日全食为什么能验证广义相对论呢？如下图所示，当日全食时，处于太阳背后恒星发来的光线，受到太阳引力的作用，而发生偏转，因此在照相底片上，恒星的位置将会发生变化，其变化的大小可以由不同的理论加以计算。将日全食发生时所获得的照片，与没有发生日全食时，相同位置上的照片相比较，则可测定出太阳引力使遥远恒星发来的光线所引起的实际偏转角度，由此对不同理论的计算结果做出观测的裁决。
也许爱因斯坦真是上帝的宠儿，就在1919年，距其广义相对论正式发表仅3年时间，于5月29日在非洲发生了一次日全食。早在1917年末，科学家就注意到1919年5月29日将发生的这次日全食对检验爱因斯坦的广义相对论特别有利，这是因为在发生掩食时，太阳周围的星场中有特别多的亮星。日全食路线是从巴西北部越过大西洋，经普林西比岛后横贯非洲。所以，在当时大概确实属于全世界了解广义相对论的另一个天文学家爱丁顿组织了去巴西北部的索布拉尔以及普林西比岛的两个观测队。
光线的引力弯曲
在索布拉尔的观测组，是由A.C.D. 克罗姆林博士和C. 戴维森先生他们携带了一架焦距为3.34米并配有20厘米光栏的格林尼治天体照相仪，将它装在一个钢管内，并备有40厘米定天镜。另有一个10厘米的辅助透镜放在5.8米长的木制方管中，用20厘米定天镜与之相配。
在发生日全食的当天上午，当地云量较多，初亏时刻，云掩部分估计占9/10，此时太阳根本看不见。幸好几秒钟后出现了太阳初亏。偏食期间，又出现过几次日照瞬间，使观测人员得以把太阳的像置于场镜的特定位置并最后调整了一下转仪钟速率。在爱丁顿等人的观测报告中写道：“当临近全食时，云量减少。在食既前1分钟左右，一块较大的晴空到达太阳。根据观测场镜中渐渐消失的月牙状太阳的长度，发出食既前58秒、22秒、12秒的警报，当月牙状太阳完全消失，叫了一声 ‘到’。利奥卡道博士立刻启动拍节器，他在全食期间每10拍拍叫一声，曝光利用这些拍次记录。在310秒时间内拍击320次，根据这种速率算出记录时间。观测计划顺利完成。”真是戏剧般的日全食观测，云层也好像当了魔术师，恰好在需要的时候，就让太阳完全出来了！
用同样的仪器于7月11日在同一地点拍得参考底片，与10厘米镜拍得的日食结果比较算出在太阳边缘发生了1″.98角的弯曲。而用天体照相物镜拍摄的底片，由于太阳加热引起焦距变化而发生星像弥散。结果不如10厘米镜。在太阳边缘，其得到的平均角弯曲为0″.93。
普林西比的观测组是由A.S. 爱丁顿教授亲自带领还有E.T. 科廷姆先生参加使用的仪器是牛津的装有20厘米光栏的天体照相仪，用40厘米定天镜照射。也是在雷雨交加的条件下，得到了两张可用的底片。由于气候条件没有可能在当地拍摄比较星场的底片，因此用了四张在牛津拍得的比较底片。用它们对比日全食得到的两张底片得到了四个结果：1″.94，1″.44，1″.55，1″.67。平均角弯曲值为1″.65，可能误差为0″.30。与爱因斯坦的预言值1″.75相当一致。
综合两个观测组，并考虑到索布拉尔10厘米镜的结果的优越性，故给予了最大的统计权重，最后得到的角弯曲平均结果为1″.98。
1919年9月22日，爱丁顿还在对日全食观测数据作最后的计算和核对，洛仑兹给爱因斯坦发了一份电报：“顷悉爱丁顿发现星光于日缘处有偏转……”其时爱因斯坦当然也很高兴，但他还不像爱丁顿那样激动，因为这个观测结果完全是他意料中的事。他从来也没有想过：要是日全食观测结果与广义相对论不一致，怎么办？他非常自信，这样优美、和谐的理论，是不可能有错误的。
1919年11月6日下午，英国皇家学会和皇家天文学会在伦敦举行联席会议，听取两个日食观测队的正式报告。会议厅里济济一堂，英国科学界的泰斗们都在这里。这些教授一个个都压低了嗓门说话，仿佛空气中都感染到一种焦急的期待心情。观测的结果，虽然早就从各条小道泄露出去，几乎到会的人人都知道。但大家认为这件事情毕竟太重大了，所以正式宣布的时刻，就具有特殊的历史意义。全场就像一幕古希腊的戏剧那样庄重。
皇家学会会长、电子的发现者汤姆逊教授在全场肃穆的气氛中起立致词。他说：“爱因斯坦的相对论是人类思想史上最伟大的成就之一。……这不是发现一个孤岛。这是发现了新的科学思想的新大陆。”
11月7日，爱因斯坦一早醒来，发觉一切都变了。他一夜之间竟成了世界名人。一大早，就有记者来敲门。爱因斯坦请记者坐下，但他一时摸不着头脑，不知是什么风把这位 “公众的向导”吹来的。原来是 《泰晤士报》发表了一篇题为 《宇宙的结构》的社论，里面有这样的话：“关于宇宙结构的科学观念必须改变……最杰出的专家们确信，世世代代以来认为无可置疑的事实，已被有力的证据推翻，需要一种新的宇宙哲学……”
每天成百上千的邮件像雪片般飞来，那是一些讨要照片，索取亲笔签名的信。许多信封上连地址也没有，只有“阿尔贝特·爱因斯坦”几个大字，邮局也竟把它送到了爱因斯坦手中。我们知道，爱因斯坦是非常推崇卓别林的电影的。一次，他给卓别林的一封信中写道：“你的电影 《摩登时代》，世界上的每一个人都能看懂。你一定会成为一个伟人。爱因斯坦。”而卓别林在回信中写道：“我更加钦佩你。你的相对论世界上没有人能弄懂，但是你已经成为一个伟人。卓别林。”这一简短的话语或者反映了当时人们对爱因斯坦崇拜的狂热程度。
以上这些情况，仅是把爱因斯坦推向科学神坛的序幕。
上面，我们花了较大的篇幅来叙述爱丁顿的日食观测工作，目的是想向读者说明，做科学研究的严肃认真、一丝不苟的态度，这就从形式上征服了读者、评判者或审者。当然，更重要的是给出观察结果的可靠性和置信范围。
实际上，诸如相对论、物理学、天体物理之类的学问，在西方通常被称为 “精密科学”——指它们可以有精密的实验或观测，并可以用数学工具进行高度精确的描述。但是，即使是这样的学问，仍然有很大的不确定性。而这种不确定性是我们传统的 “科普”甚至 “专业”著作中视而不见或尽力回避的。具体到在日食时观测太阳引力场导致的远处恒星光线弯曲 （偏折）这件事，事实上其中的不确定性远远超出公众通常的想象。
之所以要在日食时来验证太阳引力场导致的远处恒星光线弯曲，是因为平时在地球上不可能看到太阳周围 （指视方向而言）的恒星，日全食时太阳被月球挡住，这时才能看到太阳周围的恒星。在1919年的时候，要验证爱因斯坦广义相对论关于光线弯曲的预言，办法只有在日食时进行太阳周围天区的光学照相。但麻烦的是，在照片上当然不可能直接看到恒星光线弯曲的效应，所以必须仔细比对不同时间对相同天区拍摄的照片，才能间接推算出恒星光线弯曲的数值。
比较合理的办法是，在日食发生时对太阳附近天区照相，再和日食之前半年 （或之后半年）对同一天区进行的照相 （这时远处恒星光线到达地球的路上没有经过太阳的引力场）进行比对。通过对相隔半年的两组照片的比对和测算，确定恒星光线偏折的数值。这些比对和测算过程中都要用到人的肉眼，这就会有不确定性。
更大的不确定性，是因为即使在日全食时，紧贴太阳边缘处也是不可能看到恒星的，所以太阳边缘处的恒星光线偏折数值只能根据归算出来的曲线外推而得，这就使得离太阳最近的一两颗恒星往往会严重影响最后测算出来的数值。
那么爱丁顿1919年观测归来宣布的结论是否可靠呢？事后人们发现，是不可靠的。在这样一套复杂而且充满不确定性的照相、比对、测算过程中，使最后结果产生误差的因素很多，其中非常重要的一个因素是温度对照相底片的影响。爱丁顿他们在报告中也提到了温度变化对仪器精度的影响，他们认为小于10华氏度的温差是可以忽略的，但在两个日食观测点之一的索布拉尔，昼夜温差达到22华氏度。在索布拉尔一共拍摄了26张比较底片，其中19张由一架天体照相仪拍摄，质量较差；7张由另一架望远镜拍摄，质量较好。然而按照后7张底片归算出来的光线偏折数值，却远远大于爱因斯坦预言的值。最后公布的是26张底片的平均值。研究人员后来验算发现，如果去掉其中成像不好的一两颗恒星，最后结果就会大大改变。
爱丁顿当年公布这样的结论，在如今某些 “学术打假恐怖主义”人士看来，完全可以被指控为 “学术造假”。当然，事实上从来也没有人对爱丁顿作过这样的指控。从前面我们引用的爱丁顿发表的文章似乎很严密认真，很吓唬外行，而掩盖了他使用的手段和观测要求精度是否匹配。虽然科学后来的发展最终还是验证了他的 “验证”。从科学发展史来看，在1919年爱丁顿轰动世界的“验证”之后，1922年、1929年、1936年、1947年、1952年各次日食时，天文学家都组织了检验恒星光线弯曲的观测，各国天文学家公布的结果言人人殊，有的与爱因斯坦预言的数值相当符合，有的则严重不符。这类观测中最精密、最成功的一次是1973年6月30日的日全食，美国人在毛里塔尼亚的欣盖提沙漠绿洲做了长期的准备工作，用精心设计的计算程序对所有的观测进行分析之后，得到太阳边缘处恒星光线偏折值为1.66″±0.18″。为了突破光学照相观测的极限，1974～1975年间，福马伦特和什拉梅克利用甚长基线干涉仪观测了太阳引力场对三个射电源辐射的偏折，终于以误差小于1％的精度证实了爱因斯坦的预言。也就是说，直到1975年，爱因斯坦广义相对论的预言才真正得到了验证。但后来的这一系列科学工作通常是得不到公众和媒体的关注的，甚至一般的专业工作者通常也不太关心。
那么，爱丁顿当年为什么不老老实实宣布他们得到的观测结果未能验证爱因斯坦的预言呢？我们倒也不必对爱丁顿作诛心之论，比如说他学风不严谨、动机不纯洁等等。事实上，只需认识到科学知识中不可避免地会有社会 （人为）建构的成分，就很容易理解爱丁顿当年为什么要那样宣布了。
科学中的不确定性其实普遍存在，而不确定性的存在就决定了科学知识中必然有人为建构的成分，这是一个方面。另一方面，则是社会因素的影响。爱丁顿当时的学术声誉、他的自负 （相传他当时自命为除了爱因斯坦之外唯一懂得相对论的人）、科学共同体和公众以及大众传媒对他1919年日食观测的殷切期盼等等，这一切都在将他 “赶鸭子上架”，他当时很可能被顶在杠头上下不来了。所以，是1919年的科学界、公众、媒体，和爱丁顿共同建构了那个后来进入教科书的神话。
回到我们讨论的超光速问题，我们这里仅先指出，广义相对论本身是包容超光速运动的。也就是说，在广义相对论的各种数学表述中，如果代入大于真空中光速c的速度，其所有描述的方程式是有实数解的，因而，原则上是可与物理或天文观测对照的。但由于爱因斯坦的成就，他把狭义相对论中的：“超光速的速度……没有存在的可能。”的错误结论推延到广义相对论中来了。从此超光速运动不可能存在成了相对论的戒律，并被写入 《爱因斯坦的圣经》中。因此，自相对论创立以来，尽管理论上处处表现出存在超光速状态，但它们都被视为 “鬼态”，实验上也大量的观测到各种超光速运动状态，但它们最后都归结为实验误差或一类“视现象”，直到被否定而维护神圣的 “爱因斯坦的圣经”不被动摇为止。
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