[提要] 这是1922年12月14日爱因斯坦在日本京都大学的一次讲演。它清楚地向我们提供了爱因斯坦创立相对论的经过，有助于澄清目前存在的有争论的问题。

关于我是怎样建立相对论概念这个问题，不大好讲。我的思想曾经受到了那么多神秘而复杂的事物的启发。每种思想的影响，在相对论概念发展过程中的不同阶段都不一样。这儿，我不想作全面的阐述，也不打算清点我的文章，仅简单介绍一下直接与这个问题有关的我的思想的发展过程。

我第一次想建立相对论，是在大约十七年以前。这个想法是怎样引出的，说不准了，但可以肯定，运动物体的光学性能问题涉及到它。光通过以太海洋传播，地球在以太中运动，或者说以太相对于地球运动。我试图从物理文献中寻找以太流动的明显实验证据，但没有成功。

后来，我想亲自证明以太相对于地球流动，或者说证明地球在运动。我最早考虑这个问题时，并不怀疑以太的存在，即不怀疑地球穿过以太运动。我设想了使用两个热电偶的实验：设置一些反射镜，使一个单个光源发出的光向两个不同方向反射，一个光束与地球运动同向平行，另一个光束与地球运动反向平行。如果我们设定这两个反射光束之间有能量差的话，使用两个热电偶就能测出它们所产生的热量差。虽然这个实验思想与迈克耳逊实验很相似，但未能付诸实现。

还在学生时代，我就在想这个问题了。当时我知道迈克耳逊实验的奇怪的结果。我很快得出结论，如果我们承认迈克耳逊的零结果是事实，那么地球相对于以太运动的想法就是错的。这是引导我走向狭义相对论的最早想法。自那以后，我认识到，虽然地球在环绕太阳运动，但地球的运动不能由任何光学实验检测出来。

一次，我读了洛伦兹1895年的著作。他使用略去v/c高次项的一次近似方法（式中v是运动物体的速度，c是光速），讨论并完满地解决了电动力学的问题。接着，我根据这样的假设，即洛伦兹电子方程像洛伦兹原来讨论的那样在真空参照系中成立，同时也应该在运动物体参照系中成立，尝试研究斐索实验。当时，我坚信麦克斯韦 - 洛伦兹电动力学方程式正确。而且，这些方程式在运动物体参照系中成立的假设引出了光速不变概念，而光速不变却与力学中的速度加法定律矛盾。

这两个概念为什么相互矛盾呢？这个困难确实很难解决。为了解决这个问题，我白白用了近一年的时间试图修改洛伦兹理论。

我在伯尔尼的一位朋友（Michele Besso）意外地帮助了我。那天天气很好，我带着上述问题访问他。开始，我告诉他：“最近，我一直在钻研一个难题。今天到这儿来，请你和我一块攻攻它。”我俩讨论了问题的各个方面。后来，我突然找到了问题的关键。第二天，我再次访问他，甚至没有问候他一声就直接对他说：“谢谢你，我已经完满地把问题解决了。”我的解决办法是，分析时间这个概念。时间不能绝对定义，时间与信号速度之间有不可分的联系。使用这个新概念，我第一次完满地解决了整个困难。

我用了五个星期完成了狭义相对论。从哲学观点上看，我不怀疑新理论的合理性，而且还发现新理论与马赫（Mach）的观点一致。但与广义相对论理论上包括马赫观点不同，在狭义相对论中，马赫的分析只有间接意义。

这是狭义相对论产生的经过。

我最早有关广义相对论的思想是两年后即1907年产生的。这个想法是突然出现的。我对狭义相对论感到不满足，因为它限制在彼此匀速直线运动的参照系，不能用于一般运动的_系。我竭力想去掉这个限制，希望能系统地阐述一般情况下的问题。

1907年，斯塔克（Johannes Stark）邀我写一篇狭义相对论的文章在《放射性年鉴》杂志上发表。在我写这篇文章时，我开始意识到，除了引力定律之外的所有自然定律均可在狭义相对论的框架内讨论。我试图寻找这是什么原因，但没能顺利地达到目的。

最使人不满意之处是，虽然狭义相对论能给出惯量与能量之间的关系，但不能清楚地解释惯量与重量（或引力场的能量之间的关系。我感到这个问题不可能在狭义相对论的框架内解决）。

一天，转机突然出现了。我坐在伯尔尼专利局的椅子上，突然想道：如果一个人自由落下，他会感觉不到他的体重。我很吃惊，这个简单的推理实验对我影响至深，竟把我引向了引力理论。我继续设想了一个落下的人处于加速的情况。此时，他的感觉和判断都是在加速运动的参照系中发生的。我决定把相对论扩展到加速运动的参照系。我认为这样做可能同时解决引力问题。一个落下的人感觉不到他的体重，是因为在他自身的参照系中有一个新的引力场抵消了地球的引力场。在加速运动的参照系中，我们需要一个新引力场。

当时，我还不能解决这个问题，花了八年多时间才找到圆满的答案，但这期间也曾有过部分解答。

恩斯特 · 马赫（Ernst Mach）坚持认为彼此加速运动的系统是等效的。而这个思想与欧几里得几何学矛盾，因为欧几里得几何不适用于加速运动的参照系。脱离几何学表述物理定律，好比表达我们的思想而不用语言。表达我们自己的思想需要语言，那么表达我们的问题应该用什么呢？1912年，当我想到高斯的表面理论可能是解开这个奥妙的关键时，这个问题才获得解决。我发现高斯的表面坐标对于认识这个问题很有用。在那以前，我不知道高斯的学生黎曼（Bernhard Riemann）曾经深入地研究过几何学原理。我碰巧回忆起我在苏黎世读书时研究高斯理论的弗雷德里奇（Carl Friedrich）给我们讲过的几何。我发现几何学原理在这个问题中有深刻的物理意义。

我从布拉格回到苏黎世，我的朋友数学家格罗斯曼（Marcel Grossman）正在等我。以前我在伯尔尼专利局工作时难以弄到数学文章，他帮助过我，向我提供过数学文献。格罗斯曼先给我讲解了里奇（Curbostro Gregorio Ricci）的成就，后来又讲了黎曼的工作。我们一起讨论了使用黎曼理论即线素不变性原理解决上述问题的可能性。1913年，我们写了一篇这方面的文章，虽然当时还没有得到正确的引力方程。只是为了查明为什么这种方法得不到理想的结果，我进一步研究了黎曼方程。

经过两年的努力，我发现我在计算中有错误。我回到后来应用不变性理论的方程，试图得到正确的方程。两周后，正确的方程得到了。

关于我在1915年以后的工作，我想只谈谈宇宙论问题。这个问题关系到宇宙的几何形状和时间。这个问题的根据来自广义相对论的边界条件以及马赫对惯量问题的论述。虽然我不确切了解马赫的惯量理论，但我的思想受他影响很大。

我把不变性用到引力方程的边界条件上解决了宇宙论问题。把宇宙看作一个封闭系统终于消除了边界。其结果，惯量表现为物质相互作用的性质。如果没有其他物质与之作用，惯量也就不存在了。我相信，有了这个结果就可以从认识论上满意地理解广义相对论了。

以上是对我创立相对论的思想过程的一个简短的历史性回顾。

[Physics Today，1982年8月]