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运动法则
我现在不得不请你们，在你们关于真理的自然微光被你们的教师刻意地根除之前，要把心理恢复到你们第一次学习力学的时刻，第一运动定律被定义为——
任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态，除非外力迫使它改变运动状态为止。
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或者你们以前曾经想象，运动是个将会耗尽自己的某种事物。自行车，如果你们不加外力使它前行，它照例自己停在那里。老师正确地指出阻力倾向于使自行车静止，或许老师会举出一块在冰上滑过的石头的例子来说明当干扰力减少时，运动要持续得更久。但即便平滑的冰面也会产生某种摩擦阻力，为什么老师不更彻底些把阻力完全消除，就像轻易地把石头投入空空荡荡的空间中那样？但不幸的是，在那种情形之下，它的运动不是匀速直线运动，石头给出一条抛物线。如果你们提出反驳，那你们就要被告知，抛射物（石头）是被一个不可见的叫作“重力”的力，迫使它的匀速直线运动状态发生了变化。我们如何知道这个不可见力的存在呢？噢！如果这种力不存在，那抛射物就要沿着直线匀速运动。
老师所为并不公平，他固守着匀速直线运动，如果我们向他指出物体并不遵循他的规则时，他便平淡无奇地发明出一个新的力来解释运动偏离。我们能够改进他的第一运动定律的说法，他实际意指——
任何物体，都要保持匀速直线运动或静止状态，除非它不保持其静止状态或直线运动状态。
物质的摩擦力和反作用力是可见的，而且是能够改变物体运动的绝对的作用力，我对它们提不出什么异议。分子的击打能够为任何人认识到，不管他的坐标系如何，只要他深入地探查现象即可。但是如果不存在此类干扰的指示，全部过程便成为不确定的了，并没有特别的根据把运动分成两部分：一部分归诸物体的被动的倾向，称为“惯性”，另一部分归诸干涉力场。物体确实要一直前进，但是有某种神秘的作用力使它弯曲运动——这个说法很生动，但并非科学。它从一个性质中产生出两个性质，由此我们就奇怪为什么它们经常相互成正比——为什么作用在不同的物体上的重力与它们的惯性和质量成正比。当我们承认所有的参照系都等同时，这种分析就站不住脚了。抛射物相对于地球表面上的观察者以抛物线运动，相对于升降机中的人而言却成了直线运动。我们的老师不大容易说服在升降机中看到苹果依然停留他释放时的位置的人，即苹果确实主动往上冲，如果不存在一个不可见的引力准确平衡这个倾向的话。[4]
爱因斯坦的运动定律不承认这种分析，能够在曲面上定义特定的曲线而无须参考任何分割体系或系统，即从这点到另外一点的测地线或最短线路，我们的弯曲的空间—时间的测地线提供了未受干扰下粒子遵循的自然轨迹。
我们观察到一颗以椭圆轨道绕太阳运行的星球，稍加考虑就可以证明，如果我们加进第四个维度（时间），那么在时间维度上的持续运动便由椭圆拉伸成螺旋运动了。为什么星球要采取螺旋的轨道而不直线前进？这是因为它遵循着距离最短的路径的缘故。在太阳周围弯曲地带被扭曲的几何里，螺旋形的轨道比各点之间的任何其他轨道都要短，你们可以看到我们的观点上的巨大变化。牛顿体系里星球倾向于直线运动，但是太阳的引力使之偏离。爱因斯坦说星球倾向于采取距离最短的路径，而且星球也确实如此。
那是一般性的观点，但为了准确之故，我必须做一个确实很小的修正：星球沿最长的路径运行。
你们可能还记得，沿着任何物质的物体（必须以低于光速运动）的运行轨道上的各点，相互之间是绝对的过去和绝对的未来关系，它们绝对不是“其他地方”。因此，四维空间—时间里的轨道长度由时间关系构成，因而必须用时间单位来测量，它实际上是物体上携带的时钟所记录的描述星球轨道的秒数，[5]这可能与沿其他路径在同样的起止点之间所记录的时间不同。在第三章我们考察过两个人，他们的轨道具有相同的起止点，其中之一待在地球上的家里，另外一人以高速旅行到宇宙远方后又返回。前者在其间被记录为七十年，后者则为一年。要注意沿着地球的未受扰乱的轨道的人，是记录或生存的时间最长的人，而那个达到旅程界限再开始返回地球其路途已被弄得非常混乱的人，仅仅才生活了一年。对这种时间的减少不存在限制，如果旅行者的速度接近光速时，所记录的时间将减少到零。也不存在独一无二的最短的轨道，但最长的轨道却是独一无二的。如果地球不遵循实际轨道，而是大跨步以光速旅行的话，那么地球就无须费时从1927年1月1日直达1928年1月1日。亦即，随地球一道旅行的观察者或时钟不会记录下任何时间，但按照“英国天文台台长的时间”而言，它是要被计算为一年的。地球并不这样运行，因为物质联合工会规定每件工作都必须花费尽可能长的时间。
所以在计算天文学轨道以及类似的问题涉及两条法则，我们首先得使用爱因斯坦提出的十个主要弯曲系数为零的重力法则，计算空间—时间的弯曲形式；其次我们用爱因斯坦的运动法则，即最长轨道法则来计算星球如何通过弯曲地带而运行。至此，计算过程与牛顿重力法则和牛顿运动法则所进行的计算相似，但是这里有一个仅适用于爱因斯坦法则的显著补充，即爱因斯坦的运动法则能够从他的重力法则导出。对星球轨道的预言，虽然为方便起见分成两个阶段，但确实是基于一个单独的法则。
我想用通常的方法向你们展示，控制着空荡荡的、空间的弯曲法则，如何才能决定粒子的轨道而不必辅助任何其他条件。四维世界里的两个“粒子”（图5），就是你自身和我自身。我们不是空洞的空间，因此对于进入我们的组织（身体）的弯曲种类没有限制，实际上我们独特的弯曲种类把我们与空洞的空间区分开。可以说，我们是四维世界中的山脊，在四维世界里聚集成褶皱。纯粹数学家坦率地把我们描述为“奇点”。这两个非空虚的山脊由空虚的空间所连接，它必然不符合那十个主要弯曲系数所描述的那些种类的弯曲。如果我们把局部的褶皱引入衣物材料，那么剩下的部分就具有一定的顽强性，而不如我们所希望的那样平滑地待着，这种事也是很普遍的经验了。你们将意识到如下可能性，即如图5中给出两个山脊后，如果不采用不合规则弯曲的话，不可能通过一个中间峡谷把它们连接，这就是问题所在。世界上两个单独的完全端直的山脊不能被空洞的空间恰当地连接，所以它们也不能单独存在。但是，如果它们多少有点互相倾斜，那么连接它们的地方就能平滑地延展而满足弯曲法则。如果它们过度倾斜，则不合规则的褶皱就会再次出现。重力法则就如一个不允许在衣服的重要区域出现褶皱（个别允许的样式除外）挑剔的裁缝，因此要求缝口都要采用不会导致褶皱的缝制过程。你我都必须服从这个要求，所以我们的轨迹互相朝对方弯曲。一个旁观者将如此评论，即这里就是两个巨大物体互相吸引的法则实例。
由此我们将得到另外一个同等重要的概念，即地球是如何实现通过四维世界的螺旋轨迹的。原因在于必须安排两个山脊（太阳轨道与地球轨道），以便在世界的空洞部分不致发生错误的弯曲种类。太阳就像图中更明显的山脊一样以近似直线轨道运行，但是，地球如同太阳山脊倾斜面上的小山脊一样不得不相当显著地扭曲着。
图5
假定地球藐视“裁缝”而沿直线轨道运行，那将在衣服上造成可怕的皱纹。因为皱纹与空洞的空间的法则不一致，所以在起皱纹的地方必然存在某种事物。这个“某种事物”无须是严格意义上的物质，爱因斯坦法则所指的“事物”，能够占据空间以便空间在感觉上不是空洞的，包括质量（或与其相当的能量）、动量及应力（压力或张力）。对于这种情形，皱纹可能相当于应力，这是足够合理的。如果保持现状，那么地球必然要遵循它固有的弯曲轨道。但是如果在太阳和地球之间施加某种应力或压力，那么地球可能沿着另外的轨道。实际上，如果我们观察到一个以直线轨道冲出去的星球，那么牛顿派和爱因斯坦派的学者同样都可以推定那里存在着引起这种行为的应力。确实，因果关系显然变颠倒了。依据我们的理论，应力看来像是沿着错误轨道的星球引起的，但我们常常假定，星球之所以沿着错误的轨道是因为它受到应力作用的缘故，但那是在初等物理学上极为常见的无害事件。原因与结果之间的区别决定于时间之矢，只有考虑到熵才能够确定。我们不必过于关注在基本法则探讨中所引发的因果关系的意见，无论高兴与否，这些意见只是对世界颠倒的设想。
虽然我们在这里还仅仅处于爱因斯坦普遍理论的开端，但我无须在这个专业主题上再过多深入了，本章的其余部分将用于说明更为基础的要点。
