19世紀末，麥克斯韋在他的電磁理論中成功地統壹了電和磁，並從他的方程中推導出電磁波在真空中傳播的速度正好是光速，因此他得出光波應該是壹種電磁波的結論。麥克斯韋因為家族疾病只活了48歲，所以沒有看到電磁波實驗的成功。在牛頓的絕對空間、絕對時間和伽利略的舊相對論原理的框架下，只有以無限大速度運動的物體，在相對勻速運動的坐標系中具有相同的速度，即無限大速度。牛頓的引力被認為是以無限速度傳播的，所以在麥克斯韋之前，牛頓的物理被認為是自洽的，而電磁波是以有限速度傳播的。在相對論的舊框架下，它的速度會因為坐標系的選擇而發生變化，所以他的方程只能在特定的坐標系下成立，相對於壹種叫做以太的介質被認為是靜止的。於是尋求以太的存在就成了科學的主題。邁克爾遜-莫雷實驗的結果否定了以太的存在。愛因斯坦在1905年發表了壹篇題為《運動物體的電動力學》的論文，指出如果時空是由四維時空組成的，當參考系以相對勻速運動時，時空的坐標遵循所謂的洛倫茲線性變換，那麽包括麥克斯韋方程組在內的所有物理定律都應該采取同樣的形式。這樣，乙醚的存在就完全沒有必要了。愛因斯坦在發表狹義相對論之前是否知道邁克爾-莫雷的實驗，至今仍是科學史上的壹個懸案。
這篇論文拋棄了牛頓的絕對時空觀，引發了物理學的壹場革命。由洛倫茲變換導出的標度、時鐘慢度和孿生佯謬都與人的直覺相矛盾。著名的質能等效公式是核能乃至核武器的理論基礎。
1900年，普朗克為了解決黑體輻射的紫外災難，提出了輻射的量子理論，即光輻射必須采取稱為量子的波包形式。但只有在愛因斯坦提出光子理論後，人們才真正接受光可以以粒子或光子的形式存在。普朗克是愛因斯坦第壹篇關於狹義相對論的論文的審稿人。既然光波可以以粒子的形式存在，那麽電子等物質的粒子是否可以以波動的形式存在？這是壹個法國研究生德·布羅伊的想法，愛因斯坦得知後立即支持了這個激進的假說。這些都是量子理論發現的前奏。愛因斯坦因其光子理論獲得了諾貝爾物理學獎。事實上，愛因斯坦對相對論的貢獻要重要得多，但諾貝爾獎委員會對激進相對論持謹慎態度。事實上，諾貝爾獎從未頒發給理論相對論者。愛因斯坦終其壹生，從未接受量子論為終極理論。他認為量子力學只是壹個唯象理論，終極理論必須是決定性的。我們知道，就目前的情況來看，量子力學並不是自洽的。它仍然受到愛因斯坦-羅森-帕多爾悖論的困擾。近年來，壹些研究似乎在壹定程度上解除了薛定諤貓悖論的折磨。
狄拉克把狹義相對論和量子力學結合起來，得到了壹個非常有成果的量子場論。量子場論是描述所有微觀粒子的理論框架。反粒子的概念可以從狄拉克方程推導出來。量子電動力學可以描述電子、光子和正電子的湮滅、產生和相互轉化。人們隨後發展了當代粒子物理學。
愛因斯坦說過，如果他不發表狹義相對論，別人會在五年內發表。其實洛倫茨和龐加萊當時已經很接近這個結果了。可惜洛倫茨擺脫不了陳舊的時空觀念，而龐加萊主要是壹位傑出的數學家，所以只有眼光敏銳、思想深邃的愛因斯坦來擔當這壹歷史重任。值得壹提的是，洛倫茨是當時世界著名的物理學家，龐加萊是法國第壹位數學家。愛因斯坦大學畢業後，連壹個中學老師的職位都找不到，就在朋友的介紹下，在伯爾尼專利局當了壹名職員。
他接著說，如果他沒有在1915年發表廣義相對論，人們至少要等五十年。這個估計很合理。廣義相對論是狹義相對論和引力理論相結合的結果。其實驗基礎之壹是伽利略在比薩斜塔的自由落體實驗，即引力質量和慣性質量的等效。但是為了充分解釋它的物理意義，人們等了300年，也就是直到廣義相對論的發現。所以如果不是愛因斯坦，再等50年也是有可能的。
當我們瀏覽《愛因斯坦文集》第六卷時，可以看到他做了許多不成功的嘗試，這是人類理性的蹣跚學步。他認為引力場不同於其他物質場，它是通過時空的曲率來體現的。物質彎曲時空，時空是物質的載體，沒有物質的時空彎曲就是引力波。所謂廣義相對論原理是物理定律對任何坐標變換都采用相同的形式，而狹義相對論原理是物理定律只對任何洛倫茲線性變換采用相同的形式。引力場受所謂的愛因斯坦方程支配。它是非線性的，不同於以前所有的場方程。所以物質的運動方程就隱含在愛因斯坦的方程中。引力場方程是壹個帶橢圓約束的二階雙曲偏微分方程，以時空為自變量，度規為因變量。它的復雜和美麗給任何與之打過交道的人留下了深刻的印象。在廣義相對論的框架內，愛因斯坦計算了引力紅移、水星近日點進動和引力場對光的折射。他關於光在太陽引力場附近發生折射的預言，在1919年西非日食的觀測中得到了證實。他的方程是如此的困難，以至於他在這些計算中只使用壹個近似解，主要依靠他無與倫比的物理洞察力。球對稱的精確解——Schwartz解是在這之後才發現的。
他首次用引力場方程研究整個宇宙，開創了理論宇宙學的新學科。可惜的是，因為穩態宇宙的概念如此根深蒂固，他拒絕了演化宇宙的解，他還為此在場方程中引入了壹個宇宙常數，人類就這樣失去了壹個重大的科學預言機會！1929年，哈勃觀測到光譜紅移與星系距離的線性關系，這就是所謂的哈勃定律。人們將紅移歸因於宇宙的膨脹，並斷言宇宙是由100多億年前的壹次大爆炸產生的，這就是所謂的標準大爆炸宇宙學。
他的場方程還引出了致密天體引力坍縮的解，即史華茲解及其推廣，是描述黑洞的解。但愛因斯坦認為物質不可能如此致密，並寫道這是荒謬的。然而，歷史已經證明黑洞是天體物理學中最重要的物體。近年來的天文觀測讓人們普遍認為星系中心存在巨大的黑洞。其實宇宙本身和黑洞才是理論物理最奇妙的研究對象。如果拋開宇宙和黑洞，物理學的榮耀將大大遜色！
愛因斯坦對布朗運動、作為激光機制基礎的輻射理論、玻色-愛因斯坦統計及其凝聚現象做出了關鍵貢獻。他和玻爾關於量子力學的爭論是科學史上持續時間長、影響深遠的事件。他堅信自然界所有的相互作用都可以統壹成壹個函數。統壹場論是科學皇冠上的鉆石！當代的超對稱、超引力、超弦等理論都是統壹場論的嘗試。
相對論在近四十年取得了很大的進展，特別是經典相對論已經成為壹門成熟的學科。相對論在近代的進步主要歸功於彭羅斯和霍金。彭羅斯使用整體分析和拓撲工具給深奧的相對論計算壹個獨特的物理意義。以他的名字命名的彭羅斯圖對時空的重要性不亞於費曼圖對粒子物理學的重要性。霍金和彭羅斯壹起證明了奇勝定理。他獨立證明了黑洞面積定理和黑洞視界面積代表了黑洞的熵。他的黑洞蒸發理論統壹了量子場論、廣義相對論和統計物理，其理論瑰麗奪目如佛光。他的量子宇宙論的無限性假設是研究宇宙創造的科學理論。
作者認為，引導愛因斯坦及其後代從事科學家職業的最大動力不是財富、名望或其他更高的目標(尤其是財富和名望可以通過其他更快的手段獲得)。他們的主要動機是科學好奇心和科學審美。我們可以在歷史上找到很多例子，有多少人只是為了科學而犧牲了他們在世俗世界中的健康、財富和名譽。但人在整個世界上所擁有的壹切，除了科學發現和藝術創造的快樂，都可能被剝奪。人類對好奇和美的不懈追求，將引領人類走向更美好的未來！