单相电机如何调速:爱因斯坦详细介绍。。。

20世纪最伟大的物理学家阿尔伯特·爱因斯坦(Albert．Einstein)1879年3月14日出生在德国西南的乌耳姆城，一年后随全家迁居慕尼黑。爱因斯坦的父母都是犹太人，父亲赫尔曼·爱因斯坦和叔叔雅各布·爱因斯坦合开了一个为电站和照明系统生产电机、弧光灯和电工仪表的电器工厂。母亲玻琳是受过中等教育的家庭妇女，非常喜欢音乐，在爱因斯坦六岁时就教他拉小提琴。

爱因斯坦小时候并不活泼，三岁多还不会讲话，父母很担心他是哑巴，曾带他去给医生检查。还好小爱因斯坦不是哑巴，可是直到九岁时讲话还不很通畅，所讲的每一句话都必须经过吃力但认真的思考。

在四、五岁时，爱因斯坦有一次卧病在床，父亲送给他一个罗盘。当他发现指南针总是指着固定的方向时，感到非常惊奇，觉得一定有什么东西深深地隐藏在这现象后面。他一连几天很高兴的玩这罗盘，还纠缠着父亲和雅各布叔叔问了一连串问题。尽管他连“磁”这个词都说不好，但他却顽固地想要知道指南针为什么能指南。这种深刻和持久的印象，爱因斯坦直到六十七岁时还能鲜明的回忆出来。

爱因斯坦在念小学和中学时，功课属平常。由于他举止缓慢，不爱同人交往，老师和同学都不喜欢他。教他希腊文和拉丁文的老师对他更是厌恶，曾经公开骂他：“爱因斯坦，你长大后肯定不会成器。”而且因为怕他在课堂上会影响其他学生，竟想把他赶出校门。

爱因斯坦的叔叔雅各布在电器工厂里专门负责技术方面的事务，爱因斯坦的父亲则负责商业的往来。雅各布是一个工程师，自己就非常喜爱数学，当小爱因斯坦来找他问问题时，他总是用很浅显通俗的语言把数学知识介绍给他。在叔父的影响下，爱因斯坦较早的受到了科学和哲学的启蒙。

父亲的生意做得并不好，但却是一个乐观和心地善良的人，家里每星期都有一个晚上要邀请来慕尼黑念书的穷学生吃饭，这样等于是救济他们。其中有一对来自立陶宛的犹太兄弟麦克斯和伯纳德，他们都是学医科的，喜欢阅读书籍、兴趣广泛。他们被邀请来爱因斯坦家里吃饭，并和羞答答、长着黑头发和棕色眼睛的小爱因斯坦交成了好朋友。

麦克斯可以说是爱因斯坦的“启蒙老师”，他借了一些通俗的自然科学普及读物给他看。麦克斯在爱因斯坦十二岁时，给了他一本施皮尔克的平面几何教科书。爱因斯坦晚年回忆这本神圣的小书时说：“这本书里有许多断言，比如，三角形的三个高交于一点，它们本身虽然并不是显而易见的，但是可以很可靠地加以证明，以致任何怀疑似乎都不可能。这种明晰性和可靠性给我留下了一种难以形容的印象。”

爱因斯坦还幸运地从一部卓越的通俗读物中知道了自然科学领域里的主要成果和方法，科普读物不但增进了爱因斯坦的知识，而且拨动了年轻人好奇的心弦，引起他对问题的深思。

爱因斯坦十六岁时报考瑞士苏黎世的联邦工业大学工程系，可是入学考试却告失败。他接受了联邦工业大学校长以及该校著名的物理学家韦伯教授的建议，在瑞士阿劳市的州立中学念完中学课程，以取得中学学历。

1896年10月，爱因斯坦跨进了苏黎世工业大学的校门，在师范系学习数学和物理学。他对学校的注入式教育十分反感，认为它使人没有时间、也没有兴趣去思考其他问题。幸运的是，窒息真正科学动力的强制教育，在苏黎世的联邦工业大学要比其他大学少得多。爱因斯坦充分的利用学校中的自由空气，把精力集中在自己所热爱的学科上。在学校中，他广泛的阅读了赫尔姆霍兹、赫兹等物理学大师的著作，他最着迷的是麦克斯韦的电磁理论。他有自学本领、分析问题的习惯和独立思考的能力。

早期工作

1900年，爱因斯坦从苏黎世工业大学毕业。由于他对某些功课不热心，以及对老师态度冷漠，被拒绝留校。他找不到工作，靠做家庭教师和代课教师过活。在失业一年半以后，关心并了解他才能的同学马塞尔·格罗斯曼向他伸出了援助的手。格罗斯曼设法说服自己的父亲把爱因斯坦介绍到瑞士专利局去作一个技术员。

爱因斯坦终身感谢格罗斯曼对他的帮助。在悼念格罗斯曼的信中，他谈到这件事时说，当他大学毕业时，“突然被一切人抛弃，一筹莫展的面对人生。他帮助了我，通过他和他的父亲，我后来才到了哈勒(时任瑞士专利局局长)那里，进了专利局。这有点象救命之恩，没有他我大概不致于饿死，但精神会颓唐起来。”

1902年2月21日，爱因斯坦取得了瑞士国籍，并迁居伯尔尼，等待专利局的招聘。1902年6月23日，爱因斯坦正式受聘于专利局，任三级技术员，工作职责是审核申请专利权的各种技术发明创造。1903年，他与大学同学米列娃.玛丽克结婚。

1900～1904年，爱因斯坦每年都写出一篇论文，发表于德国《物理学杂志》。头两篇是关于液体表面和电解的热力学，企图给化学以力学的基础，以后发现此路不通，转而研究热力学的力学基础。1901年提出统计力学的一些基本理论，1902～1904年间的三篇论文都属于这一领域。

1904年的论文认真探讨了统计力学所预测的涨落现象，发现能量涨落取决于玻尔兹曼常数。它不仅把这一结果用于力学体系和热现象，而且大胆地用于辐射现象，得出辐射能涨落的公式，从而导出维恩位移定律。涨落现象的研究，使他于1905年在辐射理论和分子运动论两方面同时做出重大突破。

1905年的奇迹

1905年，爱因斯坦在科学史上创造了一个史无前例奇迹。这一年他写了六篇论文，在三月到九月这半年中，利用在专利局每天八小时工作以外的业余时间，在三个领域做出了四个有划时代意义的贡献，他发表了关于光量子说、分子大小测定法、布朗运动理论和狭义相对论这四篇重要论文。

1905年3月，爱因斯坦将自己认为正确无误的论文送给了德国《物理年报》编辑部。他腼腆的对编辑说：“如果您能在你们的年报中找到篇幅为我刊出这篇论文，我将感到很愉快。”这篇“被不好意思”送出的论文名叫《关于光的产生和转化的一个推测性观点》。

这篇论文把普朗克1900年提出的量子概念推广到光在空间中的传播情况，提出光量子假说。认为：对于时间平均值，光表现为波动；而对于瞬时值，光则表现为粒子性。这是历史上第一次揭示了微观客体的波动性和粒子性的统一，即波粒二象性。

在这文章的结尾，他用光量子概念轻而易举的解释了经典物理学无法解释的光电效应，推导出光电子的最大能量同入射光的频率之间的关系。这一关系10年后才由密立根给予实验证实。1921年，爱因斯坦因为“光电效应定律的发现”这一成就而获得了诺贝尔物理学奖。

这才仅仅是开始，阿尔伯特·爱因斯坦在光、热、电物理学的三个领域中齐头并进，一发不可收拾。1905年4月，爱因斯坦完成了《分子大小的新测定法》，5月完成了《热的分子运动论所要求的静液体中悬浮粒子的运动》。这是两篇关于布朗运动的研究的论文。爱因斯坦当时的目的是要通过观测由分子运动的涨落现象所产生的悬浮粒子的无规则运动，来测定分子的实际大小，以解决半个多世纪来科学界和哲学界争论不休的原子是否存在的问题。

三年后，法国物理学家佩兰以精密的实验证实了爱因斯坦的理论预测。从而无可非议的证明了原子和分子的客观存在，这使最坚决反对原子论的德国化学家、唯能论的创始人奥斯特瓦尔德于1908年主动宣布：“原子假说已经成为一种基础巩固的科学理论”。

1905年6月，爱因斯坦完成了开创物理学新纪元的长论文《论运体的电动力学》，完整的提出了狭义相对论。这是爱因斯坦10年酝酿和探索的结果，它在很大程度上解决了19世纪末出现的古典物理学的危机，改变了牛顿力学的时空观念，揭露了物质和能量的相当性，创立了一个全新的物理学世界，是近代物理学领域最伟大的革命。

狭义相对论不但可以解释经典物理学所能解释的全部现象，还可以解释一些经典物理学所不能解释的物理现象，并且预言了不少新的效应。狭义相对论最重要的结论是质量守恒原理失去了独立性，他和能量守恒定律融合在一起，质量和能量是可以相互转化的。其他还有比较常讲到的钟慢尺缩、光速不变、光子的静止质量是零等等。而古典力学就成为了相对论力学在低速运动时的一种极限情况。这样，力学和电磁学也就在运动学的基础上统一起来。

1905年9月，爱因斯坦写了一篇短文《物体的惯性同它所含的能量有关吗？》，作为相对论的一个推论。质能相当性是原子核物理学和粒子物理学的理论基础，也为20世纪40年代实现的核能的释放和利用开辟了道路。

在这短短的半年时间，爱因斯坦在科学上的突破性成就，可以说是“石破天惊，前无古人”。即使他就此放弃物理学研究，即使他只完成了上述三方面成就的任何一方面，爱因斯坦都会在物理学发展史上留下极其重要的一笔。爱因斯坦拨散了笼罩在“物理学晴空上的乌云”，迎来了物理学更加光辉灿烂的新纪元。

广义相对论的探索

狭义相对论建立后，爱因斯坦并不感到满足，力图把相对性原理的适用范围推广到非惯性系。他从伽利略发现的引力场中一切物体都具有同一加速度这一古老实验事实找到了突破口，于1907年提出了等效原理。在这一年，他的大学老师、著名几何学家闵可夫斯基提出了狭义相对论的四维空间表示形式，为相对论进一步发展提供了有用的数学工具，可惜爱因斯坦当时并没有认识到它的价值。

等效原理的发现，爱因斯坦认为是他一生最愉快的思索，但以后的工作却十分艰苦，并且走了很大的弯路。1911年，他分析了刚性转动圆盘，意识到引力场中欧氏几何并不严格有效。同时还发现洛伦茨变化不是普适的，等效原理只对无限小区域有效……。这时的爱因斯坦已经有了广义相对论的思想，但他还缺乏建立它所必需的数学基础。

1912年，爱因斯坦回到苏黎世母校工作。在他的同班同学、母校任数学教授的格罗斯曼帮助下，他在黎曼几何和张量分析中找到了建立广义相对论的数学工具。经过一年的奋力合作，他们于1913年发表了重要论文《广义相对论纲要和引力理论》，提出了引力的度规场理论。这是首次把引力和度规结合起来，使黎曼几何获得实在的物理意义。

不过他们当时得到的引力场方程只对线性变换是协变的，还不具有广义相对论原理所要求的任意坐标变换下的协变性。这是由于爱因斯坦当时不熟悉张量运算，错误的认为，只要坚持守恒定律，就必须限制坐标系的选择，为了维护因果性，不得不放弃普遍协变的要求。

科学成就的第二个高峰

在1915年到1917年的3年中，是爱因斯坦科学成就的第二个高峰，类似于1905年，他也在三个不同领域中分别取得了历史性的成就。除了1915年最后建成了被公认为人类思想史中最伟大的成就之一的广义相对论以外，1916年在辐射量子方面提出引力波理论，1917年又开创了现代宇宙学。

1915年7月以后，爱因斯坦在走了两年多弯路后，又回到普遍协变的要求。1915年10月到11月，他集中精力探索新的引力场方程，于11月4日、11日、18日和25日一连向普鲁士科学院提交了四篇论文。

在第一篇论文中他得到了满足守恒定律的普遍协变的引力场方程，但加了一个不必要的限制。第三篇论文中，根据新的引力场方程，推算出光线经过太阳表面所发生的偏转是1.7弧秒，同时还推算出水星近日点每100年的进动是43秒，完满解决了60多年来天文学的一大难题。

1915年11月25日的论文《引力的场方程》中，他放弃了对变换群的不必要限制，建立了真正普遍协变的引力场方程，宣告广义相对论作为一种逻辑结构终于完成了。1916春天，爱因斯坦写了一篇总结性的论文《广义相对论的基础》；同年底，又写了一本普及性的小册子《狭义与广义相对论浅说》。

1916年6月，爱因斯坦在研究引力场方程的近似积分时，发现一个力学体系变化时必然发射出以光速传播的引力波，从而提出引力波理论。1979年，在爱因斯坦逝世24年后，间接证明了引力波存在。

1917年，爱因斯坦用广义相对论的结果来研究宇宙的时空结构，发表了开创性的论文《根据广义相对论对宇宙所做的考察》。论文分析了“宇宙在空间上是无限的”这一传统观念，指出它同牛顿引力理论和广义相对论都是不协调的。他认为，可能的出路是把宇宙看作是一个具有有限空间体积的自身闭合的连续区，以科学论据推论宇宙在空间上是有限无边的，这在人类历史上是一个大胆的创举，使宇宙学摆脱了纯粹猜想的思辨，进入现代科学领域。

漫长艰难的探索

广义相对论建成后，爱因斯坦依然感到不满足，要把广义相对论再加以推广，使它不仅包括引力场，也包括电磁场。他认为这是相对论发展的第三个阶段，即统一场论。

1925年以后，爱因斯坦全力以赴去探索统一场论。开头几年他非常乐观，以为胜利在望；后来发现困难重重，他认为现有的数学工具不够用；1928年以后转入纯数学的探索。他尝试着用各种方法，但都没有取得具有真正物理意义的结果。

1925年～1955年这30年中，除了关于量子力学的完备性问题、引力波以及广义相对论的运动问题以外，爱因斯坦几乎把他全部的科学创造精力都用于统一场论的探索。

1937年，在两个助手合作下，他从广义相对论的引力场方程推导出运动方程，进一步揭示了空间——时间、物质、运动之间的统一性，这是广义相对论的重大发展，也是爱因斯坦在科学创造活动中所取得的最后一个重大成果。

在同一场理论方面，他始终没有成功，他从不气馁，每次都满怀信心底从头开始。由于他远离了当时物理学研究的主流，独自去进攻当时没有条件解决的难题，因此，同20年代的处境相反，他晚年在物理学界非常孤立。可是他依然无所畏惧，毫不动摇地走他自己所认定的道路，直到临终前一天，他还在病床上准备继续他的统一场理论的数学计算。

最伟大的科学家的风格

爱因斯坦因为在科学上的成就，获得了许多奖状以及名誉博士的授予证书。如果一般人就会把这些东西高高挂起。可是爱因斯坦把以上的东西，包括诺贝尔奖奖状一起乱七八糟地放在一个箱子里，看也不看一眼。英费尔德说他有时觉得爱因斯坦可能连诺贝尔奖是什么意义都不知道。据说他在得奖的那一天，脸上和平日一样平静，没有显出特别高兴或兴奋。

少年时代的爱因斯坦在瑞士生活时，过的是穷学生的生活，他对物质生活要求不高，有一碟意大利面条加上一点酱他就感到很满意。成名后，成为教授以及后来为了躲避纳粹的迫害移民美国，他是有条件过很好的物质享受的，但是他仍保留像穷学生那样简朴无华的生活。

当爱因斯坦来到普林斯顿的高等科学研究所工作时，当局给了他相当的高薪——年薪一万六千美元，他却说：“这么多钱，是否可以给我少一点？给我三千美元就够了。”

爱因斯坦对自己的衣着也是不注意的，长年披着一件黑色皮上衣，不穿袜子，不结领带，裤子有时既没有绑皮带也没有吊带，他和人在黑板前讨论问题时，一面写黑板，一面要把那像要滑下的裤子用手拉住，这种情形是有些滑稽，而他的头发却留得长长的，不加修饰。这对当年“贵族学府”普林斯顿大学的学生来说是惊异的事，难怪他们要希望上帝叫他把头发剪掉。

爱因斯坦是很节俭的人，他在计算的纸上是两面都写，而且他把许多寄给他的信的信封裁开，当作计算的草稿纸，不让它们在进了纸篓之前失掉可以再利用的价值。爱因斯坦在外出时经常坐二、三等车，平时只吃一些简单的食物。

1909年7月，爱因斯坦应邀到日内瓦，参加隆重的日内瓦大学三百五十周年校庆和纪念建校人加尔文的庆祝活动，并接受日内瓦大学颁发给他的荣誉博士学位。在庆祝活动的游行中，学校里的显要人物和政府中的大人物，都身穿燕尾服、头戴高礼帽，或者身穿中世纪式的锈金长袍，头戴平顶丝帽，而爱因斯坦却穿着一套平时上街穿的衣服，戴着一顶草帽。对这次庆祝活动所举办的盛大宴会，爱因斯坦很不以为然，他对坐在旁边的人说，“如果加尔文还活着，他会堆起一大堆柴禾，因为搞这样的铺张浪费的盛宴而把我们全都烧死。”

爱因斯坦自己曾说过：“安逸和幸福，对我来说从来不是目的。我称这些伦理基础为猪倌的理想……”。他甚至拒绝自己被安排在上流社会中，而居于与众不同的地位，对社会上对他的特殊照顾感到愤怒。

爱因斯坦是很珍惜时间的人，他不喜欢参加社交活动与宴会，他曾讽刺地说：“这是把时间喂给动物园。”他集中精神专心的钻研，他不希望宝贵的时间消耗在无意义的社交谈话上。他也不想听那些奉承和赞扬的话。他认为：“一个以伟大的创造性观念造福于全世界的人，不需要后人来赞扬。他的成就本身就已经给了他一个更高的报答。”1929年3月，为了躲避五十寿辰的庆祝活动，他在生日前几天，就秘密跑到柏林近郊的一个花匠的农舍里隐居起来。

作为物理学革命中的伟大科学巨匠，爱因斯坦从来没有自认为是一个超人。他认识到，自己所走的道路是前人走过的道路的延伸，科学的新时代是在前人工作基础上的合理发展，因此他总是抱着感激和敬仰的心情赞赏前人的贡献。

在谈到相对论的创立时，他说：“相对论实在可以说是对麦克思韦和洛伦兹的伟大构思画了最后一笔，因为它力图把场物理学扩充到包括引力在内的一切现象。”爱因斯坦曾几次在信中对赞扬他的成就的朋友写道：“我完全知道我没有什么特殊的才能：兴趣、专一、顽强工作，以及自我批评使我达到我想要达到的理想境界。”

全人类命运的关注者

爱因斯坦热爱科学，也热爱人类。他没有因为埋头于科学研究而把自己置于社会之外，一直关心着人类的文明和进步，并为之顽强、勇敢地战斗。他说过：“人只有献身于社会，才能找出那实际上是短暂而又有风险的生命的意义”，他自己正是这样去做的。

1914年4月，爱因斯坦接受德国科学界的邀请，迁居到柏林，8月即爆发了第一次世界大战。他虽身居战争的发源地，生活在战争鼓吹者的包围之中，却坚决地表明了自己的反战态度。9月，爱因斯坦参与发起反战团体“新祖国同盟”，在这个组织被宣布为非法、成员大批遭受逮捕和迫害而转入地下的情况下，爱因斯坦仍坚决参加这个组织的秘密活动。

10月，德国的科学界和文化界在军国主义分子的操纵和煽动下，发表了所谓“文明世界的宣言”，为德国发动的侵略战争辩护，鼓吹德国高于一切，全世界都应该接受“真正德国精神”。在“宣言”上签名的有九十三人，都是当时德国有声望的科学家、艺术家和牧师等。就连能斯脱、伦琴、奥斯特瓦尔德、普朗克等都在上面签了字。当征求爱因斯坦签名时，他断然拒绝了，而同时他却毅然在反战的《告欧洲人书》上签上自己的名字。这一举动震惊了全世界。

1917年，列宁领导的苏联社会主义革命胜利后，爱因斯坦热情地支持这个伟大的革命，赞扬这是一次对全世界将有决定性意义的、伟大的社会实验，表示：“我尊敬列宁，因为他是一位有完全自我牺牲精神、全心全意为实现社会正义而献身的人。我并不认为他的方法是切合实际的，但有一点可以肯定：象他这种类型的人，是人类良心的维护者和再造者。”

1918年11月，德国工人和士兵在俄国十月革命胜利的影响和鼓舞下，发动起义，推翻了德皇威廉二世下台第三天，爱因斯坦即给他的母亲连续写了两张明信片，欢呼“伟大的事变发生了……亲身经历了这个事变是多么荣幸！”

在二十年代到三十年代初期，爱因斯坦基本上是一个绝对的和平主义者。但是，侵略和掠夺战争不断发生的现实，打破了他那美好的梦想。特别是1933年希特勒上台后，德国日益法西斯化，使爱因斯坦意识到新的野蛮战争不可避免，促使他改变了自己的观点。他明确表示：“当法律和人类尊严必需保卫时，我们一定要战斗。自从法西斯的危险到来后，现在我不再相信绝对的被动的和平主义是有效的了。只要法西斯主义统治欧洲，那就不会有和平。”

由于爱因斯坦的进步活动，又因为他是犹太人，因而被德国纳粹分子列为重要的迫害对象，幸而他1932年底离开德国到美国讲学，才未遭毒手。他在柏林的住屋被查抄和捣毁，他的财产被没收，他的著作被焚毁，纳粹还悬赏二万马克要杀害他。面对纳粹分子暗杀的危险，爱因斯坦没有丝毫的畏惧，而是更坚定地战斗。当他的挚友劳厄写信劝他对政治问题采取明哲保身的态度时，他不顾个人安危，大声疾呼，指出法西斯就意味着战争，和平必须用武装来保卫，呼吁美国人民起来同法西斯作斗争。

在为人类的进步事业而战斗的历程中，爱因斯坦一直关心着被压迫、被奴役的国家和民族。他反对法西斯灭绝犹太人的暴行，为争取犹太人的生存权利而大声疾呼。但他也反对狭隘的犹太民族主义，希望看到犹太人“同阿拉伯人在和平共处的基础上达成公平合理的协议，而不希望创立一个犹太国”。他反对美国的种族歧视政策，支持黑人的解放运动，并呼吁“美国黑人在这个方向上所作的坚定的努力，应当得到大家的赞扬和支援”。

在五十年代美国麦卡锡份子兴风作浪的时期，麦卡锡参议员说他是“美国的第一敌人”，而一些狂热人士还造谣说他是共产份子，并且说他的前助手英费尔德从他那里知道原子弹的材料，准备供给苏联这些情报。事实上他除了担心纳粹能制造新式武器，在1939年8月2日向罗斯福总统建议这方面该进行研究写的一封信外，他以后完全不知道美国政府秘密从事原子弹的制造，一些从事这一工作的爱因斯坦的朋友也对他保密，不让他知道有这回事。但当他知道德国没有制成原子弹，而美国已造出原子弹后，他的心情感到沉重和不安。他说，如果他知道德国不会制造原子弹，他就不会为“打开这个潘多拉魔匣做任何事情。”

当爱因斯坦后来从无线电广播知道美国对广岛、长崎投下原子弹，杀伤许多平民时他感到非常痛心。他后来写了一封告美国公民书，说：“我们将此种巨大力量解放的科学家们，对于一切事物都要优先负起责任，必须限制原子能绝对不能使用来杀害全人类，而是用来增进人类的幸福方面。”1955年，爱因斯坦与罗素联名发表了反对核战争和呼吁世界和平的《罗素—爱因斯坦宣言》。

在1949年爱因斯坦写了一篇《为什么要社会主义？》的论文。在这里，他提出了现在看来还是正确的看法！“计划经济还不就是社会主义。计划经济本身可能伴随着对个人的完全奴役。社会主义的建成，需要解决这样一些极端困难的社会——政治问题，鉴于政治权力和经济权力的高度集中，怎样才有可能防止行政人员变成权力无限和傲慢自负呢？怎样能够使个人的权利得到保障，同时对于行政权力能够确保有一种民主的平衡力量呢？”

巨星陨落

1955年4月18日，人类历史上最伟大的科学家，阿尔伯特．爱因斯坦因主动脉瘤破裂逝世于美国普林斯顿。巨星陨落，举世同悲。

在爱因斯坦去世的前几天还录音对以色列广播，他说：“我们这时代最大的问题是人类分成两个互相对敌的阵营：共产世界和所谓的自由世界。由于“自由”及“共产”这两个词的意义对我很难理解，我宁愿用“东方”和“西方”的权力冲突来说，然而，这地球是圆的，这样“东方”和“西方”的真正精确意义也不能清楚。”

爱因斯坦生前不要虚荣，死后更不要哀荣。他留下遗嘱，要求不发讣告，不举行葬礼。他把自己的脑供给医学研究，身体火葬焚化，骨灰秘密的撒在不让人知道的河里，不要有坟墓也不想立碑。在把他的遗体送到火葬场火化的时候，随行的只有他最亲近的12个人，而其他人对于火化的时间和地点都不知道。

爱因斯坦在去世之前, 把他在普林斯顿默谢雨街112号的房子留给跟他工作了几十年的秘书杜卡斯小姐，并且强调：“不许把这房子变成博物馆。”他不希望把默谢雨街变成一个朝圣地。他一生不崇拜偶像，也不希望以后的人把他当作偶像来崇拜。

爱因斯坦曾经说过：“我自己不过是自然的一个极微小的部分”，他把一切献给了人类从自然界获得自由的征程，最后连自己的骨灰也回到了大自然的怀抱。但是正如英费尔德第一次与他接触时所感受到的那样：“真正的伟大和真正的高尚总是并肩而行的”，爱因斯坦的伟大业绩和精神永远留给了人类。

逸事

爱因斯坦逃学记

1895年春天，爱因斯坦已16岁了。根据德国当时的法律，男孩只有在17岁以前离开德国才可以不必回来服兵役。由于对军国主义深恶痛绝，加之独自一人呆在军营般的路易波尔德中学已忍无可忍，爱因斯坦没有同父母商量就私自决定离开德国，去意大利与父母团聚。

但是，半途退学，将来拿不到文凭怎么办呢？一向忠厚、单纯的爱因斯坦，情急之中竟想出一个自以为不错的点子。他请数学老师给他开了张证明，说他数学成绩优异，早达到大学水平。又从一个熟悉的医生那里弄来一张病假证明，说他神经衰弱，需要回家静养。爱因斯坦以为有这两个证明，就可逃出这厌恶的地方。

谁知，他还没提出申请，训导主任却把他叫了去，以他败坏班风，不守校纪的理由勒令退学。

爱因斯坦脸红了，不管什么原因，只要能离开这所中学，他都心甘情愿，也顾不得什么了。他只是为自己想出一个并未实施的狡猾的点子突然感到内疚，后来每提及此事，爱因斯坦都内疚不已。大概这种事情与他坦率、真诚的个性相去太远。

韦伯先生的慧眼

爱因斯坦十六岁时报考瑞士苏黎世的联邦工业大学工程系，可是入学考试却告以失败。看过他的数学和物理考卷的该校物理学家韦伯先生却慧眼识英才，称赞他：“你是个很聪明的孩子，爱因?br>参考资料：http://www.ikepu.com/datebase/details/scientist/19st/Einstein_albert_total.htm

爱因斯坦：1879年3月14日生于阿尔姆，1955年4月18日殁于新泽西州普林斯顿。德国-瑞士－美国物理论物理学家。

爱因斯坦的父亲是一位电气设备制造商，他经营失败后，先把家搬到慕尼黑，于是爱因斯坦1889年便在当地上中学，后又把家搬到米兰。爱因斯坦3岁才开始讲话，9岁口齿尚不灵利，使得他的父母甚至担心他可能是智力迟钝的儿童，一点也没有预示他后来的成就。据说在1894年爱因斯坦还被慕尼黑中学斥退，学校认为他“调皮捣蛋”。他在这方面的行为举止实在是超出了一个15岁少年。他对德国的仇恨加深，不愿再作一位德国公民。他说服他的父亲，为他申请放弃公民资格，这个要求1896年得到当局批准。他事实上没有国籍，直到1901年他才获得瑞士公民资格。

爱因斯坦在瑞士阿劳受完中学教育后，1896年在第二次尝试中通过了入学考试，进入苏黎世瑞士联邦理工学院。他因没有得到一个学术职位，只好以作家庭教师为业，直到1902年他才在伯尔尼瑞士专利局得到一个第三等技术员的职务。他在这里继续思考和研究物理学上的问题。1905年，他在《物理学年鉴》杂志上发表了4篇论文，都是指导20世纪物理学前进的著作。

他在1905年的第三篇论文是最著名的一篇；《论运动物体的电动力学》。这篇论文最先把狭义相对论引入了科学。“狭义”是指这种理论仅限于一定的特殊情况，即对于静止或相对匀速直线运动的物体。

狭义的相对论是用来说明当时物理学中的一个主要问题。在传统上，力学中有一个处理相对速度的简单程序。一个简单例子是，一辆汽车沿着道路以每小时40英里的速度行驶，而另一辆汽车朝着它以每小时60英里的速度行驶。一位静止的观察者会说，第二辆汽车相对于他是以每小时60英里的速度行驶，而第一辆汽车的司机却会说第二辆汽车相对于他是以每小时100英里的速度开来。这种根据常识来处理相对运动的方法就这样建立起来，所含的数学方程叫作伽利略变换，这是从一个参照系到另一个参照系中变换速度的简单方程。问题在于，这种方法看来并不适用于电磁辐射，电磁辐射那时被认为是麦克斯韦方程描述的以太中的一种波动，在麦克斯韦方程中，光速与光源或观察者的运动无关。那时，艾伯特·迈克耳孙(albert michelson)和爱德华·莫雷(edward morley)已经作了一系列实验，试图探测地球对于以太的运动，但都得到否定的结果。因此亨德里克·洛伦兹(hendrik lorentz)提出用一种运动物体的大小改变（洛伦兹－菲茨杰拉德(fitzgerald)收缩）就可以解释这种结果。

虽然爱因斯坦不知道迈克耳孙－莫雷实验，但他十分重视经典力学与经典电动力学之间的不相容性。他的解决办法完全是根本性的。他提出在相互作匀速直线运动的一切参考系中，光速是一个恒量。他还提出他的“相对性原理”，即在相互作匀速直线运动的一切参考系中，自然定律都是相同的。为了协调这两条原理，他放弃了伽利略变换，即加减相对运动物体速度的简单方法。他放弃伽利略变换是通过讨论同时性的概念而达到的，他指出两个事件之间的时间决定于所含物体的运动。爱因斯坦在狭义相对论中放弃了绝对空间和绝对时间的概念，后又提出用三维空间坐标和一维时间坐标，即一个统一的时空坐标来确定物理事物。

1905年，爱因斯坦还提出一篇更基本的论文；《物体的惯性同其所含能量有关吗？》。他在这篇只有两页的短文中提出，如果一个物体以辐射的形式放出能量e，则其质量减少e/c2（其中c是光速），从而得到著名的质能方程e=mc2。在短时间内，爱因斯坦关于相对论的工作就被广泛认为是有独创性的和意义深远的。1908年他获得伯尔尼大学一个学术职位，在这以后的3年中，先后在苏黎世(1908)、布拉格(1911)和苏黎世联邦理工学院(1912)有过重要职位，并于1914年在柏林获得一个职位。这可能部分是由于他得到柏林物理学家马克斯·普朗克和瓦尔特·能斯特(walther nernst)的推崇。

爱因斯坦在1911年预言，刚好擦过太阳的星光应当偏转0.83弧秒，后来增加到1.7弧秒，这种偏转虽小，却在全日蚀中仍然应当是可以探测的，即星象从它的正常位置有明显的位移。1919年发生了这样的全日蚀，阿瑟·爱丁顿(arthur eddington)在西非的普林西比(principe)作了观察，报告有1.61弧秒的位移，完全在实验误差范围之内。从此，爱因斯坦在公众中更加闻名，因为这种对于一种意外现象的戏剧性的断言似乎抓住了大众的想象。甚至伦敦《泰晤士报》也发表了一篇社论加以评论，似乎对一个偏执的政府说，“宇宙构造的科学概念应当改变”。

1916年爱因斯坦已经准备好出版他的广义相对论最终的权威的形式《广义相对论基础》。这本著作为爱因斯坦赢得他提出了只有很少的人能懂的理论的声誉。爱丁顿在得知只有3个人能懂广义相对论时，据说曾经问道，“第三人是谁？”实际上，爱因斯坦在引力理论中引入了一种数学，是当时大多数物理学家都不熟悉的，所以出现了一种不懂的初始印象。爱因斯坦在一般相对论中采用了赫尔曼·闵可夫斯基(hermann minkowski)1907年引入的时空坐标，伯恩哈特·黎曼(bernhard riemann)1854年提出的非欧几何，和格雷哥里奥·里奇(gregorio ricci)1887年出版的张量分析。爱因斯坦在数学方面得到了他的朋友格罗斯曼(grossmann)的帮助，提出的引力理论是根据空时的几何的理论。简单说来，概念就是一个物体“弄弯了”周围的空间，使另一个物体沿一条弯曲的路径运动（因此称为空间被弯曲了）。1915年，爱因斯坦和格罗斯曼为水星近日点的微小进动（直到那时一直认为是异常的）成功地推导出一个很好的理论值。爱因斯坦那时写道，“我好多天都欣喜若狂。”

广义相对论还预言(1907)，在一个强引力场中电磁辐射会向更长的波长移动，即爱因斯坦移动。1925年沃尔特·亚当斯(walter adams)用引力红移解释了天狼伴星的光谱，1959年罗伯特·庞德(robert pound)和格伦·雷布卡(glen rebka)在地球上用穆斯堡尔(mossbauer)效应证实了引力红移，他们发现离出地面75英尺（23米）在高度上一个放射源的γ射线比在地面上有更长的波长。

爱因斯坦在用他的理论来建立宇宙的宇宙学模型方面成功不大。他假设宇宙是密度均匀的、静止的、和没有无限距离的。他发现他不得不在他的方程中加入一个宇宙恒量λ。1922年亚历山大·弗里德曼(aleksandr friedmann)指出，这个宇宙恒量可以去掉而求出一个解，得到一个膨胀宇宙，这个解终于为爱因斯坦所接受。

到了20年代初期，爱因斯坦的伟大工作实际上已经完成。他在1921年写道，“宏伟的发现等待着年轻的人们……而对于我来说那已是过去的事了。”从20年代初期他就排斥量子理论，虽然对于建立量子理论他本人作了许多贡献。他的基本反对意见是针对包括几率解释在内的后来形式。他说“上帝不玩骰子”，又说“上帝可能是精明巧妙的，但他不是故弄玄虚的。”他像路易·德布罗意(louis de broglie)一样认为新量子力学虽然明显是一种强大而成功的理论，但只是一种不完备的理论，带有一种根本性的没有发现的宿命论的基础。在他生活的最后30年，他还不断探索一种统一场论，即一种统一解释电磁场和引力场的理论。他发表过几篇探索统一场论的论文，但全部都是不适当的，这个工作一直进行到他的去世。

爱因斯坦还卷入了大量的政治活动。当希特勒1933年上台执政时，爱因斯坦就在美国永久定居下来，在普林斯顿工作。1939年他被说服写作给罗斯福总统，警告他关于原子弹的可能性，并催促美国研究。他到了晚年是一位虔诚的积极的和平主义者。他还强烈支持犹太复国主义事业，1952年哈伊姆·魏兹曼(chaim weizmann)死后，他还被推举继任以色列总统，但他拒绝了。
有人不禁想起了英国诗人波谱歌颂牛顿的诗句:自然界和自然界的规律隐藏在黑暗中，上帝说，‘让牛顿去吧，’于是一切成为光明。他们在后面续写道:但不久，魔鬼说，‘让爱因斯坦去吧，’于是一切又重新回到黑暗中。

爱因斯坦因他的光子理论而获得诺贝尔物理学奖。其实爱因斯坦对相对论的贡献远为重要，但是诺贝尔评奖委员会对激进的相对论持谨慎的态度。事实上迄今诺贝尔奖从未为理论相对论家颁发过。引导爱因斯坦以及后代科学家生涯的最大动机，不是财富，不是名声，也不是别的更高尚的目标。他们的主要动机是科学的好奇心和科学的美学。

爱因斯坦是历史上继牛顿之后最伟大的科学家。他是狭义相对论的重要发现者，他对量子理论的创立具有重大的贡献，而广义相对论，亦即现代引力论的建立，则应全部归功于他。

十九世纪末期，麦克斯韦成功地把电学和磁学统一在他的电磁理论中，从他的方程推导出，电磁波在真空中传播的速度刚好是光速，于是他断定光波应是电磁波的一种。麦克斯韦因为家族遗传的疾病，只活了四十八岁，因此没有看到电磁波实验的成功。在牛顿的绝对空间、绝对时间以及伽利略的旧的相对性原理框架中，只有以无限速度运动的物体，在相对匀速运动的坐标系中才具有相同的速度，即无限速度。而牛顿的万有引力认为是以无限速度传递的，所以在麦克斯韦之前，牛顿物理学被认为是自洽的，而电磁波是以有限速度传播的，在旧的相对论框架中，它的速度会因坐标系的选取而改变，这样他的方程只能在一个特定的坐标系中成立，这个坐标系被认为是相对于一种称为以太的媒介静止。于是寻求以太的存在便成为科学的主题。迈克尔逊 —— 莫雷实验的结果否认了以太的存在。爱因斯坦在 1905 年发表了一篇题为 “ 运动物体的电动力学 ” 的论文，指出如果将时间和空间组成四维的时空，而在参考系进行相对匀速运动时，时空坐标遵照所谓的洛伦兹线性变换，则一切物理定律包括麦克斯韦方程都应采取相同的形式。这样一来，以太的存在便完全是多余的。爱因斯坦在发
表狭义相对论之前是否知悉迈克尔 —— 莫雷的实验仍是科学史上的一个悬案。

这篇论文抛弃了牛顿的绝对时空观，导致物理学上的一场革命。由洛伦兹变换导出的尺缩、钟慢以及双生子佯谬都和人们的直觉相抵触。而著名的质能等效公式则是核能乃至核武器的理论根据。

1900 年普朗克为了解决黑体辐射的紫外灾难问题，提出了辐射的量子理论，即是光辐射必须采取一种称作量子的波包形式。但是只有在爱因斯坦提出光子理论之后，人们才真正接受光可以粒子即光子的形式存在。普朗克曾经是爱因斯坦关于狭义相对论第一篇论文的审稿人。既然光波可以作为粒子而存在，那么电子等物质粒子能否以波动而存在呢？这是法国的一名研究生德 · 布罗依的设想，爱因斯坦得知后立即支持这一激进的假说。这些都是量子理论发现的前奏。爱因斯坦因他的光子理论而获得诺贝尔物理学奖。其实爱因斯坦对相对论的贡献远为重要，但是诺贝尔评奖委员会对激进的相对论持谨慎的态度。事实上迄今诺贝尔奖从未为理论相对论家颁发过。终其一生，爱因斯坦从未接受量子理论为终极理论，他认为量子力学只是一种唯象理论，而终极理论必须是决定性的。我们知道，就现状而言，量子力学并不自洽。它仍然在忍受着爱因斯坦 —— 罗逊 —— 帕多尔斯基佯谬的折磨。近年的一些研究似乎在一定程度上解脱了薛定谔猫佯谬对它的折磨。

狄拉克把狭义相对论和量子力学相结合，得到了极富成果的量子场论。量子场论是描述一切微观粒子的理论框架。从狄拉克方程可以场论。量子场论是描述一切微观粒子的理论框架。从狄拉克方程可以推导出反粒子的概念。量子电动力学可能描述电子、光子、正电子的
湮灭、创生和相互转变。人们由此进而发展出当代粒子物理学。

爱因斯坦说过，如果他不发表狭义相对论，则在五年之内必有他人发表。其实当时洛伦兹和彭加莱已经非常接近这个结果了。可惜洛伦兹无法挣脱旧的时空观，而彭加莱又主要是一位杰出的数学家，因此只有眼光敏锐、思维深邃的爱因斯坦担任这项历史任务。值得提到
的是，当时洛伦兹已是世界闻名的物理学家，彭加莱是法国首位数学家，而爱因斯坦大学毕业后，连中学教员的职务都找不到，借助朋友介绍才在伯尔尼专利局任一名职员。

他接着说，如果他不在 1915 年发表广义相对论，则人们至少得等待五十年。这个估计是非常合情理的。广义相对论是狭义相对论和引力论相结合的成果。它的一个实验基础是伽利略在比萨斜塔进行的自由落体实验，即引力质量和惯性质量的等效性。但是为了充分阐释其物理含义，人们等待了三百年之久，也就是等待到广义相对论的发现。所以若不是爱因斯坦，再等待五十年是很有可能的。我们在浏览爱因斯坦文集第六卷时，就可以看到他所进行的多次不成功尝试，这是人类理智的蹒跚学步。他认为引力场和其他物质场不同，它是以时空的曲率来体现的，物质使时空弯曲，而时空又是物质的载体，脱离物质的时空曲率即是引力波。所谓广义相对论原理即是，物理定律对任何坐标变换都采用相同的形式，而狭义相对论原理是，物理定律只对任坐标变换都采用相同的形式，而狭义相对论原理是，物理定律只对任何洛伦兹线性变换都采取相同的形式。引力场由所谓的爱因斯坦方程所制约。它是非线性的，有别于以往所有的场方程。所以物质的运动方程被爱因斯坦方程所隐含。引力场方程是二阶的，以时空为自变量，以度规为因变量的带有椭圆型约束的双曲型偏微分方程。其复杂而美妙对任何曾与之打交道的人都留下深刻的印象。

在广义相对论的框架内，爱因斯坦进行了引力红移、水星近日点进动以及光线受引力场折射等计算。而他关于光线在太阳引力场附近受到折射的预言在 1919 年西非日食的观测中得到证实。他的方程如此难解，以至于他在这些计算中，使用的只是一个近似解，所依赖的主要是他的无比的物理洞察力。而球面对称的准确解 —— 史瓦兹解是在此之后才找到的。

他首次用引力场方程来研究宇宙的整体，开创了理论宇宙学的新学科。可惜由于稳态宇宙的观念是如此根深蒂固，使他拒绝了演化宇宙的解，他还为此在场方程中引进一项宇宙常数，从而人类失去了一项重大的科学预言机遇！ 1929 年哈勃观察到星系光谱红移和距离的线性关系，即所谓哈勃定律。人们把红移归结于宇宙的膨胀，并断言宇宙是由于一百多亿年前的一次大爆炸产生的，这就是所谓的标准的大爆炸宇宙学。

他的场方程还得出紧致物体的引力坍缩的解，即史瓦兹解及其推广，这就是描述黑洞的解。但是爱因斯坦认为物质不可能如此紧致，并著文认为这是荒谬的。但是历史证明，黑洞是天体物理中最重要的物体，近年天文观测，使人们普遍认为在星系中心存在巨大质量的黑洞。事实上，宇宙本身和黑洞正是理论物理学最美妙的研究对象。如果撇开宇宙和黑洞，则物理学的光彩将会大为逊色！

爱因斯坦在布朗运动、作为激光机制的基础的辐射理论、玻色 —— 爱因斯坦统计及其凝聚现象都有关键性贡献。他和玻尔有关量子力学的论争是科学史上旷日持久的影响深远的事件。他坚信自然界中的一切相互作用都可统一成一种作用。统一场论是科学皇冠上的钻石！当代的超对称、超引力、超弦理论都是统一场论路途上的种种尝试。

相对论在近四十年来有了长足的进展，尤其经典相对论已成为成熟的学科。相对论在近世的进步，主要归功于彭罗斯和霍金。彭罗斯利用全局分析以及拓扑工具，赋予高深的相对论计算以鲜明的物理意义，以他命名的彭罗斯图对于时空犹如费因曼图对于粒子物理那样重要。霍金和彭罗斯一道证明了奇胜定理。他单独证明了黑洞面积定理以及黑洞视界面积代表黑洞的熵。他的黑洞蒸发理论把量子场论、广义相对论以及统计物理统一起来，其理论的瑰丽，犹如一道佛光，令人目眩神摇。而他的量子宇宙学的无边界假说，是研究宇宙创生的科学理论。

利用全局分析以及拓扑工具，赋予高深的相对论计算以鲜明的物理意。
笔者认为，引导爱因斯坦以及后代科学家生涯的最大动机，不是财富，不是名声，也不是别的更高尚的目标（尤其是财富和名声可以凭借其他更快捷的手段获取）。他们的主要动机是科学的好奇心和科学的美学。我们可以在历史中找到许多例子，有多少人恰恰是为了科学牺牲世俗中的健康、财富和名声。但是普天之下人们所拥有的一切除了科学发现和艺术创造的喜悦之外都是可能被剥夺的。人类对好奇和美的不懈追求将把人类带向更美妙的未来！

写于爱因斯坦一百二十周年生日前夕
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这一次我执著面对 任性地沉醉 我并不在乎 这是错还是对

就算是深陷 我不顾一切 就算是执迷 我也执迷不悔
爱因斯坦是当代最伟大的物理学家。他热爱物理学，把毕生献给了物理学的理论研究。人们称他为20世纪的哥白尼、20世纪的牛顿。
爱因斯坦生长在物理学急剧变革的时期，通过以他为代表的一代物理学家的努力，物理学的发展进入了一个新的历史时期。由伽利略和牛顿建立的古典物理学理论体系，经历了将近200年的发展，到19世纪中叶，由于能量守恒和转化定律的发现，热力学和统计物理学的建立，特别是由于法拉第和麦克斯韦在电磁学上的发现，取得了辉煌的成就。这些成就，使得当时不少物理学家认为，物理学领域中原则性的理论问题都已经解决了，留给后人的，只是在细节方面的补充和发展。可是，历史的进程恰恰相反，接踵而来的却是一系列古典物理学无法解释的新现象：以太漂移实验、元素的放射性、电子运动、黑体辐射、光电效应等等。在这个新形势面前，物理学家一般企图以在旧理论框架内部进行修补的办法来解决矛盾，但是，年轻的爱因斯坦则不为旧传统所束缚，在洛伦兹等人研究工作的基础上，对空间和时间这样一些基本概念作了本质上的变革。这一理论上的根本性突破，开辟了物理学的新纪元。
爱因斯坦一生中最重要的贡献是相对论。1905年他发表了题为《论动体的电动力学》的论文，提出了狭义相对性原理和光速不变原理，建立了狭义相对论。这一理论把牛顿力学作为低速运动理论的特殊情形包括在内。它揭示了作为物质存在形式的空间和时间在本质上的统一性，深刻揭露了力学运动和电磁运动在运动学上的统一性，而且还进一步揭示了物质和运动的统一性（质量和能量的相当性），发展了物质和运动不可分割原理，并且为原子能的利用奠定了理论基础。随后，经过多年的艰苦努力，1915年他又建立了广义相对论，进一步揭示了四维空时同物质的统一关系，指出空时不可能离开物质而独立存在，空间的结构和性质取决于物质的分布，它并不是平坦的欧几里得空间，而是弯曲的黎曼空间。根据广义相对论的引力论，他推断光在引力场中不沿着直线而会沿着曲线传播。这一理论预见，在1919年由英国天文学家在日蚀观察中得到证实，当时全世界都为之轰动。1938年，他在广义相对论的运动问题上取得重大进展，即从场方程推导出物体运动方程，由此更深一步地揭示了空时、物质、运动和引力之间的统一性。广义相对论和引力论的研究，60年代以来，由于实验技术和天文学的巨大发展受到重视。 另外，爱因斯坦对宇宙学、用引力和电磁的统一场论、量子论的研究都为物理学的发展作出了贡献。
爱因斯坦不仅是一个伟大的科学家，一个富有哲学探索精神的杰出的思想家，同时又是一个有高度社会责任感的正直的人。他先后生活在西方政治漩涡中心的德国和美国，经历过两次世界大战。他深刻体会到一个科学工作者的劳动成果对社会会产生怎样的影响，一个知识分子要对社会负怎样的责任。
爱因斯坦一心希望科学造福于人类，但他却目睹了科学技术在两次世界大战中所造成的巨大破坏，因此，他认为战争与和平的问题是当代的首要问题，他一生中发表得最多的也是这方面的言论。他对政治问题第一次公开表态，就是1914年签署的一个反对第一次世界大战的声明。他对政治问题的最后一次发言，即1955年4月签署的“罗素—爱因斯坦宣言”，也仍然是呼吁人们团结起来，防止新的世界大战的爆发。
在20世纪思想家的画廊中，爱因斯坦，就是公正、善良、真理的化身。他的品格与天地日月相争辉，他的科学贡献，人类将万世景仰。
本书不仅以翔实的史实勾勒出爱因斯坦伟大的一生，而且也从人类文化的源头上探寻着爱因斯坦思想、人格的精神底蕴。在书中，玄奥的物理学理论、传奇般的故事，在读者理喻20世纪历史文化进程的视野中，或许会形成一个既有深度、又有趣味的立体画面。同时，我们将在历史氛围中去理解爱因斯坦，也将在现实情境中去悄然接受爱因斯坦的精神感召。
爱因斯坦曾以理性之剑为当代物理学辟出一条新路，也曾以理性之剑挥斩人间的妖魔鬼怪，而今天，这把理性之剑在哪里？我们是否该去寻找这把理性之剑？这是爱因斯坦留下的一个硕大问号。每一个走向21世纪的人都该在这个问号面前沉思默想，都应该接过爱因斯坦的理性之剑，为和谐、公正的21世纪而努力

阿尔伯特·爱因斯坦

公元1879～公元1955

二十世纪最伟大的科学家，永远属于智慧超群行列中的天才，爱因斯坦以其相对论而最为世人所知。实际上相对论包含两种学说，即1905年提出的狭义相对论和1915年提出的广义相对论。人们常把后者称为爱因斯坦引力定律。由于这两种学说都十分复杂，在此不打算加以说明，而只是想对狭义相对论作几点评说。

“一切都是相对的”是一句世人熟知的格言。但是爱因斯坦的学说并不是哲学上陈词滥调的重复，而是用数学准确表述科学度量的具有相对性的道理。显然，对时空的主观感觉取决于观察者，但是在爱因斯坦以前，大多数人总是认为实际的距离和绝对的时间就存在于主观印象之中，用精密的仪器就可以把它们如实地测量出来。爱因斯坦的学说否定了绝对时间的存在，使科学思想发生了革命。下面的例子可以说明他的学说究竟是怎样彻底改变我们的时间观的。

设想有一架飞船X以每秒100000公里的速度飞离地球。在飞船上和地球上的观察者都对飞船速度进行测量，两者所测得的结果相等。与此同时，有另一架飞船Y沿着飞船X的同一方向但以大得多的速度作飞行运动。如果地球上的观察者对飞船Y的速度进行测定，就会发现它是在以每秒180000公里的速度飞离地球。飞船Y上的观察者也会得到同样的结果。

由于现在两个飞船都沿同一方向运动，两者的速度差似乎应该是80000公里／秒，而且较快的飞船肯定会以这个速度飞离较慢的飞船。

但是爱因斯坦学说却预言，如果观察者是在这两个飞船上进行的，两个观察者会一致认为它们之间的距离是以100000公里／秒而不是80000公里／秒的速率增加。

乍看起来，这样的结果荒唐可笑，作者这里在措词上耍了个花招，或者认为这个问题的某些重要的细节还没有提及，事实决非如此。这个结果与飞船构造的详细情况或用来推进飞船的力毫无关系；不是观察有错误，不是由于测量仪有毛病，措词上也没有玩弄花招。根据爱因斯坦的速度合成公式很容易计算出来，上述结果只不过是时空基本性质的一个产物。

但是所有这些，在理论上似乎使人感到高深莫测，实际上许多人在长年中把相对论视为无实用价值的“象牙之塔”之类的假说，避而不谈。自从1945年原子弹落在长崎、广岛以来，人们对相对论开始正目以视。从爱因斯坦相对论所得出的结论之一就是物质和能量在某种意义上来看是等同的，两者的关系可以用公式E＝MC2来描述，其中E代表能量，M代表质量，C代表光速。由于C是个很大的数字，等于186000英里／秒，那么C2就是一个更为巨大的数字。由此可知，很小量的物质即使只发生部分转变也会释放出巨大的能量。

当然人们不能只根据公式E＝MC2制造原子弹和建立核电站。切须记住许多其他人也对发展原子弹发挥了重要的作用，但是爱因斯坦为之做出的重大贡献是不言而喻的。爱因斯坦1939年致函罗斯福总统，指出了制造原子弹武器的可能性，强调了美国抢在德国前面造出这种武器的重要意义。就是这封信促进了曼哈顿工程的建立，导致了第一颗原子弹的发射。

狭义相对论引起了人们激烈的争执，但是有一点是一致的，那就是它是曾被发明的最令人感到神密莫测的学说。可是人们都错了，因为爱因斯坦的广义相对论一开始就有这样的前提，引力效应并不是通常所说的物理力，而是空间本身弯曲的结果。一个多么令人惊奇不已的学说啊！

怎样才能测出空间本身的曲度呢？空间弯曲究竟意味着什么呢？爱因斯坦不仅提出了这一学说，而且把这一学说用清晰的数学式表达出来，他的数学表达式可以做出一些具体的预见，使他的假说得到验证。后来所做的观察——其中最有名的观察是在日全食期间做的——反复证明了爱因斯坦方程的正确性。

广义相对论与所有其他科学定律相比具有几个独到之处。爱因斯坦学说的提出并不是以细致的实验为基础，而是以对称和精巧的数学为依据，即象希腊哲学家和中世纪学者那样，以理性主义为依据（这样地的学说就与基本上以实验为依据的现代科学发生了冲突）。但是希腊哲学家在追求美和对称过程中从来没能提出一种经得起实验的关键性检验的力学学说，而爱因斯坦的学说到目前为止却经受住了各种检验。一般认为在所有的科学学说中，广义相对论最美妙、最幽雅、最有效、最有说服力。这是他的研究方法带来的一个成果。

广义相对论还有另一个独到之处。大多数科学定律只是近似正确，它们可以在许多情况下应用但并不是所有的情况下都能应用。但是就我们所知相对论却根本没有例外的情况。就所掌握的情况，无论从理论还是从实验来看，爱因斯坦广义相对论所得出的推论都近似正确。未来的实验可能会打破这一学说的完美纪录，但到目前为止，它仍是最接近于科学家设想过的真理极限。

虽然爱因斯坦以其相对论最为世人所知，但是他的其它科学成就也完全足可使他进入著名科学家的行列。事实上爱因斯坦获得诺贝尔物理奖主要是他的光电效应论文。在此之前光电效应是使物理学家迷惑不解的一个重要现象。他在这篇论文中提出了光子（光微粒）存在的假说。由于很久以前通过干扰实验就确立了光是由电磁波组成的，而且波和微粒是两个对立的概念，因而爱因斯坦的假说是对经典学说的一次似非而是的彻底突破。他的光电效应定律不仅仅有重要的实际应用，而且他的光子假说对量子论的发展产生过重大的影响，今天仍是量子论的一个组成部分。

把爱因斯坦和艾萨克·牛顿相比，他的重要性就会显而易见。牛顿的学说基本上容易理解，他的杰出的才能在于首先创立了这些学说。但是即使对爱因斯坦相对论做详细的解释也极难理解，因此创立这样的学说比创立牛顿学说要难多少倍啊！虽然牛顿提出的一些概念与当时流行的科学概念互相之间有尖锐的矛盾，但是他的学说看上去好象从来都不自相矛盾。而相对论看上去却充满了矛盾。爱因斯坦的杰出天才在一定的程度上就在于他并没有由于这些昭然若揭的矛盾而放弃自己的学说。当初他还是一个二十来岁的无名小卒，他提出的概念只不过是未经验证的假说，更确切地说，他在头脑中对这些矛盾进行了仔细的思考，直到其中的每个矛盾都可用一种微妙而正确的方法加以解决为止。

今天人们认为爱因斯坦学说从根本上来说比牛顿学说更“正确”。那么为什么在本书中把爱因斯坦的名次排得低一些呢？这主要是因为牛顿学说为现代科学技术奠定了基础。如果只有牛顿的贡献而没有爱因斯坦的贡献，当代多数科学技术仍会是今天的模样。

还有另外一个因素影响着爱因斯坦在本册中的名次。在大多数情况下，一种重要思想的发展，倾注着许多人的心血。显然社会主义历史或电磁学说发展的情形就是如此。虽然不能把发明相对论的成就百分之百地归功于爱因斯坦，但是其绝大部分当然应归功于他。与任何其他可以相提并论的重大学说相比，相对论在更大程度上来看主要是一位举世无双的杰出天才创作的成果。

爱因斯坦1879年生于德国乌尔姆市。他在瑞士就读中学，1900年加入瑞士籍。1905年他在苏黎世大学获得哲学博士学位，但是在当时却谋不到一个教书职业。然而就在当年他发表了狭义相对论、光电效应和布朗运动等方面的论文。这些论文，特别是狭义相对论那篇，在几年之内就使他享有世界上最杰出、最富有创造性的科学家的盛名。他的学说引起了激烈的争论，除达尔文外没有哪位现代科学家象爱因斯坦引起那么多的争论。尽管如此，他仍被任命为柏林大学教授，同时还担任威廉物理研究所所长和普鲁士科学院院士。他乐于身兼数职，因为这些职务可以使他把全部精神都投入到科研中去。

德国政府没有什么理由为给爱因斯坦提供这些慷慨的支持而感到遗憾，因为就在两年过后，他就提出了广义相对论，又于1921年获得诺贝尔奖。他在后半生中举世闻名，完全有可能算是曾出现过的最著名的科学家。

由于爱因斯坦是犹太人，希特勒上台后使他在德国处境险峻。1933年他移居美国新泽西州普林斯顿市，在该市高级研究所工作。1944年他加入美国籍，后来又取一个妻子，夫妻生活显然过得很幸福。1955年他在普林斯顿去世。

爱因斯坦始终不渝地关心自己所处的现实社会，经常表白自己对政治问题的看法。他一向反对暴政，强烈爱好和平，坚决支持犹太复国主义。在穿着打扮和社会风俗的问题上，他有着鲜明的个性。他幽默感很强，为人和蔼谦逊，有拉小提琴的天赋。若把牛顿的碑文献给爱因斯坦可能会更加合适：

人类伟大骄傲之子

世间无穷欢乐之泉