在378年前的1月4日，牛顿出生了，牛顿留给了人类一个牛顿力学的礼物，牛顿力学是最早的定律，描述了我们周围的世界是如何工作的以及周围物体如何运动。自那时以来，物理学发展起来，今天，我们有了奇妙的广义相对论。
牛顿力学和爱因斯坦相对论，都是当代物理的重要组成部分，我们仍在探索有关宇宙的未解事物。这里，我们简要比较一下牛顿力学和爱因斯坦相对论。
在17世纪，牛顿提出了一系列规则和方程式，描述了我们周围的物理世界，这是我们在学校所学习的牛顿三个运动定律。
第一定律即惯性定律指出，除非有外力作用于物体，否则物体将保持静止或运动状态；第二定律指出作用在物体上的力是其质量和加速度的乘积；第三定律是对于每一个作用力，必有一个平等而相反的反作用力。
牛顿还给了我们著名的万有引力定律，两个物体之间的引力与它们的质量乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
所有这些方程和定律都是牛顿力学或经典力学的一部分。这些定律和方程式具有一个重要特性，那就是所有观察者无论身在何处，以及他们是否在移动，与所处的惯性系无关，会以相同的方式认知到周围发生的事情，这些规律在惯性参考系内被认为具有普遍性。
惯性参考系是我们理解和描述相对运动的方式。譬如说张三向李四走来，李四静止不动，所以张三在向李四移动。但是张三与李四都在地球上，地球围绕着在太空中移动的太阳旋转。但出于这样的观察目的，我们假定地球是静止的，所以地球是我们的惯性参照系。
我们还可以看到更多的例子。如果张三驾车扔下一个苹果，李四站在车外看到车经过，李四会看到这个苹果走的是抛物线。对于车内的张三来说，车是惯性参考系，苹果相对于车惯性系运动，处于惯性状态。
然后在19世纪，麦克斯韦提出了一系列方程式，他将电磁和光结合起来形成了今天我们所知的电磁学。一个有趣的事情是，这些方程的形式根据观察者的惯性参考系而变化。
然后是20世纪初的洛伦兹变换，观测者在不同惯性参照系之间对物理量进行测量时所进行的转换关系，在数学上表现为一套方程组，能够证明即使惯性系发生变化，这些方程也可以保留其形式。
惯性系的洛伦兹变换与惯性系的标准变换不同，惯性系用于牛顿力学。在牛顿力学中，长度和时间是恒定的、绝对的、不会改变。因此，在一个场景中具有一定长度的对象在另一场景中也具有相同的长度，时间的流逝也一样，在所有参考系中具有相同的方式。
但是洛伦兹变换表明时间和长度实际上确实会根据所处的参考系而发生变化，这使爱因斯坦想知道：时间和空间之间的关系是否不变，因此他于1905年首次提出了相对论。
这个理论假设物理学定律在所有惯性参考系中都是绝对的，真空中的光速对于所有观察者，无论观察者或光源是否在运动，爱因斯坦基本上意识到引力改变了一切，这是因为引力基本上是地球的加速度，表示符号为g，近似地等于每平方秒9.8米。
这意味着任何坠落到地球表面的物体都以每秒9.8米的速度加速。如果下落的物体在车内，则每秒会经历相同的力，以这个加速度加速。
当将加速度或引力纳入这些方程式时，甚至基本几何形状也会发生变化。这使爱因斯坦意识到引力实际上是运动的结果，不仅是通过空间而且是通过时间。
后来在1915年爱因斯坦提出了广义相对论，以质量扭曲为前提，导致弯曲的时空，而引力本质上是此弯曲时空中运动的结果。
牛顿力学和相对论在技术上有所不同之处，但它们彼此并不矛盾。当能量或速度接近光速时，由于时空曲率，相对论代替牛顿力学。在牛顿力学中，时空没有区别，无论您身在何处或您移动的速度。
在牛顿力学理论上，如果有足够的力可以按照想要的速度运动。但是相对论指出，没有什么可以比光速更快地传播。
广义相对论完全改变了物理学领域，彻底改变了我们对周围世界和周围宇宙的了解，它为物理学和天文学中许多挥之不去的问题提供了解释，例如非常著名的水星轨道的例子。
在牛顿定律的两个身体系统中，例如太阳和水星，一个物体绕另一轨道运行的地方，轨道将是椭圆形，在椭圆的两个焦点之一处质量较大。
这是真的，确实所有的轨道都有不同程度的椭圆形。因此，按照牛顿力学的经典椭圆形轨道，水星位于近日点或离太阳最近的点。轨道上的每个轨道都是固定的，数据和观测值都符合这一理论。确定水星的轨道是广义相对论的最大检验之一。
牛顿力学无法回答我们在周围所观察到的一切，所以科学家仍在不断寻找替代解释，例如提出了修正牛顿动力学（Modified Newtonian dynamics，缩写：MOND），也称：改良牛顿动力学，以解释星系的观测特性。在解释为什么星系似乎不服从当前理解的物理定律方面，它是暗物质假设的一种替代方法。
广义相对论也不能预测一切。在广义相对论中允许所有已知物理定律失效的奇异点，譬如在黑洞中心。但是对于体积无限小、密度无限大、引力无限大、时空曲率无限大的引力奇点，相对论也同样失效。
广义相对论还有许多其它问题尚未解决，希望在不久或将来，能够解决这些问题，因为人类的认知不会停留在一个水平上。
