影響世界進程的100人中，愛因斯坦排名第九！

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導讀：影響世界進程的100人中，愛因斯坦排名第九！

阿爾伯特·愛因斯坦（Albert.Einstein，1879年3月14日—1955年4月18日），出生於德國符騰堡王國烏爾姆市，畢業於蘇黎世聯邦理工學院，猶太裔物理學家。

愛因斯坦1879年出生於德國烏爾姆市的一個猶太人家庭（父母均為猶太人），1900年畢業於蘇黎世聯邦理工學院，入瑞士國籍。1905年，獲蘇黎世大學哲學博士學位，愛因斯坦提出光子假設，成功解釋了光電效應，因此獲得1921年諾貝爾物理獎，1905年創立狹義相對論。1915年創立廣義相對論。1955年4月18日去世，享年76歲。

愛因斯坦為核能開發奠定了理論基礎，開創了現代科學技術新紀元，被公認為是繼伽利略、牛頓以來最偉大的物理學家。1999年12月26日，愛因斯坦被美國《時代周刊》評選為「世紀偉人」。

1921年（42歲），愛

1921年愛因斯坦訪問紐約

因斯坦因光電效應研究而獲得諾貝爾物理學獎，他的研究推動了量子力學的發展。1月，訪問布拉格和維也納。同年1月27日在普魯士科學院作《幾何學和經驗》的報告。2月，去阿姆斯特丹參加國際工聯會議。4月5日至5月30日，為了給耶路撒冷的希伯萊大學的創建籌集資金，同魏茨曼一起首次訪問美國。在哥倫比亞大學獲巴納德勳章。在白宮受哈丁總統接見。在訪問芝加哥、波士頓和普林斯頓期間，就相對論進行了4次講學。6月，訪問英國，拜謁了牛頓墓地。

1922年（43歲）1月，完成關於統一場論的第一篇論文。3—4月訪問法國，努力促使法德關係正常化。發表批判馬赫哲學的談話。4月，參加國際聯盟知識界合作委員會。7月，受到被謀殺的威脅，暫離柏林。沿途訪問科倫坡、新加坡、香港和上海。

1922年11月9日，在去日本到上海的途中，愛因斯坦通過電報知道被授予1921年諾貝爾物理學獎。1923年（44歲）2月2日，愛因斯坦從日本返回途中，到巴勒斯坦訪問，逗留12天。

1923年2月8日，成為特拉維夫市的第一個名譽公民。從巴勒斯坦返回德國途中，訪問了西班牙。3月，愛因斯坦對國聯的能力大失所望，向國聯提出辭職。6—7月，幫助創建「新俄朋友協會」，並成為其執行委員會委員。7月，到哥德堡接受1921年度諾貝爾獎金。並講演相對論，作為對得到諾貝爾獎金的感謝。發現了康普頓效應，解決了光子概念中長期存在的矛盾。12月，第一次推測量子效應可能來自過度約束的廣義相對論場方程。

狹義相對論和廣義相對論建立以來，已經過去了很長時間，它經受住了實踐和歷史的考驗，是人們普遍承認的真理。相對論對於現代物理學的發展和現代人類思想的發展都有巨大的影響。相對論從邏輯思想上統一了經典物理學，使經典物理學成為一個完美的科學體系。狹義相對論在狹義相對性原理的基礎上統一了牛頓力學和麥克斯韋電動力學兩個體系，指出它們都服從狹義相對性原理，都是對洛倫茲變換協變的，牛頓力學只不過是物體在低速運動下很好的近似規律。廣義相對論又在廣義協變的基礎上，通過等效原理，建立了局域慣性長與普遍參照係數之間的關係，得到了所有物理規律的廣義協變形式，並建立了廣義協變的引力理論，而牛頓引力理論只是它的一級近似。這就從根本上解決了以前物理學只限於慣性系的問題，從邏輯上得到了合理的安排。相對論嚴格地考察了時間、空間、物質和運動這些物理學的基本概念，給出了科學而系統的時空觀和物質觀，從而使物理學在邏輯上成為完美的科學體系。

狹義相對論給出了物體在高速運動下的運動規律，並提示了質量與能量相當，給出了質能關係式。這兩項成果對低速運動的宏觀物體並不明顯，但在研究微觀粒子時卻顯示了極端的重要性。因為微觀粒子的運動速度一般都比較快，有的接近甚至達到光速，所以粒子的物理學離不開相對論。質能關係式不僅為量子理論的建立和發展創造了必要的條件，而且為原子核物理學的發展和應用提供了根據。

對於愛因斯坦引入的這些全新的概念，當時地球上大部分物理學家，其中包括相對論變換關係的奠基人洛侖茲，都覺得難以接受。甚至有人說「當時全世界只有兩個半人懂相對論」。舊的思想方法的障礙，使這一新的物理理論直到一代人之後才為廣大物理學家所熟悉，就連瑞典皇家科學院，1922年把諾貝爾物理學獎授予愛因斯坦時，也只是說「由於他對理論物理學的貢獻，更由於他發現了光電效應的定律。」對愛因斯坦的諾貝爾物理學獎頒獎辭中竟然對於愛因斯坦的相對論隻字未提。（註：相對論沒有獲諾貝爾獎，一個重要原因就是還缺乏大量事實驗證。）

我在量子力學科普書籍《見微知著》中寫過關於愛因斯坦場方程的內容。如下文：

對於愛氏的場方程，我們也應該這樣。不要害怕你看不懂的東西，去勇敢的接近它，理解它，才是真的。

哪怕是愛氏自己對自己的方程，其實也不是那麼了解。不然愛氏不會說：「想像力比知識更重要！」去看看愛氏場方程的建立，和後續的解方程歷史，你們就會贊同我說的話。

愛氏場方程如下圖所示：

還可以寫成這樣，兩者是一樣的【字寫的不好，大家見諒】：

其中

·G_uv}稱為愛因斯坦張量。

·R_uv是從黎曼張量縮並而成的里奇張量，代表曲率項，表示空間彎曲程度。

· R是從里奇張量縮並而成的標量曲率(或里奇數量)

·g_uv是從(3+1)維時空的度量張量；

·T_uv是能量-動量-應力張量，表示了物質分布和運動狀況。

· G是引力常數，

· c是真空中光速。

整個方程式的意義是：空間物質的能量-動量（T_uv）分布=空間的彎曲狀況（R_uv）。

愛氏以此推斷引力的成因是時空彎曲。但我不這樣推斷。看過我前面內容的朋友，應該知道我認為引力的本源是時空，不是時空彎曲。

時空是彎曲的，但不是時空彎曲產生引力。空間物質的能量-動量（T_uv）分布等於空間的彎曲狀況（R_uv），是在描述空間的狀態，不是說空間的彎曲狀況（R_uv）產生了引力。

等於和產生是兩個概念，愛氏就是受時空背景影響而產生這樣的推理。而我是從引力質量和慣性質量嚴格相等，以及彎曲的時空不能量子化，得到啟發，從而提出引力的本源是時空！

接著回到愛氏場方程，我並不奢望大家都可以深刻認識場方程，更不會讓大家推理，我們都需要學習的東西太多了。但我希望大家對這個方程有直觀的認識，有感官上的想像，去理解方程里牽涉到些什麼東西，然後你可以想像宇宙會是咋樣的？也是一件美不可言的事情。

上面說了，愛氏的場方程是一個二階張量方程，也就是意味著愛氏的方程可以寫成矩陣方程。我們現在看到的是簡潔的方程。

從代數角度講，它是向量的推廣。我們知道，向量可以看成一維的「表格」（即分量按照順序排成一排），矩陣是二維的「表格」（分量按照縱橫位置排列），那麼n階張量就是所謂的n維的「表格」。張量的嚴格定義是利用線性映射來描述的。與矢量相類似，定義由若干坐標系改變時滿足一定坐標轉化關係的有序數組成的集合為張量。

愛氏理論的建立也得益於張量分析的發展，廣義相對論完全由張量語言表述，愛因斯坦從列維-奇維塔本人那裡學了很多張量語言。甚至可以這樣說，沒有張量語言的發展，愛氏的彎曲時空理論，就缺乏描述工具，不能建立。而且我在此書的開頭也說過，愛氏的理論受馬赫原理啟發很大。所以一個偉大的天才，也需要出現在恰當的時間和地點，才能成就偉大的事業！靈遁者物理科普書籍《見微知著》在靈遁者淘寶有。

愛氏的場方程是一個非線性二階張量方程，用黎曼幾何來描述時空背景。我特性注重要用「非線性」三個字，實在是我的哲學理念就是這樣認為宇宙的。宇宙是非線性的，我甚至將我的散文集命名為《非線性波動》，也是時刻告訴自己，一定要有堅持的觀點。對於宇宙是非線性的系統我從不懷疑，而愛氏的理論正好也是這樣的，所以我不否認愛氏理論的正確性。從各個哲學角度來講，也應該是這樣的。這是我在寫這本書開頭的時候就說了。

愛氏在描述和理解上出了問題，也引導了後來的人也這樣理解和描述。所以我覺得有必要提出另一種聲音，對這個方程有正確的理解。

就好像說創造汽車的人，卻不是車技最好的人。任何一個時代人，都要相信這個時代最偉大的人物還沒有誕生。我在詩歌里也是這個歌頌的！

我們還需要對黎曼空間，也就是張量分析做一個了解。只是了解，不要厭煩。真正從數學方面去深入了解，我自己也做不到。這點我得承認。

黎曼幾何和區別於歐氏幾何的，實際上它是歐氏幾何的發展。歐氏幾何是把認識停留在平面上了，所研究的範圍是絕對的平的問題，認為人生活在一個絕對平的世界裡。因此在平面里畫出的三角形三條邊都是直的。兩點之間的距離也是直的。

但是假如我們生活的空間是一個雙曲面，這個雙曲面，我們可以把它想像成一口平滑的鍋或太陽罩，我們就在這個雙曲面里畫三角形，這個三角形的三邊的任何點都絕對不能離開雙曲面，我們將發現這個三角形的三邊無論怎麼畫都不會是直線，那麼這樣的三角形就是羅氏三角形，經過論證發現，任何羅氏三角形的內角和都永遠小於180度，無論怎麼畫都不能超出180度，但是當把這個雙曲面漸漸展開時，一直舒展成絕對平的面，這時羅氏三角形就變成了歐氏三角形，也就是我們在初中學的平面幾何，其內角和自然是180度。

黎曼幾何作為非歐幾何的一種,它與羅巴切夫斯基幾何相比，有著實質性的不同。羅氏幾何主要工作是建立了一整套區別於歐幾里得的《幾何原本》的邏輯體系；而黎曼幾何的核心問題是以微分幾何為基礎,建立曲線坐標系中的微分方法。

羅氏幾何是第一個被提出的非歐幾何學，它的基本觀點是：第一,第五公設不能被證明; 第二，可以在新的公理體系中展開一連串推理,得到一系列在邏輯上無矛盾的新的定理，形成新的理論。

羅氏幾何學的公理系統區別於歐式幾何學之處,僅僅是把歐式幾何平行公理改為: 從直線外一點，至少可以做兩條直線和這條直線平行。黎曼幾何與羅氏幾何的平行公理相反：過直線外一點,不能做直線和已知直線平行。也就是說，黎曼幾何規定: 在同一平面內任何兩條直線都有公共點,黎曼幾何學不承認存在平行線。

很自然就有另一條公設：直線可以延長至任意長度，但長度是有限的,這可以類比為一個球面。黎曼幾何是通過微分幾何的途徑建立起來的，因此與羅氏幾何根本不同。

黎曼幾何學的公理體系引進了一種彎曲的幾何空間(它可以通過拉梅引進的曲線坐標系描述),黎曼在構想這種幾何學的時候，就想設法建立起相應的代數結構。這個目標黎曼本人沒有實現,但沿著他開闢的道路，克里斯托夫和里奇完成了新幾何學的構建。換句話說,張量分析構成了黎曼幾何學的核心內容。

這表現在若干方面:

1.黎曼空間中的曲率是一個張量，其有關運算需採用絕對微分法； 2. 黎曼空間的度量以度量張量表達;

3. 黎曼空間的平行定義為標積保持不變(即與曲線的夾角保持不變),依賴克里斯托夫符號；

4. 黎曼空間的直線(短程線)方程的建立依賴協變微分。正因為有了張量分析這個工具，黎曼幾何才獲得了類似於微積分一樣的計算功能,從而擺脫了停留在邏輯構造層面上的束縛，從根本上與微分幾何實現了傳承,並實現了微分幾何從直線坐標繫到曲線坐標系的進步，使得幾何學與代數學更緊密地聯繫起來。

要而言之,張量分析的產生一方面是向量分析的推廣，另一方面是微分幾何的發展推動。張量分析與黎曼幾何在相互交織中發展,互相促進。

了解完了這個知識點之後，我們還需要了解下面這幾個點：

6、什麼叫曲率：曲線的曲率就是指曲線上某個點的切線方向角對弧長的轉動率，通過微分來定義，表明曲線偏離直線的程度。

數學上表明曲線在某一點的彎曲程度的數值。曲率越大，表示曲線的彎曲程度越大。曲率的倒數就是曲率半徑。

例如在曲線CD上點A和臨近一點A"各做一條切線，A和A"之間的弧長為ΔS，兩條切線夾角為α，則曲線CD在A點的曲率為右圖。

這一章關於愛氏場方程的介紹，就到這裡。後面的章節還會為大家介紹和重新解構場方程。了解最基本的概念，是為了有更準確，更直觀的想像。

1948年5月14日，以色列國誕生，但不久以色列與周圍阿拉伯國家的戰爭便爆發了。已經定居在美國十多年的愛因斯坦立即向媒體宣稱：「現在，以色列人再不能後退了，我們應該戰鬥。猶太人只有依靠自己，才能在一個對他們存有敵對情緒的世界上生存下去。」1952年11月9日，愛因斯坦的老朋友以色列首任總統魏茨曼逝世。在此前一天，就有以色列駐美國大使向愛因斯坦轉達了以色列總理戴維·本-古里安的信，正式提請愛因斯坦為以色列共和國總統候選人。

當日晚，一位記者給愛因斯坦的住所打來電話，詢問愛因斯坦是否會擔任以色列總統，「不，我幹不了。」愛因斯坦否定了這個提議。剛放下電話，電話鈴又響了。這次是駐華盛頓的以色列大使打來的。大使說：「教授先生，我是奉以色列共和國總理本·古里安的指示，想請問一下，如果提名您當總統候選人，您願意接受嗎？」愛因斯坦被同胞們的好意感動了，但他想的更多的是如何委婉地拒絕大使和以色列政府，而不使他們失望，不讓他們窘迫。

不久，愛因斯坦在報上發表聲明，正式謝絕出任以色列總統。在愛因斯坦看來，「當總統可不是一件容易的事。」同時，他還再次引用他自己的話：「方程對我更重要些，因為政治是為當前，而方程卻是一種永恆的東西。」