众所周知，相对论包括狭义相对论和广义相对论，是爱因斯坦的旷世杰作。
狭义相对论，光速是不变的。在惯性系中任何物理规律不变。
第一点比较难以理解，我们都知道速度是相对的，说一个物体的运动速度，必然先要指定一个参考系。然而光速却和参考系无关，无论你是迎着光运动还是背着光运动，你所看到的光速都是恒定的，并不会由于你的运动速度产生影响。
这就非常尴尬了，速度的本质是物体在单位时间里在空间里的位移。物体的运动是必然的，然而光速又要保持不变，那怎么办？爱因斯坦的天才就体现在这里了，在大家的思维都被绝对时空观禁锢的年代，爱因斯坦提出了只有同时改变运动物体的时间和空间，才能保证光速的不变。这就导致了时间膨胀和空间收缩的推论。
根据爱因斯坦的相对论，没有任何有质量并且携带信息的物体能以超光速运动，事实上根本无法达到光速，更别提超光速了。原因是根据质速关系式，随着速度无限接近光速，质量也趋向于无穷大。而这时想要再增大速度，就必须给物体一个无穷大的力，当然，无穷大的力是不可能存在的。
但是在有些情况下，光速甚至超光速是确实存在的。这又该如何解释呢？比如光为何能达到光速，因为光静止的时候是没有质量的。还有一个很有趣的例子，暗影之疾，说的是地球上的一个棍子的影子投影到很远的星球上，只需稍微移动棍子，影子就可以以超光速移动。而再假若在棍子上刻上一些字，那不就可以实现信息的超光速传递了？这个问题非常有趣，然而也是没有道理的，因为由于光速的限制，影子并不会立即出现在远处的星球，而是有一个延迟。也就是说，影子本身就受到光速的限制。
还有一个容易让人误解的是相对论并不禁止超光速存在，而是禁止超越光速，即从亚光速加速到超光速。同理，超光速也不能减速到亚光速。总结起来就是“亚光速的永远亚光速，超光速的永远超光速”。我们可以认为光速是速度的一种屏障或者壁垒。
比如说快子，能够以超光速运动。它的质量为虚数，质量平方为负数。增加能量，速度反而减小。要想将速度降低到光速，需要无穷大的能量。另外，快子只是理论上的物质，至今没有任何实验依据。
然而EPR实验将光速极限的相对论结论推到了墙角，量子居然能够在超远的距离上知道双方的自旋状态。
广义相对论，与狭义相对论的区别是前者包括惯性系和非惯性系，后者只适用于惯性系。其实所谓的非惯性系，只是多出了一个加速度，而这个加速度就是引力，引力也是加速度，两者在物理上是等效的，也称为等效原理。有了这个等效原理，我们可以把任何非惯性系转换为惯性系，只需要处理一个额外的引力场就好了。
要理解广义相对论，其实只需要知道两句话：一是“时空是四维的，包括三维的空间和一维的事件”，二是“时空告诉物质如何运动，物质告诉时空如何弯曲”。
关于光线被弯曲，必须要理解的一点就是光线本身不会转弯，只是空间本身弯曲了，光走的仍然是最短路径，虽然看起来不是直线了。
引力造成了时空的弯曲，是的，不同于狭义相对论中时间膨胀和空间收缩，这里的时间和空间都扭曲了，这可能很难理解。伟大的爱因斯坦提出了一个经典的思维实验，圆盘实验。通过一个转动的圆盘，在径线上测量时间，发现时间在变化。在圆周上测量周长，发现圆周率大于派，这证明空间确实弯曲了。
为了计算出引力对空间造成的弯曲程度。爱因斯坦专门去大学学了一年的黎曼几何。众所周知，在平面上的几何适用于欧式几何，而在曲面上，必须适用黎曼几何。1915年，爱因斯坦终于精确计算出了引力对空间造成的弯曲程度。剩下的就是如何用实验去证明他了。
这个实验就是星光实验。
引力波，用最简单的话来描述，就是“时空的涟漪”，质量会导致时空的弯曲，就像是一个皮球放在水面上，皮球下的水面会变成弧形。这时的水面还是静止的，但是如果有两个皮球相互运动，水面就会产生涟漪。同理，两个黑洞彼此环绕运动，会使时空产生很大的涟漪，这个涟漪就是引力波。由此可以看出，引力波是由于物质的运动产生的，物质质量越大，运动越激烈，对时空产生的扰动就越大，引力波也就越强。
引力波可以看作一种光，这种光的本质是时空的波动，138亿年前，宇宙大爆炸，产生了第一缕光；5亿年前，地球上的生物进化出了眼睛，从此可以感受光。现在，我们达到了一个新的阶段，可以探测到引力波的存在了。
那么，为什么探测引力波这么难呢？因为实在太小了，引力波的计算公式中包含了光速和万有引力常量，这两个因素将引力波强度拉低到了-23的数量级。这个数量级在当初简直令人绝望。幸运的是，现在的探测仪器居然已经逼近这个精度了，比如美国的LIGO。厉害了我的人类。
时间和空间是相互纠缠的，不能单独分开。因此应该用时空来代替。爱因斯坦认为时空是四维的，而且在四维时空中，任何物体的速度都是c。这个速度是在四个维度上的合成。也就是说，在空间中运动地越快，在时间中就运动地越慢。——光子是不会变老的，因为光子的时间维度是静止的。
闵可夫斯基将时间维加入了空间的三维，并表现为坐标系。为了在纸上表现四维坐标系，忽略了一个空间坐标。物体在时空坐标系中运动的轨迹称为世界线，世界线上的每一点为世界点。静止不动的物体，世界线是平行于时间轴的直线；行驶的高铁，其世界线是一根斜线；地球绕着太阳的世界线是一个螺旋线；湖水中涟漪的世界线是一个倒放的圆锥体；太阳光的世界线在忽略一个空间维度的情况下，和涟漪的世界线相同，也是一个圆锥。闵可夫斯基将这称为光锥，在实际的时空中，这是一个四维的光锥。
1908年，闵可夫斯基在一次演讲中，向世人宣布了他的发现。宇宙中的任何事件只能影响他的将来光锥内的物体，任何光锥之外的物体不会受到这个事件的影响。简单来说，就是光锥之内即命运，这是狭义相对论的一个气势恢宏的推论，是对宇宙规律最深刻的发现之一，说明这个宇宙是定域的。
爱因斯坦在推导广义相对论公式时，发现了一个令他自己都无法接受的结论，宇宙不可能是稳定的，要么膨胀，要么收缩。爱因斯坦无法接受这种情况，于是在公式中加了一个常数，好了这下宇宙变得稳定了，洗洗睡觉。
哈勃发现光谱的红移，而且所有的星系的光谱都是红移的，什么是红移呢？根据开普勒效应，当波源离观察者远去，观察者看到的波长增加，在光谱上表现为向红端移动。这下好了，所有星系都离我们远去，而且距离我们越远的星系，离开的速度越快，这说明了什么？这说明了我们的宇宙他娘的就是在膨胀的啊！
弗里德曼提出了三种宇宙运动模型，第一种是宇宙膨胀速度在达到一个临界点之后，转而收缩。第二种模型是宇宙永远向外膨胀，二而且越来越快，呈现一种开放的状态。第三种是膨胀速度无限趋近于临界点，表现为宇宙永远在膨胀，而膨胀速度越来越趋向于零。
既然宇宙是不断膨胀的，那么无可避免地有一个开始，这个开始就是奇点。奇点理论轰动一时，然而却很难理解，比如十个人有九个人会问那么这个奇点的外面是什么呢？爱因斯坦对此的解释是宇宙有限无界，比如三体中描绘的小宇宙，往任何方向走都会回到原地。
关于高维空间，三体中对四维空间的描述非常生动。
爱因斯坦认为宇宙具有定域性，和实在性。另外还有因果律这个基本宇宙观。这个宇宙是经典的，温暖的，然而事实真的如此吗？量子论的发展将这个宇宙搞得天翻地覆，定域性和实在性不会同时存在，上帝居然真的掷骰子！一场大战在所难免，接下来请欣赏精彩绝伦的量子论。
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