第一章 力及其相关理论简介
在路易斯安那州（Louisiana）的利文斯通（Livingston），坐落着一幢与众不同的“L”形建筑物。它由两条相互垂直的4千米长的臂组成，两臂的远端和两臂连接的拐角处都装有反射镜，激光经镜子反射后在两臂中来回穿梭。在往返多次之后，光线会重新汇合。测量结果令人吃惊：建筑物的长度发生了微小的改变。
建筑物的长度为什么会改变呢？难道路易斯安那州自身发生了伸缩？科学家们普遍赞同这个想法。也就是说，如果艾尔伯特?爱因斯坦（Albert Einstein）的引力理论正确，引力波会穿过路易斯安那州，同样也会经过华盛顿州（Washington state）。在华盛顿州的汉福德，也有与路易斯安那州一模一样的仪器正在观测这种波动。波动会穿过整个地球。实际上，根据爱因斯坦的广义相对论，波动将穿过时空结构本身。只不过在路易斯安那州和华盛顿州能方便地观察到这种波动而已。
引起波动的振动源非常强，能够使整个宇宙都发生震颤，诸如恒星的坍塌，甚至是宇宙诞生本身都属于这种振动源。广义相对论预言，这些事件将会发出引力波，这就是科学家们在路易斯安那州和华盛顿州想要探测的那种时空波动。在意大利、澳大利亚等其他一些地方也有探测器在探测这种波动。
广义相对论还预言了黑洞（black hole，一种坍塌后的恒星）的存在，其强大的引力连光都无法挣脱。天文学家们无法直接想象黑洞的样子，但他们已经发现了许多有可能是黑洞的天体，像天鹅座X1恒星系统（Cygnus X-1 system）中的伴星就极有可能是黑洞。天文学家认为，我们银河系的中心也隐藏着一个巨大的黑洞。他们的观测也支持了广义相对论的另一个预言——引力透镜效应（gravitational lensing）。就是说，如果在地球上观测一个很大的星系，可能会看到星系的多个像，这些像会按照一定的方式排列，并且看起来可能比实际位置更远。爱因斯坦最初的想法是，太阳会使恒星发出的光弯曲，引力透镜效应是这种想法的另一个说法，人们第一次观测到引力透镜效应是在1979年。而太阳会使光线弯曲的预言，早在1919年就已经被证实，正是这一成就使爱因斯坦和广义相对论登上了历史舞台。
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