曾經(jīng)有這樣幾句話形容理論和實(shí)驗(yàn)物理界的科學(xué)家：“理論物理廢紙，實(shí)驗(yàn)物理費(fèi)錢，理論和實(shí)驗(yàn)物理費(fèi)米”，當(dāng)然這是褒獎(jiǎng)費(fèi)米同志是二十世紀(jì)最后一位理論與實(shí)驗(yàn)物理兼?zhèn)涞暮币娙瞬?，費(fèi)米這樣的科學(xué)家實(shí)在難得。但我們今天要說的卻是一位連費(fèi)米都仰望、二十世紀(jì)物理界的超級(jí)大佬：愛因斯坦，他是理論物理界的地位首屈一指，他創(chuàng)立的理論，整個(gè)二十世紀(jì)甚至二十一世紀(jì)都在驗(yàn)證！

狹義相對(duì)論是愛因斯坦獨(dú)創(chuàng)的嗎？非也！

有很多不了解狹義相對(duì)論的朋友認(rèn)為狹義相對(duì)論是愛因斯坦獨(dú)創(chuàng)的，一般都只有一句，1905年愛因斯坦的狹義相對(duì)論橫空出世，事實(shí)上確實(shí)是橫空出世，但卻是很多科學(xué)家的鋪墊，愛因斯坦也曾經(jīng)說過，如果他不推出狹義相對(duì)論，那么5年之內(nèi)必定有科學(xué)家也會(huì)發(fā)現(xiàn)狹義相對(duì)論！我們來了解下狹義相對(duì)論的背景！

早期的鋪墊是牛頓的萬有引力以及三大定律，還有拉普拉斯對(duì)太陽系行星軌道周期性證明，還有勒維耶計(jì)算出的水星進(jìn)動(dòng)問題，早期認(rèn)為有一顆祝融星在水星軌道內(nèi)影響所致，另比較關(guān)鍵的有如下幾點(diǎn)：

首先是麥克斯韋在1860年代推出的麥克斯韋方程組，推導(dǎo)出電磁波是一個(gè)常數(shù)，并且和光速一致，這讓麥克斯韋意識(shí)到光也是一種電磁波。

然后是以太的愛好者邁克爾遜和莫雷為證明以太而進(jìn)行的一次漂移實(shí)驗(yàn)，結(jié)果一臉懵逼的到了漂移零結(jié)果，這讓邁克爾遜和莫雷目瞪口呆，并且此事在科學(xué)界傳開后，多方都加入戰(zhàn)團(tuán)，但除了得到誤差越來越小的結(jié)果外，其他都沒有區(qū)別。

1895年洛侖茲提出了高速運(yùn)動(dòng)的物體長(zhǎng)度收縮的概念來解釋以太漂移的零結(jié)果，并且通過相關(guān)態(tài)定理提出了本地時(shí)的概念，用這個(gè)理論洛侖茲解釋了光行差和多普勒頻移以及斐索流水實(shí)驗(yàn)。在同一年洛侖茲提出了一組使用麥克斯韋電磁理論在以太中運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系的變換方程，這就是洛侖茲變換！

1900年龐加萊則對(duì)洛侖茲的本地時(shí)以光速同步為之解釋。1904年龐加萊獨(dú)立于愛因斯坦提出了相對(duì)性原理：“任何力學(xué)和電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)都不能區(qū)分靜止和勻速運(yùn)動(dòng)的任何慣性參考系”

到這里大家應(yīng)該都知道，狹義相對(duì)論的光速不變和下一相對(duì)性原理都已經(jīng)準(zhǔn)備好了，所以1905年愛因斯坦推出狹義相對(duì)論只是一個(gè)階段性的總結(jié)+開創(chuàng)性的思維的結(jié)果，如果沒有麥克斯韋、洛侖茲和龐加萊，那么愛因斯坦不知道還要耕耘多少年，而且就憑愛因斯坦理論物理的底子，那些需要實(shí)驗(yàn)物理支撐的數(shù)據(jù)是難以拿到的。當(dāng)然愛因斯坦并沒有獨(dú)吞功勞，本文開頭愛因斯坦就已經(jīng)定義狹義相對(duì)論的性質(zhì)了！

廣義相對(duì)論是愛因斯坦獨(dú)創(chuàng)的嗎？很明顯是！

廣義相對(duì)論雖然用到了很多數(shù)學(xué)與物理工具，但這個(gè)理論從頭至尾都是愛因斯坦獨(dú)立思考成型的，唯一求助于其他科學(xué)家的也僅僅是數(shù)學(xué)工具，因此從這一點(diǎn)上來看，愛因斯坦獨(dú)享廣相的榮耀是毫無疑問的，十年的時(shí)間的對(duì)于一個(gè)理論與體系，也許先得太緊湊了，但對(duì)于愛因斯坦來說，他在1915年就完成了，并于同年11月在普魯士科學(xué)院做了演講，內(nèi)容正是引力場(chǎng)方程！

這個(gè)方程是一個(gè)二階非線性偏微分方程組，在數(shù)學(xué)上求解十分困難，愛因斯坦自己也只能近似方法推導(dǎo)出多個(gè)預(yù)言，但最著名的還是要數(shù)史瓦希在1916年得到的第一個(gè)精確解：史瓦希度規(guī)，大家都知道這是黑洞的理論基礎(chǔ)！

1917年愛因斯坦將引力場(chǎng)方程應(yīng)用到整個(gè)宇宙，開創(chuàng)了相對(duì)論的宇宙學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域，但愛因斯坦比較傾向于宇宙靜態(tài)論，因此他在引力場(chǎng)方程中增加了一個(gè)常數(shù)，以修正動(dòng)態(tài)宇宙為靜態(tài)。

而弗里德曼和勒梅特則從引力場(chǎng)方程中得到了膨脹宇宙解，而哈勃?jiǎng)t觀測(cè)到了宇宙膨脹，這讓愛因斯坦懊惱不已“這是愛因斯坦犯過的最大錯(cuò)誤”，愛因斯坦自己認(rèn)為！

當(dāng)然愛因斯坦的廣相還證明了水星進(jìn)動(dòng)，引力彎曲光線，解釋了宇宙膨脹，發(fā)現(xiàn)了黑洞，預(yù)言了引力波.......等等，其實(shí)遠(yuǎn)不止此，還有光電理論和分子運(yùn)動(dòng)論，還有激光理論和玻色-愛因斯坦凝聚態(tài)等等，都是愛因斯坦在理論物理界做出的貢獻(xiàn)！

但愛因斯坦在量子力學(xué)上犯過的錯(cuò)誤也是不可饒恕的，也許他太中意于世界的連續(xù)，以至于幾乎就拋棄了他也是量子力學(xué)開創(chuàng)者之一，他反對(duì)量子力學(xué)從初期的試圖根本性推翻，到中期和波爾的各個(gè)交鋒，再到后期的量子理論不完備性等等，幾乎可以說，1927年之后即使愛因斯坦去釣魚也對(duì)科學(xué)界不會(huì)有大的損失，可見愛因斯坦還是犯了一個(gè)不可饒恕的經(jīng)驗(yàn)主義錯(cuò)誤！

但我們要說明一下的是，盡管愛因斯坦在量子力學(xué)上拖了后腿，但他提出的各種思想實(shí)驗(yàn)卻是量子力學(xué)不斷堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)的重要來源，也許對(duì)手的強(qiáng)大正給了量子力學(xué)野蠻的生長(zhǎng)方式，但至少證明了一點(diǎn)，愛因斯坦并不是神，他是一個(gè)活生生的人，無論如何，我們敬佩與他的勇氣和偉大，他開創(chuàng)性的理論甚至在未來數(shù)百年內(nèi)依然照耀科學(xué)界，愛因斯坦的傳說將永流傳于科學(xué)界！