註釋
阿爾伯特·愛因斯坦（德語：Albert Einstein，1879年3月14日－1955年4月18日），20世紀猶太裔理論物理學家，創立了相對論，現代物理學的兩大支柱之一（另一個是量子力學）。雖然愛因斯坦的質能方程式E = mc2最著稱於世，他是因為「對理論物理的貢獻，特別是發現了光電效應」而獲得1921年諾貝爾物理學獎。
愛因斯坦總共發表了300多篇科學論文和150篇非科學作品。愛因斯坦被譽為是「現代物理學之父」及二十世紀世界最重要科學家之一。他卓越的科學成就和原創性使得「愛因斯坦」一詞成為「天才」的同義詞。
生平
1879至1896年童年與青年時期
愛因斯坦於1879年3月14日出生在德意志帝國之符騰堡王國烏爾姆市。他的父親赫爾曼·愛因斯坦（Hermann Einstein）是一名商人。他的母親寶琳·柯克（Pauline Koch）是一位音樂家。愛因斯坦一家是不遵循猶太教規的猶太人。赫爾曼（1847一1902）娶寶琳·柯克（1858一1920）生馬婭（1881一1951）與阿爾伯特（1879一1955）；馬婭嫁給了保羅·溫特勒；阿爾伯特先娶了米列娃·馬里奇（1875一1948）並生下了莉澤爾（1902）、愛德華（1910）、漢斯·阿爾伯特（1904）；阿爾伯特後娶了埃爾莎（1876一1936）並生下伊爾莎（1897）、瑪戈（1899）。
慕尼黑及中小學教育
愛因斯坦出生後不久，便於1880年舉家遷往慕尼黑，同年10月愛因斯坦的父親與叔叔在新居住地創建了一間電機工程公司，專門設計與製造電機機器。
愛因斯坦在小時候並不是神童，但也不是很糟糕的學生。有故事說他直到三歲才開始說話。但是阿爾伯特·愛因斯坦檔案館駁斥這一?法。他在第一所學校裏成績不錯，是一個思維敏捷、聰明，但有時十分叛逆的學生。他的成績在優（sehr gut，1分）良（gut，2分）間徘徊。在語言方面不是十分出色，但在自然科學方面卻表現十分出眾。愛因斯坦常讀科普書籍，喜歡了解最新的科研成果，特別是亞龍·貝恩斯坦（Aaron Bernstein）所著的《自然科學通俗讀本》（Naturwissenschaftlichen Volksb?cher）對他興趣的形成及其今後道路產生了重大影響。他五歲時對袖珍羅盤?迷，並開始受訓於私人學拉小提琴。1888年，進入路易博德文理中學（Luitpold-Gymnasium，校址此後幾番變遷，1965年改名為阿爾伯特·愛因斯坦文理中學）。1894年，全家又遷至意大利米蘭。十五歲的愛因斯坦原計劃留在學校，考完德國大學資格入學考試（Abitur）才離開，但由於常遭老師訓斥以及常觸犯德意志第二帝國時期學校的紀律與秩序，愛因斯坦決定肄業，隨其父母同往米蘭。為了不服軍役，十七歲的愛因斯坦放棄了德國國籍。他遠離猶太宗教團體。
1896至1914年於瑞士
進入大學
愛因斯坦並未依照其父親的意願讀電機工程學，而是依他家一好友的建議於1895年申請了瑞士蘇黎世聯邦理工學院，由於沒有德國大學資格入學考試成績，愛因斯坦需要當年夏天參加該校入學考試，格羅斯曼雖借了筆記給愛因斯坦來準備，不過愛因斯坦並未在考前抓緊複習，而是選擇去了北意大利遊玩，因此，十六歲的他--身為當時最小的參考者，沒有通過此次考試。他的自然科學考得很不錯，但法語沒考好。該校校長赫爾岑推薦他去瑞士的阿勞州立中學學習一年。在阿勞州立中學學習的這段時光中使愛因斯坦感到十分愉快，這所學校的的理念是「概念思考是建立在『直觀』之上的」，完全符合他的需求。1896年十月，愛因斯坦參考瑞士大學入學考試（Matura），10月3日的成績單上顯示他有五科目皆取得最好的成績（瑞士，6分）。1896年，愛因斯坦進入蘇黎世聯邦理工學院師範系學習物理學，該校物理教授海因里希·弗里德里希·韋伯（Heinrich Friedrich Weber）很討厭愛因斯坦，曾對他說：「你很聰明，但有個缺點，你聽不進別人的話」，為此愛因斯坦的女友米列娃·馬里奇時常與韋伯教授衝突，指責這是對愛因斯坦的不公。1899年6月，愛因斯坦在實驗室的一場爆炸中手部嚴重燒傷。
畢業
愛因斯坦1900年畢業，沒能留校擔任助教，接下來兩年時間都沒能找到教職。1901年取得瑞士國籍。1902年在大學同學格羅斯曼（M. Grossman）的父親協助下，成為伯恩瑞士專利局的助理鑒定員，從事電磁發明專利申請的技術鑒定工作，1903年成為正式職員。他利用業餘時間開展科學研究，和幾個伯恩的朋友組成了名為「奧林匹亞學院」的討論組，討論科學和哲學，包括儒勒·昂利·龐加萊、恩斯特·馬赫和大衛·休謨的著作。
1901年在德國《物理年鑑》發表《毛細現象的結論》。1905年完成蘇黎世大學博士答辯論文《分子大小的新測定法》，導師是阿爾弗雷德·克萊納，，在論文中他提出阿佛加德羅常數為2.2×1023
。同年他發表了關於光電效應、布朗運動、狹義相對論、質量和能量關係的四篇論文，在物理學的四個不同領域中取得了歷史性成就。該年被後人稱為愛因斯坦奇蹟年。
奇蹟年
愛因斯坦在1905年發表了六篇劃時代的論文，分別為：《關於光的產生和轉化的一個試探性觀點》、《分子大小的新測定方法》、《基於熱分子運動論的靜止液體中懸浮粒子的運動研究》、《論動體的電動力學》、《物體的慣性同它所含的能量有關嗎？》、《布朗運動的一些檢視》。因此這一年被稱為「愛因斯坦奇蹟年」。100年後的2005年因此被定為「世界物理年」。
" 1905年3月，德國《物理年鑑》發表《關於光的產生和轉化的一個試探性觀點》（?ber einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt），認為光是由分離的粒子所組成。愛因斯坦解釋光也是由小的能量粒子（光量子）組成的，並且量子可以像單個的粒子那樣運動。「光量子」理論把1900年普朗克創立的量子論大大推進一步，揭示了微觀世界的基本特徵：波動-粒子二元性。
" 1905年5月11日，德國《物理年鑑》發表一篇用布朗運動解釋微小顆粒隨機遊走的現象的論文《熱的分子運動論所要求的靜液體中懸浮粒子的運動》（Die von der molekularkinetischen Theorie der W?rme geforderte Bewegung von in ruhenden Fl?ssigkeiten suspendierten Teilchen）。這篇論文是對布朗運動這種平移擴散的開創性研究。
" 1905年6月30日，德國《物理年鑑》發表《論動體的電動力學》（Elektrodynamik bewegter K?rper）一文。首次提出了狹義相對論基本原理，論文中提出了兩個基本公理：「光速不變」，以及「相對性原理」。
" 1905年9月27日，德國《物理年鑑》刊出《物體的慣性同它所含的能量有關嗎？》（Ist die Tr?gheit eines K?rpers von seinem Energieinhalt abh?ngig? ），認為「物體的質量可以度量其能量」，隨後導出了E = mc?的公式。
愛因斯坦1908年兼任伯恩大學的兼職講師。1909年離開專利局任蘇黎世大學理論物理學副教授。1911年任布拉格德國大學理論物理學教授，1912年任母校蘇黎世聯邦理工學院教授。
1914至1932年:德國柏林歲月
1914年，應馬克斯·普朗克和瓦爾特·能斯特的邀請，回德國任威廉皇家物理研究所所長兼柏林洪堡大學教授，直到1933年。1920年應亨德里克·勞侖茲和保羅·埃倫費斯特的邀請，兼任荷蘭萊頓大學特邀教授。第一次世界大戰爆發後，他投入公開和地下的反戰活動。
1915年愛因斯坦發表了廣義相對論。他所作的光線經過太陽重力場要彎曲的預言，於1919年由英國天文學家亞瑟·斯坦利·愛丁頓的日全蝕觀測結果所證實。1916年他預言的重力波在1978年也得到了證實。愛因斯坦和相對論在西方成了家喻戶曉的名詞，同時也招來了德國和其他國家的沙文主義者、軍國主義者和排猶主義者的惡毒攻擊。
1917年愛因斯坦在《論輻射的量子性》一文中提出了受激輻射理論，成為激光的理論基礎。
愛因斯坦因在光電效應方面的研究，獲授予1921年諾貝爾物理學獎。不過在瑞典科學院的公告中並未提及相對論，原因是認為相對論存在爭議。
1932至1955年:美國普林斯頓的歲月
1933年1月納粹黨攫取德國政權後，愛因斯坦成為科學界首要的迫害對象，幸而當時他在美國講學，未遭毒手。3月他回歐洲後避居比利時，9月9日發現有準備行刺他的蓋世太保跟蹤，星夜渡海到英國，10月轉到美國擔任新建的普林斯頓高等研究院的教授（與普林斯頓大學非同一機構），直至1945年退休。1940年他取得美國國籍。
1937年愛因斯坦曾經探訪住在美國加州的查理·卓別林。
1939年他獲悉鈾核分裂及其鏈式反應的發現，在匈牙利物理學家利奧·西拉德推動下，上書羅斯福總統，建議研製原子彈，以防德國搶先。第二次世界大戰結束前夕，美國在日本廣島和長崎兩個城市上空投擲原子彈，愛因斯坦對此表示強烈不滿。戰後，為開展反對核戰爭和反對美國國內右翼極端分子的運動進行了不懈的鬥爭。
1955年4月，愛因斯坦被診斷出患有主動脈瘤，18日午夜在睡夢中感到呼吸困難，主動脈瘤破裂導致大腦溢血破裂，而逝世於普林斯頓。一位名叫托馬斯·哈維的醫生在驗屍過程中，在未經愛因斯坦的家人允許下，私自取下愛因斯坦的大腦保存，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，以發現愛因斯坦那麼聰明的原因。為遵照愛因斯坦的遺囑，他死後並沒有舉行任何喪禮，也不築墳墓，不立紀念碑，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。愛因斯坦的後半生一直從事尋找統一場論的工作，不過這項工作沒有獲得成功，對此，著名的愛氏研究專家亞伯拉罕·派斯曾說：「愛因斯坦在1925年之後就應該去釣魚，而不是繼續做研究」。現在，尋找比統一場論包含內容更廣泛、能夠統一解釋各種基本相互作用的理論，是理論物理學研究的中心問題之一。
主要科學成就
相對論和愛因斯坦質能方程式
經典電動力學開始是在牛頓力學框架內發展起來的，但後來在解釋運動物體的電動力學時卻遇到了麻煩。考慮同樣的兩個光源，光源A相對觀察者靜止，光源B以速度V向觀察者移動。麥克斯韋說，兩個光源發出的光速跟運動的速度無關，都是光速，是一個常量。可是按照經典物理學的理論，運動的光源發出的光速應當是光速和光源運動速度的疊加。愛因斯坦的狹義相對論解決了這個矛盾。狹義相對論指出，絕對化的參照系選取造成了這個問題。在觀察者看來，光源A和B發出的光速的確相同；但是對兩個光源來說，A的一秒鐘並不等於B的一秒鐘：B所經歷的時間更慢；所以不能把它們放在同一個參照系中比較。這否定了以太的存在，並顛覆了牛頓的絕對時空觀。
承認時空的相對性導致了幾個必然的推論。一是運動的物體會在其運動的方向上長度收縮。二是運動的物體會經歷時間膨脹。也就是說，一個高速運動的鐘錶要比靜止的同樣鐘錶走得慢。三是能量和質量其實是一回事，可以相互轉換。用公式表達出來，就是E = mc2。因此，對於任何物體來?，其質量會隨?其速度的增加而增加。
值得指出的是，愛因斯坦的相對論在很多年裏備受爭議，以致於他在接受諾貝爾獎時，頌詞裏根本就沒有提到相對論。第一個接受相對論的物理學家據說是普朗克。
波粒二象性
在一篇1909年的文章中，愛因斯坦證明普朗克的「能量子」具有精確的動量，並且表現得像一個獨立的點狀粒子。這篇文章提出了「光子」的概念。但光子作為一個名詞，是吉爾伯特·路易斯在1926年提出的。
臨界乳光理論
由於流體中分子的無規律運動，流體的密度在不同的區域會略有不同。在常溫下這個現象比較微弱。但在流體的溫度和壓力趨於其三相點時，流體的密度不均會越來越明顯，直到流體內部不同密度小團塊的尺度接近或達到入射光的波長。此時原本透明的流體會變得不透明，並會強烈的散射入射光。這被稱為臨界乳光。愛因斯坦用統計熱力學的方法定量的解釋了這個問題，並指出天空的藍色其實也是由於空氣的密度漲落而引起。
零點能
1913年，愛因斯坦和奧圖·史特恩在一篇論文裏指出，諧振子在絕對零度時，仍存有一定能量。他們把它稱作「殘餘能量」，後世稱為零點能。在絕對零度，諧振子的能量仍有值?hν。零點能的存在導致了一些有趣的現象，比如蘭姆位移與卡西米爾效應。
廣義相對論和等效原理
廣義相對論是愛因斯坦在1907-1915年間提出的一種重力理論。其基本要義是觀測者不能在封閉環境裏分辨出由加速度所產生的慣性力或由物體所產生的重力；慣性參考系和非慣性參考系的動力學效應都是不能分辨，其中的兩類觀察者都是能用各自的方式去正確描述事實，所以這兩種分析方法是等效的。等效原理揭示，運動的相對性不但包括狹義相對論中的常速運動，加速運動也在其中。
廣義相對論預言了很多物理現象，比如物質的重力場會使時空彎曲。光子的路徑在重力場中會發生偏折，即當光子途徑一個大質量物體時路徑會朝向物體發生彎曲。同時，當有一個大質量物體存在時，同一個過程在離大質量物體近時會比遠離該物體時進行得更慢，這叫做重力時間膨脹。射入重力勢阱中的光會發生藍移，而相反從勢阱中射出的光會發生紅移，這被稱作重力紅移。這些預測後來紛紛得到了實驗驗證。
玻色-愛因斯坦統計
1923年，印度物理學家玻色把關於玻色統計的一篇論文寄到英國《哲學雜誌》（Philosophical Magazine），結果遭到拒絕發表。不得已，他在1924年將該論文轉寄給愛因斯坦，尋求他的意見。玻色認為，頻率相同的光子全同，無法分辨。因此在一個能級上有很多光子，這稱做一個分佈。根據其能量，必然有一些分佈出現的幾率比其它的分佈更大。愛因斯坦注意到玻色的統計方法不僅適用於光子，還適用於其他的一些粒子。後世把這些粒子稱為玻色子。他把玻色的文章翻譯成德文後發表。
愛因斯坦根據玻色的理論發表了自己的文章，並預言了玻色子冷卻到非常低的溫度後，會凝聚到能量最低的可能量子態中，導致一種全新的物態。這種物態被稱為玻色-愛因斯坦凝聚態。1995年，科羅拉多大學鮑爾德分校的埃裡克·康奈爾和卡爾·威曼使用氣態的銣原子在170 nK（1.7×10?7 K）的低溫下首次觀測到了玻色-愛因斯坦凝聚。四個月後，麻省理工學院的沃爾夫岡·克特勒使用鈉蒸氣獨立實現了玻色-愛因斯坦凝聚。
與其他科學家的合作與關係
1927年在比利時布魯塞爾索爾維國際物理研究所召開的索爾維會議集中了當時最著名的物理學家。愛因斯坦在前排中央。
愛因斯坦-德哈斯效應
愛因斯坦和萬德爾·德哈斯證明了磁化是由電子的自旋造成的。他們把一個靜止的鐵磁體懸掛在細線一端，放在在導線圈裏，然後給線圈施加一個電流脈衝，造成鐵磁體的偏轉。轉動時鐵磁體將具有一個特定的角動量。根據角動量守恆定律，需要在鐵磁體內部產生一個大小相等，但方向相反的角動量。這個角動量正是由鐵磁體中電子自旋的反轉而產生。這個效應又稱作理查森效應，以物理學家歐文·理查森的名字命名。
薛定諤氣體模型
1924-1925年，愛因斯坦發表了三篇關於理想氣體的論文，運用玻色-愛因斯坦統計來計算理想氣體的熱力學性質。薛定諤?讀了愛因斯坦的文章後，對其方法不解，甚至一度認為愛因斯坦錯了。愛因斯坦建議他用經典物理學的方式考慮一個三維勢箱，把勢箱中的粒子當作獨立諧振子，然後對這些諧振子進行量子化處理。薛定諤用這個方法推出了半經典意義上理想氣體的熱力學性質。薛定諤希望愛因斯坦在文章上署名，但是愛因斯坦婉拒了。
愛因斯坦冷凍機
1926年，愛因斯坦和他的學生列奧·西拉德共同發明了一種吸收式冷凍機，既不用電，也沒有活動部件。他們在1930年申請了專利美國專利 1,781,541。該發明在當時是革命性的，但卻沒有立即商業化。一家瑞典製冷設備公司Electrolux為了防止這種新技術帶來的競爭，買斷了他們的專利。這種冷凍機被稱為愛因斯坦冷凍機。據說他是在看晨報時，看到一條新聞，關於一家人死於冷凍機中的氨氣，原因是壓力泵的機械勞損，才開始對此的研究。
2008年，牛津大學開展了一項為期三年的研究計劃，目的是為缺電的地區研發耐用的家用機械，其中包括冷凍機。研究人員說，愛因斯坦冷凍機經改進設計並使用不同的壓縮氣體後，其效率是原來設計的四倍。
愛因斯坦與玻爾
愛因斯坦和尼爾斯·玻爾都是舊量子力學的奠基人。他們之間關於量子力學發生了一系列著名的爭論。愛因斯坦認為，物理學應該能告訴他在公式背後的真實世界發生了什麼。而玻爾只對公式本身感興趣而不關心現實世界中的事件。愛因斯坦對於量子力學持續有力的批評促進了量子力學的發展。他們之間辯論因其對科學哲學的重要性而被載入史冊。
愛因斯坦-波多爾斯基-羅森悖論
愛因斯坦-波多爾斯基-羅森悖論是由愛因斯坦、鮑里斯·波多爾斯基和納森·羅森在1935年發表於美國《物理評論》雜誌的論文中提出的一個思維實驗，又稱為EPR佯謬或EPR悖論。 愛因斯坦等認為，如果一個物理理論是正確和完備的，就應該同時滿足兩個判據：完備性判據和實在性判據。第一個判據要求物理實在的每個要素都必須在該理論中體現出來。第二個判據是，如果我們能不干擾某體系，卻能夠確定該體系中某一個物理量的話，那麼這個物理量一定對應物理實在的要素。量子力學很顯然不能同時滿足這兩個判據，因此愛因斯坦等人不相信它是完備的。
EPR悖論引起後世對量子糾纏現象的興趣。
社會活動
愛因斯坦是左翼錫安主義運動的重要支持者，同時也支持以色列-阿拉伯合作的努力。他支持在英屬巴勒斯坦託管地建立猶太人家園，但是開始時反對建立一個有邊界、軍隊和世俗權力的猶太國家。
1921年，愛因斯坦和其妻艾爾莎·愛因斯坦在紐約迎接錫安主義的領袖們，包括以色列未來的總統哈伊姆·魏茨曼和妻子薇拉·魏茨曼、梅納赫姆·烏什金以及本-錫安·莫新森。
有人認為愛因斯坦是一個文化錫安主義者，因為他主張一個以色列-阿拉伯二族混居的國家。荷蘭出版公司Querido收集了11篇愛因斯坦的文章，匯集成《我眼中的世界》一書。愛因斯坦在前言中將該書「獻給德國的猶太人」。面對德國日益高漲的軍國主義，愛因斯坦在著述和演講中呼籲和平。
聯合國最後決定以巴分治，劃分了新以色列?的邊界，戰爭立刻爆發。1948年，愛因斯坦等人在《紐約時報》上發表公開信，就戴爾亞辛村屠殺阿拉伯村民一事強烈抨擊梅納赫姆·貝京的自由黨，並將該黨稱作「納粹和法西斯黨」。公開信明確表示，如果自由黨繼續掌權，以色列前途堪憂。1948年5月，美國政府承認以色列?。愛因斯坦稱這一舉動「完成了我們（猶太人）的夢想」。愛因斯坦在1948年美國總統選舉中支持副總統亨利·華萊士的進步黨，因為華萊士持支持以色列的立場。
愛因斯坦是耶路撒冷希伯來大學監事會監事。在他1950年遺囑中，愛因斯坦將其作品的著作權贈予希伯來大學。現在許多愛因斯坦著作的原件存放在希伯來大學的愛因斯坦檔案館中。
1952年以色列總統魏茨曼去世後，有人呼籲愛因斯坦出任以色列第二任總統。愛因斯坦婉拒說，同人打交道，他「既無能力又無經驗」。他後來寫到：「我為以色列國的邀請所深深感動，但哀傷並慚愧的是，我無法接受。」
愛因斯坦和反對納粹主義
從1930年代直至二戰，愛因斯坦一直建議美國政府向想逃離歐洲的猶太人頒發簽證。他曾為錫安主義組織募款，並在1933年參與發起了國際救援委員會。
在德國，「德意志物理」運動成員出版了抹黑愛因斯坦的小冊子和教科書。諾貝爾獎得主菲利普·萊納德和約翰尼斯·斯塔克把愛因斯坦的工作稱為「猶太物理」，並發起一場運動把它們從德語詞彙中清除出去。教授愛因斯坦理論的學者都上了黑名單，比如維爾納·海森堡。菲利普·萊納德宣稱，愛因斯坦質能方程式不是愛因斯坦的發明，而是德國學者弗裏德利希·海森諾爾的雅利安傑作。
二戰和曼哈頓工程
1939年，包括流亡物理學家列奧·西拉德在內的一組匈牙利學者上書華盛頓，揭露納粹德國正在進行的原子彈研究。但他們的警告受到冷落。愛因斯坦、西拉德以及其他流亡科學家愛德華·泰勒和尤金·魏格納「把警告美國人民視為己任：德國科學家也許會贏得製造原子彈競賽的勝利；希特拉會毫不猶豫的使用這種武器」。1939年夏，二戰開始前幾個月，愛因斯坦被?服藉助其崇高聲望和西拉德一同寫信給羅斯福總統。他們還建議美國政府注重並直接介入鈾和相關裂變反應的研究。
該信件被認為是「在美國介入二次世界大戰之前開展嚴肅核武器研究最重要的激勵因素」。羅斯福總統不能冒險讓希特拉先掌握原子武器。因為愛因斯坦的信件以及和羅斯福總統的面晤，美國加入了研製核武器的競賽，依託其巨大的材料、金融和科技資源展開了曼哈頓計劃。美國成為在二戰中唯一一個成功研製出原子彈的國家。
對愛因斯坦而言，「戰爭就是瘟疫，……他呼籲我們抵抗瘟疫」。但在1933年，儅希特拉攫取德國政權後，「他徹底的放棄了『和平主義』……事實上，他催促西方大國為德國的又一次進攻做准備。」1954年，愛因斯坦對老朋友林納斯·鮑林說：「我一生中犯了一個巨大的錯誤：我簽署了那封要求羅斯福總統製造核武器的信。但是犯這個錯誤是有原因的：德國人製造核武器的危險是存在的。」
