1. 爱因斯坦升降机实验设想了一个情景:一个人被置于一个密闭的电梯中。
2. 当电梯处于静止状态或匀速直线运动时,相对于地面,这是一个惯性参考系。
3. 在这个参考系中,由于地球引力的作用,人双脚对地板的压力正好等于他的体重。
4. 爱因斯坦进一步设想,如果将这个电梯移至地球引力场之外,例如在太空中,并以与重力加速度数值相等的加速度向上运动,相对于电梯内部,这就变成了一个加速参考系。
5. 在这个加速的参考系中,人双脚对地板的压力仍然等于他的体重,而身处其中的乘客无法区分自己是在地球上的匀速运动还是在太空中的加速运动。
6. 爱因斯坦指出,这两种情况是等价的。然而,如果电梯的绳索断裂,电梯将在重力场中自由下落。
7. 在这样的情况下,电梯内部的人将感受不到重力的存在,处于完全失重状态。
8. 爱因斯坦从这个实验中得出结论,即通过选择合适的坐标系,在一定条件下可以消除引力效应。
9. 这个发现令爱因斯坦激动不已,因为他找到了将相对性原理从惯性参考系推广到非惯性参考系的关键——等价原理。