基本原理
物理定律在一切參考系中都具有相同的數學形式,這就是廣義相對性原理(廣義協變性原理)。廣義相對性原理是物理學最基本的原理之一,指出不存在“絕對參考系”,沒有一個參考系具有優越地位,所有的參考系都是等價(平權)的。在一個參考系中建立起來的物理定律,通過適當的坐標變換,可以適用於任何參考系。相對性原理最初是由伽利略提出,當時的適用範圍是經典力學。愛因斯坦將其推廣到非慣性參考系中,包含力學和電磁學的整個經典物理學範圍,後來更進一步將引力現象也包含進來。
狹義相對性原理雖然把伽利略相對性原理推廣到了整個物理領域,但並不能包括非慣性參考系。愛因斯坦把相對性原理推廣到一切參考系,指出物理定律在一切參考系中都具有相同的數學形式,即它們必須在任意坐標變換下是協變的,也稱為廣義協變性原理。
廣義相對性原理也可以表述為:
物理規律在不同的坐標系中的數學形式依照一定的規則(符合群的要求)都可以互相轉換 。
相關原理
愛因斯坦建立廣義相對論的另一個重要思想是馬赫原理:認為時間和空間的幾何不能先驗地給定,而應當由物質及其運動所決定,這個思想直接導致用黎曼幾何來描述存在引力場的時間和空間,並成為寫下引力場方程的依據 。
引力質量同慣性質量的等價,是愛因斯坦提出等效原理的實驗基礎,也是整個廣義相對論最重要的實驗依據 。