阿爾伯特·愛因斯坦

愛因斯坦童年和少年時期(4張)

1879年3月14日，愛因斯坦出生在德國烏爾姆市（Ulm，Baden-Württemberg，German ）班霍夫街135號 ^[5]  ，父母都是猶太人。 ^[10] 

1880年，愛因斯坦隨父母遷居慕尼黑。 ^[11] 

1888年，阿爾伯特·愛因斯坦入路易波爾德高級中學學習。在學校受宗教教育，接受了受戒儀式，弗裏德曼是指導老師。 ^[1] 

1889年，在醫科大學生塔爾梅引導下，讀通俗科學讀物和哲學著作。 ^[12] 

1891年，愛因斯坦自學歐幾里得幾何，對數學感到狂熱的喜愛，同時開始自學高等數學。 ^[36] 

1892年，愛因斯坦開始讀伊曼努爾·康德的著作。 ^[37] 

1894年，愛因斯坦一家人移居意大利米蘭。 ^[1] 

1895年，愛因斯坦自學完微積分。同年，愛因斯坦在瑞士聯邦理工學院的入學考試失敗。愛因斯坦開始思考當一個人以光速運動時會看到什麼現象。對經典理論的內在矛盾產生困惑。 ^[38] 

1896年，愛因斯坦獲阿勞州立中學畢業證書。10月29日，愛因斯坦遷居蘇黎世並在瑞士聯邦理工學院就讀。 ^[5] 

1899年10月19日，愛因斯坦正式申請瑞士公民權。 ^[39] 

1900年8月，愛因斯坦畢業於蘇黎世聯邦理工學院 ^[2]  ；12月完成論文《由毛細管現象得到的推論》，次年發表在德國萊比錫《物理年鑑》期刊上並加入瑞士國籍。

1901年3月21日，愛因斯坦正式取得瑞士國籍。在這一年5到7月完成電勢差的熱力學理論的論文。 ^{[1]  [5]} 

1902年6月16日，愛因斯坦被瑞士伯爾尼專利局僱傭。1903年，他與大學同學米列娃·瑪麗克結婚。他們結婚前就已經有了一個女兒。

1904年9月，愛因斯坦由專利局的試用人員轉為正式三級技術員。

1905年3月，愛因斯坦發表“量子論”，提出光量子假説，解決了光電效應問題。4月向蘇黎世大學提出論文《分子大小的新測定法》，取得博士學位。5月完成論文《論動體的電動力學》，獨立而完整地提出狹義相對性原理，開創物理學的新紀元。這一年因此被稱為“愛因斯坦奇蹟年”。 ^[5] 

1906年4月，愛因斯坦晉升為專利局二級技術員。11月完成固體比熱的論文，這是關於固體的量子論的第一篇論文。 ^[39] 

1907年升職為專利局一級技術員。1908年10月，愛因斯坦兼任伯爾尼大學編外講師。 ^[39] 

1909年10月，愛因斯坦離開伯爾尼專利局，任理論物理學副教授 ^[3]  。1910年10月，愛因斯坦完成關於臨界乳光的論文。 ^[39] 

1911年，愛因斯坦從瑞士遷居到捷克布拉格。1912年，愛因斯坦提出“光化當量”定律。

1913年，愛因斯坦重返德國，任柏林威廉皇帝物理研究所長和柏林洪堡大學教授，並當選為普魯士科學院院士。 ^[1] 

1914年4月，愛因斯坦接受德國科學界的邀請，遷居到柏林 ^[3]  。8月，即爆發了第一次世界大戰。他雖身居戰爭的發源地。生活在戰爭鼓吹者的包圍之中，卻堅決地表明瞭自己的反戰態度。9月，愛因斯坦參與發起反戰團體“新祖國同盟”，在這個組織被宣佈為非法、成員大批遭受逮捕和迫害而轉入地下的情況下，愛因斯坦仍堅決參加這個組織的秘密活動。10月，德國的科學界和文化界在軍國主義分子的操縱和煽動下，發表了“文明世界的宣言”，為德國發動的侵略戰爭辯護，鼓吹德國高於一切，全世界都應該接受“真正德國精神”。在“宣言”上簽名的有九十三人，都是當時德國有聲望的科學家、藝術家和牧師等。就連能斯脱、倫琴、奧斯特瓦爾德、普朗克等都在上面簽了字。當徵求愛因斯坦簽名時，他斷然拒絕了，而同時他卻毅然在反戰的《告歐洲人書》上籤上自己的名字。 ^[1] 

1915年11月，愛因斯坦提出廣義相對論引力方程的完整形式，並且成功地解釋了水星近日點運動。 ^[1] 

1916年3月，愛因斯坦完成總結性論文《廣義相對論的基礎》。5月，愛因斯坦又提出宇宙空間有限無界的假説。8月，完成《關於輻射的量子理論》，總結量子論的發展，提出受激輻射理論。

1917年初，愛因斯坦患有許多疾病（包括肝病和胃潰瘍）。他的表姐埃爾莎照顧他。這將持續幾年，直到他完全康復。他寫了一篇關於宇宙學的著作，其宇宙學術語將保證一個有限的宇宙。他後來將把這個宇宙學術語稱為他的“最大的白痴”。10月1日，他接管了德皇·威廉物理研究所的管理工作。 ^[1] 

1919年，愛因斯坦與米列娃離婚，同年，與表姐埃爾莎結婚。 ^[1] 

1921年，愛因斯坦因光電效應研究而獲得諾貝爾物理學獎，他的研究推動了量子力學的發展 ^[5]  。1月，訪問布拉格和維也納。同年1月27日在普魯士科學院作《幾何學和經驗》的報告。2月，去荷蘭阿姆斯特丹參加國際工聯會議。4月5日至5月30日，為了給以色列耶路撒冷的希伯來大學的創建籌集資金，同魏茨曼一起首次訪問美國。在哥倫比亞大學獲巴納德勳章。在白宮受哈丁總統接見。在訪問芝加哥、波士頓和普林斯頓期間，就相對論進行了4次講學。6月，訪問英國，拜謁了牛頓墓地。 ^[1] 

1922年1月，完成關於統一場論的第一篇論文。3—4月訪問法國，努力促使法德關係正常化。發表批判馬赫哲學的談話。4月，參加國際聯盟知識界合作委員會。7月，受到被謀殺的威脅，暫離柏林。沿途訪問科倫坡、新加坡、中國香港和上海。

1922年11月9日，在從日本到上海的途中，愛因斯坦通過電報知道被授予1921年諾貝爾物理學獎。

1923年2月2日，愛因斯坦從日本返回途中，到巴勒斯坦訪問，逗留12天。 ^[1] 

1923年2月8日，成為以色列特拉維夫市的第一個名譽公民。從巴勒斯坦返回德國途中，訪問了西班牙。3月，愛因斯坦對國聯的能力大失所望，向國聯提出辭職。6—7月，幫助創建“新俄朋友協會”，併成為其執行委員會委員。7月，到哥德堡接受1921年度諾貝爾獎金。並講演相對論，作為對得到諾貝爾獎金的感謝。12月，第一次推測量子效應可能來自過度約束的廣義相對論場方程。 ^[1] 

1924年，愛因斯坦加入柏林的猶太組織，併成為繳納會費的會員。12月，取得最後一個重大發現，從統計漲落的分析中得出一個波和物質締合的獨立的論證。此時，還發現了玻色—愛因斯坦凝聚態。 ^[1] 

1925年，愛因斯坦受聘為德蘇合作團體“東方文化技術協會”理事。5月到6月，愛因斯坦去南美洲訪問。與甘地和其他人一起，在拒絕服兵役的聲明上簽字。接受科普列獎章。為希伯來大學的董事會工作。發表《非歐幾里得幾何和物理學》。

1926年，愛因斯坦同海森堡討論關於量子力學的哲學問題。接受“皇家天文學家”的金質獎章。接受為蘇聯科學院院士。 ^[3] 

1927年2月，愛因斯坦在巴比塞起草的反法西斯宣言上簽名。參加國際反帝大同盟，被選為名譽主席。10月參加第五屆布魯塞爾索爾維物理討論會，開始同哥本哈根學派就量子力學的解釋問題進行激烈論戰。發表《牛頓力學及其對理論物理學發展的影響》。 ^[3] 

1928年1月，被選為“德國人權同盟”（前身為德國“新祖國同盟”）理事。春，由於身體過度勞累，健康欠佳，到瑞士達沃斯療養，併為青年講學。發表《物理學的基本概念至其最近的變化》。4月，海倫·杜卡斯開始到愛因斯坦家擔任終生的私人秘書。

1929年2月，發表《統一場論》。3月，愛因斯坦度過了50歲的生日，躲到郊外以避免生日慶祝會。第一次訪問比利時皇室，與伊麗莎白女王結下友誼，直到去世之前一直與比利時女王通信，獲普朗克獎章。9月，愛因斯坦同法國數學家阿達馬進行關於戰爭與和平問題的爭論，堅持無條件地反對一切戰爭。 ^[3] 

1930年，愛因斯坦因不滿國際聯盟在改善國際關係上的無所作為，提出辭職。5月，在“國際婦女和平與自由同盟”的世界裁軍聲明上簽字。7月，同泰戈爾爭論真理的客觀性問題。12月11日到次年3月4日，愛因斯坦第一次到美國訪問，主要在加州理工學院。12月13日，沃克市長向愛因斯坦贈送紐約市的金鑰匙。12月19日到20日，愛因斯坦訪問古巴。發表《我的世界觀》、《宗教和科學》等文章。 ^[1] 

1931年3月，愛因斯坦從美國回柏林。5月，愛因斯坦訪問英國，在牛津大學講學。11月，號召各國對日本經濟封鎖，以制止其對中國的軍事侵略。12月，愛因斯坦再度去加利福尼亞講學。為參加1932年國際裁軍會議，特地發表了一系列文章和演講。發表《麥克斯韋對物理實在觀念發展的影響》。 ^[1] 

1932年2月，對於德國和平主義者奧西茨基被定為叛國罪，愛因斯坦在帕莎第納提出抗議。3月，愛因斯坦從美國回柏林。5月，愛因斯坦去英國劍橋大學和牛津大學講學，後趕到瑞士日內瓦列席裁軍會議，感到極端失望。6月，愛因斯坦同墨菲作關於因果性問題的談話。7月，愛因斯坦與心理學家弗洛伊德通信，討論戰爭的心理問題。號召德國人民起來保衞魏瑪共和國，全力反對法西斯。12月10日，愛因斯坦和妻子離開德國去美國。原來打算訪問美國，然而，他們從此再也沒有踏上德國的領土。 ^[5] 

1933年，德國納粹政府查抄他在柏林的寓所，焚燬其書籍，沒收其財產，並懸賞十萬馬克索取他的人頭。他當時在美國新澤西州的普林斯頓高等研究院（與普林斯頓大學無關）任職，之後便決定不返回德國，並於1940年加入美國國籍同時保留瑞士國籍。 ^[2-5] 

1934年，愛因斯坦文集《我的世界觀》由其繼女婿魯道夫·凱澤爾編輯出版。1935年5月到百慕大作短期旅行。在百慕大正式申請永遠在美國居住。這也是他最後一次離開美國，同年獲富蘭克林獎章，與波多耳斯基和羅森合作，發表向哥本哈根學派挑戰的論文，宣稱量子力學對實在的描述是不完備的。為使諾貝爾和平獎贈予關在納粹集中營中的奧西茨基而奔走。 ^[1] 

1936愛因斯坦開始同英費爾德和霍夫曼合作研究廣義相對論的運動問題。12月20日，妻艾爾莎病故。發表《物理學和實在》、《論教育》。 ^[2] 

1937年3月—9月，愛因斯坦參加由英費爾德執筆的通俗冊子《物理學的進化》的編寫工作。3月，聲援中國“七君子”。6月，同英費爾德和霍夫曼合作完成論文《引力方程和運動問題》，從廣義相對論的場方程推導出運動方程，進一步揭示了時空、物質和運動的統一。這是廣義相對論的重大發展，也是愛因斯坦在科學創造上的最後一項重大成就。

1938年愛因斯坦同柏格曼合寫論文《卡魯查電學理論的推廣》。 ^[1] 

1939年8月2日，愛因斯坦在利奧·西拉德等人的協助下致信美國總統富蘭克林·羅斯福（史稱“愛因斯坦—西拉德之信”），建議美國抓緊原子能研究、防止納粹德國搶先掌握原子彈，這直接促成了美國曼哈頓計劃的啓動。 ^[4-6]  妹妹瑪雅從歐洲來美，在愛因斯坦家長期住下來。

1940年5月15日，愛因斯坦發表《關於理論物理學基礎的考查》。5月22日，致電羅斯福，反對美國的中立政策。10月1日，取得美國國籍。同年愛因斯坦寫了一篇著名論文，為他的這一命題進行辯護，即“我不信仰一個人格化的神”。 ^[1] 

1941年愛因斯坦發表《科學和宗教》等文章。1942年10月，愛因斯坦在猶太人援蘇集會上熱烈讚揚蘇聯各方面的成就。 ^[2] 

1943年5月，愛因斯坦作為科學顧問參與美國海軍部工作。

1944年為支持反法西斯戰爭，愛因斯坦以600萬美元拍賣1905年狹義相對論論文手稿。發表對羅素的認識論的評論。12月，同斯特恩、玻爾討論原子武器和戰後和平問題，聽從玻爾勸告，暫時保持沉默。 ^[2] 

1945年3月，愛因斯坦同利奧·西拉德討論原子軍備的危險性，寫信介紹西拉德去見羅斯福，未果。4月，從高等學術研究院退休（事實上依然繼續照常工作）。9月，連續發表一系列關於原子戰爭和世界政府的言論。

1946年5月，愛因斯坦發起組織“原子科學家非常委員會”，擔任主席。5月，接受林肯大學（黑人學校）名譽博士學位。寫長篇《自述》，回顧一生在科學上探索的道路。5月，妹妹瑪雅因中風而癱瘓，以後每夜唸書給她聽。10月，給聯合國大會寫公開信，敦促建立世界政府。

1947年，愛因斯坦繼續發表大量關於世界政府的言論。9月，愛因斯坦發表公開信，建議把聯合國改組為世界政府。 ^[2] 

1948年4月，愛因斯坦同天文學家夏普林利合作，全力反對美國準備對蘇聯進行“預防性戰爭”。抗議美國進行普遍軍事訓練。同年發表《量子力學和實在》，前妻米列娃在瑞士蘇黎世病故。12月，作剖腹手術，在腹部主動脈裏發現一個大動脈瘤。 ^[2] 

1949年1月13日，愛因斯坦出院。1月，寫《對批評的回答》，對哥本哈根學派在文集《阿爾伯特·愛因斯坦：哲學家—科學家》中的批判進行反批判。11月，“原子科學家非常委員會”停止活動。

1950年2月13日，發表電視演講，反對美國製造氫彈。3月18日，在遺囑上簽字蓋章。內森博士被指名為遺囑執行人。遺產由內森博士和杜卡斯共同託管。信件和手稿的最終貯藏所是希伯來大學。其他條款當中還有：小提琴贈給孫子伯恩哈德·凱撒·愛因斯坦。 ^[2]  4月，發表《關於廣義引力論》。《晚年集》出版。

1951年，愛因斯坦連續發表文章和信件，指出美國的擴軍備戰政策是世界和平的嚴重障礙。6月，愛因斯坦的妹妹瑪雅在長期癱瘓後去世。9月，“原子能科學家非常委員會”解散。

1952年，愛因斯坦發表《相對論和空間問題》、《關於一些基本概論的緒論》。11月，以色列第1任總統哈伊姆·魏茨曼去世後，以色列政府請他擔任第2任總統，被拒絕。 ^[3] 

1953年4月3日，愛因斯坦給伯爾尼時代的舊友寫《奧林匹亞科學院頌詞》，緬懷青年時代的生活。5月16日，給受迫害的教師弗勞恩格拉斯寫回信，號召美國知識分子起來堅決抵抗法西斯迫害，引起巨大反響。為紀念玻恩退休，發表關於量子力學解釋的論文，由此引起兩人之間的激烈爭論。發表《〈空間概念〉序》。 ^[1] 

1954年3月，愛因斯坦過了75歲的生日，通過“爭取公民自由非常委員會”，號召美國人民起來同法西斯勢力作鬥爭。3月，愛因斯坦被美國參議員麥卡錫公開斥責為“美國的敵人”。5月，愛因斯坦發表聲明，抗議對奧本海默的政治迫害。秋，因患溶血性貧血症卧牀數日。11月18日，愛因斯坦在《記者》雜誌上發表聲明，不願在美國做科學家，而寧願做一個工匠或小販並完成《非對稱的相對論性理論》。 ^[5] 

1955年2月，愛因斯坦同社會學家伯特蘭·羅素通信討論和平宣言問題、反對使用核武器，並簽署了《羅素—愛因斯坦宣言》 ^[4-8]  。3月，愛因斯坦著述《自述片斷》，回憶青年時代的學習和科學探索的道路。4月3日，愛因斯坦同科恩談論關於科學史等問題。4月5日，駁斥美國法西斯分子給他扣上“顛覆分子”帽子。4月11日，在宣言上簽名。4月13日，在草擬一篇電視講話稿時發生嚴重腹痛，後診斷為動脈出血。4月15日進普林斯頓醫院。

1955年4月18日，愛因斯坦被診斷出患有主動脈瘤，當日午夜在睡夢中因主動脈瘤破裂引發的腦溢血逝世於普林斯頓，享年76歲。一位名叫托馬斯·哈維的醫生借解剖愛因斯坦遺體的機會，揹着愛因斯坦的家人“悄悄”地取走了愛因斯坦的大腦和眼球。這位病理醫生希望未來神經科學界能夠研究愛因斯坦的大腦，以發現愛因斯坦聰明的原因。 ^[1] 

為遵照愛因斯坦的遺囑，他逝世後並沒有舉行任何喪禮，也不築墳墓，不立紀念碑，遺體便依照遺囑被火化了，骨灰撒在永遠保密的地方，目的是不會令埋葬他的地方成為聖地。 ^[1] 

早在16歲時，愛因斯坦就從書本上了解到光是以很快速度前進的電磁波，與此相聯繫，他非常想探討與光波有關的所謂以太的問題 ^[13]  。“以太”這個名詞源於希臘，用以代表組成天上物體的基本元素。17世紀的笛卡爾和其後的克里斯蒂安·惠更斯首創並發展了以太學説，認為以太就是光波傳播的媒介，它充滿了包括真空在內的全部空間，並能滲透到物質中。與以太説不同，牛頓提出了光的微粒説。牛頓認為，發光體發射出的是以直線運動的微粒粒子流，粒子流衝擊視網膜就引起視覺。18世紀牛頓的微粒説佔了上風，19世紀，光是波動説佔了絕對優勢。以太的學説也大大發展：波的傳播需要媒質，光在真空中傳播的媒質就是以太，也叫光以太。與此同時，電磁學得到了蓬勃發展，經過麥克斯韋、赫茲等人的努力，形成了成熟的電磁現象的動力學理論——電動力學，並從理論與實踐上證明光就是一定頻率範圍內的電磁波，從而統一了光的波動理論與電磁理論。以太不僅是光波的載體，也成了電磁場的載體。直到19世紀末，人們企圖尋找以太，然而從未在實驗中發現以太，相反，邁克耳遜莫雷實驗卻發現以太不太可能存在。 ^[14] 

電磁學的發展最初也是納入牛頓力學的框架，但在解釋運動物體的電磁過程時卻發現，與牛頓力學所遵從的相對性原理不一致。按照麥克斯韋理論，真空中電磁波的速度，也就是光的速度是一個恆量；然而按照牛頓力學的速度加法原理，不同慣性系的光速不同。例如，兩輛汽車，一輛向你駛近，一輛駛離。你看到前一輛車的燈向你靠近，後一輛車的燈遠離。根據伽利略理論，向你駛來的車將發出速度大於c（真空光速3.0x10^8m/s）的光，即前車發出的光的速度=光速+車速；而駛離車發出的光的速度小於c，即後車發出的光的速度=光速-車速。但按照麥克斯韋理論，這兩種光的速度相同，因為在麥克斯韋的理論中，車的速度有無並不影響光的傳播，説白了不管車子怎樣，光速等於c。 ^[14] 

愛因斯坦似乎就是那個將構建嶄新的物理學大廈的人。愛因斯坦認真研究了麥克斯韋電磁理論，特別是經過赫茲和洛倫茲發展和闡述的電動力學。愛因斯坦堅信電磁理論是完全正確的，但是有一個問題使他不安，這就是絕對參照系以太的存在。他閲讀了許多著作發現，所有人試圖證明以太存在的試驗都是失敗的。經過研究愛因斯坦發現，除了作為絕對參照系和電磁場的荷載物外，以太在洛倫茲理論中已經沒有實際意義。 ^[2] 

愛因斯坦喜歡閲讀哲學著作，並從哲學中吸收思想營養，他相信世界的統一性和邏輯的一致性。在“奧林匹亞科學院”時期大衞·休謨（David Hume）對因果律的普遍有效性產生的懷疑，對愛因斯坦產生了影響。相對性原理已經在力學中被廣泛證明，但在電動力學中無法成立，對於物理學這兩個理論體系在邏輯上的不一致，愛因斯坦提出了懷疑。他認為，相對性原理應該普遍成立，因此電磁理論對於各個慣性系應該具有同樣的形式，但在這裏出現了光速的問題。光速是不變的量還是可變的量，成為相對性原理是否普遍成立的首要問題。當時的物理學家一般都相信以太，也就是相信存在着絕對參照系，這是受到牛頓的絕對空間概念的影響。19世紀末，馬赫在所著的《發展中的力學》中，批判了牛頓的絕對時空觀，這給愛因斯坦留下了深刻的印象。1905年5月的一天，愛因斯坦與一個朋友貝索討論這個已探索了十年的問題，貝索按照馬赫主義的觀點闡述了自己的看法，兩人討論了很久。突然，愛因斯坦領悟到了什麼，回到家經過反覆思考，終於想明白了問題：時間沒有絕對的定義，時間與光信號的速度有一種不可分割的聯繫。他找到了開鎖的鑰匙，經過五個星期的努力工作，愛因斯坦把狹義相對論呈現在人們面前。 ^[14] 

1905年6月30日，德國《物理學年鑑》接受了愛因斯坦的論文《論動體的電動力學》，在同年9月的該刊上發表。這篇論文是關於狹義相對論的第一篇文章，它包含了狹義相對論的基本思想和基本內容。狹義相對論所根據的是兩條原理：相對性原理和光速不變原理。愛因斯坦解決問題的出發點，是他堅信相對性原理。伽利略最早闡明過相對性原理的思想，但他沒有對時間和空間給出過明確的定義。牛頓建立力學體系時也講了相對性思想，但又定義了絕對空間、絕對時間和絕對運動，在這個問題上他是矛盾的。而愛因斯坦大大發展了相對性原理，在他看來，根本不存在絕對靜止的空間，同樣不存在絕對同一的時間，所有時間和空間都是和運動的物體聯繫在一起的。對於任何一個參照系和座標系，都只有屬於這個參照系和座標系的空間和時間。對於一切慣性系，運用該參照系的空間和時間所表達的物理規律，它們的形式都是相同的，這就是相對性原理，嚴格地説是狹義的相對性原理。在這篇文章中，愛因斯坦沒有討論將光速不變作為基本原理的根據，他提出光速不變是一個大膽的假設，是從電磁理論和相對性原理的要求而提出來的。這篇文章是愛因斯坦多年來思考以太與電動力學問題的結果，他從同時的相對性這一點作為突破口，建立了全新的時間和空間理論，並在新的時空理論基礎上給動體的電動力學以完整的形式，以太不再是必要的，以太漂流是不存在的。 ^[14] 

一般來説，大眾會通過信號來確認相對性。為了得知異地事件的同時性就得知道信號的傳遞速度，但必須測出兩地的空間距離以及信號傳遞所需的時間，空間距離的測量很簡單，麻煩在於測量時間，我們必須假定兩地各有一隻已經對好了的鐘，從兩個鐘的讀數可以知道信號傳播的時間。但要知道異地的鐘是否對好，就還需要一種信號。如果按照先前的思路，它又需要一種新信號，這樣無窮後退，異地的同時性實際上無法確認。不過有一點是明確的，同時性必與一種信號相聯繫，否則我們説這兩件事同時發生是無意義的。 ^[14] 

光信號可能是用來對時鐘最合適的信號，但光速非無限大，這樣就產生一個新奇的結論，對於靜止的觀察者同時的兩件事，對於運動的觀察者就不是同時的。我們設想一個高速運行的列車，它的速度接近光速。列車通過站台時，甲站在站台上，有兩道閃電在甲眼前閃過，一道在火車前端，一道在後端，並在火車兩端及平台的相應部位留下痕跡，通過測量，甲與列車兩端的間距相等，得出的結論是，甲是同時看到兩道閃電的。因此對甲來説，收到的兩個光信號在同一時間間隔內傳播同樣的距離，並同時到達他所在位置，這兩起事件必然在同一時間發生，它們是同時的。但對於在列車內部正中央的乙，情況則不同，因為乙與高速運行的列車一同運動，因此他會先截取向着他傳播的前端信號，然後收到從後端傳來的光信號。對乙來説，這兩起事件是不同時的。也就是説，同時性不是絕對的，而取決於觀察者的運動狀態。這一結論否定了牛頓力學中引以為基礎的絕對時間和絕對空間框架。 ^[14] 

相對論認為，光速在所有慣性參考系中不變，它是物體運動的最大速度。由於相對論效應，運動物體的長度會變短，運動物體的時間膨脹。但由於日常生活中所遇到的問題，運動速度都是很低的（與光速相比），看不出相對論效應。 ^[15] 

愛因斯坦在時空觀的徹底變革的基礎上建立了相對論力學，指出質量隨着速度的增加而增加，當速度接近光速時，質量趨於無窮大。他並且給出了著名的質能關係式：E=mc^2，質能關係式對後來發展的原子能事業起到了指導作用。

1905年，愛因斯坦發表了關於狹義相對論的第一篇文章後（即《論動體的電動力學》），並沒有立即引起很大的反響。但是德國物理學家普朗克注意到了他的文章，認為愛因斯坦的工作可以與哥白尼相媲美，正是由於普朗克的推動，相對論很快成為人們研究和討論的課題，愛因斯坦也受到了學術界的注意。 ^[15] 

1907年，愛因斯坦聽從友人的建議，提交了那篇著名的論文申請聯邦工業大學的編外講師職位，但得到的答覆是論文無法理解。雖然在德國物理學界愛因斯坦已經很有名氣，但在瑞士，他卻得不到一個大學的教職，許多有名望的人開始為他鳴不平，1908年，愛因斯坦終於得到了編外講師的職位，並在第二年當上了副教授。1912年，愛因斯坦當上了教授，1913年，應普朗克之邀擔任新成立的威廉皇帝物理研究所所長和柏林大學教授。

1907年，愛因斯坦撰寫了關於狹義相對論的長篇文章《關於相對性原理和由此得出的結論》，在這篇文章中愛因斯坦第一次提到了等效原理，此後，愛因斯坦關於等效原理的思想又不斷髮展。他以慣性質量和引力質量成正比的自然規律作為等效原理的根據，提出在無限小的體積中均勻的引力場完全可以代替加速運動的參照系。愛因斯坦並且提出了封閉箱的説法：在一封閉箱中的觀察者，不管用什麼方法也無法確定他究竟是靜止於一個引力場中，還是處在沒有引力場卻在作加速運動的空間中，這是解釋等效原理最常用的説法，而慣性質量與引力質量相等是等效原理一個自然的推論。 ^[14] 

1915年11月，愛因斯坦先後向普魯士科學院提交了四篇論文，在這四篇論文中，他提出了新的看法，證明了水星近日點的進動，並給出了正確的引力場方程。至此，廣義相對論的基本問題都解決了，廣義相對論誕生了。

1916年，愛因斯坦完成了長篇論文《廣義相對論的基礎》，在這篇文章中，愛因斯坦首先將以前適用於慣性系的相對論稱為狹義相對論，將只對於慣性系物理規律同樣成立的原理稱為狹義相對性原理，並進一步表述了廣義相對性原理：物理學的定律必須對於無論哪種方式運動着的參照系都成立。 ^[14] 

相對論的意義：狹義相對論和廣義相對論建立以來，已經過去了很長時間，它經受住了實踐和歷史的考驗，是人們普遍承認的真理。相對論對於現代物理學的發展和現代人類思想的發展都有巨大的影響。相對論從邏輯思想上統一了經典物理學，使經典物理學成為一個完美的科學體系。狹義相對論在狹義相對性原理的基礎上統一了牛頓力學和麥克斯韋電動力學兩個體系，指出它們都服從狹義相對性原理，都是對洛倫茲變換協變的，牛頓力學只不過是物體在低速運動下很好的近似規律。廣義相對論又在廣義協變的基礎上，通過等效原理，建立了局域慣性長與普遍參照系數之間的關係，得到了所有物理規律的廣義協變形式，並建立了廣義協變的引力理論，而牛頓引力理論只是它的一級近似。這就從根本上解決了以前物理學只限於慣性系的問題，從邏輯上得到了合理的安排。相對論嚴格地考察了時間、空間、物質和運動這些物理學的基本概念，給出了科學而系統的時空觀和物質觀，從而使物理學在邏輯上成為完美的科學體系。 ^[14] 

狹義相對論給出了物體在高速運動下的運動規律，並提示了質量與能量相當，給出了質能關係式。這兩項成果對低速運動的宏觀物體並不明顯，但在研究微觀粒子時卻顯示了極端的重要性。因為微觀粒子的運動速度一般都比較快，有的接近甚至達到光速，所以粒子的物理學離不開相對論。質能關係式不僅為量子理論的建立和發展創造了必要的條件，而且為原子核物理學的發展和應用提供了根據。 ^[14] 

對於愛因斯坦引入的這些全新的概念，當時地球上大部分物理學家，其中包括相對論變換關係的奠基人洛侖茲，都覺得難以接受。甚至有人説“當時全世界只有兩個半人懂相對論”。舊的思想方法的障礙，使這一新的物理理論直到一代人之後才為廣大物理學家所熟悉，就連瑞典皇家科學院，1922年把諾貝爾物理學獎授予愛因斯坦時，也只是説“由於他對理論物理學的貢獻，更由於他發現了光電效應的定律。”對愛因斯坦的諾貝爾物理學獎頒獎辭中竟然對於愛因斯坦的相對論隻字未提。（注：相對論沒有獲諾貝爾獎，一個重要原因就是還缺乏大量事實驗證。） ^[14] 

1905年，愛因斯坦提出光子假設，成功解釋了光電效應，因此獲得1921年諾貝爾物理學獎。 ^{[2]  [16]  [14]} 

光照射到金屬上，引起物質的電性質發生變化。這類光變至電的現象被人們統稱為光電效應（Photoelectric effect）。 ^[2] 

光電效應分為光電子發射、光電導效應和光生伏特效應。前一種現象發生在物體表面，又稱外光電效應。後兩種現象發生在物體內部，稱為內光電效應。 ^[14] 

赫茲於1887年發現光電效應，愛因斯坦第一個成功的解釋了光電效應（金屬表面在光輻照作用下發射電子的效應，發射出來的電子叫做光電子）。光波長小於某一臨界值時方能發射電子，即極限波長，對應的光的頻率叫做極限頻率。臨界值取決於金屬材料，而發射電子的能量取決於光的波長而與光強度無關，這一點無法用光的波動性解釋。還有一點與光的波動性相矛盾，即光電效應的瞬時性，按波動性理論，如果入射光較弱，照射的時間要長一些，金屬中的電子才能積累住足夠的能量，飛出金屬表面。可事實是，只要光的頻率高於金屬的極限頻率，光的亮度無論強弱，光子的產生都幾乎是瞬時的，不超過十的負九次方秒。正確的解釋是光必定是由與波長有關的嚴格規定的能量單位（即光子或光量子）所組成。 ^[2] 

光電效應裏，電子的射出方向不是完全定向的，只是大部分都垂直於金屬表面射出，與光照方向無關，光是電磁波，但是光是高頻震盪的正交電磁場，振幅很小，不會對電子射出方向產生影響。 ^[14] 

E=mc²，物質不滅定律，説的是物質的質量不滅；能量守恆定律，説的是物質的能量守恆。 ^[16] 

雖然這兩條偉大的定律相繼被人們發現了，但是人們以為這是兩個風馬牛不相關的定律，各自説明了不同的自然規律。甚至有人以為，物質不滅定律是一條化學定律，能量守恆定律是一條物理定律，它們分屬於不同的科學範疇。 ^[17] 

愛因斯坦認為，物質的質量是慣性的量度，能量是運動的量度；能量與質量並不是彼此孤立的，而是互相聯繫的，不可分割的。物體質量的改變，會使能量發生相應的改變；而物體能量的改變，也會使質量發生相應的改變。 ^[17] 

在狹義相對論中，愛因斯坦提出了著名的質能公式：E=mc^2（這裏的E代表能量，m代表多少質量，c代表光的速度，近似值為3×10^8m/s，這説明能量可以用減少質量的方法創造）。 ^[14] 

愛因斯坦的質能關係公式，正確地解釋了各種原子核反應：就拿氦4（He4）來説，它的原子核是由2個質子和2箇中子組成的。照理，氦4原子核的質量就等於2個質子和2箇中子質量之和。實際上，這樣的算術並不成立，氦核的質量比2個質子、2箇中子質量之和少了0.0302u（原子質量單位）！這是為什麼呢？因為當2個氘[dāo]核（每個氘核都含有1個質子、1箇中子）聚合成1個氦4原子核時，釋放出大量的原子能。生成1克氦4原子時，大約放出2.7×10^12焦耳的原子能。正因為這樣，氦4原子核的質量減少了。 ^[16] 

這個例子生動地説明：在2個氘原子核聚合成1個氦4原子核時，似乎質量並不守恆，也就是氦4原子核的質量並不等於2個氘核質量之和。然而，用質能關係公式計算，氦4原子核失去的質量，恰巧等於因反應時釋放出原子能而減少的質量。 ^[17] 

愛因斯坦從更新的高度，闡明瞭物質不滅定律和能量守恆定律的實質，指出了兩條定律之間的密切關係，使人類對大自然的認識又深了一步。 ^[14] 

愛因斯坦在提出相對論的時候，曾將宇宙常數（為了解釋物質密度不為零的靜態宇宙的存在，他在引力場方程中引進一個與度規張量成比例的項，用符號Λ表示。該比例常數很小，在銀河系尺度範圍可忽略不計。只在宇宙尺度下，Λ才可能有意義，所以叫作宇宙常數。即所謂的反引力的固定數值）代入他的方程。他認為，有一種反引力，能與引力平衡，促使宇宙有限而靜態。當哈勃將膨脹宇宙的天文觀測結果展示給愛因斯坦看時，愛因斯坦説：“這是我一生所犯下的最大錯誤。” ^[14] 

宇宙是膨脹着的。哈勃等認為，反引力是不存在的，由於星系間的引力，促使膨脹速度越來越慢。星系間有一種扭旋的力，促使宇宙不斷膨脹，即暗能量。70億年前，它們“戰勝”了暗物質，成為宇宙的主宰。最新研究表明，按質量成分（只算實質量，不算虛物質）計算，暗物質和暗能量約佔宇宙96%。看來，宇宙將不斷加速膨脹，直至解體死亡。（也有其他説法，爭議不休）。宇宙常數雖存在，但反引力的值遠超過引力。林德饒有風趣地説：“我終於明白，為什麼他（愛因斯坦）這麼喜歡這個理論，多年後依然研究宇宙常數，宇宙常數依然是當今物理學最大的疑問之一。” ^[14] 

愛因斯坦是量子場概念的開創者。 ^[42] 

1930年，愛因斯坦提出了愛因斯坦教育理念。 ^[3] 

“每個孩子都有一種與生俱來的好奇心，但是卻很早就消逝了。”愛因斯坦早在1930年的談話中就發表了他自己對教育的看法。愛因斯坦並不是教育家，但他卻對教育具有非凡的洞察力和預見性。他説：“我沒有什麼特殊的天賦，只是擁有無比強烈的好奇心罷了。”

“知識不是力量，探求知識的好奇才是力量”，愛因斯坦這種教育理念，得到德國教育界的認可和推崇。“想象比知識更重要，想象力概括着世界上的一切！”知識，是孩子通過自己對外界的認識而產生好奇，進一步發揮想象，並最終通過自己的理解得到答案，這也是自我學習能力的培養。推崇德國愛因斯坦教育理念的教育者們也認為，要培養孩子的好奇心，首先，要了解孩子自然的天性，以玩樂的教育形式，讓孩子在玩樂中認識他們的世界。 ^[1] 

愛因斯坦教育理念強調，學習，是一個快樂的過程。培養孩子們學習的興趣，注重學習的過程，能不斷地激發孩子求知的動力。因此，營造寬鬆、自由、和諧的學習環境，能增加孩子們的學習樂趣，從而激發他們思考問題的能力，太多太雜的學科和任務，只會增加孩子們的負擔，大大危害了獨立思考能力的發展，甚至讓他們對學習產生厭惡的心理。愛因斯坦曾提到，教育對孩子們來説，應當是一種寶貴的禮物，而不是一項艱苦的任務。學校的職責，是把人培養成一個獨立思考獨立發展的個體，而非一個專家，專業知識，只能讓人成為一種有用的機器，而不能成為一個和諧發展的人。 ^[1] 

總評：愛因斯坦是人類歷史上最具創造性才智的人物之一。他一生中開創了物理學的四個領域：狹義相對論、廣義相對論、宇宙學和統一場論。他是量子理論的主要創建者之一，在分子運動論和量子統計理論等方面也做出了重大貢獻。愛因斯坦是20世紀最偉大的科學家、思想家。他的科學思想、哲學（科學哲學、社會哲學、人生哲學）思想都是頗有見地、不同凡響的。愛因斯坦對現代物理學的貢獻無人可以匹敵，他在科學生涯中始終孜孜以求，探尋物理學領域的普遍的、恆定不變的規律。他的理論涵蓋自然界的一切基本問題，大到宇宙、小到次原子粒子。他修正了時間和空間、能量和物質的傳統概念。他的相對論不僅衝擊了牛頓以來經典物理學理論體系，改變了傳統的空間、時間觀念。愛因斯坦開創了現代科學技術新紀元，被公認為是繼伽利略和牛頓之後最偉大的物理學家。 ^[1-5] 

泰戈爾：愛因斯坦常常被稱為一個孤獨的人。數學想象的領域有助於把精神從紛繁的俗物中解脱出來，就這個意義而言，我認為他確實是一個孤獨的人。他的哲學可以叫做一種超驗的唯物論，這種哲學達到了形而上學的前沿，那裏可以完全割斷對自我世界的糾纏。對我來説，科學和藝術都是我們天性的表現，它們高出我們的生物學需要之上而具有終極價值。 ^[34] 

楊振寧：20世紀物理學的三大貢獻中，兩個半都是愛因斯坦的。 ^[19] 

霍金：在過去的100年中，世界經歷了前所未有的變化，其原因不在於政治，也不在於經濟，而在於科學技術——直接源於先進的基礎科學研究的科學技術。沒有別的科學家能比愛因斯坦更代表這種科學的先進性。 ^[35] 

李醒民：愛因斯坦是矗立在我們面前的又一峯巔。他的思想像一座品類極全、品味極髙的共生礦山,其中藴藏着豐富的精神寶藏。儘管許多有識之士先後進行了可貴的勘探和採掘，但是隻要改換個新的視角探測，或在原處再深掘一些,往往會有意料不到的發現和收穫。要知道，愛因斯坦的思想財富似乎是取之不盡的。 ^[20] 

方在慶：愛因斯坦是一位幾乎所有人都熟知但又並不深知的大科學家；作為科學家，愛因斯坦無疑是20世紀最有影響的人。 ^[30] 

艾薩克森：他既為人和善又超然物外，既才華橫溢又有點摸不着頭腦。帶着一種心不在焉和冷嘲式的幽默感，愛因斯坦到處漂泊，四海為家。對於缺點和過錯，他表現得很誠實，有時（但並不總是）的確像他看起來那樣幼稚。他既掛心整個人類的命運，也關心具體的人。對宇宙真理和世界議題的專注使他顯得似乎不太關心眼前的事情。任何人，都不應該為了國家而放棄個人自由。 ^[40] 

2020年10月8日，諾貝爾獎官方公佈了愛因斯坦1896年就讀於瑞士阿勞市高中時的成績單。在當時的評分標準中，6分為最高分，1分為最低分。成績單顯示，愛因斯坦在代數、幾何、投影幾何、物理、歷史這5科全部得6分，德語語言文學、意大利語語言文學、自然歷史、化學等科目得5分，地理、繪畫、工業繪圖也取得了4分，最差的是法語語言文學，只有3分。總體來説，愛因斯坦成績在高中時就非常突出，而且是文理俱佳。後來，他憑藉優異成績進入瑞士頂級學府蘇黎世聯邦理工學院。 ^[28] 

愛因斯坦常對人説：學習時間是個常數，它的效率卻是個變數，單獨追求學習時間是不明智的，最重要的是提高學習效率。他認為必須通過文體活動，才能獲得充沛的精力，保持清醒的頭腦，愛因斯坦還根據自己的親身體會，總結出一個公式，即A=X+Y+Z。A代表成功，X代表正確的方法，Y代表努力工作，Z代表少説廢話。他把這個公式的內容，概括成兩句話：工作和休息是走向成功之路的階梯，珍惜時間是有所建樹的重要條件。 ^[21] 

愛因斯坦十分喜歡幽默大師卓別林的作品。他曾在信中讚美卓別林一定會成為一個偉大人物。而卓別林回信道：“我應該更多地讚美你，世界上很少人能讀懂你的相對論，而你已經成為了偉大人物。” ^[21] 

1921年春天，猶太復國運動領導人魏茨曼來到美國，主動邀請愛因斯坦同行，全力動員美國的猶太大老闆掏腰包，資助耶路撒冷的希伯來大學和以色列的猶太復國主義運動。為了配合老朋友的復國運動，兩年後，愛因斯坦來到了他所向往的猶太復國主義運動的要地特拉維夫城。在斯科普斯山，愛因斯坦用還比較吃力的希伯來語發表了重要演講，以表示對猶太復國主義運動的大力支持。在愛因斯坦看來，“與阿拉伯人民建立正常的關係”無疑是“猶太復國運動最重要的政治目標” ^[29]  。

1952年11月9日，愛因斯坦的老朋友以色列首任總統魏茨曼逝世。在此前一天，就有以色列駐美國大使向愛因斯坦轉達了以色列總理本·古裏安的信，正式提請愛因斯坦為以色列共和國總統候選人。

愛因斯坦的確被同胞們的好意感動了，但他想得更多的是如何委婉地拒絕大使和以色列政府，又不使他們失望，不讓他們窘迫。不久，愛因斯坦在報上發表聲明，正式謝絕出任以色列總統。在愛因斯坦看來，“當總統可不是一件容易的事。”同時，他還再次引用他自己的話：“方程對我更重要些，因為政治是為當前，而方程卻是一種永恆的東西。” ^[29] 

愛因斯坦在去世之前，把他在普林斯頓默謝雨街112號的房子留給跟他工作了幾十年的秘書杜卡斯小姐，並且強調：“不許把這房子變成博物館。”他不希望把默謝雨街變成一個朝聖地。他一生不崇拜人格化的神，也不希望以後的人把他當作神來崇拜。《上帝的迷思》一書就是記錄他這種嘲笑了一個人格化神的想法的信仰。以下就是這書的摘要。

自從愛因斯坦逝世以後，越來越多的宗教辯護者出於可以理解的目的，試圖宣稱愛因斯坦是他們中的一員。但與愛因斯坦同時代的宗教徒卻不這樣看。1940年，愛因斯坦寫了一篇著名論文，為他的這一命題進行辯護，即“我不信仰一個人格化的神”。這個以及其他類似的聲明激起暴風雨般憤怒的來信，它們都來自正統保守的宗教人士，許多人還含沙射影地提到愛因斯坦的猶太人血統。

之後一個服務於全球基督教聯盟的美國羅馬天主教律師寫信給愛因斯坦：

我們對你所做的聲明深感遺憾……你在聲明中嘲笑了一個人格化神的想法。在過去的10年間，令人意想不到的是，希特勒竟有某種理由將猶太人驅逐出德國；同樣令人意想不到的是，你竟會發表這樣的聲明。即使承認你擁有言論自由的權利，但是，我仍然想説，你的聲明使你成為在美國製造衝突事端的最主要導火線之一。

美國堪薩斯城的羅馬天主教主教説：“令人悲哀的是，一個來自《舊約》及其教義所提到的那個種族的人，卻否認那個種族的偉大傳統。”其他天主教神職人員也紛紛附和：“除了一個人格化的神，決不存在其他任何神……愛因斯坦不知道自己正在談論什麼。他全錯了。有些人覺得，因為自己在某個領域已經達到很高的學術成就，所以，就有資格在所有的領域表達看法了。

愛因斯坦：“我信仰史賓諾莎，他以宇宙的秩序與和諧來示現，而不是那個會干涉人類命運和行為的上帝。”

愛因斯坦：“這種信仰在我12歲那年就突然中止了。出於讀了通俗的科學書籍，我很快就相信，《聖經》裏的故事有許多不可能是真實的。 ^[18] 

參考資料來源： ^{[10]  [11]  [22]} 

愛因斯坦與第一任妻子米列娃·瑪麗克有一個未婚私生女麗瑟爾·愛因斯坦（下落不明），不過在1903年到1919年愛因斯坦娶了米列娃，後來米列娃為愛因斯坦生了兩個兒子漢斯·愛因斯坦和愛德華·愛因斯坦。 ^{[1]  [22-24]} 

愛因斯坦的二兒子愛德華受米列娃家庭遺傳的影響患有精神分裂症，一生未娶。 ^{[22]  [24]}  大兒子漢斯·愛因斯坦是美國伯克利加州大學的水利工程教授，他有四個孩子，大兒子伯恩哈德·凱撒·愛因斯坦是一名工程師，二兒子Klaus Martin Einstein（1932—1938年）、三兒子David Einstein（夭折），以及養女艾弗琳·愛因斯坦。 ^{[23]  [25]}  伯恩哈德·凱撒·愛因斯坦有五個孩子，其中最小的孩子托馬斯·愛因斯坦成為了一名醫生，保羅·愛因斯坦是小提琴家。 ^[26]  愛因斯坦孫子伯爾尼哈德·凱撒·愛因斯坦的書信記錄爺爺愛因斯坦最珍愛的物品是小提琴和煙斗。

愛因斯坦的第二任妻子愛爾莎·愛因斯坦是他的表姐，也是他的堂姐，因為他們的母親是親姐妹，他們的曾祖父都是魯普特·愛因斯坦。 ^{[1]  [27]}  這段婚姻從1919年到1936年愛爾莎·愛因斯坦逝世。 ^[27] 

1965年到1978年，美國郵局曾發行一套“著名美國人”系列郵票，其中包括愛因斯坦，面值8美分。

1990年《時代》雜誌將愛因斯坦評選為20世紀風雲人物。

2005年是愛因斯坦奇蹟年100週年，德國政府將愛因斯坦的政治名言“國家是為人而設立的，而人不是為國家而生存”刻在政府大樓上。 ^[31]  5月16日，德國柏林舉辦了“愛因斯坦——宇宙的工程師”展覽。 ^[32]  國際純粹和應用物理聯合會將2005年定為國際物理年。7月16日，中國舉辦“愛因斯坦：宇宙大匠”圖片展。 ^[32] 

2008年，愛因斯坦進入美國新澤西州名人堂。 ^[33] 

2010年5月31日，世界上最大規模的愛因斯坦展覽首次在北京舉辦。

美國首都華盛頓的美國國家科學院（National Academy of Sciences）西南角的憲法大道上有一座愛因斯坦的青銅雕像。 ^[31] 

1955年8月，在愛因斯坦去世四個月之後，第99號元素被命名為“鎄”（Einsteinium），以紀念愛因斯坦的貢獻。

1973年3月5日發現的小行星2001被命名為愛因斯坦。

1978年11月13日X射線觀測衞星HEAO-2發射升空；1979年3月14日，為紀念愛因斯坦100週年誕辰而將HEAO-2用他的名字命名。 ^[31]