电梯思想实验

狭义相对论是以四维平直空间中的匀速直线运动为考察对象的，适用于一切惯性系，但无法说明非惯性系中的运动现象。为了克服狭义相对论的不足，将狭义相对论推广到具有加速度的非惯性系中，爱因斯坦运用了电梯思想实验为人们打开思路。

在一理想的摩天大楼的顶上，有一正在下降的电梯。在该电梯内，有一物理学家在做实验。突然，电梯的钢缆断了，于是，电梯便处于自由落体状态向地面降落。在降落的过程中，电梯内的实验者，拿出一块手帕和一只表，然后松开双手。这两个物体会怎样运动呢？电梯外的观察者以地球作为参考系，他会发现：手帕、表和电梯连同它的天花板、四壁、地面以及里面的实验者等，都以同样的加速度下落。而电梯里面的实验者则会以电梯作为参考系，因为引力场在这一参考系之外而不被考虑，他会发现手帕和表由于不受到任何力的作用，而处于静止状态。在等效原理的帮助下，电梯思想实验告诉我们，引力场和加速度是相等的。广义相对论成功地拓展到了非惯性系中。