這篇文章是瑪格麗特寫的來自墨爾本大學的韋特海姆。它最初發佈於對話。
一百年前，一位默默無聞的德國物理學家阿爾伯特愛因斯坦向普魯士科學院提出了他的研究成果。廣義相對論。此前，科學家們還沒有準備好對現實的基礎進行如此徹底的重新設想。編碼在一組簡潔緊湊的方程中的是這樣的想法：我們的宇宙是由一種神奇的網格構成的，現在被稱為「時空」。根據該理論，這個網格的結構將透過遙遠恆星周圍光線的彎曲來揭示。
對當時的每個人來說，這似乎難以置信，因為物理學家早就知道光是沿著直線傳播的。然而，1919 年對日食的觀測表明，在宇宙尺度上，光做一夜之間，愛因斯坦成為了超級巨星。
據說，當愛因斯坦的理論得到證實的消息傳來時，他反應冷淡。當被問到如果他會如何反應時沒有如果是的話，他回答道：“我會為親愛的主感到難過。這個理論是正確的。”
使他的判斷如此有把握的是他的方程式極其優雅：如此美麗的東西怎麼可能不正確呢？
量子理論家保羅·狄拉克後來借用詩人約翰·濟慈的話來總結這種對物理學的態度，他宣稱，相對於我們對自然的數學描述，“美即是真，真即是美」。
科學的藝術
縱觀物理學的歷史，對美的追求一直是物理學傳統的一部分。而從這個意義上來說，是一系列特定美學關注的頂峰。對稱、和諧、統一感和整體性，這些都是廣義相對論形式化的一些理想。量子理論是一首跳躍的爵士樂混搭曲，而廣義相對論則是一首莊嚴的華爾滋。
當我們慶祝理論一百週年時，我們不僅可以稱讚該理論是一項富有遠見的科學成果，而且是一項藝術勝利。
「藝術」這個詞是什麼意思？
對於這個問題已經提出了許多答案，並且還將給出更多答案。來自詩人畫家的挑釁性回應快樂哈普爾，他指出「世界各地藝術家的職責是讓概念景觀著迷」。哈普爾沒有將藝術與任何物質方法或實踐等同起來，而是將其與社會學成果聯繫起來。她說，藝術家為我們的心理體驗貢獻了一些迷人的東西。
它可能不是責任科學家們為我們的概念景觀著迷，但這是科學可以實現的目標之一；沒有任何科學思想比愛因斯坦的思想更令人著迷。儘管他建議理解他的理論的人永遠不會超過 12 人，就像許多概念藝術作品一樣，但你不必理解相對論的全部內容就能被它所感動。
從本質上講，這個理論讓我們對重力有了一種新的認識，一種異常奇怪的認識。根據廣義相對論，行星和恆星位於一種宇宙結構——時空——之內或之上，這通常用蹦床的類比來說明。
想像一下保齡球坐在彈跳床上；它使表面上。相對論說，這就是行星或恆星對時空網所做的事情。只是您必須將表面視為具有四個維度而不是兩個維度。
現在，將時空概念應用到整個宇宙，並考慮到其中所有恆星和星系的引力影響，物理學家可以使用愛因斯坦方程式來確定宇宙本身的結構。它為我們提供了宇宙架構的藍圖。
合成
愛因斯坦開始了他的沉思，他稱之為想法（或思想）實驗； “如果什麼？”這些場景開啟了他的思維新方向。他在“想像力比知識更重要”的著名評論中讚揚了這種智力遊戲的價值。
這句話延續了許多藝術家可能贊同的格言：“知識是有限的，想像力環繞世界。”
但單靠想像力是無法產生一組方程式的，其精確度現已被驗證到多個數量級，至今仍能保證 GPS 衛星的準確性。因此，愛因斯坦也利用了另一個創造力的來源：數學。
碰巧的是，數學家一直在開發描述非歐幾里德曲面的強大技術，愛因斯坦意識到他可以將這些工具應用於物理空間。使用黎曼幾何，他對世界進行了描述，其中時空變成了動態的薄膜，像一個巨大的有機體一樣彎曲、彎曲和彎曲。
牛頓的宇宙是一個靜態的、毫無特徵的虛空，而愛因斯坦的宇宙則是一片不斷變化的風景，被巨大的力量撕裂，並充滿了怪物。他們之中：射出巨大的 X 射線噴流和吞噬光，在「事件視界」的內部，時空結構被撕裂。
其中一位重要藝術家的標誌是他或她對其他創意思想家的激勵程度。廣義相對論已融入科幻小說的 DNA 中，為我們提供了星際爭霸戰的曲速引擎， 這蟲洞在卡爾薩根的接觸，以及無數其他敘事奇蹟。小說、戲劇和菲利普‧格拉斯交響曲重複了它的主題。
當人們越來越渴望連結藝術和科學的世界時，廣義相對論提醒我們藝術性是存在的在科學。
這裡的創造性飛躍是由有趣的推測和邏輯的荒唐力量所驅動的。正如19世紀的數學家約翰·普萊菲爾針對非歐幾裡得幾何學的奇異之處，他評論道，「我們意識到，理性有時可能比想像敢於遵循的更進一步」。
在廣義相對論中，理性和想像力結合起來，形成了一個單獨無法實現的整體。
