广义相对论源于一个倏忽而至的灵感,故事发生在1907年底。1905年被称为“奇迹年”,爱因斯坦在这一年中提出了狭义相对论和光量子理论,然而两年时间过去了,他仍然还只是瑞士专利局的一名专利审查员。当时,整个物理学界还没能跟上他的天才智慧。
有一天,他坐在位于伯尔尼的办公室中,突然有了一个自己都为之“震惊”的想法。他回忆道:“如果一个人自由下落,他将不会感到自己的重量。” 后来,他将此称为“我一生中最幸福的思想”。这个自由落体者的故事已然成为了一个标志,甚至有一些版本真的认为,当时曾有一位油漆工从专利局附近的公寓楼顶坠落。与其他关于引力发现的绝妙故事(伽利在比萨斜塔投掷物体以及牛顿被苹果砸中脑袋)一样,这些事迹都只是经过美化、杜撰的民间传闻罢了。爱因斯坦更愿意关注宏大的科学议题, 而非“琐碎的生活” ,他不太可能因看到一个活生生的人从屋顶跌落而联想到引力理论,更不可能将此称为一生中最幸福的思想。
不久,爱因斯坦进一步完善了这个思想实验,他想象自由落体者处在一个密闭空间中,比如一部自由坠落的升降机。在这个密闭空间中,自由落体者会感到失重,并且他抛出的任何物体都会与他一起漂浮。他将无法通过实验来辨别,自己所处的密闭空间是正在以某一加速度做自由落体运动,还是正在外太空的无重力区域漂浮。
然后,爱因斯坦想象这个人仍在同一个密闭空间里,处于几乎没有重力的外太空中。此时有一个恒力将密闭空间以某一加速度向上拉升,他将会感到自己的脚被压到地板上。如果此时,他抛出一个物体,那么该物体也将会以加速运动落在地板上,就如同他站在地球上一样。他没有任何方法能够区分,自己是受到引力的作用,还是受到向上加速度的作用。