壹生
20世紀最偉大的物理學家阿爾伯特·愛因斯坦(Albert Einstein)於3月1879日出生於德國西南部的烏爾姆，壹年後隨家人移居慕尼黑。愛因斯坦的父母是猶太人，他的父親赫爾曼·愛因斯坦和他的叔叔雅各布·愛因斯坦共同開了壹家電器廠，為發電站和照明系統生產電機、弧光燈和電器儀表。母親波林是受過中等教育的家庭主婦，非常喜歡音樂，在愛因斯坦六歲時就教他拉小提琴。
愛因斯坦小時候不活潑，三歲多了還不會說話。他父母擔心他是啞巴，帶他去看醫生檢查。幸運的是，愛因斯坦不是啞巴，但他直到九歲時才流利地說話。他說的每壹句話都必須認真思考。
在四五歲的時候，愛因斯坦有壹次臥病在床，他的父親給了他壹個指南針。當他發現指南針總是指向壹個固定的方向時，他非常驚訝，覺得這種現象背後壹定隱藏著什麽。他開心地玩了幾天指南針，纏著父親和雅各布叔叔問了壹系列問題。雖然他連“磁”字都說不好，但他固執地想知道指南針為什麽能指引方向。這種深刻而持久的印象被愛因斯坦生動地回憶起來，直到他67歲。
愛因斯坦在小學和中學的時候，作業很正常。因為他行動遲緩，不喜歡人，所以他的老師和同學都不喜歡他。教他希臘語和拉丁語的老師更恨他。他曾經公開罵過他:“愛因斯坦，妳長大後永遠也成不了成功人士。”而且因為怕他上課影響其他同學，想把他踢出學校。
愛因斯坦的叔叔雅各布在電器廠負責技術事務，而愛因斯坦的父親負責業務聯系。雅各布是壹名工程師，他非常熱愛數學。小愛因斯坦來問他問題時，總是用非常簡單通俗的語言向他介紹自己的數學知識。在他叔叔的影響下，愛因斯坦更早受到科學和哲學的啟蒙。
我父親的生意不好，但他樂觀善良。家裏每天晚上請來慕尼黑讀書的窮學生吃飯，無異於幫助他們。其中壹個是來自立陶宛的壹對猶太兄弟Max和Bernard。他們都是醫科學生。他們喜歡看書，興趣廣泛。他們被邀請到愛因斯坦家吃飯，並和害羞的黑頭發棕色眼睛的小愛因斯坦成了好朋友。
馬克斯可以說是愛因斯坦的“啟蒙老師”。他借了壹些流行的自然科學書籍給他看。愛因斯坦十二歲時，馬克斯給了他壹本斯皮克的平面幾何教科書。愛因斯坦晚年回憶這本神聖的小書時說:“這本書裏有很多論斷，比如三角形的三個高度相交於壹點。雖然它們本身並不明顯，但它們可以被可靠地證明，因此任何懷疑似乎都是不可能的。這種清晰和可靠給我留下了難以形容的印象。”
愛因斯坦也很幸運，從壹本優秀的通俗讀物中知道了自然科學領域的主要成就和方法。通俗讀物不僅增長了愛因斯坦的見識，也觸動了年輕人好奇的心弦，引起了他對問題的深入思考。
十六歲時，愛因斯坦報考了瑞士蘇黎世聯邦理工大學工程系，但在入學考試中落榜。他接受了聯邦理工大學校長、該校著名物理學家韋伯教授的建議，在瑞士阿勞的州立中學完成了中學課程，以期獲得中學學位。
1896 5438+00年6月，愛因斯坦踏入蘇黎世工業大學的校門，在師範系學習數學和物理。他非常反感學校裏的灌輸式教育，認為這讓人沒有時間和興趣去思考其他問題。幸運的是，扼殺真正科學動力的義務教育在蘇黎世聯邦理工大學比在其他大學要少得多。愛因斯坦充分利用了學校裏自由的空氣，專心於他所熱愛的學科。在學校，他廣泛閱讀了亥姆霍茲、赫茲等物理學大師的著作，他最著迷的是麥克斯韋的電磁理論。他有自學能力，有分析問題的習慣，有獨立思考的能力。
早期工作
1900年，愛因斯坦畢業於蘇黎世工業大學。他被拒絕留在學校，因為他對壹些課程不熱心，對老師漠不關心。他找不到工作，以做家教和代課老師為生。失業壹年半後，關心和理解他才華的同學馬塞爾·格羅斯曼向他伸出了援助之手。格羅斯曼設法說服父親將愛因斯坦介紹到瑞士專利局擔任技術員。
愛因斯坦感謝格羅斯曼壹生的幫助。在給格羅斯曼的悼念信中，他說自己大學畢業時，“突然被所有人拋棄，面對生活不知所措。”他幫助了我，通過他和他父親，我後來去了哈勒(時任瑞士專利局局長)，進了專利局。這有點像救我的命。沒有他，我大概不會餓死，但精神會很壓抑。"
1902 2月21日，愛因斯坦獲得瑞士國籍，移居伯爾尼，等待專利局的招聘。1902年6月23日，愛因斯坦被專利局正式錄用為三級技師，工作是審查各種申請專利權的技術發明創造。1903年，他和大學同學米列娃·瑪麗結婚了。
從1900到1904，愛因斯坦每年都會寫壹篇論文，發表在德國物理雜誌上。前兩篇是關於液面和電解的熱力學，試圖給化學壹個力學基礎。後來發現這條路走不通，轉而研究熱力學的力學基礎。1901中提出了統計力學的壹些基礎理論，1902-1904中的三篇論文都屬於這個領域。
1904的論文認真討論了統計力學預言的漲落現象，發現能量漲落依賴於玻爾茲曼常數。它不僅將這壹結果應用於力學系統和熱現象，還大膽地將其應用於輻射現象，得出輻射能漲落公式，從而推導出維恩位移定律。對漲落現象的研究使他在1905年無論是輻射理論還是分子運動理論都取得了重大突破。
1905的奇跡
從65438年到0905年，愛因斯坦創造了科學史上前所未有的奇跡。這壹年，他寫了六篇論文。從3月到9月的半年時間裏，他利用在專利局每天工作八小時之外的業余時間，在三個領域做出了四項劃時代的貢獻。他發表了關於光量子理論、分子尺寸測量、布朗運動理論和狹義相對論的四篇重要論文。
1905年3月，愛因斯坦把他認為正確的論文送到了德國《物理年刊》編輯部。他害羞地對編輯說:“如果妳能在妳的年度報告中為我找到發表這篇論文的空間，我將非常高興。”這篇“尷尬”的論文被稱為“關於光的產生和轉化的思辨觀點”。
本文將普朗克在1900年提出的量子概念推廣到光在空間的傳播，提出了光量子假說。認為:對於時間平均，光表現為波動；對於瞬時值，光顯示為粒子。這是歷史上第壹次揭示微觀物體的漲落與粒子的統壹性，即波粒二象性。
在這篇文章的最後，他用光量子的概念通俗易懂地解釋了光電效應，並推導出光電子的最大能量與入射光頻率的關系。這種關系直到10年後才被密立根的實驗證實。1921年，愛因斯坦因“光電效應定律的發現”的成就獲得諾貝爾物理學獎。
這只是開始。阿爾伯特·愛因斯坦在光、熱、電物理三個領域齊頭並進，壹發不可收拾。1905年4月，愛因斯坦完成了確定分子大小的新方法，5月完成了熱分子運動理論所要求的靜止液體中懸浮粒子的運動。這是兩篇關於布朗運動的論文。愛因斯坦當時的目的是通過觀察分子運動漲落引起的懸浮粒子的不規則運動來確定分子的實際大小，從而解決科學界和哲學界爭論了半個多世紀的原子是否存在的問題。
三年後，法國物理學家佩蘭用精確的實驗證實了愛因斯坦的理論預測。從而無可非議地證明了原子和分子的客觀存在，這也使得最堅決反對原子論、能量論創始人的德國化學家奧斯特瓦爾德在1908主動宣布“原子假說已經成為壹種有堅實基礎的科學理論”。
1905年6月，愛因斯坦完成了他的長篇論文《論運動物體的電動力學》，開創了物理學的新紀元，完整地提出了狹義相對論。這是愛因斯坦在10年醞釀和探索的結果，很大程度上解決了19年底經典物理學的危機，改變了牛頓力學的時空觀，揭露了物質和能量的等價性，開創了壹個全新的物理學世界，是現代物理學領域最偉大的革命。
狹義相對論不僅能解釋經典物理能解釋的所有現象，還能解釋壹些經典物理解釋不了的物理現象，並預言許多新的效應。狹義相對論最重要的結論是質量守恒原理失去了獨立性，與能量守恒定律融為壹體，使質量和能量相互轉化。其他的還有時鐘的慢標度，光速不變，光子的零靜止質量等等。經典力學在低速下已經成為相對論力學的極限情況。這樣力學和電磁學就統壹在運動學的基礎上了。
1905年9月，愛因斯坦寫了壹篇短文，物體的慣性和它所包含的能量有關嗎？“，作為相對論的壹個推論。質能等效是核物理和粒子物理的理論基礎，也為20世紀40年代核能的釋放和利用開辟了道路。
在這短短的半年時間裏，愛因斯坦在科學上的突破性成就可以說是“前無古人”。即使他放棄了物理學研究，即使他只完成了上述三項成就中的任何壹項，愛因斯坦都會在物理學發展史上留下極其重要的印記。愛因斯坦驅散了“物理學晴空中的烏雲”，迎來了更加輝煌的物理學新時代。
廣義相對論的探索
狹義相對論建立後，愛因斯坦並不滿足，試圖將相對論原理的應用範圍擴大到非慣性系。他從伽利略發現萬有引力場中的物體加速度相同中找到了突破口，並在1907年提出了等效原理。這壹年，他的大學老師、著名幾何學家閔可夫斯基提出了狹義相對論的四維空間表示，為相對論的進壹步發展提供了有用的數學工具。可惜愛因斯坦當時並沒有意識到它的價值。
等效原理的發現被愛因斯坦認為是他壹生中最快樂的思想，但他後來的工作非常辛苦，走了壹個大彎路。1911年，他分析了剛性旋轉圓盤，認識到引力場中的歐幾裏得幾何並不嚴格有效。同時發現洛侖茲變分不具有普適性，等效原理只在壹個無窮小的區域內有效。此時，愛因斯坦已經有了廣義相對論的思想，但他還缺乏必要的數學基礎來建立它。
1912年，愛因斯坦回到位於蘇黎世的母校工作。在他的同學、母校數學教授格羅斯曼的幫助下，他在黎曼幾何和張量分析中找到了建立廣義相對論的數學工具。經過壹年的艱苦合作，他們在1913發表了壹篇重要論文《廣義相對論與引力理論大綱》，提出了規範場引力理論。這是第壹次把重力和度規結合起來，使黎曼幾何有了真正的物理意義。
但是他們當時得到的引力場方程只是對於線性變換是協變的，在廣義相對論原理要求的任意坐標變換下是不具有協變的。這是因為愛因斯坦當時對張量運算並不熟悉，錯誤地認為只要遵守守恒定律，就要限制坐標系的選擇，為了保持因果性，就要放棄普適協變的要求。
漫長而艱難的探索
廣義相對論完成後，愛因斯坦仍然感到不滿足，所以他要把廣義相對論擴展到不僅包括引力場，還包括電磁場。他認為這是相對論發展的第三個階段，即統壹場論。
1925之後，愛因斯坦全力以赴探索統壹場論。最初幾年，他很樂觀，認為勝利在望；後來發現困難很多。他認為現有的數學工具是不夠的。1928後轉純數學的探索。他嘗試了各種方法，但沒有得到任何具有真正物理意義的結果。
從1925到1955的30年間，除了量子力學、引力波和廣義相對論的運動的完備性，愛因斯坦幾乎把所有的科學創造精力都投入到了統壹場論的探索中。
1937年，他在兩位助手的配合下，從廣義相對論的引力場方程推導出運動方程，進壹步揭示了時空、物質和運動的統壹性，這是廣義相對論的壹個重大發展，也是愛因斯坦在科學創造活動中取得的最後壹個重大成果。
在統壹場論中，他從未成功過。他從不氣餒，總是充滿信心地從頭開始。因為他遠離當時物理學研究的主流，所以他壹個人去攻克當時無法解決的難題。所以和20年代的情況相反，他晚年在物理學界非常孤立。然而，他仍然無所畏懼，堅定不移地走自己的路。直到去世的前壹天，他還在病床上準備繼續他對統壹場論的數學計算。
最偉大的科學家的風格
愛因斯坦因其在科學上的成就獲得了許多獎項和榮譽博士學位。如果壹般人會把這些東西高高掛起。但是愛因斯坦把上面所有的東西，包括諾貝爾獎證書，都放在壹個亂七八糟的盒子裏，看也不看。內菲爾德說，他有時覺得愛因斯坦可能連諾貝爾獎意味著什麽都不知道。據說領獎那天，他的表情和往常壹樣平靜，沒有表現出特別的開心或者激動。
愛因斯坦少年時住在瑞士，過著窮學生的生活。他對物質生活要求不高。他對壹盤加了壹點調味汁的意大利面條很滿意。成名後，他成為壹名教授，後來為了躲避納粹的迫害移民到美國。他有條件過上好的物質生活，卻依然像個窮學生壹樣過著簡單樸實的生活。愛因斯坦來普林斯頓高等科學研究所工作時，當局給他開出了相當高的薪水——年薪16000美元，但他說:“能不能少給我壹點錢？”給我三千美元就夠了。"
愛因斯坦也沒有註意他的衣服。他穿著壹件黑色的皮衣，多年不穿襪子，不打領帶，他的褲子有時既不系皮帶也不系吊帶。他和別人在黑板前討論問題的時候，他壹邊寫黑板，壹邊用手拉著好像要滑下來的褲子。這種情況有點滑稽，但他的頭發很長，沒有裝飾。這對於普林斯頓大學這種貴族學府的學生來說是很神奇的。難怪他們希望上帝告訴他剪掉頭發。愛因斯坦是壹個節儉的人。他在計算紙的兩面寫字，他把許多作為計算草稿紙寄給他的信件的信封剪開，以防止它們在進入廢紙簍之前失去可重復使用的價值。愛因斯坦出門經常坐二三等，平時只吃壹些簡單的食物。
1909年7月，愛因斯坦應邀赴日內瓦出席日內瓦大學350周年校慶和紀念大學創始人加爾文的慶典，並接受日內瓦大學授予他的榮譽博士學位。在慶祝遊行中，學校要人和政府要員都穿著燕尾服，戴著高頂禮帽，或穿著中世紀生銹的金色長袍，戴著扁平的絲綢帽子，而愛因斯坦則穿著他平時在街上穿的壹套衣服，戴著壹頂草帽。愛因斯坦對這次慶典中舉行的盛大宴會非常不滿。他對坐在他旁邊的人說:“如果加爾文還活著，他會堆很多柴火，因為這樣壹個奢侈的盛宴把我們都燒死。”愛因斯坦自己曾經說過:“舒適和快樂對我來說從來都不是目的。我把這些倫理基礎稱為豬倌的理想……”。他甚至拒絕被安排在上流社會，而是生活在壹個不同的位置，並對社會給予他的特殊照顧感到憤怒。
愛因斯坦是壹個非常珍惜時間的人。他不喜歡參加社交活動和宴會。他曾諷刺說:“這是給動物園餵時間。”他專心學習，不想把寶貴的時間浪費在無意義的社交談話上。他不想聽奉承和贊美。他認為:“壹個以偉大的創造思想造福全世界的人，是不需要被後人稱頌的。他的成就本身已經給了他更高的回報。”1929年3月，為了躲避50歲生日的慶祝，在生日的前幾天，他偷偷去了柏林郊區壹個園丁的農舍隱居。
作為物理學革命中偉大的科學大師，愛因斯坦從不認為自己是超人。他意識到他所走的道路是前人所走道路的延伸，而科學的新時代是在前人工作基礎上的合理發展，所以他總是懷著感激和欽佩的心情來欣賞前人的貢獻。他在談到相對論的建立時說:“相對論真的可以說是麥克斯韋和洛倫茲偉大思想的最後壹筆，因為它試圖把場物理擴展到包括引力在內的所有現象。”愛因斯坦在信中幾次給稱贊他成就的朋友寫信:“我充分意識到我沒有什麽特殊的才能:興趣、專壹、頑強的工作、自我批評使我達到了我想達到的理想狀態。”
關心全人類的命運。
愛因斯坦熱愛科學，也熱愛人類。他沒有因為埋頭科研而把自己脫離社會。他始終關心人類的文明和進步，並為之英勇奮鬥。他說，“壹個人只有投身於社會，才能發現其實短暫而有風險的人生的意義”，他自己也做到了。
成功的秘密
壹次，壹位美國記者問愛因斯坦成功的秘訣是什麽。他回答說:“早在1901，我還是壹個22歲的青年的時候，我就已經發現了成功的公式。我可以告訴妳這個公式的秘密，就是A=X+Y+Z！a是成功，X是努力，Y是懂得休息，Z是少說廢話！這個公式對我有用，我想對很多人也同樣有用。”