1，相對論
狹義相對論的建立；
早在16歲的時候，愛因斯坦就從書上了解到，光是壹種速度很快的電磁波。與此相關，他很想討論壹下所謂的與光波有關的以太問題。以太壹詞來自希臘，用來表示構成天空中物體的基本元素。
17世紀的笛卡爾和後來的惠更斯(christiaan huygens)發起並發展了以太理論，認為以太是光波傳播的媒介，充滿了包括真空在內的所有空間，可以穿透到物質中。
與以太理論不同，牛頓提出了光的粒子理論。牛頓認為，發光體發射出壹股直線運動的粒子流，粒子流對視網膜的沖擊造成了視覺。
牛頓的粒子說盛行於18世紀，波動說盛行於19世紀。以太的理論也得到了很大的發展:波的傳播需要介質，光在真空中傳播通過的介質就是以太，也叫光學以太。
與此同時，電磁學得到了蓬勃發展。在麥克斯韋、赫茲等人的努力下，形成了成熟的電磁現象動力學理論——電動力學，並從理論和實踐上證明了光在壹定頻率範圍內是電磁波，從而統壹了光的波動理論和電磁理論。
以太不僅是光波的載體，也是電磁場的載體。直到19年底，人們試圖尋找以太，但在實驗中始終沒有找到。相反，邁克爾遜·莫雷的實驗發現以太不太可能存在。
電磁學的發展原本是包含在牛頓力學的框架內，但在解釋運動物體的電磁過程時，發現與牛頓力學遵循的相對性原理不符。根據麥克斯韋理論，電磁波在真空中的速度，即光速是壹個常數；但根據牛頓力學的速度相加原理，不同慣性系中的光速是不壹樣的。
比如兩輛車，壹輛在向妳靠近，壹輛在離開。妳看到前車的燈在向妳靠近，後車的燈在遠處。根據伽利略的理論，向妳駛來的汽車會發出速度大於c(真空光速3.0x10^8m/s/s)的光，即汽車前方的光速=光速+車速；光離開汽車的速度小於c，即汽車後面的光速=光速-速度。
但是根據這兩種光的速度是壹樣的，因為在麥克斯韋的理論中，汽車的速度並不影響光的傳播。說白了，不考慮汽車，光速等於c .麥克斯韋和伽利略關於速度的說法顯然是相反的！
愛因斯坦似乎是那個將要建造壹座嶄新的物理大樓的人。愛因斯坦仔細研究了麥克斯韋的電磁理論，特別是赫茲和洛倫茲發展和闡述的電動力學。愛因斯坦堅信電磁理論是完全正確的，但有壹個問題讓他不安，那就是絕對參照系以太的存在。
他看了很多書，發現所有證明以太存在的實驗都失敗了。愛因斯坦研究後發現，以太在洛倫茲理論中除了作為絕對參考系和電磁場的負載外，沒有任何實際意義。
愛因斯坦喜歡閱讀哲學著作，從哲學中吸取思想營養。他相信世界的統壹性和邏輯的壹致性。“奧林匹亞科學院”時期，大衛·休謨對因果律普遍有效性的懷疑對愛因斯坦產生了影響。
相對性原理在力學中已被廣泛證明，但在電動力學中不能成立。愛因斯坦對物理學的兩個理論體系之間的邏輯不壹致提出了質疑。他認為相對性原理應該是普遍成立的，所以對於每個慣性系，電磁理論應該有相同的形式，但這裏出現了光速的問題。
光速是恒定的還是可變的，成為相對論原理是否普遍成立的首要問題。當時的物理學家普遍相信以太，即有壹個絕對的參照系，這是受牛頓絕對空間概念的影響。19年底，馬赫在《發展中的力學》中批判了牛頓的絕對時空觀，給愛因斯坦留下了深刻的印象。
1905年5月的壹天，愛因斯坦和壹個朋友貝佐討論了這個探索了十年的問題。貝佐根據馬赫主義的觀點闡述了他的觀點，他們對此進行了長時間的討論。突然，愛因斯坦意識到了什麽，回家反復思考，終於想通了。
第二天，他又來到貝佐家，說，謝謝妳，我的問題已經解決了。原來愛因斯坦想清楚了壹件事:時間沒有絕對的定義，時間和光信號的速度有著密不可分的關系。他找到了這把鎖的鑰匙，經過五周的努力，愛因斯坦向人們展示了狹義相對論。
1905年6月30日，《德國物理學年鑒》接受了愛因斯坦的論文《論運動物體的電動力學》，並於同年9月發表。本文是關於狹義相對論的第壹篇文章，包含了狹義相對論的基本思想和內容。狹義相對論基於兩個原理:相對性原理和光速不變原理。
愛因斯坦解決問題的出發點是堅信相對論原理。伽利略首先闡述了相對性原理的思想，但他沒有給出時間和空間的明確定義。牛頓在建立力學體系的時候也講了相對論，但是他也定義了絕對空間，絕對時間，絕對運動。他在這個問題上自相矛盾。
愛因斯坦極大地發展了相對論原理。在他看來，沒有絕對靜止的空間，也沒有絕對不變的時間。所有的時間和空間都與運動的物體聯系在壹起。對於任何壹個參考系和坐標系，都只有屬於這個參考系和坐標系的空間和時間。
對於所有的慣性系來說，參照系的空間和時間所表達的物理規律在形式上是相同的，這就是相對性原理，嚴格來說就是狹義的相對性原理。
在這篇文章中，愛因斯坦沒有討論光速不變作為基本原理的基礎。他提出光速不變是壹個大膽的假設，是從電磁理論和相對性原理的要求提出來的。
這篇文章是愛因斯坦對以太和電動力學思考多年的結果。他同時從相對論的角度建立了壹種全新的時空理論，並在這種新的時空理論的基礎上給出了運動物體電動力學的完整形式。以太不再必要，以太漂移不存在。
同時的相對性是什麽？我們怎麽知道兩個不同地方的事件同時發生？壹般來說，我們會通過信號來確認。
為了知道不同地方事件的同時性，我們必須知道信號傳輸的速度，但是如何測量這個速度呢？我們必須測量兩地之間的空間距離和信號傳輸所需的時間。空間距離的測量很簡單，但麻煩在於測量時間。我們必須假設每個地方都有壹個已經對準的時鐘，從兩個時鐘的讀數可以知道信號的傳播時間。
但是我們怎麽知道不同地方的時鐘是對的呢？答案是需要另壹個信號。這個信號能把鐘撥準嗎？如果按照之前的思路，它需要壹個新的信號，所以會無限後退，異地的同時性無法確認。但有壹點是明確的，同時性必須與壹個信號相關聯，否則說這兩件事同時發生是沒有意義的。
光信號可能是最適合時鐘的信號，但光速不是無限的，這導致了壹個新穎的結論，即對於靜止的觀察者來說兩件事同時發生對於運動的觀察者來說並不同時發生。
讓我們想象壹列高速列車，它的速度接近光速。當列車經過站臺時，A站在站臺上，A眼前出現兩道閃電，壹道在列車的前端，另壹道在後端，在列車兩端和站臺的相應部位都留下了痕跡。通過測量，A和列車兩端距離相等，結論是A同時看到了兩道閃電。
因此，對於A，兩個接收到的光信號在相同的時間間隔內傳播相同的距離，同時到達他的位置。這兩件事必須同時發生，而且是同時發生的。
但是對於在列車中央的B來說，情況就不壹樣了，因為B是隨著高速列車移動的，所以他會先截取向他傳播的前端信號，然後再接收後端的光信號。
對於B來說，這兩個事件在同壹時間是不同的。換句話說，同時性不是絕對的，而是取決於觀察者的運動狀態。這個結論否定了基於牛頓力學的絕對時間和絕對空間的框架。
相對論認為光速在所有慣性參照系中都是恒定的，是物體運動的最大速度。由於相對論效應，運動物體的長度會變短，運動物體的時間會膨脹。但由於日常生活中遇到的問題，運動速度很低(與光速相比)，看不到相對論效應。
愛因斯坦在徹底改變時空觀的基礎上建立了相對論力學，指出質量隨著速度的增加而增加，當速度接近光速時，質量趨於無窮大。他還給出壹個著名的質能關系式:E = MC ^ 2，對後來原子能的發展起到了指導作用。？
相對論的意義:
狹義相對論和廣義相對論成立已經很久了。它經受了實踐和歷史的考驗，是公認的真理。相對論對現代物理學和現代人類思想的發展影響很大。
相對論在邏輯上統壹了經典物理學，使經典物理學成為壹個完善的科學體系。狹義相對論在狹義相對論原理的基礎上，統壹了牛頓力學和麥克斯韋電動力學，指出兩者都服從狹義相對論原理，對洛倫茲變換是協變的，而牛頓力學只是物體低速運動的壹個很好的近似定律。
廣義相對論在廣義協變的基礎上，通過等價原理建立了局域慣性長度與普適參考系數的關系，得到了所有物理定律的廣義協變形式，建立了廣義協變引力理論，而牛頓引力理論只是它的壹階近似。
這從根本上解決了過去物理學局限於慣性系的問題，在邏輯上得到了合理的安排。相對論嚴格考察了時間、空間、物質、運動等物理學的基本概念，給出了科學系統的時空觀和物質觀，從而使物理學在邏輯上成為壹個完善的科學體系。
狹義相對論給出了物體高速運動的規律，並提出質量和能量是等價的，給出了質能關系。這兩項成果對低速運動的宏觀物體並不明顯，但在微觀粒子的研究中卻極其重要。因為微觀粒子的速度壹般都比較快，有的接近甚至達到光速，所以粒子的物理學離不開相對論。
質能關系不僅為量子理論的建立和發展創造了必要條件，也為核物理的發展和應用提供了基礎。
當時地球上的大多數物理學家，包括相對論變換關系的創始人洛倫茨，都很難接受愛因斯坦引入的這些新概念。
甚至有人說“那時候世界上只有兩個半人懂相對論”。舊的思維方式的障礙使得這種新的物理理論直到壹代人以後才被物理學家所熟悉。甚至在1922年英國皇家科學瑞典學院授予愛因斯坦諾貝爾物理學獎時，也只是說，“因為他對理論物理的貢獻，更因為他發現了光電效應定律。”
愛因斯坦的諾貝爾物理學獎被授予，卻沒有提及愛因斯坦的相對論。(註:相對論沒得諾貝爾獎。其中壹個重要的原因就是還缺乏大量的事實驗證。)
2、光電效應
1905年，愛因斯坦提出光子假說，成功解釋光電效應，因此獲得1921年諾貝爾物理學獎。
當光照射金屬時，這種物質的電特性會發生變化。這種光電致變色現象統稱為光電效應。
光電效應可分為光電子發射、光電導效應和光伏效應。前壹種現象發生在物體表面，也稱為外光電效應。後兩種現象發生在物體內部，稱為內部光電效應。
赫茲在1887年發現了光電效應，愛因斯坦第壹個成功解釋了光電效應(金屬表面在光照射作用下發射電子的效應，發射的電子稱為光電子)。只有當光的波長小於某個臨界值時，才能發射電子，也就是極限波長，對應的光的頻率稱為極限頻率。
臨界值取決於金屬材料，發射電子的能量取決於光的波長，與光的強度無關，不能用光的漲落來解釋。和光的波動也有矛盾，就是光電效應的瞬時性。根據漲落理論，如果入射光較弱，照射時間較長，金屬中的電子可以積累足夠的能量，飛出金屬表面。
但事實是，只要光的頻率高於金屬的極限頻率，無論光的亮度強弱，光子的產生幾乎是瞬間的，不超過十減九秒。正確的解釋是，光必須由與波長相關的嚴格定義的能量單位(即光子或光量子)組成。
在光電效應中，電子的發射方向不是完全定向的，而是大部分垂直於金屬表面發射，與照射方向無關。光是電磁波，但光是高頻振蕩的正交電磁場，振幅很小，不會影響電子的發射方向。？[1]?
3.能量守恒定律
E=mc？，物質不滅定律，表示物質質量的不滅；能量守恒定律是關於物質的能量守恒。
雖然這兩大定律相繼被人們發現，但人們認為它們是兩個不相關的定律，各自解釋不同的自然規律。甚至有人認為物質不滅定律是化學定律，能量守恒定律是物理定律，屬於不同的科學範疇。
愛因斯坦認為物質的質量是慣性的量度，能量是運動的量度；能量和質量不是相互孤立的，而是相互聯系、不可分割的。物體質量的變化會相應改變能量；而物體能量的變化也會相應地改變質量。
愛因斯坦在狹義相對論中提出了著名的質能公式:e = MC ^ 2(其中e代表能量，m代表質量的多少，c代表光速，近似值為3× 10 8m/s，說明減少質量可以創造能量)。
愛因斯坦的質能關系公式正確解釋了各種核反應:以氦4(He4)為例，它的原子核由兩個質子和兩個中子組成。原則上氦4原子核的質量等於兩個質子和兩個中子的質量之和。
事實上，這個算術不成立。氦核的質量比兩個質子和兩個中子的質量之和少0.0302u(原子質量單位)！這是為什麽呢？因為當兩個氘[dāo]核(每個氘含有1個質子和1個中子)聚合成1個氦4核時，釋放出大量的原子能。
當產生1g氦4原子時，大約釋放出2.7× 10 12焦耳的原子能。正因為如此，氦4原子核的質量減少。
這個例子形象地說明了當兩個氘核聚合成1個氦4核時，似乎質量不守恒，即氦4核的質量不等於兩個氘核的質量之和。但用質能關系公式計算，氦4核損失的質量正好等於反應過程中釋放原子能減少的質量。
愛因斯坦從壹個更新的高度闡述了物質不滅定律和能量守恒定律的實質，指出了兩個定律之間的密切關系，使人類對自然的認識更進壹步。？
4.宇宙常數
愛因斯坦在提出相對論時，使用了宇宙常數(為了解釋物質密度非零的靜態宇宙的存在，他在引力場方程中引入了壹個與度規張量成正比的項，用符號λ表示。這個比例常數非常小，在銀河尺度下可以忽略不計。λ只有在宇宙尺度下才有意義，所以被稱為宇宙常數。
所謂反重力的定值)帶入他的方程。他認為有壹種反重力，可以和重力平衡，讓宇宙變得有限靜止。當哈勃向愛因斯坦展示膨脹宇宙的天文觀測結果時，愛因斯坦說:“這是我壹生中犯的最大的錯誤。”
宇宙正在膨脹。哈勃等人認為反引力不存在，由於星系間的引力，膨脹速度越來越慢。星系之間有壹種扭曲力，使宇宙不斷膨脹，這就是暗能量。70億年前，它們“征服”了暗物質，成為宇宙的主宰。
最新研究表明，暗物質和暗能量在質量構成上約占宇宙的96%(只有實質量，沒有虛物質)。似乎宇宙會繼續加速膨脹，直到坍縮死亡。還有其他爭論，這是有爭議的。
雖然宇宙常數是存在的，但是反重力的值遠遠超過引力。林德幽默地說:“我終於明白，為什麽他(愛因斯坦)這麽喜歡這個理論，多年後還在研究宇宙常數。宇宙常數仍然是當今物理學中最大的問題之壹。”
擴展數據:
艾伯特。愛因斯坦(1879年3月14 —1955年4月18)出生於德國符騰堡州烏爾姆，畢業於蘇黎世聯邦理工學院，猶太物理學家。
愛因斯坦於1879年出生在德國烏爾姆的壹個猶太家庭。1900畢業於蘇黎世聯邦理工學院，成為瑞士公民。
1905年獲得蘇黎世大學博士學位。愛因斯坦提出了光子假說，並成功解釋了光電效應。所以他在1921獲得了諾貝爾物理學獎，在1905創立了狹義相對論。廣義相對論成立於1915年。1955年4月18去世，享年76歲。
愛因斯坦為核能的發展奠定了理論基礎，開創了現代科技的新紀元，被公認為繼伽利略、牛頓之後最偉大的物理學家。1999 65438+2月26日，愛因斯坦被美國《時代》雜誌評選為“世紀偉人”。
紀念人物:
阿爾伯特·愛因斯坦獎是授予理論物理學的獎項。由普林斯頓高等研究院於1951首次頒發，獎金為15000美元。後來獎金降到了5000美元。愛因斯坦曾經是這個獎項的評委。
1955年8月，愛因斯坦去世4個月後，第99號元素被命名為“愛因斯坦”以紀念愛因斯坦的貢獻。
從1965到1978，美國郵政局發行了壹套“美國名人”郵票，包括愛因斯坦，面值8美分。
1973年3月5日發現的小行星2001被命名為愛因斯坦。
瑞士波恩的阿爾伯特·愛因斯坦研究所設立並頒發了阿爾伯特·愛因斯坦獎章。最早頒發於1979，獎勵在愛因斯坦相關事務上做出突出貢獻的人。
愛因斯坦衛星是壹顆X射線觀測衛星，由哈佛史密森天體物理中心和美國國家航空航天局聯合制造。於6月1978165438+10月13推出。它的原名是HEAO-2，以愛因斯坦的名字命名，以紀念他誕生100周年。
阿爾伯特·愛因斯坦世界科學獎由世界文化理事會設立，首次頒發於1984。其目的是激勵科學研究和技術研發，獎金為65，438美元+00，000美元。
人物軼事:
1，有眼光。
十六歲時，愛因斯坦報考了瑞士蘇黎世聯邦理工大學工程系，但在入學考試中落榜。物理學家韋伯先生看了他的數學和物理論文，很有眼光，稱贊他:“妳是壹個非常聰明的男孩，愛因斯坦，壹個非常聰明的男孩，但是妳有壹個很大的缺點:妳不想表現自己。”
愛因斯坦可以說是數學上的“天才”。他在12歲到16歲自學了解析幾何和微積分。對於不想表現自己的“缺點”，他也是“死不悔改”。
他在晚年寫給朋友的信中說:“年輕的時候，我對生活的需求和期望是，我可以在壹個角落裏安靜地做研究，公眾不會充分關註我，但現在我做不到。”
2.世界公民們
愛因斯坦年輕的時候，有壹天，德國皇帝的軍隊經過慕尼黑的街道。好奇的人們湧向窗口歡呼，而孩子們則向往著士兵們閃亮的頭盔和整齊的步伐。但是愛因斯坦躲在恐懼中。他鄙視和害怕這些“戰爭中的怪物”，並要求他的母親帶他去壹個國家，在那裏他永遠不會成為這樣的怪物。
愛因斯坦在中學時放棄了德國國籍，但他沒有申請意大利國籍。他想成為壹個不想要任何依附的世界公民。第二次世界大戰後，愛因斯坦試圖在現實的基礎上建立他的世界和平夢想，並在“敵國”發表了壹系列“和平”演講。
阿爾伯特·愛因斯坦的名字也出現在德國右翼刺客的黑名單上，希特勒懸賞2萬馬克要他的人頭。為了讓自己與世界保持和諧，愛因斯坦不得不從意大利搬到荷蘭。他從荷蘭移居美國，成為美國公民。他相信在美國這個國家，各個階層的人都能在勉強過得去的友誼中生存。？
3、淡泊名利
1948 14年5月，以色列國誕生，但不久以色列與周邊阿拉伯國家爆發戰爭。在美國生活了十幾年的愛因斯坦立即向媒體宣稱:“現在，以色列人不能再撤退了，我們應該戰鬥。猶太人只有依靠自己，才能在壹個對他們充滿敵意的世界中生存。”
1952 165438+10月9日，愛因斯坦的老朋友、以色列首任總統魏茨曼去世。前壹天，以色列駐美國大使向愛因斯坦轉交了以色列總理大衛·本·古理安的壹封信，正式要求愛因斯坦成為以色列共和國總統候選人。
那天晚上，壹名記者打電話到愛因斯坦的住處，問愛因斯坦是否會成為以色列總統。“不，我不能。”愛因斯坦拒絕了這個提議。我剛放下電話，電話又響了。
這次是以色列駐華盛頓大使。大使說，“教授，我是以色列共和國總理本古立昂的指示。妳願意接受妳作為總統候選人的提名嗎？”愛因斯坦被同胞們的善意所感動，但他更多考慮的是如何委婉地拒絕大使和以色列政府，而不使他們失望或尷尬。
不久，愛因斯坦在報紙上發表聲明，正式拒絕擔任以色列總統。在愛因斯坦看來，“當總統不是壹件容易的事。”同時，他再次引用了自己的話:“方程對我來說更重要，因為政治是當下的，但方程是永恒的東西。”
4、成功的秘訣
愛因斯坦經常對人們說:學習時間是壹個常數，但它的效率是壹個變量。單純追求學習時間是不明智的。最重要的是提高學習效率。他認為只有通過文體活動才能獲得充沛的精力，保持清醒的頭腦。愛因斯坦還根據自己的親身經歷總結出壹個公式，即A = X+Y+Z。
a代表成功，X代表正確的方法，Y代表努力，Z代表少廢話。他用兩句話總結了這個公式的內容:勞逸結合是成功的階梯，珍惜時間是做出成績的重要條件。
參考資料:
百度百科-阿爾伯特·愛因斯坦