1915年，愛因斯坦于完成了他的傑作——廣義相對論。但是，愛因斯坦覺得他的傑作還不完整，他想發展一個統一理論。不幸的是，他最終失敗了，但他的想法仍然是非常值得研究的。

然而，在此之前，我必須告訴你愛因斯坦在提出統一理論時物理學的狀況。今天，物理學家知道四種基本的相互作用。除了引力之外，還有電磁相互作用、強相互作用和弱相互作用。

但是，當愛因斯坦完成廣義相對論時，強相互作用還沒有被發現，弱相互作用的理論也還沒有發展起來。所以他提出的統一理論實際上只有兩種基本力：引力和電磁力。這兩者有一定的相似之處，力的大小都與距離的平方成反比。

由于愛因斯坦如此成功地將引力描述爲空間的曲率，他自然想知道是否可以用同樣的方式來描述電磁力。1928 年，愛因斯坦發表了一篇論文，試圖將電磁力與引力結合起來。他提出了一個新想法，其中度規張量可能有一個可以描述電磁學的反對稱部分。

在廣義相對論中，時空是由度規張量描述的，它是對稱的。在電磁學中，有一個叫做場強張量的東西，而它是反對稱的。現在的問題是，如果有任意一個張量，我們可以將其分解爲對稱部分和反對稱部分。所以愛因斯坦說，我們將度規張量變成任意張量，使用對稱部分表示引力，用反對稱部分表示電磁力。

我認爲這就是問題所在，因爲廣義相對論中的度規張量與場強張量無關，而與電磁勢相關。如果想將兩者結合起來，必須將電磁勢放入度規中。這確實是西奧多·卡魯紮所做的，他添加了空間的第四維，並將電磁勢放在那裏。這個想法後來被奧托·克萊因改進，現在被稱爲卡魯紮-克萊因理論。

這個想法確實很有效，它結合了廣義相對論和電磁學的。但該理論只給出電磁場，不能描述帶電粒子。所以它沒有解決愛因斯坦想要解決的問題，也就沒有采用這個想法。

愛因斯坦的統一理論有另一個線索，那就是黑洞。愛因斯坦完成了他的廣義相對論後，卡爾·史瓦西發現了愛因斯坦場方程的一個解，該方程描述了我們現在所說的黑洞。

但這個解有奇點，其中一些量呈現出無限值。愛因斯坦認爲這是不對的，奇點在現實中不應該發生。如果他的理論允許這些，那麽它就有問題了。因此，他嘗試使用奇點不存在的要求試圖找到描述基本粒子的解決方案。

順便說一下，愛因斯坦在這裏犯了一個錯誤。在史瓦西解中，存在兩個奇點，一個位于黑洞的視界，另一個位于中心。我們今天知道，視界處的奇點是坐標奇點，可以通過坐標變換消除，也就是個假奇點。但愛因斯坦也在這個不存在的奇點下功夫了。

回到正題，愛因斯坦想要消除黑洞奇點，這就是他在1935年與內森·羅森 發表著名論文的原因，他們在論文中引入了現在所謂的愛因斯坦-羅森橋。他們所做的就是去掉黑洞的內部並連接兩個宇宙，這是已知的最簡單的蟲洞例子。

但他們寫這篇論文不是爲了介紹蟲洞的，而是認爲這些蟲洞是基本的粒子。他們非常清楚地寫道：現在給定的解決方案中看到了基本粒子（中子）的數學描述，黑洞內沒有奇點。然後，他們繼續添加電荷並將其解釋爲帶電粒子。

你可能已經注意到的一件事，我們今天知道中子不是基本粒子。但這不是這個想法的主要問題，主要問題是人們可以根據這個“基本粒子”的質量計算出它的尺寸大小。結果顯示，與中子質量相當的這個“基本粒子”尺寸比中子小了30個數量級。對于其他基本粒子來說，這會變得更加極端。

因此，愛因斯坦沒有進一步追求這個想法。相反，他開始追求他1928年提出的想法，即將電磁勢放入度規張量中。他引入的想法是遠距平行性，這就是後來被稱爲愛因斯坦統一理論的東西。在接下來的 10 年裏，他發表了大約 10 篇關于此的論文。

簡而言之，愛因斯坦的統一場論是廣義相對論的修改版本，它有更多的方程，愛因斯坦說這些附加方程將代表電磁學。之所以稱爲遠距平行性，因爲它首先消除了時空的曲率，然後要求不同地方（遠距）的坐標系彼此平行。

從今天的角度來看，這很明顯行不通。我們知道電磁場具有量子屬性，但我們無法從遠距平行中得到，因爲它是一種非量子理論。愛因斯坦可能知道這一點，但忽略了它，因爲他不相信量子理論從根本上是正確的。

最終，愛因斯坦也未能搞出統一理論。