1907年11月的一个平凡的一天，爱因斯坦在瑞士专利局邂逅了他“一生中最幸福的思想”。他后来回忆道：“我当时坐在位于伯尔尼的瑞士专利局的椅子上，突然一个想法击中了我：'如果一个人自由下落，他将感受不到自己的重量’。我大吃一惊，这个简单的思想实验对我产生了极大的影响。”在自由落体运动中，人既感受不到加速度，也感受不到重力。从这个非常简单的直觉出发，爱因斯坦意识到，我们对于加速度的感觉，与我们对重力（引力）的感觉是完全一样的，它们就是同一件事。爱因斯坦把这条原理称为等效原理。如果引力与加速度等效，那么牛顿被苹果砸到头的经历，就可以从两种不同但等价的角度来看待。我们可以想象地球引力通过某种方式作用于苹果，将苹果拉向地面，也可以想象地球向上加速以迎接苹果。这两种角度是等效的，但后者只在我们将地球想象成平的时才成立。

爱因斯坦发现了等效原理，却不知道该拿它来做什么。又过了5年，他才意识到等效原理可以帮助他在另外两件事物间建立联系：引力与几何。爱因斯坦擅长跳出思维定式来想问题，如果把地球看成平的，它在穿过平直时空的过程中就能实现加速度与引力的等效性。但我们知道地球表面是个弯曲的球面，所以，如果时空是弯曲的呢？在平直的时空里，两点之间的最短距离显然是连接两点的线段长度。但北京和成都之间的最短距离可不是连接两个城市的线段长度。在球面上，这两点之间的最短距离来自一条被称为“大圆弧线”或“测地线”的弯曲路径。这就是爱因斯坦曾经寻找的答案。如果时空是弯曲的，就像大圆弧线一样，那么沿着这条路径运动的物体就是在“自由落体”，在自由落体的过程中，它就获得了加速度。

爱因斯坦伟大的洞察力在于，他想到了时空并不是固定不变的，而是可塑的。时空可以根据质能的存在这样或那样地弯曲。一个像恒星那样的大型物体会弯曲它周围的时空，就好像一个小孩在蹦床上跳来跳去时会改变蹦床表面的形状一样。其他物体，例如行星，一旦离恒星过近，就会沿着时空形状所决定的最短路径运动。沿着最短路径做自由落体运动的行星就获得了加速度，这与行星受到引力而获得加速度是完全等价的。掉落的苹果并不必须被看作是某种神秘的超距作用力从地底下凭空而起将其拽落，它也可以被看作是愉快地沿着地球质量造成的弯曲时空给出的最短路径，一路加速而落地。借助这样的洞察力，爱因斯坦发现了可以同时解决加速度和引力问题的理论，即后来我们所说的广义相对论。广义相对论表明，引力这种东西并不存在。质能产生引力场，但引力场并不与磁场类似：它不是存在于时空中每一点的某种东西。引力场本身就是时空。惠勒曾这样总结了爱因斯坦的广义相对论：“时空告诉物质如何运动，物质告诉时空如何弯曲。”