何惯性系中，物体运动遵从同样的物理规律。即物理规律（物理学定律的数学形式）与惯性参照系无关。
—— 狭义相对论 注：狭义相对论创立的心路历程： （1）、牛顿绝对时空观：
光的传播速度与惯性参照系有关（先验假定） →时间和空间间隔与惯性参照系无关（推论）
→牛顿力学定律的数学形式（伽变）与惯性参照系无关（推论） →电动力学定律的数学形式（伽变）与惯性参照系有关（推论） （2）狭义相对论时空观
光的传播速度与惯性参照系无关（迈克尔逊－莫雷实验） →时间和空间间隔与惯性参照系有关（思想实验)（爱因斯坦） →电动力学定律的数学形式（洛变）与惯性参照系无关（推论） →牛顿力学定律的数学形式（洛变）与惯性参照系无关（推论）
→综述（归纳):一切物理学定律的数学形式（洛变)与惯性参照系无关 。 人物简介：
爱因斯坦（A.Einstein,1879～1955）出生于德国西南部的古城乌尔姆一个小业主家庭。1880年,全家迁往慕尼黑，在这里他读完了小学和中学，他数学成绩较好，其他科目都很差。1896年10月～1900年8月他就读于苏黎世高等工业大学，毕业后，因是犹太人而一度失业。
1902年6月经朋友介绍前往瑞士联邦专利局任职员，直到1909年。这期间，他利用工作之余研究了物理学，并取得了杰出的成就，于1905年创立了狭义相对论，引起了物理学理论的重大变革。因此成就，爱因斯坦在1909～1914的几年间，先后受聘于布拉格大学和苏黎世母校任教，并在大学同学、数学教授格罗斯曼（M.Grossmann,1878～1936）的帮助下，利用德国数学家高斯和黎曼（B.Riemann,1826～1866）所建立的曲面几何作为数学工具，经过10年的努力，于1915年11月建立了广义相对论。 1914～1933年，爱因斯坦担任了柏林威廉皇家学会物理研究所所长和柏林大学教授。1933年10月，54岁的爱因斯坦为躲避纳粹的捕杀，前往美国定居，在普林斯顿高等研究所任研究员直到1955年病逝。这期间，他把主要精力集中在统一场论的研究上。 洛仑兹（H.A.Lorentz,1853～1928）是19世纪末至20世纪初最有成就的荷兰理论物理学家，他创立了著名的“洛仑兹变换”。1893年，他为了解释迈克尔逊—莫雷实验的零结果，独立地提出了收缩假说——物体运动时其内部的各个分子之间出现一种力,使物体在运动方向上发生纵向收缩。1895年，公布了收缩系数的精确值为（1-υ2∕c2）；1904年，他发表了有相对运动的惯性参照系之间的数学变换关系，这一变换关系使麦克斯韦方程组在不同的惯性参照系中具有相同的数学形式。这组坐标变换关系就是著名的“洛仑兹变换”。
【4】广义相对论创立过程的逻辑分析
发现实例：爱因斯坦在1907年发表的《关于相对论原理和由此得出的结论》的论文中指出，物理学规律既然与匀速运动的惯性参照系无关（狭义相对论），那么物理学规律
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是否与匀加速运动的非惯性参照系也无关呢？也就是说，物理学规律是否与参照系的运动的状态无关呢？即伽利略的相对性原理是否可推广到匀加速参照系呢？
1832年1月，意大利物理学家伽利略（Galileo Calilei,1564～1642）在《关于两大世界体系的对话》一书中，用相对地球作匀速直线运动的“萨尔维阿蒂大船”阐述了物理体系的状态据以变化的定律，同描述这些状态变化时所参照的坐标系究竟是用两个在相互作匀速直线运动的坐标系中的哪一个并无关系，，也就是说，物理学规律与惯性参照系无关。爱因斯坦由此想到，是否可用相对地球作匀加速直线运动的“电梯”来证明物理学规律与匀加速参照系也无关呢？
于是，爱因斯坦设计了如下的思想实验——“爱因斯坦电梯实验”：处在电梯内的观察者所观察到的物理现象和在萨尔维阿蒂大船中以及地球上所观察到的物理现象完全一样。他无法通过自己在电梯内所看到的物理现象，来分辨自己所在的参照系究竟是匀加速直线运动的参照系，还是一个存在引力场的惯性系。也就是说，一个作匀加速直线运动的参照系所看到的物理现象与存在引力场的惯性系所看到的物理现象完全相同。这一思想实验表明，一个作匀加速直线运动的参照系，等效于一个存在均匀引力场的惯性系（等效原理）。换句话说，在任何参照系中，物体运动遵从同样的物理规律。这一结论就是广义相对论。
在任何一个局部惯性系中，我们是看不到引力作用的，而只能在这些局部惯性系之间的相互关系中看到引力的作用。引力的本质就在于各个局部惯性系之间的这种联系。爱因斯坦为了寻找引力场方程，他依据以下两个基本原理： 1、等效原理：一个作匀加速直线运动的非惯性系所看到的物理现象与存在引力场的惯性系所看到的物理现象完全相同；也就是说，一个有匀加速直线运动的非惯性系，等效于一个存在均匀引力场的惯性系。
2、在引力场中，一切物体都具有同一加速度。这一定律可以表述为引力质量和惯性质量严格相等的定律{匈牙利物理学家厄缶（B.R.von Eǒdvǒs,1848--1919）同他的合作者历经30年的实验，于1888年证实了引力质量和惯性质量严格相等这一事实}：。 在德国数学家格罗斯曼（M.Grossmann,1878～1936）的帮助下，爱因斯坦经过七、八年的艰苦努力，终于1915年末找到了自己认为满意的以黎曼曲面几何为基础引力场基本方程：
Rμυ=-8πG（Tμυ-1/2gμυT） 其中G为引力常数，度规张量gμυ和里奇张量Rμυ是描写时空几何性质的量；Tμυ为物质的能量动量张量，T为Tμυ的标量，它们是描写物理性质的物理量。
这样过去认为物体是通过引力来对其它物体的运动发生影响，现在则认为是一个物体影响其它物体在其中作自由运动的空－时几何。原来所认为的在旧的平直空－时中物体受引力场作用的强迫运动，现在则是物体在弯曲空－时中的自由运动。这样，物理学问题就转化为几何学问题，自然规律就转化为一种涉及空－时的几何命题。我们一旦知道了度规空间的十个函数，则任何可知道的事情均可被计算出来。
广义相对论推论的验证。1915年，爱因斯坦通过复杂的计算，提出了以下可供验证的推论并得到了后人的实验证实：
第一个是水星轨道近日点的反常进动问题，水星近日点相对于空间某固定方位不断缓慢变化，这种进动很小，每百年转过5600″，其中有43″无法解释。爱因斯坦根据广义相对论对水星轨道近日点的这种反常进动问题给出了理论答案，他把行星绕日运行当作在太阳引力场（弯曲空间）中的短线运动，并计算出水星的剩余进动 δф0 = 6π2GM日∕c2a（1- e2）=43″∕百年
这个1915年所得到的理论数据与1975年所观测的实际数据41.4″±0.9 基本相符。
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第二个是时钟在强引力场中走得慢。1925年美国天文学家亚当斯（W.S.Adams,1876～1956）观测了天狼伴星所发出的谱线相对频移为6.6×10-5，这同广义相对论的理论预测值5.9×10-5基本一致。
第三个是光线在引力场中会偏转。1912年爱因斯坦依据广义相对论的引力场方程计算出光线经过太阳边沿要偏转1.75″。英国天文学家爱丁顿（A.S.Eddington,1882～1944）于1919年5月29日日全食时进行了观测所得到的数据为1.61″±0.30″，这与爱因斯坦的理论数据基本相符。
第四个是雷达回波的延迟。1964～1968年间，天文学家沙皮罗（I.I,shapjiro）从地面上用雷达发射一束电磁波脉冲，以测定电波路经太阳附近往返时间的延迟，结果，实验观测数据与广义相对论的理论预言是一致的。如地球和水星之间雷达波的最大延迟时间可达240微妙。
第五个是预言了引力波的存在。1916～1918年，爱因斯坦由引力场方程推导出波动方程，并据此预言了引力波的存在。他指出，许多加速运动的物体都可以发射引力波，引力波是以光速传播的。宇宙间大质量的天体是较强的引力波源，双星就是一种典型的引力波源。引力波的辐射会把双星的能量一点点带走，从而使双星的绕转周期越来越短。1974年底，美国射电天文学家泰勒（Taylor）等三人对新发现的射电脉冲星双星PSR1913+16进行了连续四年的观测（观测精度可达百亿分之几），发现这颗双星的周期在稳定的变短（每转一周减少3×10-12），这与爱因斯坦广义相对论的理论预言相符合。这一事实为引力波的存在提供了间接证据。 创新逻辑分析： ①相似推理：
已知：物理学定律 → 与匀速参照系无关 联想：匀速参照系～匀加速参照系（相似关系） 推论：物理学定律 → 与匀加速参照系无关 实验：物理学定律 → 与匀加速参照系无关
等效原理：一个作匀加速直线运动的参照系，等效于一个存在均匀引力场的惯性系。
②相似推理：
已知：匀速参照系之间的坐标变换关系 → 洛变 联想：匀速参照系～匀加速参照系（相似关系）
推论：匀加速参照系之间的坐标变换关系 → 洛变 实验：匀加速参照系之间的坐标变换关系 → 引力方程 （引力场方程 洛仑兹变换 伽利略变换） 综述（归纳）：在任何参照系中，物理学定律的数学形式是相同的。——广义相对论 人物简介：黎曼（B.Riemann,1826～1866）是德国哥廷根大学数学教授，他创立了黎曼几何—曲面几何。黎曼生于德国北部汉诺威的布雷塞伦茨村，父亲是一个乡村的穷苦牧师。他六岁开始上学，19岁进入哥廷根大学攻读哲学和神学。1847年，黎曼转到柏林大学学习，l850～1866年在哥廷根大学任教。
１８５４年黎曼提出了一种新的几何学。在这种几何学中，他把欧氏几何的第五公设改为“过平面上一已知直线外一点没有直线与原直线平行”。由此可推出“三角形内角和大于π”的命题，更重要的是他把欧几里得三维空间推广到ｎ维空间，从而得到一种新的几何学——非欧几何学，这种几何学，被称为黎曼几何。他的研究成果为５０年后爱因斯坦的广义相对论提供了数学基础。黎曼指出，现实的物理空间究竟是欧几里得空间还是别的空间，这是不能先验地确定的，只有靠经验靠天文观测。曲面几何理论认为，曲率为零的空间是通
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