赤道上的時鍾走得慢
愛因斯坦是一位偉大的物理學家，他的許多預言陸續得到了實驗證實。但是，是不是他的每一個預言都正確呢?回答是否定的。
愛因斯坦在他的相對論第一篇論文《論動體的電動力學》中推斷：在赤道上的時鍾與放在地球兩極的質量完全相同的時鍾相比，在別的條件都相同的情況下，要走得慢一些。換句話說，在地球表麵不同緯度處時鍾走速是不同的。在赤道上，地球自轉速度0.46米/秒，而在兩極，在一天當中，赤道鍾將比兩極鍾大約慢102毫微秒。
顯然，愛因斯坦在這裏隻考慮到時間的速度方麵，而沒有把引力效應同時考慮進去。我們知道，雖然在不同緯度處地球表麵的線速度不相同，愈遠離赤道時線速度愈小，兩極處為零，但地球是橢球體，兩極比赤道更接近地心，因而兩極處的引力勢比赤道處的大。這兩種因素對於鍾速的影響相互抵消，綜合效果恰好為零。
為了驗證這一結論，艾利等人又在1977年6月利用0-144型遠程運輸機，在華盛頓（緯度為北緯38°。49）與格陵蘭的一個空軍基地（緯度為北緯76°32）之間進行了飛行鍾試驗。測得飛行鍾與地麵鍾相差38毫微秒，這與理論計算值（35毫微秒）相符合，從而證明鍾速與緯度無關。這說明愛因斯坦當時的推斷是錯誤的，赤道上的時鍾不會比兩極處的時鍾走得慢。
有人還曾提出，在一年中的某一時刻，例如夏至，由於地球自轉軸的傾斜，北極比南極更靠近太陽。這樣，在太陽引力勢內應用相對論原理，北半球的時鍾是否會比南蕃半球的快一些呢？
數學證明是否定的。為了驗證數學證明的正確性，144飛機又於1977年7月,在華盛頓和新西蘭的克裏斯特奇之間進行了兩次飛行，實測結果同樣表明鍾速與它所在處的緯度無關。
由此可見，任何一個偉大的科學家，在他們創立新科學理論的時候，不可避免地會受到當時技術條件的限製。後來的探索者有責任根據自己的實踐對這些理論加以檢驗，或揚棄、或繼承、或修正，切不可迷信。
逐漸減慢的引力時鍾
自然界中有4種基本力在起作用。它們是：引力、電磁力、核力和在原子衰變時出現的弱作用力。
引力是牛頓發現的，但打開引力秘密大門的卻是愛因斯坦。愛因斯坦在廣義相對論中指出：在宇宙中充滿著引力波，它是在物體周圍產生的空間彎曲取波動形式以光速傳播的一種現象。這是一個頗為深奧的問題，自提出以來雖然過去了半個多世紀，但仍然吸引著許多物理學家的興趣。1938年，英國物理學家狄拉克，以及美國物理學家迪克在對愛因斯坦的引力理論作了若幹修改以後，先後提出了引力減弱的假說。根據這個假說，引力常數6正在緩慢減小，相對於電常數，大約每年減小1X10-11”。引力真的在減弱嗎？
這又是一個需要實驗才能回答的問題。原子鍾出現以後，有人提出用原子鍾和“引力時鍾”對比，可以直接測定引力的這種減小。
原子鍾利用原子內電子震動來代替一般時鍾的擺。決定電子振動周期大小的作用力是該原子內電子與原子核之間的電磁力。電磁力是恒定的，因此原子鍾的速率不會變化。
所謂引力時鍾就是人造衛星。引力時鍾的速率可以根據人造衛星繞地球一圈的周期計算出來。當引力減弱時，這個周期就會增大，這就表明引力時鍾的速率變慢了。如果引力真的隨時間的增加而逐漸減弱的話，引力時鍾也將隨之逐漸減慢。將原子鍾和引力時鍾的速率在幾年當中進行持續對比，原則上就可以驗證引力減弱的假說是否正確。當然，這還隻是一種設想。隨著原子鍾質量的不斷提高，以及對於人造衛星運動規律的深人了解，我們相信做出這類驗證的日子不久就會到來。
時間、空間與物質
廣義相對論是對引力的一種描述，它告訴我們引力是怎樣起作用的，但不像牛頓的舊觀念那樣，我們不再說引力是一種“力”，取而代之的是彎曲的時空結構，它顯示著物體周圍引力場的存在，離任何引力源都很遠的遙遠外圍空間，空間和時間是完全平坦的。但是當你接近大質量物體時，譬如說接近一顆恒星或一顆行星時，你就進入一個曲率逐漸增大的彎曲時空區域。引力場越強，時空的曲率越顯著。
愛因斯坦為了完善自己的理論，僅僅設想自然界是講究效益的，具體地說，他主張，在彎曲時空中，在物體有可能遵循的一切路徑中總是選定其中最短的路徑。舉例來說，當地球繞著太陽運行時，它是沿著通過圍繞太陽的彎曲時空可能的最短路徑運行的。確實是這樣，在廣義相對論中蘊藏著的中心思想是：物質告訴時空如何彎曲，彎曲時空告訴物質如何行動。
為了徹底弄懂相對論，我們必須從透徹理解時空的意義開始。
設想在一個炎熱的夏天夜裏，我們仰望充滿星星的天空。當你穿過蒼穹凝視時，你的注意力集中在一顆特定的恒星上一一譬如說注視著天琴星座中的織女星。織女裏是一顆略帶藍色的明亮的恒星，它恰好離我們有26光年遠。這就是說，今夜織女星的光進入你的眼簾之前，已經朝向地球旅行了26年了，你所看到的並不是這顆星今夜的樣子，而是它26年前呈現的模樣。
情況完全相同，當天文學家用望遠鏡對一個2.5億光年遠的星係拍照時，使照片乳膠感光的光線，已經朝向我們旅行了2.5億年了，照片並不能顯示出那個星係現在看起來是什麼樣子。照片呈現的是當恐龍漫步在地球上的時代那個星係的模樣。
因此，在我們仰首凝視蒼穹，向外看到廣袤的空間的同時，也就在時間上回溯到了過去。思考看到星星意味著什麼，自然導致一個結論，時間應是與空間通常的三個維數包括在一起的一個維數。確實是這樣，如果你想真正知道在你仰望天空時自己正在幹什麼，你會發現不可能把時間的流逝同空間的維數單獨地分離開來。這樣的四個維數的集合體就稱時空。
對空間的三維特點，我們都有直觀的理解。它們就是空間的外方向：前後、左右和上下，但是，就像你在空間的不同方向上用尺子測量距離一樣，你可以用鍾或手表在時間的走向上測量距離。
科學家們經常感到，畫出時空的圖解是方便的。這樣的圖形就叫做時空圖。圖28是這樣一個圖例，它不過是一個時間對距離相應變化的曲線圖形。
每當你畫一幅曲線圖時，你可以按任何意願自由選取圖的坐標上的標度。但是，科學家們常常覺得，以一種完全特定的方式對時空圖的坐標軸進行標度是有用的。如果在豎軸上取每厘米代表1秒的時間，則在橫軸上應取每厘米代表30萬千米。這樣選取的原因是光線每秒進行30萬千米。光速是一切科學領域裏的最基本量之一。狹義相對論的一個直接結論是，任何物體行進的速度都不能比光速快。光線在我們的時空圖中，將總是沿著45°直線傳播。因為每過一秒的時間，它就穿越30萬千米。