261.與我們平常所能“看”到和“接觸”到的宏觀世界不同，物理學把空間線度小於化7~10厘米的粒子，包括分子、原子和各種基本粒子稱作為“微觀現象”。在微觀世界中，各種基本粒子也在運動中，如原子中電子就以很高的速度繞原子核運動。這種運動，我們除了利用特殊的儀器是感覺不到的。
262.為了解決高速度運動物體的運動規律，就產生了20世紀新興力學的一個分支一一相對論力學；而對於電子、質子、中子等構成原子的基本微粒的相互作用來說,牛頓定律也不再適用，這就產生了20世紀的新興力學的又一個分支量子力學。
263.必須指出的是，新興力學相對論力學和量子力學的出現，並不是完全否定了牛頓力學，而是對牛頓力學的擴展:相對論力學是描述宏觀物體的高速運動規律;量子力學是描述微觀物體的運動規律;而牛頓力學則是描述在常規世界,即我們通常所接觸的宏觀物體在速度不太大的情況下的運動規律。
264.我們知道，太陽係的九大行星、衛星、宇宙飛船、地球上各種交通工具以及一般研究的物體，它們的運動速度都遠小於光速，在這樣低速運動的情況下，牛頓力學是相對論力學的很好的近似，我們隻要采用牛頓力學就可以了。牛頓力學和以量子力學為代表的現代物理學都有各自的適用範圍。
265.牛頓的學說在17世紀到19世紀中葉的整個自然科學發展中占支配地位，影響到各門科學的研究。但他也有明顯的局限性。比如，他認為宇宙中存在著一個絕對的空間，在這個空間裏充滿著一種具有彈性的惰性媒質―“以太”，因此，存在著一個具有特權的坐標係。它在“以太”介質中靜止不動。位於這個坐標係內的觀測者能夠測量運動物體的絕對速度。
266.然而,在1827年，物理學晴朗的天空中出現了一朵烏雲，這就是著名的邁克爾遜莫雷實驗。實驗證明光速完全是恒定的，與光源和觀察者的運動都無關。當時，物理學界普遍認為光是在一種稱為“光以太”或簡稱“以太”的彈性介質中傳播的波動過程；而“以太”又是一種特殊的介質，能穿透一切物體，而又不影響物體的運動。
盡管有人想對邁克爾遜莫雷實驗做出解釋，以撥開這朵烏雲，但是由於不敢拋棄傳統的“以太”觀念，總是解釋得如此牽強，以致不能令人信服。這就出現了科學史上最緊張的局勢，所有關於“以太”的假設捉襟見肘，很難自圓其說，實驗的結果總是否定的！
267.愛因斯坦在總結了大量的實驗事實的基礎上，大膽地宣布：宇宙空間根本不存在什麼“光以太”這種奇怪的彈性介質;同時還概括出兩個基本假說，即光速不變原理和相對性原理。所謂光速不變原理就是說在一切慣性係裏所測得的光的速度數值是相同的。所謂相對性原理就是說物理定律在一切慣性係裏都是一樣的。
268.1905年愛因斯坦在《物理學年鑒》上發表了長達30頁的論文：《論動體的電動力學》,文中闡述了這些思想，徹底拋棄了“以太”觀念，突破了牛頓力學的局限性，提出了一個嶄新的時間和空間觀念。這就是著名的狹義相對論。
269.牛頓的萬有引力定律也是建立在通常的認為時間和空間是不變的觀點上的。牛頓認為，物體之間相互作用的萬有引力是所謂“超距作用”的。而愛因斯坦的狹義相對論指出，宇宙中一切物體的速度不可能超過光速，既然如此，萬有引力又怎樣能以超過光速的速度傳播呢？這顯然和狹義相對論相矛盾。於是，愛因斯坦先必須重新審查引力理論問題。
270.所謂“超距作用”，是對於不接觸的物體發生相互作用的一種錯誤理解。當時認為，這種相互作用，如地麵上的物體所受的重力，兩電荷間的斥力或吸力，與存在於兩物體間的物質無關，而是以無限速度在物體間直接傳遞的。
271.愛因斯坦在他的《自述》中說道：“牛頓啊，請原諒我”在引力的傳遞這個問題上，愛因斯坦又邁出了革命性的一步！1913年，他提出了萬有引力場論，1916年完成了廣義相對論，建立了一種更廣泛、更普遍的新的引力理論，解決了牛頓的萬有引力理論的困難，也得到了實驗的證實。
272.對於前麵提到的水星近日點運動存在著43秒弧度與觀測不符的現象，人們長期以來試圖用牛頓的引力理論去解釋，設想在水星的軌道內側還有一個尚未發現的行星，由於這個行星的存在，影響水星的軌道，甚至有人給這個行星取名為“火神星”。可是，在太陽四周尋覓了它20多年,竟毫無蹤影！
273.愛因斯坦的新引力理論認為:任何物體周圍都存在著一種特殊物質，叫“引力場”，引力作用不是“超距”的，而是通過引力場這種特殊物質而相互吸引的。就像電磁力是通過電磁場而相互作用的一樣。而有引力場存在的空間是“彎曲”的空間，說得更精確些，是“彎曲”的時空;沒有引力場的時空才是平直的。
274.愛因斯坦從引力表現為時空彎曲這一觀點出發，加上物理學裏的能量守恒定律,建立起新的引力理論，導出了新的引力方程和物體運動方程。這些方程跟牛頓萬有引力定律和牛頓運動定律所得到的方程是不一樣的。但是，在弱引力場和低速度的情況下，兩者就一致了。所以說，牛頓的方程是愛因斯坦方程的近似,後者則比前者更為廣泛、普遍。這就是愛因斯坦廣義相對論對引力、時間、空間的關係的簡單描述。