阿尔伯特·爱因斯坦

阿尔伯特·爱因斯坦（德语：Albert Einstein，1879年3月14日—1955年4月18日），德国犹太裔理论物理学家，拥有瑞士和美国国籍。其创立了现代物理学的两大支柱的相对论及量子力学，也是质能等价的发现者。他在科学哲学领域颇具影响力。因为“对理论物理的贡献，特别是发现了光电效应的原理”，他荣获1921年度的诺贝尔物理学奖。该发现为量子理论的建立踏出了关键性的一步。

爱因斯坦在职业生涯初期就发觉经典力学与电磁场无法相互共存，因而发展出狭义相对论；他又发现相对论原理可以延伸至重力场的建模，并根据研究出来的一些重力理论，于1915年发表广义相对论。他持续研究统计力学与量子理论，这让他给出了粒子论与对于分子运动的解释。1917年，爱因斯坦应用广义相对论来建立大尺度结构宇宙的模型。

阿道夫·希特勒于1933年开始掌权成为德国总理之际，爱因斯坦正在走访美国；由于爱因斯坦是犹太裔，所以尽管身为普鲁士科学院教授，他并没有返回德国。1940年，他定居美国，随后成为美国公民。在第二次世界大战前夕，他在一封写给当时美国总统富兰克林·罗斯福的信里署名，信内提到德国可能发展出一种新式且深具威力的炸弹，因此建议美国也尽早进行相关研究，美国因此开启了曼哈顿计划。爱因斯坦支持增强同盟国的武力，但谴责将当时新发现的核裂变用于武器用途的想法，后来他与英国哲学家伯特兰·罗素共同签署《罗素—爱因斯坦宣言》，强调核武器的危险性。

爱因斯坦是20世纪最重要的科学家之一，一生总共发表了300多篇科学论文和150篇非科学作品，有“现代物理学之父”之誉。其卓越和原创性的科学成就使得“爱因斯坦”一词成为“天才”的同义词。

生平

早年生活与教育

1879年3月14日，爱因斯坦出生在德意志帝国符腾堡王国乌尔姆的一个世俗阿什肯纳兹犹太人家庭。。父亲赫尔曼当过销售员和工程师；母亲保利娜·科赫从小受到良好教育，钢琴造诣深厚。1880年，举家迁往慕尼黑，爱因斯坦的父亲与叔叔在那里经营一间电气公司，专门设计与制造直流电器。

爱因斯坦一家是不遵循犹太教规的阿什肯纳兹犹太人。爱因斯坦学习说话的速度比较缓慢，父母因此很担心，甚至曾经找过医生看诊。他2岁后才学会使用字词，并且养成一种奇怪习惯，就是每当他想要说话之前，他都会先小声的对自己说几遍，直到觉得满意，才会大声说出来。家人都很担心，怕他以后会有学习障碍。爱因斯坦的童年没有什么朋友，因此与小一岁的妹妹马娅（Maja）感情非常融洽，马娅甚至可以说是他一辈子的挚友。1939年爱因斯坦邀请马娅移民美国，住在新泽西州普林斯顿默瑟县的住所。马娅在那里与爱因斯坦共度了愉快的时光，直到1946年中风卧床为止；她于1951年因动脉硬化在普林斯顿去世，比爱因斯坦早了四年。

在4岁或5岁时的某天，父亲送了一只指南针给卧病在床的爱因斯坦，他深深地被磁针展现出的奇异行为所迷住，这成为他以后对物理学产生浓厚兴趣的原因之一。大约在那时期，他开始学习拉小提琴。爱因斯坦5岁时进入一所天主教小学就读。8岁时，他转学到卢伊特波尔德高级文理中学（Luitpold-Gymnasium；后来改名为阿尔伯特·爱因斯坦高级文理中学），该校很注重数学、科学、拉丁文与希腊文，他在此获得7年良好的教育。

爱因斯坦的父亲所经营的电器公司，因无法与大公司竞争而被迫于1894年关闭，全家随后搬至意大利帕维亚，只有爱因斯坦继续留在慕尼黑完成学业；虽然他住在远房亲戚家，但他心里仍有被丢弃的感觉。严格专制的校风与机械式的学习方式令他难以忍受。那年年底，他借口身体不适，毅然决然地离开学校，搬去帕维亚与家人会合，如此一来他也可以避免从军。后来，他决然放弃德国国籍，成为无国籍人。在意大利时，年仅16岁的他撰写了有生以来第一篇理论物理论文，标题为《论在磁场里以太状态的研究》。

年仅16岁的爱因斯坦参加了瑞士苏黎世联邦理工学院的1895年入学考试，这时的他比大多数考生小至少两岁；虽然他在数理科部分得到高分，但没有通过考试的文科部分。理工学院院长建议他先完成高中学业，因此他进入瑞士阿劳的阿劳州立中学读书，住在教授约斯特·温特勒的家里。几个月后，他爱上了温特勒的女儿玛莉。隔年9月，他成功通过瑞士高中毕业考试，大部分学科都获得优良成绩，特别是在物理与数学两个学科，都得到了最高分6分。

爱因斯坦的父亲很希望爱因斯坦能够继承他的电机工程事业，但爱因斯坦对这不感兴趣，认为对他而言这是大材小用。1896年，年仅17岁的爱因斯坦获准进入苏黎世联邦理工学院师范系数理科学习物理，他在那里遇到未来妻子米列娃·马利奇。同班六名学生中，米列娃是唯一女性，她比爱因斯坦大三岁；爱因斯坦与米列娃在物理方面有共同的兴趣与目标，久而久之渐渐擦出爱情火花。1900年，爱因斯坦获得教学文凭，平均分数为4.9，是全班五名学生中第四名；米列娃的平均分数为4.0，是最后一名，校方不准她毕业，必须留级一年。有些人认为，米列娃与爱因斯坦合作写出著名的1905年论文，但物理史学者经过仔细研究后，找不到任何证明她做出实质贡献的依据。

婚姻与家庭

1987年发现与发表了一封爱因斯坦与米列娃早期往来的信件，信中透露他们在婚前曾有一名称为莉泽尔·爱因斯坦的女儿。。1902年初，莉泽尔诞生在塞尔维亚诺威萨米列娃的娘家；米列娃并没有带着莉泽尔回瑞士，莉泽尔的命运至今仍旧未知，爱因斯坦可能从未见过莉泽尔。在1903年9月一封写给米列娃的信里，爱因斯坦最后一次提到她，内容暗示女婴可能被收养或死于猩红热。

爱因斯坦和米列娃在1903年1月结婚，婚后生了两个儿子，大儿子汉斯·爱因斯坦于1904年5月在瑞士伯尔尼出生；二儿子爱德华·爱因斯坦于1910年7月在瑞士苏黎世出生。4年后，爱因斯坦任聘为德国柏林大学教授，一家人又再搬回德国柏林；由于夫妻感情不好，米列娃带着两个儿子到苏黎世居住，爱因斯坦仍旧留在柏林。

第一次世界大战结束后不久，他俩已分居5年，但婚姻终旧无法挽回，他们正式于1919年2月14日离婚。尽管有报道指出，他为了离婚把光电效应的诺贝尔奖金全部给了米列娃，但是爱因斯坦与妻子和孩子间的信件表明大部分奖金被他用来在美国投资了，其中很多都在大萧条中成为了泡沫。，二儿子爱德华对西格蒙德·弗洛伊德的精神分析有兴趣，20岁时精神崩溃，医生诊断为思觉失调，母亲长期照顾他。母亲百年后，他被送进精神病院生活，直到1965年过世。

爱因斯坦和米列娃的婚姻并不快乐。爱因斯坦曾经在1910年写信给他读中学时的女友玛莉·温特勒，在这封于2015年被公开的信里，爱因斯坦写到他的婚姻状况：“每一分钟空闲时间，我都以诚挚的爱想到你；我现在感受到只有男人能够感受到的不快乐。”那时，米列娃正怀有二儿子爱德华。

爱因斯坦的第二任妻子爱尔莎·爱因斯坦是他的表姐，在父系方面，他们都是同一位曾祖父的后代；在母系方面，他们都是同一位外祖父的后代。他们在1919年6月2日结婚。1933年，为了逃避纳粹德国，他们移民到美国，居住在普林斯顿。两年后，爱尔莎被诊断出患有心脏与肾脏疾病，必须卧床休息；她的病情迅速恶化，并于1936年过世。1935年，他的继女玛戈（Margot）将他介绍给玛格丽塔（Margarita Konenkova），之后两人坠入恋爱。一位俄国间谍专家指认玛格丽塔是俄国间谍，但这说法尚未被历史学者证实。

瑞士专利局

爱因斯坦在1900年毕业，没能留校担任助教，接下来两年时间都没能找到教职。1901年获得瑞士国籍，由于健康因素，他没有被征召入伍当兵。1902年在大学同学格罗斯曼·马塞尔的父亲协助下，成为伯尔尼瑞士专利局的助理鉴定员，从事电磁发明专利申请的技术鉴定工作。1903年成为正式职员。

爱因斯坦在专利局的工作很多都是与电信号传递、机电时间的同步化这类技术问题有关，这两类技术问题也时常会明显地出现在爱因斯坦的思想实验里，而这些思想实验最终导致爱因斯坦作出关于光的性质与时空之间的基础关联的大胆结论。

爱因斯坦利用业余时间开展科学研究，并且和在伯尔尼遇到的几位朋友组成讨论小组，自嘲地取名为“奥林匹亚学院”。他们时常定期聚集在一起讨论科学和哲学，共同阅读昂利·庞加莱、恩斯特·马赫和戴维·休谟的著作，他的科学哲学的发展因此深受影响。

欧洲时期学术生涯

爱因斯坦最早于1900年已在极具权威性的德国《物理年鉴》发表论文《毛细现象的结论》，由于这篇论文的基本猜测并不正确，其对于日后物理学的发展并没有给出任何实质贡献。那年，他决定继续攻读博士学位，由于苏黎世联邦理工学院并不提供物理博士学位，他必须通过特别安排从苏黎世大学得到博士学位。隔年，他成为苏黎世大学实验物理学教授阿尔弗雷德·克莱纳的博士学生。那年11月，他写完了初版的博士论文，但克莱纳并不满意这论文，特别是爱因斯坦在论文里对于其它科学权威的攻击。经过努力改善，1905年，他的博士论文《分子大小的新测定法》终获接受，他可以得到博士学位。同年，他发表了关于光电效应、布朗运动、狭义相对论、质量和能量关系的四篇论文，在物理学的四个不同领域中取得了历史性成就。该年被后人称为“爱因斯坦奇迹年”。

到了1908年，爱因斯坦已被公认为物理学领域的顶尖学者，伯尔尼大学聘请他为讲师，但由于薪俸微薄，他仍需继续在专利局工作。隔年，苏黎世大学新设立了一个理论物理学副教授席位，克莱纳很想让爱因斯坦专任这份工作，可是克莱纳很不欣赏爱因斯坦的教学风格，他讲课时会长时间独白，并且缺乏条理，爱因斯坦只好提议，在苏黎世的物理学会开一场讲课，请克莱纳再评估一次。经过精心准备，爱因斯坦的讲课获得好评，克莱纳于是向苏黎世大学推荐爱因斯坦，“自从他在相对论的成就之后，他已是最重要的理论物理学者之一……爱因斯坦博士会证实他也是一位教师，因为他的才智与良心会在必要时间促使他接受建议”。爱因斯坦成为苏黎世大学的理论物理学副教授，他辞去了专利局工作。

那时期，布拉格查理大学正在努力招募年轻物理人才，在名望与薪资的双重吸引下，爱因斯坦1911年转任这所大学的教授，同时获准成为奥匈帝国的公民。任职期间，他共撰写了11篇科学论文，其中5篇论述辐射数学与固体量子理论。1912年7月，他又回到母校苏黎世联邦理工学院担任理论物理学教授，主要是教导分析力学与热力学，在学术研究方面，他专注于引力问题，与数学家朋友马塞尔·格罗斯曼共同尝试找到解答，突破似乎在望，但真正严格表述还要等待几年。

应马克斯·普朗克和瓦尔特·能斯特的邀请，爱因斯坦于1914年回到德国担任威廉皇家物理研究所的第一任所长（1914-1932）兼柏林大学教授，而且不需要在课堂担任教职。很快地，他当选为普鲁士科学院院士。1916年，又获选为德国物理学会的会长（1916-1918）。

爱因斯坦于1915年发表了广义相对论。根据这理论，他预言，光线经过太阳引力场时会被弯曲。1919年，这预言由英国天文学家亚瑟·爱丁顿观测1919年5月29日日食的结果所证实。全世界的很多新闻媒体都以头版报导这惊人的观测结果，爱因斯坦因此成为家喻户晓的物理学者，同年11月7日，英国泰晤士报的头条新闻标题宣告，“科学革命，宇宙新理论已将牛顿绘景推翻”。

1917年，爱因斯坦在《论辐射的量子性》一文中提出了受激辐射理论，开创了激光学术领域。

由于在光电效应方面的研究成果，爱因斯坦获授予1921年度的诺贝尔物理学奖（延后颁发一年，1922年才获奖）。在瑞典科学院的公告中并未提及相对论，原因是相对论被认为仍旧存在争议。

普林斯顿岁月

1933年1月，纳粹党攫取德国政权，希特勒成为德国总理。那时，爱因斯坦正在美国，由于纳粹党鼓吹反犹太主义，爱因斯坦知道他无法返回德国。3月，爱因斯坦与妻子爱尔莎坐船来到比利时。途中，爱因斯坦获知，纳粹借口闯入了他的暑假小屋，又没收了他的心爱小船。抵达安特卫普后，他立刻到德国大使馆缴回护照，并且宣布再度放弃德国国籍，他又向普鲁士科学院提出辞呈，他在辞呈里表示，“就目前情势来看，他觉得无法忍受倚赖普鲁士政府。”

回到美国后，10月，爱因斯坦成为普林斯顿高等研究院的常驻教授，他此后有生之年，几乎都在这里度过，他再也没有踏上欧洲一步。除了爱因斯坦以外，奥斯瓦尔德·维布伦、约翰·冯·诺伊曼、库尔特·哥德尔与赫尔曼·外尔等等世界级学者也都获聘来到这里做研究。爱因斯坦与哥德尔成为忘年之交，他们每天都会一起走路到研究室工作，途中顺便讨论一些科学问题。爱因斯坦本性幽默，很喜欢开玩笑，而严肃的哥德尔则疑心很重，时常忧虑、郁闷；爱因斯坦极力主张量子力学的不完备性，哥德尔的不完备定理则是现代逻辑学的重要里程碑。在某些方面，他们很像对方，他们都有“打破砂锅问到底”的习性，想要找到问题的症结所在。

在这段时期，爱因斯坦尝试发展出统一场理论，驳斥量子物理的哥本哈根诠释，但都没有获得重大突破，他逐渐地与物理研究的主流趋势脱节。

二战和曼哈顿工程

在1939年，包括利奥·西拉德、爱德华·泰勒、尤金·维格纳在内的一群流亡物理学者试图警告美国政府，揭露纳粹德国正在进行的原子弹研究；他们把警告美国人民视为己任：德国科学家也许会赢得制造原子弹竞赛的胜利；希特勒会毫不犹豫地使用这种武器。为了要让美国警觉到原子弹的巨大威胁，他们曾拜访爱因斯坦，告诉他杀伤力超强的原子弹可能在不久的将来被制成。爱因斯坦支持和平主义，他正在专心研究统一场理论，并不清楚核子研究的最新发展，他从未想到这项技术的进展会如此快速。爱因斯坦被说服借助其崇高声望和西拉德写信给美国总统富兰克林·罗斯福。他们还建议美国政府注重并直接介入核武器研究。这封信被认为是，美国在参与二战前夕，展开大规模核武器研究的关键激励因素。罗斯福不能冒险让希特勒抢先掌握原子弹技术。由于爱因斯坦的信件，美国加入研制原子弹竞赛，依托其巨大的材料、金融、科学资源展开曼哈顿计划，成为在二战中唯一成功研制出原子弹的国家。

对爱因斯坦而言，“战争是一种疾病……他呼吁抵抗战争”。写给罗斯福的那封信违反了爱因斯坦所支持的和平主义。在过世之前一年，爱因斯坦对老朋友莱纳斯·鲍林说：“我一生之中犯了一个巨大的错误：我签署了那封要求罗斯福总统制造核武器的信。但是犯这错误是有原因的：德国人制造核武器的危险是存在的。”

离世

爱因斯坦69岁时被诊断出患有腹主动脉瘤，著名肠胃科权威医生鲁道夫·尼森是他的开刀医生，他用玻璃纸紧紧包住葡萄柚尺寸的瘤，试图促使血管纤维化，降低破裂的风险。爱因斯坦可能因此手术多活了几年。