本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
佩德罗·费雷拉的著作《完美理论：一个世纪的天才和广义相对论之战》主要讲述了爱因斯坦发展广义相对论后，其他人对该理论的研究。虽然有一章专门讲述爱因斯坦艰难学习非黎曼几何并建立定义该理论的场方程，但这本书真正精彩的部分是从1917年开始的，当时一系列男女科学家发现了这些方程的惊人含义。这本书节奏很快，并且很好地描绘了广义相对论所揭示的丰富多彩的个性和令人兴奋的发现。
到1919年，该理论已被公认为科学事业的一部分，尤其是在其回溯了水星近日点的正确值并预测了亚瑟·爱丁顿观察到的星光弯曲之后，这一发现使爱因斯坦的名字登上了世界各大报纸的头版。爱丁顿是爱因斯坦的继承人，他彻底学习了该理论并掌握了其对恒星结构的意义。具有讽刺意味的是，他不敢将这些意义推导至其逻辑结论。这项任务留给了年轻的印度天体物理学家苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡，他通过考虑恒星耗尽燃料并在引力收缩下坍塌时会发生什么，为黑洞的发现铺平了道路。众所周知，爱丁顿驳斥了钱德拉塞卡的发现，并表明自己很像爱因斯坦，年轻时是革命者，年老时却变成了反动派。
黑洞的故事是本书追随的一条重要线索。钱德拉塞卡的思想在30年代被列夫·朗道、弗里茨·兹威基和罗伯特·奥本海默进一步发展。奥本海默的故事特别有趣，因为他是理论上发现黑洞的人，但后来却完全与黑洞划清界限，直到他去世都没有表现出对广义相对论的兴趣。事实上，奥本海默对相对论的看法与30年代和40年代沉浸在核物理和量子物理革命中的绝大多数物理学家相似。量子力学和粒子物理学是新的前沿；相对论则是一片投机的死水。
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正是普林斯顿大学的著名物理学家约翰·惠勒接替了奥本海默的工作。惠勒实际上是现代相对论之父，因为他是50年代和60年代重新激起人们对该主题兴趣的人。他的许多学生，如雅各布·贝肯斯坦和基普·索恩，都成为了该领域的领导者。在英国，该领域由丹尼斯·西亚马开创，他的学生罗杰·彭罗斯和斯蒂芬·霍金在理解奇点和宇宙大爆炸方面处于领先地位。霍金尤其通过探索我们现在所称的“黑洞信息悖论”，在信息、相对论、热力学和量子力学之间建立了非常重要的联系。
霍金关于奇点的研究与本书的第二个主要线索有关，这一次涉及广义相对论在整个宇宙中的应用。这个故事从爱因斯坦发展出他的框架后开始，当时俄罗斯轰炸机飞行员亚历山大·弗里德曼和比利时牧师乔治·勒梅特发现，其中一个方程的解将是一个膨胀的宇宙。在一个爱因斯坦称之为“我一生中最大的错误”的著名错误中，爱因斯坦发现了这个解，但基于对局部静态宇宙的观察，他应用了一个凑合因子——一个“宇宙常数”——来阻止膨胀，事实证明，大约八十年后，它具有重大的意义。勒梅特和弗里德曼的故事自然而然地引出了埃德温·哈勃的故事，他在1929年观察到星系的红移，从而开启了探索宇宙的伟大时代之一。这个时代以发现暗物质和暗能量以及将宇宙学转变为一门精确科学而告终，所有这些都开辟了爱因斯坦梦想不到的前沿领域。费雷拉希望，这些美丽的方程中还蕴藏着更多的可能性。
费雷拉很擅长描述这两个主要线索。相对论发展的一个最重要方面是，马丁·赖尔、乔斯林·贝尔等人通过射电望远镜对遥远天体进行实验观测，为该理论注入了活力。事实上，这本书强调了这样一个事实，即如果没有这些观测，相对论充其量将继续被认为是数学涂鸦，最多也只是投机科学。通过对类星体、脉冲星、中子星和黑洞的发现，将相对论置于现实世界中，清楚地表明了实验证据在赋予理论可信度方面的重要性。就我个人而言，如果费雷拉也考虑了广义相对论的其他一些证据，例如引力探测器B对框架拖曳的观测，那将是非常棒的，这可是一项技术奇迹，也是一个惊人的精确测量练习。
本书的最后一部分涉及过去四十年中，将广义相对论与量子力学相结合的探索，这项工作由惠勒和他的学生布莱斯·德威特在60年代开始。在粒子物理学中取得如此辉煌成就的场论技术——最终产生了标准模型——在应用于相对论时彻底失败了。一种可能的出路是弦理论，其优点是引力自然地从理论框架中产生。另一个有前景的框架是圈量子引力。现在众所周知，弦理论的问题在于它没有做出任何可检验的预测，并且它的解空间如此之大，以至于几乎任何东西都可以容纳在它广阔的怀抱中。在科学中，一个可以解释任何事情的理论通常被认为是一个什么都解释不了的理论。
再次让我感到惊讶的是，实验和观察对于将一个理论从幻想的推测领域带到坚实的现实是多么重要。值得在此背景下比较量子力学、广义相对论和弦理论的进展。量子力学在20世纪20年代发展起来，并立即解释了许多先前令人困惑的实验事实。它在30年代和40年代的应用范围不断扩大，涉及固态物理学、化学和核物理学，并始终得到实验的充分支持。该理论中存在的哲学难题——我们仍在努力解决——并没有因为其巨大的实验成功而损害该理论。相比之下，广义相对论大约在十年前被发展出来。到1940年左右，它有两个主要的实验预测：星光弯曲和宇宙膨胀。但是，即使到1950年代后期，它也没有成为主流物理学的一部分，并且被认为更多的是数学而不是物理学，主要是因为缺乏实验证据。如上所述，只有射电天文学的发展才真正将整个框架置于坚实的基础之上。
因此，量子力学几乎没花时间就变得令人尊敬，而相对论却花了将近四十年才变得令人尊敬，即使后者成功地预测了两个惊人的实验观测结果。最大的区别在于实验证据，前者是丰富的，而后者是零星的，并且只是慢慢出现。与此相比，弦理论已经存在了大约四十年，但仍然没有明确的实验证据支持它。纯粹从历史的角度来看，这可能暗示它可能走错了方向。费曼说过，科学理论唯一真正的检验是实验，这是有原因的。