A súlyos és a tehetetlen tömeg egyenlőségét Eötvös és munkatársai korábban elképzelhetetlen pontossággal igazolták. A kétfajta tömeg egyenlősége alapján fogalmazta meg Einstein az inerciarendszerek új elméletét, amely az ekvivalencia-elv nevet viseli. Az elv azt mondja ki, hogy az inerciarendszerek lokálisak és a gravitációs térben szabadon eső kisméretű testek (űrhajók) realizálják őket. Csak az így értelmezett inerciarendszerekre érvényesek azok az állítások, amelyeket a fizika az inerciarendszerekről korábban megfogalmazott, elsősorban az, hogy ezek azok a vonatkoztatási rendszerek, amelyekben az alapvető fizikai törvények (a Newton-egyenletek, a Maxwell-egyenletek, a kvantumelmélet) legegyszerűbb formájukban érvényesek.

Az alapvető fizikai elméletek azonban nem minden tekintetben lokálisak és nemlokális vonásaik összeütközésben állnak az ekvivalencia-elvvel. A klasszikus elektrodinamikában például a sugárzási problémák nem fogalmazhatók meg kizárólag lokálisan, a kvantumelmélet nemlokalitása pedig az utóbbi évtizedekben a kvantumelméleti vizsgálódások középpontjában állt. Ezért nem meglepő, hogy ha pl. a kvantumelektrodinamikát az ekvivalencia-elv tekintetbevétele nélkül alkalmazzuk olyan körülmények között, amikor a gravitáció szerepe lényeges (pl. a Nap körüli téridőre), az ekvivalencia-elvnek súlyosan ellentmondó következményekre jutunk.

A maga területén mindkét nagy elmélet, az általános relativitáselmélet (amelynek egyik alkotóeleme az ekvivalencia-elv) és a kvantumelmélet rendkívüli eredményeket mondhat magáénak. Felfogásmódjuk tekintetében azonban határozottan ellentmondanak egymásnak, ezért az összehangolásuk valószínűleg csak új, magasabb szintű nézőpontból lehetséges. A fizikában az ellentétek ilyen természetű szintézise egyáltalán nem példa nélküli. A századforduló fizikája bővelkedett hasonló ellentmondásokban, amelyek mivel bátran szembenéztek velük, rendkívül termékenynek bizonyultak: gondoljunk csak a planetáris atommodell és az elektrodinamika összeegyeztetésére a kvantumelméletben.