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第23章 爱因斯坦 超越时空与广义相对论的革命（第1页）

一、早年生活

1879年3月14日，阿尔伯特·爱因斯坦出生在德国乌尔姆市班霍夫街135号，父母赫尔曼·爱因斯坦和宝琳·科赫都是犹太人。1880年，爱因斯坦一家迁居慕尼黑，这里成为爱因斯坦童年和青少年时期的主要居住地。在慕尼黑，爱因斯坦进入了路易波尔德高级中学接受教育。在这段时间里，他接受了宗教教育，并在1888年进行了受戒仪式，弗里德曼是他的指导老师。

1889年，爱因斯坦的生活发生了一个重要的转折点。当时，一位名叫塔尔梅的医科大学生经常来爱因斯坦家中做客，他向年轻的爱因斯坦介绍了各种科普读物和哲学着作。这些书籍极大地激发了爱因斯坦的好奇心和求知欲，使他对科学和哲学产生了浓厚的兴趣。1891年，爱因斯坦开始自学欧几里得几何，对数学产生了狂热的喜爱。随后，他又开始自学高等数学，展现了惊人的自学能力。

1892年，爱因斯坦开始阅读伊曼努尔·康德的哲学着作，这进一步拓宽了他的思维视野。1894年，爱因斯坦一家因为商业上的原因移居意大利米兰。爱因斯坦留在慕尼黑继续完成学业，但不久后他也前往米兰与家人团聚。1895年，爱因斯坦自学完成了微积分课程。同年，他尝试报考瑞士联邦理工学院，但由于未能通过入学考试，他不得不重新规划自己的未来。在这一时期，爱因斯坦开始思考一些物理学的基本问题，特别是当一个人以光速运动时会看到什么现象，对经典理论的内在矛盾产生了深深的困惑。

1896年，爱因斯坦在阿劳州立中学获得了毕业证书，并于10月29日迁居苏黎世，进入瑞士联邦理工学院就读。在苏黎世，爱因斯坦结识了许多志同道合的朋友，其中包括未来的妻子米列娃·玛丽克。1899年10月19日，爱因斯坦正式申请瑞士公民权，这标志着他开始融入瑞士社会。1900年8月，爱因斯坦顺利毕业，同年12月，他完成了论文《由毛细管现象得到的推论》，这篇论文次年发表在德国莱比锡的《物理年鉴》上。同年，爱因斯坦正式加入了瑞士国籍。

1901年3月21日，爱因斯坦正式取得瑞士国籍。这一年，他完成了关于电势差的热力学理论的论文。1902年6月16日，爱因斯坦被瑞士伯尔尼专利局雇佣，这份工作为他提供了稳定的收入，也让他有更多的时间进行科学研究。1903年，爱因斯坦与米列娃·玛丽克结婚，他们在此之前已经有了一个女儿。1904年9月，爱因斯坦由专利局的试用人员转为正式三级技术员。

1905年是爱因斯坦的“奇迹年”。这一年，他发表了四篇划时代的论文，彻底改变了物理学的面貌。3月，爱因斯坦发表了“量子论”，提出光量子假说，成功解释了光电效应。4月，他向苏黎世大学提交了论文《分子大小的新测定法》，并因此获得了博士学位。5月，爱因斯坦完成了《论动体的电动力学》，这篇论文独立而完整地提出了狭义相对性原理，开创了物理学的新纪元。1906年4月，爱因斯坦晋升为专利局二级技术员。11月，他完成了关于固体比热的论文，这是关于固体的量子论的第一篇论文。

1907年，爱因斯坦再次升职，成为专利局一级技术员。1908年10月，他开始兼任伯尔尼大学的编外讲师，这标志着他正式步入学术界。1909年10月，爱因斯坦离开伯尔尼专利局，担任苏黎世大学理论物理学副教授。1910年10月，他完成了关于临界乳光的论文，进一步巩固了他在物理学界的声誉。1911年，爱因斯坦从瑞士迁居到捷克布拉格，担任布拉格大学的教授。1912年，他提出了“光化当量”定律，继续在光学领域做出重要贡献。1913年，爱因斯坦重返德国，担任柏林威廉皇帝物理研究所所长和柏林洪堡大学教授，并当选为普鲁士科学院院士。

二、柏林岁月

1914年4月，阿尔伯特·爱因斯坦接受了德国科学界的邀请，迁居到柏林。这次迁移标志着他职业生涯的一个重要转折点。然而，几个月后，第一次世界大战爆发，柏林迅速成为战争的中心。尽管身处战争的发源地，周围充满了战争鼓吹者的氛围，爱因斯坦却坚决地表明了自己的反战态度。

1914年9月，爱因斯坦参与发起了反战团体“新祖国同盟”。这个组织致力于反对战争和军国主义，但在当时的政治环境下，很快被宣布为非法，成员们遭受了逮捕和迫害。即便如此，爱因斯坦仍然坚持参加这个组织的秘密活动，表现出他坚定的和平信念。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，发表了一份名为“文明世界的宣言”的文件，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93人，都是当时德国有声望的科学家、艺术家和牧师，包括能斯脱、伦琴、奥斯特瓦尔德、普朗克等知名人士。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》上签上了自己的名字，这一举动进一步彰显了他的和平主义立场。

1915年11月，爱因斯坦在柏林提出了广义相对论引力方程的完整形式，并成功地解释了水星近日点的进动问题。这一成就不仅巩固了他在物理学界的崇高地位，也为广义相对论的最终确立奠定了基础。1916年3月，爱因斯坦完成了总结性论文《广义相对论的基础》，系统地阐述了广义相对论的理论框架。同年5月，他提出了宇宙空间有限无界的假说，这一假说对后来的宇宙学研究产生了深远影响。8月，爱因斯坦又完成了一篇关于辐射的量子理论的论文，总结了量子论的发展，提出了受激辐射理论，为激光的发明奠定了理论基础。

然而，这段时间对爱因斯坦来说并不全是科学上的成功。1917年初，他患上了多种疾病，包括肝病和胃溃疡。他的健康状况急剧恶化，不得不暂时中断了科研工作。在这段艰难的时期，他的表姐埃尔莎·洛文塔尔给予了他无私的照顾和支持。埃尔莎的悉心照料帮助爱因斯坦逐渐恢复了健康，这段经历也加深了他们之间的感情。爱因斯坦与埃尔莎的关系逐渐发展，最终在1919年10月1日，他接管了德皇威廉物理研究所的管理工作。1919年，爱因斯坦与第一任妻子米列娃·玛丽克正式离婚。同年，他与表姐埃尔莎·洛文塔尔结婚。

三、物理巨匠

1921年1月，阿尔伯特·爱因斯坦开始了他繁忙的国际访问行程。他首先访问了布拉格和维也纳，期间在普鲁士科学院作了《几何学和经验》的报告，展示了他在理论物理学领域的深刻见解。2月，爱因斯坦前往荷兰阿姆斯特丹，参加了国际工联会议，积极投身于社会和政治活动。4月5日至5月30日，为了给以色列耶路撒冷的希伯来大学的创建筹集资金，爱因斯坦与魏茨曼一同首次访问美国。此次访问不仅为希伯来大学筹集了大量资金，也使爱因斯坦在美国科学界和公众中获得了极高的声望。在哥伦比亚大学，他被授予巴纳德勋章，并在白宫受到了哈丁总统的接见。访问期间，爱因斯坦还在芝加哥、波士顿和普林斯顿进行了四次关于相对论的讲学，进一步普及了相对论的科学思想。

6月，爱因斯坦访问了英国，参观了牛顿的墓地，表达了对这位伟大科学家的敬意。这次访问不仅是一次科学朝圣，也是一次文化交流，进一步巩固了爱因斯坦在国际科学界的地位。

1922年1月，爱因斯坦完成了关于统一场论的第一篇论文，试图将电磁场和引力场统一在一个理论框架内。这一尝试虽然没有立即取得成功，但为后来的物理学家提供了重要的思路。3月至4月，爱因斯坦访问了法国，努力促使法德关系正常化。在此期间，他还发表了一篇批判马赫哲学的谈话，进一步阐述了自己对科学哲学的看法。4月，爱因斯坦加入了国际联盟知识界合作委员会，积极参与国际事务。

7月，爱因斯坦收到了死亡威胁，不得不暂时离开柏林，前往安全的地方避难。在逃亡途中，他访问了科伦坡、新加坡、中国香港和上海，这些旅行不仅丰富了他的个人经历，也扩大了他的国际影响力。11月9日，爱因斯坦在从日本到上海的途中，通过电报得知自己被授予1921年诺贝尔物理学奖，这一消息使他感到既意外又欣慰。

1923年2月2日，爱因斯坦从日本返回途中，访问了巴勒斯坦，逗留了12天。这次访问对爱因斯坦来说意义重大，他不仅为希伯来大学的建设提供了支持，还深入了解了巴勒斯坦的犹太社区。2月8日，爱因斯坦成为特拉维夫市的第一个名誉公民，这一荣誉不仅是对他个人的肯定，也是对他在科学和社会活动中的贡献的认可。

从巴勒斯坦返回德国途中，爱因斯坦访问了西班牙，进一步扩展了他的国际视野。3月，爱因斯坦对国际联盟的能力感到失望，向国联提出了辞职。6月至7月，他积极参与创建“新俄朋友协会”，并成为其执行委员会委员，致力于促进国际间的友好合作。7月，爱因斯坦前往哥德堡接受1921年度诺贝尔奖金，并发表了一篇关于相对论的演讲，以此表达对获得诺贝尔奖金的感激之情。12月，爱因斯坦第一次推测量子效应可能来自过度约束的广义相对论场方程。

四、参与反战

1924年，爱因斯坦加入柏林的犹太组织，并成为缴纳会费的会员，这标志着他更加积极地参与犹太社区的活动。同年12月，爱因斯坦取得了最后一个重大发现，从统计涨落的分析中得出了一个波和物质缔合的独立论证，这一发现进一步支持了量子力学的发展。此外，他还发现了玻色—爱因斯坦凝聚态，这一现象在低温条件下，大量粒子会凝聚成同一个量子态，为后来的超流体和超导体研究提供了重要理论基础。

1925年，爱因斯坦受聘为德苏合作团体“东方文化技术协会”理事，积极参与国际交流与合作。5月至6月，他前往南美洲访问，期间与甘地和其他人一起，在拒绝服兵役的声明上签字，明确表达了他对和平与非暴力的坚定支持。同年，爱因斯坦接受了科普列奖章，为希伯来大学的董事会工作，并发表了《非欧几里得几何和物理学》一文，进一步探讨了相对论与几何学的关系。

1926年，爱因斯坦与海森堡就量子力学的哲学问题进行了深入讨论，这些讨论不仅推动了量子力学的发展，也引发了科学界对微观世界本质的广泛思考。同年，爱因斯坦接受了“皇家天文学家”的金质奖章，并被选为苏联科学院院士，这些荣誉进一步巩固了他在国际科学界的崇高地位。

1927年2月，爱因斯坦在巴比塞起草的反法西斯宣言上签名，积极参与反法西斯斗争。同年，他参加国际反帝大同盟，并被选为名誉主席。10月，爱因斯坦参加了第五届布鲁塞尔索尔维物理讨论会，与哥本哈根学派就量子力学的解释问题展开了激烈的论战。这次论战不仅深化了科学界对量子力学的理解，也展示了爱因斯坦对科学真理的执着追求。同年，他还发表了《牛顿力学及其对理论物理学发展的影响》，回顾了经典力学的历史和影响。

1928年1月，爱因斯坦被选为“德国人权同盟”（前身为德国“新祖国同盟”）理事，继续积极参与和平与人权活动。春天，由于身体过度劳累，健康状况不佳，爱因斯坦前往瑞士达沃斯疗养，并为青年讲学，传递科学知识和人道主义精神。同年，他发表了《物理学的基本概念至其最近的变化》，系统地总结了物理学的最新进展。4月，海伦·杜卡斯开始到爱因斯坦家担任终生的私人秘书，为他的生活和工作提供了重要支持。

1929年2月，爱因斯坦发表了《统一场论》，试图将电磁场和引力场统一在一个理论框架内。3月，他度过了50岁的生日，为了避免过多的庆祝活动，他特意躲到郊外。同年，爱因斯坦第一次访问比利时皇室，与伊丽莎白女王结下了深厚的友谊，直到去世前一直与比利时女王保持通信。9月，爱因斯坦同法国数学家阿达马进行了关于战争与和平问题的争论，坚定地表示无条件地反对一切战争，展现了他坚定的和平主义立场。这一年，他还获得了普朗克奖章，进一步肯定了他在科学界的卓越贡献。

1930年，爱因斯坦因不满国际联盟在改善国际关系上的无所作为，提出了辞职。5月，他在“国际妇女和平与自由同盟”的世界裁军声明上签字，继续积极参与和平运动。7月，爱因斯坦与印度诗人泰戈尔就真理的客观性问题进行了辩论，这场辩论不仅涉及科学，也触及了哲学和文化层面。12月11日至次年3月4日，爱因斯坦第一次到美国访问，主要在加州理工学院讲学。12月13日，纽约市长沃克向爱因斯坦赠送了纽约市的金钥匙，表达了对他的高度尊重。12月19日至20日，爱因斯坦访问了古巴。在此期间，他发表了《我的世界观》和《宗教和科学》等文章，进一步阐述了他的哲学和宗教观点。

1931年3月，爱因斯坦从美国返回柏林。5月，他访问了英国，并在牛津大学讲学，进一步传播了他的科学思想。11月，爱因斯坦号召各国对日本实施经济封锁，以制止其对中国的军事侵略，展现了他对国际正义和和平的坚定支持。12月，爱因斯坦再度前往加利福尼亚讲学，为参加1932年国际裁军会议，他特地发表了一系列文章和演讲，呼吁国际社会共同努力，实现和平与裁军。同年，他还发表了《麦克斯韦对物理实在观念发展的影响》

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