《相对论之路（出版书）》
作者：[以]哈诺赫·古特弗罗因德Hanoch Gutfreund/[德]于尔根·雷恩Jürgen Renn
译者：李新洲/翟向华
内容简介：
本书讲述爱因斯坦如何创建了相对论，它的意义何在等内容，由手稿阐释及相对论相关论文组成。
这本书是在爱因斯坦1915年发现广义相对论百年庆之际出版的，这是标志相对论由狭义向广义飞跃高潮的论文的注释本。广义相对论发展历程中蕴涵着革命性意义。
目录
前言
序
手稿的魅力
爱因斯坦通往广义相对论的智力史
手稿注释
注释页的注记
附言：好戏还在后头
广义相对论的起源与形成年表
与爱因斯坦思想有关联的物理学家、数学家和哲学家
进一步阅读材料
广义相对论基础
哈密顿原理和广义相对论
依据已经获得的知识，这个令人快乐的成就看起来几乎是理所当然
的，而且任何聪明的学生都能不费力气地掌握它。但是，那些充满强烈
渴望的人，多年来，在黑暗中焦灼地探索，时而信心满满，时而精疲力
竭，最终沐浴在光明之中—只有经历过这些的人，才有深刻的体会。
阿尔伯特·爱因斯坦，1934年
《关于广义相对论起源的注记》
出版按语
我们向本书作者道贺，祝贺他们的首创精神，他们将爱因斯坦的最
大智力成就—广义相对论的历史和意义呈现在非专业读者面前。本书是
两位作者学术努力的成果，在这里，他们的隶属机构还承载着额外的象
征价值。爱因斯坦、耶路撒冷的希伯来大学和马克斯·普朗克学会组成
了一个值得关注的三角关系。
爱因斯坦是耶路撒冷希伯来大学的一位缔造者。他是校理事会成员
与首任学术委员会主席。1925年，在希伯来大学的落成典礼上，他发表
了一个目标宣言，他写道，“大学是展现人类精神普适性的地方”，并祝
愿“我们的大学将迅速发展成为一个伟大的精神中心，并引起全世界文
明人类的尊重”。这一愿景已得到全面实现。
1950年，爱因斯坦深切地表达了他对希伯来大学的终身承诺：他将
他自己的真正财富—他的个人论文和文学遗产—捐赠给希伯来大学，这
里是他的智力遗产的永恒家园。今天，由它们组成的爱因斯坦档案馆，
构成了人类至为重要的文化资产。它的馆藏是独一无二的—由大量的手
稿、丰富的函件和有关爱因斯坦的各类附加材料组成。档案中的这些材
料，清楚地显示了爱因斯坦的科学工作、政治活动和个人生活的方方面
面。这些文件能使学者们追踪引领爱因斯坦通向广义相对论的思想发
展。本书的主题正是这样的智力之旅。
1915年，爱因斯坦将他的广义相对论递交给普鲁士皇家科学院。
1917年，他成为威廉物理研究所的所长。在新理论的一个预言被证实
后，《柏林画报》（ Berliner Illustrirte Zeitung）将爱因斯坦的照片放在
最显著的位置，骄傲地宣布他是“世界史上的新名人”。当纳粹掌权后，
所有这些欢呼喝彩都悲凉地收场了，爱因斯坦和他的许多犹太裔同事一
样，在自己的祖国变得无家可归。在纳粹德国垮台以后，纳粹的政策和
意识形态给国家、民族和个人造成的巨大痛苦，众目昭彰，所以爱因斯
坦多次拒绝了返回德国的邀请和建议，拒绝重新加入德国的科学机构。
例如，接替威廉学会而新建了马克斯·普朗克学会的会长哈恩（Otto
Hahn）[1]邀请爱因斯坦加入，他的拒绝明白而干脆。1947年，爱因斯坦
还拒绝同意在德国出版任何著作。直到1954年，他才转变了态度，同意
出版他的科普作品《狭义和广义相对论》的新德文版。
1959年，还在德国和以色列建交之前，马克斯·普朗克学会就倡导
与以色列的魏茨曼[2]研究所建立合作交流关系。这些联系是两个国家长
期且富有成效的学术合作的开端。当前，马克斯·普朗克学会的研究人
员与他们的以色列同事一起致力于88个联合项目。在这些项目中，大约
四分之一的科学家来自希伯来大学，这充分说明了两个科学机构之间的
协作是多么密切。新近，“马克斯·普朗克希伯来大学活动大脑感觉加工
中心”建立了，我们已合力使人们对大脑的功能砖块—神经回路，有了
更进一步的了解。
包括戈尔姆的爱因斯坦研究所、柏林的科学史研究所在内的几个马
克斯·普朗克学会的研究所，都在对本书的主题广义相对论、它的推论
以及它的历史进行探究。在1999年到2005年间，马克斯·普朗克学会实
现了一项大规模历史研究项目，调查它的前身学会如何介入了纳粹罪
行。为了纪念爱因斯坦“奇迹年”一百周年，本书作者代表普朗克学会和
希伯来大学双方，合作举办了2005年“阿尔伯特·爱因斯坦—宇宙的总设
计师”柏林展。广义相对论发现100周年给我们两家机构带来了再次合
作，激励了两位作者写作本书。我们感谢这一雄心勃勃的计划。
梅纳希姆·本—萨松教授（Professor Menachem Ben-Sasson）
耶路撒冷希伯来大学校长
马丁·斯特拉特曼教授（Professor Martin Stratmann）
马克斯·普朗克学会会长
前言
你认为相对论的最本质思想是向狭义相对论的转变，而不是向
广义相对论的转变。我的想法与你恰恰相反。我认为最本质的事是
克服了惯性系，一件作用于所有过程而不经受反作用的事情。原则
上，这个观念并不比亚里士多德物理学中的宇宙中心观念更好。[1]
在爱因斯坦1915年发现广义相对论百年庆之际，出版本书是最合时
宜不过了。这是标志相对论由狭义向广义飞跃的论文的注释本。本书的
两位著者是有名望的学者，足以胜任他们的任务：哈诺赫·古特弗罗因
德（Hanoch Gutfreund）参加了爱因斯坦狭义相对论1912年手稿精美摹
本[2]的出版工作，该摹本含有重构狭义相对论发展的一些缺失环节；于
尔根·雷恩（Jürgen
Renn）是爱因斯坦1912年苏黎世笔记[3]的主要编
辑，这是一份重构广义相对论发展的关键文献。
必须强调广义相对论发展历程中蕴含着革命性。从多方面来看，广
义相对论所经历的发展对传统物理学的破坏，要比从伽利略—牛顿物理
学到狭义相对论所产生的破坏大得多。在此，我们从三步着手讨论。
1.首先，不再存在时空“真空”区域这样一种实在。不管怎样，总是
存在一种时间—几何场（度规），使理想的尺和钟的行为规则化，并且
存在一个协调的惯性—引力场（联络），使物体的不受力运动规则化。
空间和时间是绝对的还是相关联的？在这个由来已久的争论中，现在要
坚持绝对主义立场看来是很困难的。正如爱因斯坦所说的：
[度规张量分量]不仅描述了场，同时也描述了流形的拓扑和度
量结构性质。……不存在真空，即不存在没有场的空间[4]。
利用下面这个古老的隐喻：
代替时间和空间作为舞台，物质在舞台上展演戏剧的老想法，
我们必须想象一些超现代的剧场，在那里舞台变成了演员之一[5]。
第一步可以说成：不存在没有演员的空舞台。
2.继续这个隐喻，我们可以说这些时空结构不再组成一个固定的舞
台，以使物质和场的不同戏剧在其上演出，而是舞台和演员互相影响。
新的戏剧需要新的舞台。不仅时空的局域结构（在流形的有限补丁的意
义上）动态化了，而且它的整体结构（在整个流形拓扑学的意义上）不
再需要先验给出。对于引力场方程的每一个局域解，人们必须确定与这
个局域时空结构相容的最大扩充流形的整体拓扑[6]。
3.最后，舞台没有独立于剧情的自身特性。相同的剧情不能在舞台
的不同部分上演：当演员在舞台上运动时，他们带动着舞台一起运动。
更直白的表达就是，裸流形上的点，不存在能将一个点与另一个点区分
开的内在性质，这样的区别依赖于场和物质的出现。许多广义相对论的
教科书仍将这些裸点称为“事件”，这正如以前的所有物理理论那样，不
正确地建议了点是先验地在物理上个体化的，使这个真正革命性的特征
模糊不清了。
这三步合起来产生了背景无关理论的概念：没有演员，就什么都没
有。爱因斯坦这样说道：
时空并不声称自己存在，而仅仅是作为场的一种结构特性。
倘若我们考虑另外的空的区域，其中仅仅给定了时间—几何度规和
对应的惯性—引力联络，那么这样区域的点，只能由这些场的性质个体
化，而不能由别的任何东西个体化。
我新近以如下方式论述这个观点：
理论物理学中至关重要的发展之一，是将依赖于固定的、非动
力学背景时空结构的理论，改变成背景无关理论，在这个背景无关
理论中，时空结构本身是动力学实体。……时至今日，许多物理学
家与哲学家尚未完全理解这个发展的意义，更不用说在实践中接受
它了。人们必须假定，在时空的空区域中，点固有的个体特性，实
际上是它们之间的任何空—时关系，无不依赖于某个度规场的存
在……于是，广义相对论成为首个完全动力学的、背景无关的时空
理论[7]。
但是，人们绝不能认为这就是故事的结尾。记住温斯顿·丘吉尔
（Winston Churchill）[3]不朽的话语：“现在不是结束。甚至不是结束的
开始。或许这是开始的结束[8]。”回溯历史，1915年论文是爱因斯坦史
诗[9]的顶点；展望未来，这是一个仍在进行的智力旅程的第一步。就如
众多的其他基础论文一样，它起到了节点作用，既总结了过去，又为未
来展现了广阔的前景。
甚至在爱因斯坦取得非凡成就的时刻，他也从不怀疑这一点。在
1916年，他写道：
看来量子论不仅要修正麦克斯韦的电动力学，而且也要修正引
力新理论[10]。
量子场论方法与广义相对论结构之间存在一个熟知的矛盾。非广义
相对论性理论的量子化方法基于存在一个固定的运动学背景时空结构，
为所有事件提供了在哪儿和在何时。这种时空结构是将动力学理论的形
式论进行量子化所必需的，同样重要的是，这个时空结构也是给出这个
动力学理论的物理解释所必需的：如果一个预备了这里和这时的系统是
从属于某个动力学相互作用，在这个系统上测量的那里和那时的结果会
是什么呢？
广义相对论并不适用于这个模式。广义相对论是一种背景无关的理
论，没有固定的、非动力学的结构，因此它没有独立于它的动力学的运
动学。在广义相对论这样的理论中，这里和这时，以及那里和那时，不
是对系统提出的问题的一部分，而是给出的答案的一部分！
然而，还有希望存在：人们常常没有足够强调，广义相对论与狭义
相对论性的量子场论共享了一个基本特征：过程重于状态。四维方法强
调了时空区域中的过程，这个方法对于两者而言都是基本的。研究量子
引力的理想方法，就将是以过程为主的量子化背景无关方法[11]。
寻找这种方法的挑战仍有待解决。然而，正如爱因斯坦早就认识到
的，即使找到了爱因斯坦引力场方程令人满意的量子化方法，仍然不是
故事的结尾。他在1917年早期写道：
但是，我毫不怀疑这一天或迟或早会来临，（引力的）这种构
想方式将使它不得不让位于另一种引力理论，那将是从根本上与之
不同的，我们今日甚至无法想象它的构想理由。我坚信理论的深化
过程将是无止境的[12]。
约翰·施塔赫尔
（John Stachel）
注释
[1]1954年1月19日爱因斯坦致雅菲（Georg
Jaffe），收于John
Stachel，Einstein from‘B’to‘Z’，p.294。
[2]1912年狭义相对论手稿：摹本（New
York：George
Braziller，1996）。
[3]Jürgen
Renn编，《广义相对论起源》，4-vol.set,
in
Boston
Studies
in
the
Philosophy
of
Science，
vol.250（Dordrecht：SpringeR2007）；Michel
Janssen,
John
Norton, Jürgen Renn, Tilman Sauer, and John Stachel, vol.1：
爱因斯坦苏黎世笔记：引论和源；vol.2：爱因斯坦苏黎世笔记：评注
和短文。
[4]爱因斯坦，“相对论和空间问题”，in
Relativity：Te
Special and General Teory, Appendix V（New York：Crown
1952），p.155。
[5]参见爱因斯坦的“奥德赛：从狭义相对论到广义相对论的旅
程”，Te Science 19（1979）：14—15，32—34；重印于Einstein
from‘B’to‘Z’，pp.225—232。
[6]如果扩充不是唯一的，扩充的准则必须预先给定。
[7]John
Stachel，“洞论据”，Living
Reviews
in
Relativity，http：//www.livingreviews.org/lrr-2014-1，
sec.1，“我们应当小心？”
[8]1942年11月9日丘吉尔在伦敦市长官邸市长午餐会上的讲话。
[9]参见爱因斯坦的“奥德赛：从狭义相对论到广义相对论的旅
程”，The Science 19（1979）：14—15，32—34；重印于Einstein
from‘B’to‘Z’，pp.225—232。
[10]《引力场方程的近似积分》，收于爱因斯坦全集，vol.6，
Alfred Engel译，The Berlin Years：WritingS1914—1917（English
translation supplement），Princeton University Press，1977，
pp.201—209。
[11]进一步的讨论参见John
Stachel，“洞论据”，Living
Reviews in Relativity，http：//www.livingreviews.org/lrr-2014-
1，sec.6.4，“量子引力问题”。
[12]1917年4月4日爱因斯坦致克莱茵（Felix Klein），收于爱因
斯坦全集，vol.8A, Princeton University Press，1998，p.431。
序
本书展示了爱因斯坦1916年广义相对论典范论文的手稿摹本，它可
以看成是一个人的头脑所能造就的最复杂的智力成就。
为了引导缺少专业知识的读者顺利阅读爱因斯坦的论证，每一页爱
因斯坦手稿都伴有短文，提供了广泛的知识和历史背景。解释性文本适
用于特定页面上的主题和相关历史背景。不同类型的评论是由排版风格
来区分的。为了不打断流畅阅读每页短文，与每页内容有关的参考文献
信息和进一步阅读建议放在本书最后。
在手稿复印件之前，是一篇综合的历史导论，解说了广义相对论如
何演化成一个成熟的理论。导论和伴随手稿的文字本质上讲述的是同样
的故事，但是它们的风格不同，方式也不同，有时还在不同的层次上进
行阐述。希望这种双重方式，有助于读者见仁见智，从不同角度去欣赏
进展，也有助于读者或车或舟，选择喜爱的追随途径。
以爱因斯坦的手稿作为背景来讲述这个故事，其优点在开场白“手
稿的魅力”中解释了。在这个开场白中，也讲述了手稿如何从它的诞生
地柏林移送到耶路撒冷的希伯来大学，并在那里永久保存下来。
手稿之后是一个附言，描述了理论完成的余波以及相应的宇宙学蕴
涵。爱因斯坦在1916年所发表的论文，实际上并不代表他在广义相对论
一些问题上的最后观点。为了帮助读者在1905年到1932年之间的发展中
定位，我们提供了一条时间线，这个时间线覆盖了广义相对论的创始和
形成岁月。为使读者具备更扎实的科学背景，本书还附加了两篇爱因斯
坦1916年的论文。
另一个有用的部分是汇集了与爱因斯坦思想相关的科学家和哲学
家，其中包括他们的肖像和生平简介。这个汇集清楚地表明了正文所传
达的信息：当爱因斯坦为创造新的引力理论而努力奋斗时，他与朋友和
同事之间维持了一个广泛联系交流的网络。我们感谢卡斯塔内蒂
（Giuseppe Castagnetti）撰写了这些简历，同时感谢希尔基（Beatrice
Hilke）在肖像方面给予的协助。
本书讲述的故事是科学史上最重要的转折点之一，慕名者众而知其
者寡。本书尝试用一种易于接受的方式，为广大读者讲述这一进展过
程。
我们特别选择用劳伦·陶丁（Laurent Taudin）的卡通画来作为文字
的插图，以创造轻松的氛围、逸闻的趣味。我们感谢劳伦的创造性，也
感谢他惊人的把握主题精髓的能力。
我们感谢普林斯顿大学出版社的格纳里希（Ingrid Gnerlich），在他
引导下，我们通过了本项目的各个不同阶段，也感谢普林斯顿大学出版
社聘请的匿名审阅人，我们采纳了他们的建议。特别感谢我们的同事和
朋友爱森斯塔特（Jean Eisenstaedt）、舒尔曼（Robert Schulmann）和舒
茨（Bernard Schutz），他们一丝不苟地审读了手稿的早期版本。特别感
谢我们的朋友詹森（Michel Janssen）和施塔赫尔（John Stachel），他
们的建议对改进正文十分有益。
我们感谢希伯来大学爱因斯坦档案馆工作人员的帮助，特别感谢格
罗斯（Roni
Grosz）主任、沃尔夫（Barbara
Wolff）和贝克（Chaya
Becker）。我们也感谢爱因斯坦论文项目（Einstein Papers Project）的主
编科莫斯—布克沃尔德（Diana
Kormos-Buchwald），她允许我们从
《爱因斯坦全集》已出版的各卷中广泛引用，同时也感谢她个人在我们
工作中一直给予的鼓励。
对于直接和间接参与的两个机构，本项目欠下了特别的人情债。希
伯来大学允许我们使用手稿和其他档案材料，而马克斯·普朗克科学史
研究所是本项目的诞生地。我们由衷地感谢这两个机构的支持。
最后，我们向迪瓦奇（Lindy Divarci）致以最诚挚的谢意，她给予
我们难以估量的编辑援助和专业支持。
手稿的魅力
在人类历史中，重要文献的手稿以及名人信件和著作的印刷品比比
皆是，唾手可得。尽管如此，手写的原件仍保持着它的魅力，引起人们
的兴趣并且还有着美学的感染力。它们在展览会上被展示，抑或在拍卖
会上公开为收藏家购置。面对这些原件，犹如作者亲临，让我们目睹他
们的工作过程。正如本杰明（Walter Benjamin）在《机械复制时代的艺
术品》这本书中所描述的那样，原件手稿和它的印刷品之间的差异，就
类似于艺术品和它的复制品之间的差异。他在书中写道：“即使是最完
美的艺术品复制件，总会缺失一个要素：它恰好在它所创生的时间和空
间的独特存在。”[1]
爱因斯坦在职业生涯的早期阶段，并未意识到手写工作的这一特
性，通常是文章一经印刷出版，就将手写原稿处理掉了。因此，1905年
他的“奇迹年”论文的手稿荡然无存。不过，现存有关于狭义相对论1905
年论文《论动体的电动力学》的手写版本[2]。那是在1944年，为了对战
争作贡献，爱因斯坦重新手写了这篇论文并拿去拍卖。手稿被拍卖并筹
集了650万美元。该手稿现为美国国会图书馆所拥有。
现存爱因斯坦最早的科学手稿，是一篇长达70页的关于狭义相对论
的综述文章。这是由《放射学手册》（ Handbuch der Radiologie）编辑
约稿的文章，这本刊物是发表不同科学领域进展综述文章的年刊。由于
出版延迟和第一次世界大战爆发，这篇文章一直没有正式发表，手稿一
直保管在出版商那里。多年以后的1995年，手稿在纽约苏富比拍卖行进
行拍卖。银行家萨福拉（Edmond Safra）买下了手稿，作为支持杰出市
长“泰迪”先生[4]（Teodor“Teddy”Kollek）的一种姿态，他将手稿捐赠给
在耶路撒冷的以色列博物馆。博物馆为每一页手稿加了框并悬挂起来，
作为艺术品展示，吸引了大量观众[3]。尽管大多数参观者不了解手稿的
内容、语言，甚至不能辨认字迹，但他们仍然津津有味，流连忘返，着
迷于展览。这就是手稿产生的效应。
本书中的手稿复印件，记录了爱因斯坦通往广义相对论智力之旅的
结论[4]。大约在递交理论的最后版本给普鲁士皇家科学院之后的两个
月，爱因斯坦给洛伦兹的信中写道：“我的一系列引力论文，犹如一条
又一条的山路，虽然崎岖，却使我逐渐接近了目标。这正是最终的基本
公式是完美的，但推导过程却不讨喜的原因；必须消除这个缺陷。”[5]
爱因斯坦认为推导过程的复杂性是可以避免的，但未及清除其复杂性，
他在1916年3月19日，将手稿提交给当时的物理学领头刊物《物理学杂
志》（ Annalen der Physik）的编辑维恩（Wilhelm Wien）[5]。在投稿信
中，爱因斯坦告知编辑，他也同这本刊物的出版商讨论过，希望能另外
出版一本这份手稿的单行本小册子。当年5月11日，《广义相对论基
础》这篇文章在《物理学杂志》上发表，同时也出版了单行本。
1920年5月11日刊印的《广义相对论基础》封面的影印件，取自MPIWG（马普科学史研究所）
图书馆。
广义相对论手稿是现在位于耶路撒冷的希伯来大学爱因斯坦档案馆
珍藏品的一部分。手稿是如何到达那里的？这是一个极为复杂的故事，
详情并非完全明了。据说，爱因斯坦将手稿交给了他的朋友，物理学家
和天文学家弗雷温德里希（Erwin
Freundlich），当时他们正在进行对
话，是关于新引力相对论性理论所预言现象的可能观测检验问题。1920
年，弗雷温德里希是爱因斯坦慈善基金会创建人之一，基金会资助了位
于波茨坦的爱因斯坦塔的建造，上述观测检验将在这里实施。我们并不
知道是什么时候以及为什么，爱因斯坦将手稿给了弗雷温德里希。这
份“礼物”后来变成了他们之间的争吵点。1921年12月底，这两位同行兼
朋友之间的关系开始恶化。爱因斯坦辞去了基金会理事，并要求弗雷温
德里希归还手稿。在给弗雷温德里希的信中，他怒气冲冲地写道：
关于我的手稿，我要求你立即把它交给我，不要再多费口舌。
夏天的时候，我就已经请求你寄还给我。你在信中承诺，暑期旅行
一回来就寄还。当你没有遵守承诺的时候，我妻子给你写了一封
信，对此你没有回应。现在你又回过头来争辩说我已经将手稿送给
你了，这完全没有道理。好像这还不够，你还采取措施要背着我把
手稿卖给国外，这是你自己告诉我的。我希望你能尽自己的本分，
不要让我再次警告你。[6]
1918年门德尔松[6]为设计爱因斯坦塔而作的素描，取自柏林国家博物馆的bpk/艺术馆。
《自然科学》（ Naturwissenschaften）期刊的编辑伯林纳（Arnold
Berliner）试图调解这场争吵，爱因斯坦在给他的信中，将手稿的故事
重述了一遍。[7]爱因斯坦写道：“我发现了弗雷温德里希的行为，所以
我不想再和他打交道。……这不再关系到手稿，而是关系到这个人，我
再也不会相信他了。”这封信的手写草稿中，还有一句被划掉的
话：“Auf das Manuscript verzichte ich hiermit；mit Freude daran.”（没有
手稿我也照样快乐。）
最终，弗雷温德里希归还了手稿，1922年4月，爱因斯坦委托实业
家兼科学哲学家奥本海默（Paul Oppenheim）出售它，并给出了如下的
指示：“拍卖收入的一半赠给耶路撒冷的犹太大学；余下的一半凭你良
心安排。” [8]于是，爱因斯坦将裁定权留给了奥本海默，由他决定弗雷
温德里希自称的手稿合法所有权，尽管在附言中，爱因斯坦说他坚信弗
雷温德里希没有所有权，他的行为实属欺诈。奥本海默和两个敌手都是
朋友，他不想充当他们之间的道德判官，反而希望恢复他们的友谊。
1923年7月，爱因斯坦又采取了行动。他要求勒维（Heinrich
Loewe）出售手稿，勒维是“希伯来大学预备委员会和耶路撒冷犹太国家
图书馆”的重要成员。这一次关于拍卖所得的分配指令非常明确：拍卖
所得分成四等份，耶路撒冷图书馆、爱因斯坦慈善基金、弗雷温德里希
夫人的养老基金和爱因斯坦本人各得一份，然后他将自己的份额作为善
举捐赠。这些指示从勒维给爱因斯坦的信中得到了确认。[9]
手稿没有出售。1925年，爱因斯坦在南美度过了两个月，在这段时
间中爱因斯11坦与妻子埃尔莎的通信中透露了手稿的命运。只有他写给
埃尔莎的信留存了下来，我们不知道她给他写了什么。在4月15日的信
的附言中，他写道：“亲爱的埃尔莎，不要失去手稿。……现在并不是
出售的好时机，在我去世后机会更好。”[10]爱因斯坦并不知道，3月19
日，科恩（Leo Kohn）已经代表耶路撒冷大学董事会收到了来自埃尔莎
的手稿。由科恩签署的文件[11]确认了本次交易，并约定：“如果大学接
受这份手稿给爱因斯坦教授造成任何不便，手稿将立即退还给他。”这
份文件也声明，爱因斯坦太太应收到2000马克，移交给在波茨坦的爱因
斯坦基金会，供弗雷温德里希教授使用，另外为爱因斯坦太太的善举，
再给她400马克。
当爱因斯坦得知手稿已在去耶路撒冷的路上时，他怀着宽慰的心情
在4月23日写信给埃尔莎：“我为摆脱了手稿而高兴，谢谢你替我献了这
份爱心（Liebesdienst）；这比烧掉或卖掉更好。” [12]
宇航员帕米尔泰诺
自1925年4月1日希伯来大学落成之日起，广义相对论手稿就一直为
希伯来大学所拥有，并被视为瑰宝。在纪念以色列科学院成立50周年的
一个展览会上，手稿首次被完整展出。46页手稿中的每一页都封闭在一
个具有光照、温度和湿度控制装置的盒子里。就像1912年的手稿那样，
该手稿吸引了大批感兴趣的、激动的参观者。
2013年，欧洲航天局（European Space Agency）发射了名为“阿尔
伯特·爱因斯坦”的自动转运飞船（ATV-4），飞船载有送往国际空间站
（ISS）的供给和装备。ATV-4的货物里包含本书讲述的手稿的首页，
在登上ISS时，作为一种象征，宇航员帕米尔泰诺（Luca Parmitano）在
这页手稿上签字，认定这本手稿的重要性以及它在人类历史上所代表的
意义。
这只是一份手稿的故事，尽管是很重要的一份手稿。希伯来大学的
爱因斯坦档案馆拥有许多这样的手稿，组成了物理学历史上一篇篇激动
人心的乐章。加州理工学院和其他一些地方的参与爱因斯坦论文项目的
科学史学家们，正在编辑和探究这些手稿。这些手稿揭示了近代物理学
形成过程中，科学研究是如何进行的。
注释
[1]Walter
Benjamin，《机械复制时代的艺术品》（London：
Penguin，2008）。
[2]Albert Einstein，《论动体的电动力学》（1905），in CPAE
vol.2，Doc.23，pp.140—171。
[3]这份手稿的复制本，题为《爱因斯坦狭义相对论1912年手
稿》，由George Braziller出版（New York：Braziller，1996）。
[4]这已经在下述文献中详细分析，可参见Michel Janssen，《罐
与洞：爱因斯坦通往广义相对论的崎岖不平的道路》，Annalen
der
Physik14（2005），Supplement：58-85；也可参见Tilman
Sauer，
《爱因斯坦关于广义相对论的评述文章》，in Landmark Writings in
Western
Mathematics，1640-1940，ed.I.Grattan-
Guiness（Amsterdam：Elsevier，2005），802—822。
[5]Einstein致H.A.Lorentz，1916年1月17日，CPAE
vol.8，
Doc.183。
[6]Einstein致Erwin
Freundlich，1921年12月20日，CPAE
vol.12，Doc.330，AEA 11—314。
[7]Einstein致Arnold
Berliner，1921年12月24日，vol.12，
Doc.339，AEA 11—318，AEA 11—319。
[8]Einstein致Paul Oppenheim，1922年4月15日，CPAE vol.13，
Doc.146，AEA 11—323。
[9]Heinrich Loewe致AE，1923年7月30日，AEA 36—860。
[10]Einstein致Elsa Einstein，1925年4月15日，AEA 143—186。
[11]Leo Kohn，1925年3月19日，AEA 36—863。
[12]Einstein致Elsa Einstein，1925年4月23日，AEA 143—187。
爱因斯坦通往广义相对论的智力史
爱因斯坦与牛顿的苹果：牛顿的天才洞察力导致了这样一个结
论，苹果下落和环绕地球的月球运动遵循相同的万有引力定律。
爱因斯坦1905年的著名论文动摇了经典物理学基础[1]。这些论文挑
战了光是波的想法，严格地给出了原子存在的证明，导致了对空间和时
间的新见解，认证了质量是能量的一种形式。空间和时间的革命肇始于
爱因斯坦1905年狭义相对论的表述，但是不久之后就发现这是不完备
的。试图将牛顿所建立的引力理论纳入狭义相对论是不成功的，至少不
会产生任何动力学基本原理。尽管这个问题并不会产生任何经验质疑，
但迫使爱因斯坦1907年提出时间和空间的狭义问题，进而促成他进行广
义相对论的继续革命。
为了得到广义相对论，爱因斯坦为之奋斗了8年，为此他遇到了种
种物理与数学的诉求。下面的评述引导读者去了解爱因斯坦的想法和态
度。尽管这里的讨论将会再次出现在手稿页的注释中，我们在此先叙述
整个故事是如何展开的，所有的窘境、错误的路径、误解与曲解，都在
告知我们爱因斯坦为了达到目标，他在崎岖不平的道路上，筚路蓝缕，
以启广义相对论。
三城记：布拉格、苏黎世、柏林
研究爱因斯坦的专家施塔赫尔认为广义相对论发展可以成为一
出“三幕剧” [2]。依照这个剧本，第一幕发生于1907年，爱因斯坦称之
为“等效原理”的基本想法形成了。第二幕发生于1912年，爱因斯坦认识
到在数学上引力场可以用10个时空坐标函数来描述，这些函数组成非欧
几里得时空几何的度规张量。第三幕是“美满的剧终”，发生于1915年11
月，其时爱因斯坦建立了引力场方程并且解释了水星近日点反常进动。
对于这种戏剧性的发展，我们采用了另一种剧本，改弦易辙，以地
域影响作为线索。当爱因斯坦还是伯尔尼专利局雇员时，他构想了等效
原理这一概念，并且在1907年发表了关于狭义相对论的评论文章。在上
述文章中，爱因斯坦还讨论了诸如引力场中光线弯曲和时钟速率直接蕴
含的引力效应。这可以看成是1911年在布拉格开始的正剧的前奏。在中
止了4年后，爱因斯坦重新对引力产生了兴趣，并且开始深入细致地、
几乎是专一地，甚至有时是强迫性地追寻引力理论，直到最后的凯旋。
我们将这一时期称为“三城记” [7]。每个城市都代表了发展的一个特
殊章节。每个城市提供了不同的社会和政治环境，并且他的家庭生活也
处在不同的阶段。这些情况是如何影响爱因斯坦的科学工作，已经在他
