愛因斯坦(1879-1955)是德國猶太人。他創立了代表現代科學的相對論，為核能的發展奠定了理論基礎，開創了現代科技及其深遠影響和廣泛應用的現代科學新紀元，被公認為自伽利略、牛頓以來最偉大的科學家和思想家。1921諾貝爾物理學獎獲得者。
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，艾伯特？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，愛因斯坦完成了開創物理學新紀元的長篇論文《論輸運體的電動力學》，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。
科學成就的第二個高峰
1915到1917這三年，是愛因斯坦科學成就的第二個高峰，類似於1905，他也在三個不同的領域取得了歷史性的成就。除了被公認為人類思想史上最偉大的成就之壹的廣義相對論最終成立於1915。1916年在輻射量子中提出引力波理論，1917年開創現代宇宙學。
1915年7月之後，愛因斯坦在走了兩年多的彎路之後，又回到了萬有協變的要求。從6月1915到6月110，他集中精力探索新的引力場方程，在6月165438+10月4日，11，18。
在第壹篇論文中，他得到了滿足守恒定律的普適協變引力場方程，但增加了壹個不必要的限制。在第三篇論文中，根據新的引力場方程，計算出光線通過太陽表面的偏轉為1.7弧秒，同時計算出水星近日點的歲差為每100年43秒，徹底解決了60多年來天文學的壹大難題。
他在19115年10月25日的論文《引力場方程》中，放棄了對變換群不必要的限制，建立了真正普適的協變引力場方程，宣告廣義相對論作為壹個邏輯結構最終完成。1916年春天，愛因斯坦寫了壹篇總結論文《廣義相對論的基礎》；同年年底，壹本流行的小冊子《論狹義和廣義相對論》問世。
1916年6月，愛因斯坦在研究引力場方程的近似積分時，發現壹個力學系統在變化時必然會發出以光速傳播的引力波，並由此提出了引力波理論。1979，愛因斯坦去世24年後，引力波的存在被間接證明。
1917年，愛因斯坦利用廣義相對論的成果研究宇宙的時空結構，發表了開創性的論文《基於廣義相對論的宇宙考察》。分析了“宇宙在空間是無限的”這壹傳統概念，指出它與牛頓的引力理論和廣義相對論是不相容的。在他看來，可能的出路是把宇宙看成壹個空間體積有限的封閉的連續區域，用科學的論證來推斷宇宙在空間上是無限的。這是人類歷史上壹個大膽的創舉，使宇宙學擺脫了純粹的猜測，進入了現代科學的領域。
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。
同樣的理論，他從來沒有成功過。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。