“相对论”的提出和发表
通向人类真正的伟大境界的通道是一条苦难的道路。
——爱因斯坦
进入苏黎世联邦工技学院
“在这些山区中，居住着自由。”诗人席勒在诗中如此描述瑞士。阿尔伯特·爱因斯坦来到这个国家之后，初次感受到生活在充满自由气氛的环境中十分舒畅。
不过最初，他很失望。德国高等学校老师所写的那份证明书，说明爱因斯坦在数学方面具有天分，但他仍然无法直接进入瑞士联邦工技学院就读。校方告诉他，他可以参加入学考试。
一连六个月，爱因斯坦发狂似的温习他在慕尼黑读书时所忽略的一些课程。由于他一直未曾在演说或背书方面表现出特殊的才能，因此，他的老师们都认为他很笨，其他老师也犯了相同的错误。当年，意大利最伟大的作曲家之一威尔第，曾为米兰音乐学校所拒收，因为他“显得对音乐没有兴趣”。诺贝尔奖得主麦克森当年在安纳波里斯的美国海军军官学校就读时，一位长官斥责他说：“只要你对这些科学事务少注意一点，多多用心学习海军炮术课程，也许有一天你会对国家有所贡献。”另一位举世闻名的科学家达尔文曾被爱丁堡大学开除，他们认为他是一个无可救药的失败者。
过去，几乎所有教过爱因斯坦的老师都说他是一个反应迟钝的学生，使他感到很泄气，对于自己并不特别感兴趣的功课也就不想学习了。所以在这次入学考试中，他的数学及物理成绩相当好，但在动物学、植物学及语文方面，则糟透了。幸好，工技学院的院长对于爱因斯坦在数学方面所表现的优异成绩大为震惊，开始对这位年轻的陌生人发生了兴趣。他建议爱因斯坦研习他考坏了的那些课程，并向他介绍了几所瑞士预备学校。
阿尔伯特·爱因斯坦虽然担心再度面临像德国高等学校那般令人痛恨的不自由生活，但却不得不在亚劳镇的一个学校里注册。而后他发现这儿的学校并不像军营，不必出操，老师们亦诚心帮助学生们养成独立思考的习惯。任何学生都可向老师请求指导，或是讨论学生们在功课上所遇到的问题，学生还可以做物理及化学实验。这间学校的小型博物馆拥有各种标本及显微镜，使得研究生物学变成一项愉快的事，而不会令人感到厌烦。爱因斯坦在这所学校愉快地念了一年，并获得一张文凭，使他得以进入苏黎世的工技学院。
在这家学校里，爱因斯坦再度感受到自由与友好的气氛，使他高兴异常。他在众多同学当中结识了几位好朋友，他们之中有好多位都是来自外国。有的是来自受政治压迫的国度，他们告诉这位德国大男孩，他们在罗马尼亚、俄国及其他东欧国家的同胞们正忍受着暴虐的统治。他们谈到饥饿问题，以及受压制的民众缺乏教育，极需进行革命等。爱因斯坦很同情地聆听着，心中梦想着有朝一日全世界的人都能同享自由。他不再认为自己是一个德国人，他希望做一个世界公民。
这些外国学生当中，有许多人渴望在毕业之后立即回国，去教导他们那些不幸的同胞。他们都很努力学习，毕业证书固然重要，但仍比不上学习的重要。做老师的怎么可能忽视如此狂热的学习情绪呢？一位几何学教授——海姆博士，所讲授的课程极为精采，即使是最懒惰的学生也要抢着在清晨7点钟端坐在拥挤的教室里。爱因斯坦有时候忍不住在心里想道，如果我有朝一日成为一名教授，我的讲授是否能吸引学生们提早起床赶来听呢？
物理学研究最主要的目的是量度及能量。诚如爱因斯坦先前对他父亲所说的，他现在对数学的兴趣已经降低，因为数学本身只不过是他作量度时所需的一项工具。牛顿解释了许多问题，但当他繁忙、丰富的生命接近尾声时，他说：“我就像是一个在海滩上玩耍的小孩子，现在才发现许多比我手中更漂亮的小圆石或贝壳，而真理就像无垠的大海展现在我面前，尚未予以探测。”爱因斯坦想要航向那个广阔的知识海洋。英国科学家牛顿留下了一两项神秘的事物，需要年轻一代的科学家去探讨。爱因斯坦知道，人们的知识实在极为有限。如果一个人想要了解整个宇宙，他所要学习的东西实在太多了。
他现在不仅要应付指定的功课，而且还自己研读大学图书馆中有关的书籍。起初，他独自一人研读，后来他连续几个晚上都和一位匈牙利女同学米列娃·玛利兹研读及讨论科学问题。她比爱因斯坦大几岁，有着娇小的身材，表情严肃，动作敏捷。跟当时绝大多数的女学生一样，她的思想十分活跃，衣饰朴素，除了本身的功课之外，对什么都没有太大的兴趣。当时正好是“新女性时代”的黎明，这些女大学生们觉得她们必须证明自己值得接受刚刚加在身上的特权。
米列娃虽然很少说话，但她十分专注地聆听爱因斯坦诉说他在准备功课时经常涌现在脑海中的一些新想法，或是听他朗诵一些伟大的物理学家的作品。有时候她也会谈谈自己的抱负，像何必把自己的一生葬送在老式女人所谓的“厨房、教堂及孩子”三项“妇德”之中等。她拥有不亚于男人的头脑及野心，相信自己总有一天会对科学界做出贡献。爱因斯坦完全同意她的说法，他非常敬佩她的智慧，并且发现她是一位令人满意的同伴。
男子气十足的爱因斯坦
爱因斯坦只要有多余的钱，就去听音乐演奏或观赏歌剧。但这种机会并不多，因为他无力享受太多这种乐趣。他父亲的生意很不顺利，甚至无法为他的儿子寄去一小笔零用钱。幸好，有位富有的亲戚自愿每个月资助爱因斯坦一百瑞士法郎（大约是二十美元），这笔钱已足以应付他的生活费用了。但他每个月还要存下二十法郎。他希望存下足够的钱，以便能够支付登记成为瑞士公民所需的费用。他喜爱这个国家和他的人民，打算从工技学院毕业之后，立即花掉他辛苦存下的钱，成为他们中的一分子。
如果他想暂时放下功课轻松一下，拉拉小提琴是不必花钱的最好方法，有时候他演奏巴赫的作品，但还是以莫扎特的作品为主，他对莫扎特的喜爱已经超过贝多芬。“莫扎特是如此地完美，”他经常说，“欣赏的人根本不知道他是如何达到如此完美的境地。”有时候爱因斯坦也自己作曲，以表达自己的思想及情绪。他回到意大利与家人度假时，母亲经常怪他没有把他所作的曲子记录下来。爱因斯坦只是哈哈大笑，然后走到他小时候经常依靠的钢琴边，愉快地听他母亲弹奏。不时即兴作些迷人的小曲子——只弹奏一次，此后就永远不再出现。
和大学同学米列娃结婚
在1900年秋天，经过在工技学院四年的研读之后，爱因斯坦拿到了他的文凭。这位二十一岁的大学毕业生很高兴他不必再依赖有钱亲戚的资助。他觉得艰苦的日子已经过去了。他对于必须穿着破旧的衣服以及吃些简陋的餐点永远不觉得伤心，因为他很少注意自己的衣食。他很高兴终于能从事他认为一定是他终身事业的工作——教书。
他希望当一名好教师，而不是一名教官。当上教师，他就可以避免在他一向害怕及痛恨的商业世界中进行挣扎及竞争。当一名教师，他将有多余的时间做更进一步的物理学研究。他知道，当他写信告诉母亲说，她那位经常惹麻烦而愚笨的爱因斯坦最后终于成为一名教授时，她一定会十分骄傲且高兴。
但是，他所希望踏上的路途却充满着阻碍，他最初希望在工技学院当一名教授的助手，从而展开他的教学生涯。他的许多老师曾称赞他的实验工作，有几位教授甚至答应替他在学院里找份工作，因为他在学院的成绩相当突出。不料，当爱因斯坦毕业之后，却没有人能够或是愿意协助他，也许他曾经树立了某些敌人，这些人甚至阻止他接受最微贱的工作。
他仍充满了希望，心想，也许可在一间较小的学校展开他的教学生涯，很不幸的是他还未取得瑞士公民资格。虽然他信仰一种全球性的宗教，并对他父母的信仰失去了全部兴趣，但他仍然被认为是一位犹太人。在当时，瑞士可能是世界上最开放的国家，但是多数瑞士学校仍然不愿聘请一位既是犹太人又是外国人的生手。
一年后，爱因斯坦受聘担任温特瑟一家工技学校的教师，任期只有一学期。许多学生的年纪都比他大，爱因斯坦敏感地觉察到他们对他的不悦，因而感到尴尬和闷闷不乐。但他力求表现，决心要获得成功。于是当他在温特瑟的任期结束时，已赢得了学生——甚至是最淘气的学生的尊敬。
接着他找到了一份私人教师的工作。他以前在读大学时也曾做过家庭教师，他所教的两个小男孩可说是相当成功。他们住在由一位小学教师管理的宿舍里，这位教师后来发现，爱因斯坦由于对自身的工作极有兴趣，而且采用独立的教学方法，因此完全掌握了他的学生。
爱因斯坦和米列娃
爱因斯坦此时已是瑞士公民，可以申请担任公务员了。他大学时代的一位朋友将他介绍给伯恩地方的专利局局长。爱因斯坦在这方面虽然毫无经验，但经过漫长而严格的考试之后，他终于在专利局里获得了一份工作。这是爱因斯坦一生中第一次获得的固定而高薪的工作。
他觉得，拥有一年三千法郎的薪水应该可以结婚了。于是他选择了老同学米列娃做他的太太，因为她一向能够了解他的梦想。
米列娃在大学时代虽然很同情他，但是，现在却发现自己很难胜任当一位选错行业且又满腹牢骚的梦想者的妻子。她现在已不再是一个学生，似乎对他关注的问题也失去了兴趣。
“我知道你在专利局的工作很沉闷，”她满怀抱怨地说，“但至少你是在使用你的头脑。偶尔你还可以找点时间稍微看些科学书籍，或写点什么，你仍然在学习及成长中。但是，我整天忙着缝衣、煮饭及刷刷洗洗，到了晚上已经累得疲惫不堪，甚至连打开一本科学杂志的力气也没有，以前所受的教育对我有什么用？”
不久，她的两个儿子，汉斯和爱都华相继出生，使得这位野心勃勃的年轻妇人更难以做她丈夫的智慧伴侣，于是他们两人开始疏远。米列娃虽然深爱着她的孩子，但一想到她为他们而牺牲了前途，心里就觉得无限酸楚。爱因斯坦总是自认为自己是一个独立而自主的人，但实际上仍然需要照顾。可是，米列娃既没有时间也没有情绪去照顾他。
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米列娃·爱因斯坦
米列娃出生在匈牙利塞尔维亚的一个富裕家庭。从小聪明好学，高中毕业后，父母将她送到瑞士的一所女子学校深造。19世纪末，女大学生堪称凤毛麟角。后来，她转学到苏黎世，因为在别的地方，女学生不能参加考试。
刚到苏黎世时，她报名学医，但随即就改变了主意，改学物理学和数学。当时，她与爱因斯坦是同班同学。
与爱因斯坦相爱后，两人形影不离，一道学习，一道讨论科学问题。1901年，爱因斯坦在写给她的信中说：“如果要把相对运动课题做成功，只有你能帮助我。我是多么地幸福和自豪！”
不顾家庭的反对，爱因斯坦与米列娃于1903年正式结婚。当时，爱因斯坦在专利局工作，职位是“三级技术专家”。同年，爱因斯坦开始写博士论文时说：“我需要我的妻子，她能为我解开数学上的难题。”
对米列娃来说，放弃个人事业完全是为了婚姻和爱情。她是如何从失去女儿的困境中解脱出来的，迄今无人知晓。婚后，她把心思完全放在了丈夫身上，尽一切努力帮助爱因斯坦。她包揽了全部家务活，为了挣钱补贴家用，她还办了一个大学生家庭旅店。
汉斯·阿尔伯特和他的母亲米列娃
及弟弟的照片
1904年，他们的儿子出世，取名汉斯·阿尔伯特。1905年是爱因斯坦的收获之年，他在这一年发表了五篇引起自然科学革命的论文。米列娃骄傲地告诉女朋友说：“我们完成了一项重要的工作，它能让我丈夫一举成名！”1909年，爱因斯坦在苏黎世获得教授职位。1910年，他们的第二个儿子出世，但这个小家伙和他的姐姐一样命运不济，一生患有精神病。1914年，米列娃阻止爱因斯坦前往柏林到皇家普鲁士科学院工作。1916年，爱因斯坦写信给米列娃要求离婚。1919年，米列娃同意离婚，但她提出要分一部分诺贝尔奖金。
一切人世间的幸福皆离米列娃而去。为了给小儿子爱都华治病，她几乎花光了全部积蓄，后来，只能靠教钢琴维持生计。20世纪30年代，她的大儿子携妻子和孩子去了美国，米列娃一直留在瑞士，照顾自己生病的小儿子，几乎过着隐居的生活。
1948年，这位坚强的女性在苏黎世的一家医院与世长辞。
爱因斯坦是位尽职的好父亲，当他推着婴儿车走到街上晒太阳时，心中早已计划要送他们上大学了。每天晚上他总要帮助孩子们用他们的彩色积木建造城堡和桥梁。汉斯上学以后，做父亲的喜欢出些问题考他，以锻练他的头脑。爱因斯坦在心里想道：他是位聪明的小伙子，也许他长大之后不会像我这样没出息！
两个儿子中，是否有人继承他对音乐的爱好？爱因斯坦不禁在心里琢磨着，并回想起当年自己在就寝时间过去很久，仍然偷偷坐在楼梯上，聆听母亲弹奏的情景。而现在，在自己的小提琴乐声或是朋友们在这栋瑞士小公寓中演奏的音乐声中，孩子们仍能安然入睡。
“儿子们必须要学习钢琴，”他告诉米列娃，“不久，我们就可举行属于自己的家庭音乐会了。”
名人铜雕（爱因斯坦）
爱因斯坦家里的客人中，通常都有几位研究生，他们往往一面吃着米列娃准备的简单点心，一方面讨论科学问题，往往讨论的声音大而且激烈。有一次，半夜以后，突然有一位邻居跑来敲门。邻居愤怒地说他并不是一位学者，受不了他们这种无聊的争论。邻居又说：“既然他不知道他们究竟在吵些什么，大家何不各自回家，让我们好好睡上一觉？”
爱因斯坦把自己在专利局的工作戏称为“鞋匠的工作”，日复一日，每天所做的都是相同的工作，使他少有机会运用自己的知识及才能。任何发明家若想获得对他某项发明产品的专利保护，就必须把那项发明产品的完整说明提交给专利局，爱因斯坦的工作就是把这些说明以最简短而最清楚的方式加以改写。虽然，爱因斯坦当时并不知道，但事实上，当时在专利局所学到的，后来对他确实有极大的益处。因为他在专利局学会了如何从桌上的每一件发明说明书中摘取重点。这项训练后来变得十分有价值，尤其是在他提出新的科学发现时，更为有用。
他告诉自己，他的终生工作不是教书，他承认在那方面是个失败者，但是，如果他从事实验室助手的工作，所赚的钱怎能维持生活呢？他在专利局的工作至少可以维持他的小家庭，何不因此感到满足，而把成为一名物理学家的梦想永远放弃呢？
但是，每天检查这么多的发明，却引起了爱因斯坦对发明的兴趣，他制作了一些供实验室使用的新仪器。例如他发明了一种可以测量微量电流的仪器。有时候，他会把桌上的报告推开，从抽屉中取出一张写满他自己计算的数字的纸张。这些数字和专利毫无关系，只是想要证明经常萦绕在他脑海的一项想法而已。当他在专利局工作时，或是推着婴儿车走在街上时，甚至是在家庭音乐会中聆听朋友的演奏时，爱因斯坦都经常在思索新的问题以及如何解决这些问题。
在这段期间内，他为一份科学杂志《物理学年报》写了四篇论文。其中一篇是他的毕业论文——爱因斯坦已在苏黎世大学完成研究工作，并得到他的物理学博士学位。即使这位二十六岁的专利局职员以后再也不写任何东西，这四篇科学论文已足以建立他的名声。到了1905年，他写了第五篇论文，这篇论文一经发表，使得全世界每一位物理学家都把眼光投向瑞士的专利局。
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爱因斯坦四篇划时代的论文
爱因斯坦在1905年共发表了四篇划时代的论文，分别为：《关于光的产生和转化的一个启发性观点》、《根据分子运动论研究静止液体中悬浮微粒的运动》、《论运动物体的电动力学》、《物体惯性与其所含能量有关吗？》，随后导出了E=mc2的公式。因此这一年被称为“爱因斯坦奇迹年”。一百年后的2005年因此被定为“2005世界物理年”。
1905年3月发表的《关于光的产生和转化的一个启发性观点》，认为光是由分离的粒子所组成。爱因斯坦解释光也是由小的能量粒子（量子）组成的，并且量子可以像单个的粒子那样运动。“光量子”理论把1900年普朗克创立的量子论大大推进一步，对早已成为定论的光的波动理论提出有力挑战，揭示了微观世界的基本特征：波动—粒子二元性。
1905年4月根据在咖啡馆里关于茶的讨论，爱因斯坦写出一篇论文，论证可以根据糖在液体中的扩散速度来计算糖分子的大小，这就是《根据分子运动论研究静止液体中悬浮微粒的运动》的论文。
1905年6月30日，在德国《物理学年鉴》发表《关于运动物体的电动力学》一文。首次提出了狭义相对论基本原理，论文中提出了两个原理：“光速不变”，以及“相对性原理”。
1905年9月27日，德国《物理学报》刊出《物体的惯性与其所含能量有关吗？》，认为“物体的质量可以度量其能量”，随后导出了E=mc2的公式。
苏黎世大学
瑞士苏黎世大学成立于1833年，是瑞士最大的综合性大学。是一座享有国际声誉的教育和科研中心。共分为七个系：神学系、法律系、经济学系、医学系、兽医学系、哲学系、数学—自然科学系。以商管类研究生课程闻名于世，与维也纳经济管理大学共称欧洲之首。苏黎世大学在分子生物学、大脑研究和人类学等领域具有开拓性的研究实力。其大学医院和兽医医院，也具有一流的设施和技术。第一届诺贝尔物理学奖得主从这里走出，X射线的发现者伦琴是苏黎世大学的高材生。
苏黎世大学是瑞士规模最大、课程范围最广的大学，虽然创建于1833年，但它的历史却可以追溯到1525年，以及新教改革家乌尔里希·茨温利的时代。《大不列颠百科全书》就把它的建校时间定为1523年。
19世纪末的苏黎世大学
1833年，原有的神学院、法学院和医学院合并，与新成立的哲学院一起组成苏黎世大学。这是欧洲第一个由民主国家而不是由封建君王或教会创办的大学。第一年注册的学生有：神学16人，法学26人，医学98人，哲学21人。教师有26位教授和29位讲师。当时的创建人雄心勃勃，梦想着有一天这所州级大学能成为瑞士联邦大学。
但这一点并不影响它最终成为一所综合大学，大学的精神之父、后来的古典哲学教授约翰·卡斯帕·冯奥雷利毫不含糊，在给友人的信中写道：必须建一所苏黎世大学，而且必须让它，只能让它成为瑞士大学。
1855年，享誉世界的瑞士联邦理工学院成立。此后它与苏黎世大学一直在一个校园。教员也是苏黎世大学提供。1859年，哲学院分为文科系（设哲学、语言、历史等科）和数学与自然科系。1883年建校五十周年时，已经有学生463人，教师91人，其中教授37人。1901年，苏黎世大学成立兽医学院。1905年，学生首次突破1000人。1908年，苏黎世州与瑞士联邦政府签订协议，将苏黎世大学和瑞士联邦理工学院合并。1914年苏黎世大学迁至今天的所在地。
1933年百年校庆，苏黎世大学学生达到2033名。
相对论的发表
这位满头黑色卷发、两眼深陷的年轻人，站在编辑台前。
“我又写了一篇论文，准备交给贵社发表。”他说。
“哦，爱因斯坦博士，我已经收到好几封讨论你那四篇论文的信件，有些评论对你的研究十分恭维；有的可就相当不客气了，你今天带来的是什么论文？”
这位专利局的职员从他发皱的外衣口袋里拿出一包东西。编辑迅速翻阅了这叠写得密密麻麻的信纸。
“嗯，共有三十页。”
“印出来的话，将会较短一点。”爱因斯坦向他保证。
“我现在所编的这一期，稿子已经相当挤了。”
爱因斯坦脸上微微一红，“如果能够挪出一点篇幅来，我希望把这篇论文刊登出来，”他说，“我相信读者们一定会对这篇文章深感兴趣的。”
“我来瞧瞧！”这位编辑先生喃喃说道。他首先看看标题，《论运动物体的电动力学》。他对这个题目皱皱眉头。然后看看前面几页。“这儿所说的‘相对论’又是怎么一回事？”
论文发表后，引起了全世界物理学家的注意。有许多科学家对“相对论”写过研究报告，有的提出很聪明的见解，有的却显得极其愚蠢。在纽约的公立图书馆中，有五百多册有关相对论的书籍及小册子，不是攻击爱因斯坦的理论，就是为他辩护。最初，有一项很普遍的说法：在整个世界上只有十几个人真正理解爱因斯坦的相对论！但到了今天，任何一位研习物理学的大学生都可以理解了。
爱因斯坦第一次在美国就相对论发表演讲时，随口说了一句：“这个理论十分简单。”挤满整个大厅的听众却爆笑不已，令爱因斯坦大吃一惊。他并不是有意以一句玩笑话来冲淡别人对他的注意。他认为，他所解释的一切，对于那些了解他用以解释这项理论的数学符号的人来说，实在是相当简单的。他当时没有想到，数学有它自己的语言，而只有懂得数学语言的人，才能了解他的理论。
有意思的是，一项显然已经失败的实验，却为爱因斯坦提供了这项理论的线索。在1905他发表这项理论后，许多人称赞他是人类有史以来最伟大的科学家。
在1887年，当爱因斯坦还是慕尼黑一位闷闷不乐且又未获得赏识的学生时，两个美国教授，麦克森和摩雷，正在研究一项奇妙的问题。所有的科学家都知道地球环绕太阳转动的速度。但这两位科学家则试图找出地球在太空中轨道前进的速度。
一个移动的物体在碰到阻碍时，速度就会放慢。如果你要求一位游泳选手逆着河流往上游，而让他的对手顺流而下，那么他必定会拒绝参加这种比赛。现在，当麦克森和摩雷利用顺逆两方向测量光的速度时，他们感到很困惑。
摩雷教授是化学家，麦克森是一位实验物理学家。他不断发明奇妙及精巧的仪器，以协助他探测大自然的真相。
为了测出绝对正确的光速，这两位科学家设计了一套精密的仪器。这套仪器分别仿照了顺流或逆流游泳者的情况，把两根管子安置在每一种情况的适当角度里，如果其中一种顺着地球自转的方向移动，则另一个必定是沿反方向移动。每根管子的末端各放上一面镜子，然后在绝对相同的时间内把一道光束射入管子内。
当然，这两位教授预测，其中必然有一道光束比另一道光束提早反射回来。逆流而上的游泳者将损失较多的时间；逆着空气流动方向而进行的光束必然要花更多的时间。但是，虽然这两个教授把这两极管子移动到各个方向，这两道光束的速度却一直没有任何差别。
“我们的实验有什么错误的地方？为什么两道光束到达镜子的时间总是一样？难道空气中没有我们在河流中逆流而上时所遭遇的那种‘逆流’吗？难道地球在其中移动的‘以太流’并未对光线形成阻碍？”
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以太
以太（Ether）是一个古老的名词，它的涵义也随着历史的发展而发展。
在古希腊，以太指的是青天或上层大气。在宇宙学中，有时又用以太来表示占据天体空间的物质。17世纪的笛卡尔是一个对科学思想的发展有重大影响的哲学家，他最先将以太引入科学，并赋予它某种力学性质。
在笛卡尔看来，物体之间的所有作用力都必须通过某种中间媒介物质来传递，不存在任何超距作用。因此，空间不可能是空无所有的，它被以太这种媒介物质所充满。以太虽然不能为人的感官所感觉，但却能传递力的作用，如磁力和月球对潮汐的作用力。
后来，以太又在很大程度上作为光波的荷载物同光的波动学说相联系。由于光可以在真空中传播，因此惠更斯提出，荷载光波的媒介物质（以太）应该充满包括真空在内的全部空间，并能渗透到通常的物质之中。除了作为光波的荷载物以外，惠更斯也用以太来说明引力的现象。
但到了20世纪初，爱因斯坦则大胆抛弃了以太学说，认为光速不变是基本的原理，并以此为出发点之一创立了狭义相对论。虽然后来的事实证明确实不存在以太，不过以太假说仍然在我们的生活中留下了痕迹，如以太网等。
这样看来，机械的以太论虽然死亡了，但以太概念的某些精神（不存在超距作用，不存在绝对空虚意义上的真空）仍然活着，并具有旺盛的生命力。
著名物理学家伽利略（1564~1642）
这两位科学家确定，伽利略已在很久以前证明了地球确实在太空中移动，因此他们试了一遍又一遍，企图找出他们所实验的两种情况的光束速度之间的不同，但一直无法发现这两种光速的差别。麦克森和摩雷最后终于感到沮丧了。既然已经证实地球是移动的，为什么他们的实验却指出地球是静止的？这种发现是相当的新，且又令人感到困惑。
这个问题不仅困扰麦克森和莫雷，也令当时的一些杰出物理学家大惑不解，爱因斯坦在他的论文中回答了这个问题。这两位美国教授并未失败，他们在十八年前即已正确地测出光的速度。因为，爱因斯坦现在已经证明，光的速度都是相同的；还有，光速是唯一的定值，不管是在何种情况下测量，都是一样的。
但是，为什么光速在空中移动时不会遭遇任何阻碍？爱因斯坦解释说，这是因为，任何实验都不可能测出宇宙中的绝对移动。牛顿说过：在遭遇外来的力量之前，每一种物体都维持着其原来的状态，不是静止，就是处于它自己独特的移动中。爱因斯坦现在则宣称，在地球或整个宇宙中的任何地点里，没有一样东西是静止的。他指出，每一样东西都是在移动中的——从原子到星星，每样东西都是移动的。
爱因斯坦继续表示，在这样的一个宇宙中，一切都在移动，没有任何东西是静止的，因此，每一样东西和它接受观察时的环境，都是相对的。
相对论的学说，对这个世界来说，是绝对新奇的学说。大象跟老鼠比较起来，无疑是庞大的，如果把大象放在摩天大楼旁边，就显得出奇的渺小了。这是体积上的“相对”。当一个人按下电梯的电钮“上”或“下”时，他就会感受到位置的“相对”了。
在此之前，科学家们一直认为，物理世界中的某些事实是“绝对的”，在任何环境下都不会改变。物理学家测量长度、重量和速度。当然，他们的量尺、体重计及时钟，给了他们正确的答案。爱因斯坦的理论引起了全世界的震惊，因为他为绝对的物理科学的事实，带来了相对的事实。他对我们所居住的世界提出一项崭新的想法。他赢得了令人震惊的名声，而且他的一项又一项理论在其他科学家的实验室获得证实，更加强了他的名气。
有关相对论的一个最熟悉的例子，就是移动的物体。当一个人坐在疾驰的火车上时，座位和乘客显然是静止的，而树木和电线杆却从车窗外呼啸而过。一位站在铁轨附近的农村男孩，却只看到火车呼啸而过，而树木和电线杆则静止不动。在这列火车以时速96千米的速度移动时，地球正以每秒29.7千米的速度绕着太阳旋转。与此同时，地球、太阳和整个太阳系一起朝着一颗遥远星球的方向前进。
如果一个人能够站在太阳上，并用望远镜眺望，他将会看到地球和火车在底下移动。另一个观察者如站在这太阳系最近的某一个星球上，由于它的距离极远，它的光需要四年的时间才能到达地球，那么，这位观察者要在四年后才能看到太阳、地球及移动中的火车正一起在太空中移动。火车、地球及太阳的运动，都是和观察者的位置相对的。
但是，如果在太空中的移动是相对的，那么，时间的相对性呢？
在爱因斯坦提出他的学说之前，牛顿和其他科学家指出，时间是绝对的；整个世界都在变化，但时间却是持续不变的。他们同时认为，空间是向四面八方延伸的，并无止境的。
爱因斯坦打破了牛顿理论的传统，为我们提出了有关于时间和空间的一项新看法。
他认为每一物体都有三个空间，而且由于每件事物实际上是在移动及变化的，因此，这个世界实际上即存在于三度空间中——另外加上一个第四空间。爱因斯坦认为，时间就是这个所谓的第四空间。
从旧金山到纽约，以前，一辆篷车必须花上一年的时间走过河流、草原及高山，才能来到太平洋沿岸的荒凉垦殖区；但现在一架飞机不到十二个小时就可以完成这段旅程。
在爱因斯坦的宇宙中，不管是时间或空间，都不会以同一个固定的方式永远持续下去。它们两者将随着观察者的位置和速度作相对性的改变。
那么，爱因斯坦又如何说明时间的运行呢？
我们是根据地球本身自转的演进来计算日子，以地球环绕太阳的行程来计算年数。由于木星环绕太阳一周的时间比地球长，因此，木星上的一年比地球上的一年长了许多。
如果我们能克服一切不可能的因素，而以光速去旅行，那么将没有时间的存在——每件事情都可能立即发生。在我们接近不可思议的光速时，不仅我们的手表将慢下来，就是我们的脉搏也将变得缓慢。即使是在原子内部运转的电子也会越来越慢。如果我们的速度能超过光速，那么我们实际上将在时间上后退，这种情况就如同那首著名的五行滑稽诗中那个令人惊讶的女英雄——
有位年轻的女郎名叫光明
她的速度更快于光
她有一天出发
在相对论的方法下
回到家时却是前天晚上
爱因斯坦在他有关相对论的第一篇论文中，又叙述了另一项十分重要的理论：一个物体的质量，须看这个物体移动的速度而决定。当物体移动得越来越快时，他的质量也就越来越大。没有人曾经测量过质量在这方面增加的情况，因为这种变化是极其微小的，无法以任何普通的速度来加以计算。因此，在1905年时，科学家们并不知道爱因斯坦的理论是正确还是错误。但是，在以后的几年当中，他们学会了如何测量微小的电子质量，同时也学会了如何加强电子的运转速度，使它们的速度能达到每秒14.97万千米，也就是光速的一半。到这时候，实验室中的科学家们方才发现，爱因斯坦的预测是正确的。
以前的人认为，物质和能量是完全不同的东西，物质是固体的，像是一块岩石；而能量是测定一个物体移动的速度有多快，或是它有什么功用。爱因斯坦则指出，物质和能量实际上有十分密切的关系。以一半光速运转的电子拥有相当惊人的能量，因为它移动得如此迅速，使它的质量大为增加，于是能量变成质量。
相反，物质也可以转变成能量，爱因斯坦实际上已能算出隐藏在任何一块物质中的能量。他那个著名的公式，也是我们在本书中所唯一要提到的一项公式是：E=mc2。分开来解释，它的意义如下：E表示能量（每一物质的质粒中的能量）
m表示质量（或是物质的重量）
c表示光速
2表示数字自乘一次平方（例如，5的平方等于25）因此，E=mc2的整个意思就是说，每个物质中的能量，等于物质的质量或重量乘以光速的平方。
原子结构示意图
光速是每秒30万千米，把这个数字自乘一次，你就可以知道从一小块物质中可以获得何等惊人的能量数字了。仅仅是一克的物质，如果能将它转变成能量，则其能量等于大约2500瓦的电力。
这项惊人的公式，科学家们把它应用在令人震惊的两项发展上。
第一是这个公式解释了太阳的秘密。太阳为什么能够连续发出光与热达几十亿年，而不会像一块煤炭般被烧成一团灰。以爱因斯坦学说为研究依据的科学家们，把这项公式应用在太阳内部的原子上。这些原子存在于几百万度的高温中。在这种情况下，部分原子仍不断地把它们的质量转变成能量。
第二项发展的结果震惊了全世界，而那时距瑞士发表第一篇有关相对论的论文，已有四十年之久了。科学家们更进一步地研究原子能的其他功用，他们学会了如何把铀原子转变成能量，并由此制造了原子弹。
原子弹爆炸
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相对论
相对论是关于时空和引力的基本理论，主要由爱因斯坦创立，分为狭义相对论（特殊相对论）和广义相对论（一般相对论）。相对论的基本假设是相对性原理，即物理定律与参照系的选择无关。狭义相对论和广义相对论的区别是，前者讨论的是匀速直线运动的参照系（惯系参照系）之间的物理定律，后者则推广到具有加速度的参照系中（非惯性系），并在等效原理的假设下，广泛应用于引力场中。相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱。奠定了经典物理学基础的经典力学，不适用于高速运动的物体和微观领域。相对论解决了高速运动问题；量子力学解决了微观亚原子条件下的问题。相对论颠覆了人类对宇宙和自然的“常识性”观念，提出了“时间和空间的相对性”、“四维时空”、“弯曲空间”等全新的概念。
狭义相对论最著名的推论是质能公式，它可以用来计算核反应过程中所释放的能量，并导致了原子弹的诞生。而广义相对论所预言的引力透镜和黑洞，也相继被天文观测所证实。
广义相对论除了量子理论以外，1905年刚刚得到博士学位的爱因斯坦发表的一篇题为《论运动物体的电动力学》的文章，引发了20世纪物理学的另一场革命。文章研究的是物体的运动对光学现象的影响，这是当时经典物理学面对的另一个难题。
19世纪中叶，麦克斯韦建立了电磁场理论，并预言了以光速C传播的电磁波的存在。到19世纪末，实验完全证实了麦克斯韦理论。电磁波是什么？它的传播速度C是对谁而言的呢？当时流行的看法是整个宇宙空间充满一种特殊物质叫做“以太”，电磁波是以太振动的传播。但人们发现，这是一个充满矛盾的理论。如果认为地球是在一个静止的以太中运动，那么根据速度叠加原理，在地球上沿不同方向传播的光的速度必定不一样，但是实验否定了这个结论。如果认为以太被地球带着走，又明显与天文学上的一些观测结果不符。
1887年麦克森利用光的干涉现象进行了非常精确地测量，仍没有发现地球有相对于以太的任何运动。对此，洛仑兹提出了一个假设，认为一切在以太中运动的物体都要沿运动方向收缩。由此他证明了，即使地球相对以太有运动，迈克尔逊也不可能发现它。爱因斯坦从完全不同的思路研究了这一问题。他指出，只要摒弃牛顿所确立的绝对空间和绝对时间的概念，一切困难都可以解决，根本不需要什么以太。
爱因斯坦提出了两条基本原理作为讨论运动物体光学现象的基础。第一个叫做相对性原理。它是说：如果坐标系K′相对于坐标系K作匀速运动而没有转动，则相对于这两个坐标系所做的任何物理实验，都不可能区分哪个是坐标系K，哪个是坐标系K′。第二个原理叫光速不变原理，它是说光（在真空中）的速度C是恒定的，它不依赖于发光物体的运动速度。
从表面上看，光速不变似乎与相对性原理冲突。因为按照经典力学速度的合成法则，对于K′和K这两个做相对匀速运动的坐标系，光速应该不一样。爱因斯坦认为，要承认这两个原理没有抵触，就必须重新分析时间与空间的物理概念。
经典力学中的速度合成法则实际依赖于如下两个假设：
1．两个事件发生的时间间隔与测量时间所用的钟的运动状态没有关系；
2．两点的空间距离与测量距离所用的尺的运动状态无关。
爱因斯坦发现，如果承认光速不变原理与相对性原理是相容的，那么这两条假设都必须摒弃。这时，对一个钟是同时发生的事件，对另一个钟不一定是同时的，同时性有了相对性。在两个有相对运动的坐标系中，测量两个特定点之间的距离得到的数值不再相等。距离也有了相对性。
如果设K坐标系中一个事件可以用三个空间坐标x、y、z和一个时间坐标t来确定，而K′坐标系中同一个事件由x′、y′、z′和t′来确定，则爱因斯坦发现，x′、y′、z′和t′可以通过一组方程由x、y、z和t求出来。两个坐标系的相对运动速度和光速C是方程的唯一参数。这个方程最早是由洛仑兹得到的，所以称为洛仑兹变换。
利用洛仑兹变换很容易证明，钟会因为运动而变慢，尺在运动时要比静止时短，速度的相加满足一个新的法则。相对性原理也被表达为一个明确的数学条件，即在洛仑兹变换下，带撇的空时变量x′、y′、z′、t′将代替空时变量x、y、z、t，而任何自然定律的表达式仍取与原来完全相同的形式。人们称之为普遍的自然定律对于洛仑兹变换是协变的。这一点在我们探索普遍的自然定律方面具有非常重要的作用。
此外，在经典物理学中，时间是绝对的。它一直充当着不同于三个空间坐标的独立角色。爱因斯坦的相对论把时间与空间联系起来了。认为物理的现实世界是各个事件组成的，每个事件由四个数来描述。这四个数就是它的时空坐标t和x、y、z，它们构成一个四维的连续空间，通常称为闵可夫斯基四维空间。在相对论中，用四维方式来考察物理的现实世界是很自然的。狭义相对论导致的另一个重要的结果是关于质量和能量的关系。在爱因斯坦以前，物理学家一直认为质量和能量是截然不同的，它们是分别守恒的量。爱因斯坦发现，在相对论中质量与能量密不可分，两个守恒定律结合为一个定律。他给出了一个著名的质量-能量公式：E＝mc2，其中c为光速。于是质量可以看作是它的能量的量度。计算表明，微小的质量蕴涵着巨大的能量。这个奇妙的公式为人类获取巨大的能量，制造原子弹和氢弹以及利用原子能发电等奠定了理论基础。
对爱因斯坦引入的这些全新的概念，大部分物理学家，其中包括相对论变换关系的奠基人洛仑兹，都觉得难以接受。旧的思想方法的障碍，使这一新的物理理论直到一代人之后才为广大物理学家所熟悉，就连瑞典皇家科学院，1922年把诺贝尔奖金授予爱因斯坦时，也只是说“由于他对理论物理学的贡献，更由于他发现了光电效应的定律”。对于相对论只字未提。
狭义相对论马赫和休谟的哲学对爱因斯坦影响很大。马赫认为时间和空间的量度与物质运动有关。时空的观念是通过经验形成的。绝对时空无论依据什么经验也不能把握。休谟更具体地说：空间和广延不是别的，而是按一定次序分布的可见的对象充满空间。而时间总是以能够变化的对象的可觉察的变化而发现的。1905年爱因斯坦指出，麦克森和莫雷实验实际上说明关于“以太”的整个概念是多余的，光速是不变的。而牛顿的绝对时空观念是错误的。不存在绝对静止的参照物，时间测量也是随参照系不同而不同的。他用光速不变和相对性原理提出了洛仑兹变换。创立了狭义相对论。
狭义相对论是建立在四维时空观上的一个理论，因此要弄清相对论的内容，要先对相对论的时空观有个大体了解。在数学上有各种多维空间，但目前为止，我们认识的物理世界只是四维，即三维空间加一维时间。现代微观物理学提到的高维空间是另一层意思，只有数学意义，在此不做讨论。
爱因斯坦于1915年进一步建立起了广义相对论。狭义相对性原理还仅限于两个相对做匀速运动的坐标系，而在广义相对性原理中匀速运动这个限制被取消了。他引入了一个等效原理，认为我们不可能区分引力效应和非匀速运动，即非匀速运动和引力是等效的。他进而分析了光线在靠近一个行星附近穿过时会受到引力而弯折的现象，认为引力的概念本身完全不必要。可以认为行星的质量使它附近的空间变成弯曲，光线走的是最短程线。基于这些讨论，爱因斯坦导出了一组方程，它们可以确定由物质的存在而产生的弯曲空间几何。利用这个方程，爱因斯坦计算了水星近日点的位移量，与实验观测值完全一致，解决了一个长期解释不了的困难问题，这使爱因斯坦激动不已。他在写给埃伦菲斯特的信中这样写道：“……方程给出了近日点的正确数值，你可以想象我有多高兴！有好几天，我高兴得不知怎样才好。”
1915年11月25日，爱因斯坦把题为《万有引力方程》的论文提交给了柏林的普鲁士科学院，完整地论述了广义相对论。在这篇文章中他不仅解释了天文观测中发现的水星轨道近日点移动之谜，而且还预言：星光经过太阳会发生偏折，偏折角度相当于牛顿理论所预言的数值的两倍。第一次世界大战延误了对这个数值的测定。1919年5月25日的日全食给人们提供了大战后的第一次观测机会。英国人爱丁顿奔赴非洲西海岸的普林西比岛，进行了这一观测。11月6日，汤姆逊在英国皇家学会和皇家天文学会联席会议上郑重宣布：得到证实的是爱因斯坦而不是牛顿所预言的结果。他称赞道“这是人类思想史上最伟大的成就之一。爱因斯坦发现的不是一个小岛，而是整整一个科学思想的新大陆”。《泰晤士报》以“科学上的革命”为题对这一重大新闻做了报道。消息传遍全世界，爱因斯坦成了举世瞩目的名人。广义相对论也被提高到神话般受人敬仰的程度。
从那时以来，人们对广义相对论的实验检验表现出越来越浓厚的兴趣。但由于太阳系内部引力场非常弱，引力效应本身就非常小，广义相对论的理论结果与牛顿引力理论的偏离很小，观测非常困难。20世纪70年代以来，由于射电天文学的进展，观测的距离远远突破了太阳系，观测的精度随之大大提高。特别是1974年9月由麻省理工学院的泰勒和他的学生赫尔斯，用305米口径的大型射电望远镜进行观测时，发现了脉冲双星，它是一个中子星和它的伴星在引力作用下相互绕行，周期只有0.323天，它的表面的引力比太阳表面强十万倍，是地球上甚至太阳系内不可能获得的检验引力理论的实验室。经过长达十余年的观测，他们得到了与广义相对论的预言非常符合的结果。由于这一重大贡献，泰勒和赫尔斯获得了1993年诺贝尔物理奖。
四维时空是构成真实世界的最低维度，我们的世界恰好是四维，至于高维真实空间，至少现在我们还无法感知。例如，一把尺子在三维空间里（不含时间）转动，其长度不变，但旋转它时，它的各坐标值均发生了变化，且坐标之间是有联系的。四维时空的意义就是时间是第四维坐标，它与空间坐标是有联系的，也就是说时空是统一的、不可分割的整体，它们是一种“此消彼长”的关系。
四维时空不仅限于此，由质能关系知道，质量和能量实际是一回事，质量（或能量）并不是独立的，而是与运动状态相关的，比如速度越大，质量越大。在四维时空里，质量（或能量）实际是四维动量的第四维分量，动量是描述物质运动的量，因此质量与运动状态有关就是理所当然的了。在四维时空里，动量和能量实现了统一，称为能量动量四矢。另外在四维时空里还定义了四维速度，四维加速度，四维力，电磁场方程组的四维形式等。值得一提的是，电磁场方程组的四维形式更加完美，完全统一了电和磁，电场和磁场用一个统一的电磁场张量来描述。四维时空的物理定律比三维定律要完美的多，这说明我们的世界的确是四维的。可以说至少它比牛顿力学要完美的多。至少由它的完美性，我们不能对它妄加怀疑。
相对论中，时间与空间构成了一个不可分割的整体——四维时空，能量与动量也构成了一个不可分割的整体——四维动量。这说明自然界一些看似毫不相干的量之间可能存在深刻的联系。在今后论及广义相对论时我们还会看到，时空与能量动量四矢之间也存在着深刻的联系。
五年的教授生涯
阿尔伯特·爱因斯坦在发表了他第一篇的相对论研究论文之后的几年当中，分别把家搬往三个文化迥异的城市：瑞士的苏黎世、捷克的布拉格（当时仍在强大的奥匈帝国统治之下）以及德国的柏林。在五年当中，爱因斯坦担任了四项学术性的职位，每一项工作都比前一项更重要。
在他的相对论论文发表之后，爱因斯坦博士继续在伯恩的专利局工作了一段时间。指导爱因斯坦研究而使他获得博士学位的苏黎世大学的克雷勒教授，对于他这位杰出学生所做的研究工作深感兴趣。他坚持说，这位年轻人应该放弃他在专利局的那些不重要的工作。克雷勒教授宣称，爱因斯坦所发表的论文当然可以使他在大学里获得一个教书的工作。
但是，根据大学法规，研究生在成为教授之前，必须先担任讲师。讲师的薪水则来自前来听课的学生们所付的学费。由于参加听课是自愿性的，听课学生人数的多寡也就决定于讲师的名气。只有极少数的大学生听说过爱因斯坦。因为他的研究工作在当时只有杰出的物理学家们才能够讨论得了。
所以，刚开始经常去听课的只有两个人——而且这两个人都是他的老朋友。爱因斯坦对讲课实际上并没有太大的兴趣。他把讲课当作是一项展览。他经常说，讲课像是“在马戏团里表演”。有一天，克雷勒教授前去听课。也许爱因斯坦在他的老师面前感到有点不自在，也许他凑巧在当天没有充分准备，克雷勒教授严厉地对他说，他的课讲得并不好。他怀疑是否应该推荐爱因斯坦担任物理系的教授。
爱因斯坦回答说：“我并不要求在苏黎世被任命为教授。”他的兴趣主要在于研究工作，而不在于成为教授后所获得的高薪及荣誉。
佛来里契·亚德勒是爱因斯坦在工技学院时最亲密的朋友之一，此时他是苏黎世大学的副教授。亚德勒不愿和他的老朋友竞争，当他听说自己已被提名为教授时，他立刻向大学董事会提出申请，但不是为自己而是为他的老朋友说好话。亚德勒说：“如果我们的学校不能聘请到像爱因斯坦这样的人才的话，那么，请我担任教授则未免太可笑了。因为，我的能力根本比不上爱因斯坦。”
因此，在1909年，爱因斯坦获得了副教授的职位。他写信告诉母亲，他终于享受到她在多年以前梦想他拥有的荣誉。
“荣誉倒不少，但薪水就是没有增加，”米列娃批评说，“你现在所赚的钱比在专利局时还少。”
爱因斯坦提醒她：“但是，我们在生活上总还过得去。”
米列娃不愿斥责他，也不愿去争辩。他太忙于在宇宙中遨游了，因此不曾注意到她被迫在很多地方省吃俭用，才能使收支平衡。
“从现在起，生活要更加困难了！”米列娃忧愁地说，“当你还在专利局当一名小职员时，我们的朋友大多数是跟我们一样穷的研究生，因此也不必装阔。但现在你已经是一位教授，应该穿得如同其他教授那般讲究，而且我还必须举行晚间宴会，招待他们的太太。”
“我们可以想办法来应付这些新的开支。”她的丈夫以惯常的乐观态度回答说。
“你的意思是说，我可以想法子？”米列娃嘲笑他。她实在十分担心，而且尽力四处张罗，很快就使收入增加了。因为她招了几个学生住在家里。
“这个办法真是太好了！”爱因斯坦高兴异常，“现在我可以跟这几个学生一起吃晚餐，并且像老朋友似的和他们聊天，而不是像教授对学生说话。他们也会开开玩笑，向我提出问题，并且前来向我请教。”
科学家法拉第（1791~1867）
他很讨厌繁文缛节，在学生时代就是如此。学生们很喜欢他，因为他从不要求他们尊敬他。爱因斯坦十分狂热地讲求民主，因此对较资深的教授，也是同样自然而亲切。虽然爱因斯坦因此结交了许多朋友，但像他这样不拘小节、我行我素的人，免不了会在无意间得罪某些人。
苏黎世的生活过得相当愉快，最后在布拉格的德国大学请他担任正教授时，他才于1910年离开瑞士。倒并不是薪水多才使他动心，因为他非常欣赏19世纪的英国物理学家法拉第，他的个性和法拉第十分相似。法拉第曾经说过：“我一向热爱科学甚于金钱……我绝不会致富的。”
“我现在必须写信告诉妈妈，我即将成为一所德国著名大学的正教授了！”他轻轻笑着说，“我小学时候的老师曾取笑我口齿不清，而且害羞，还说我是她所教过的学生当中最笨的一个。而我妈妈却认为我将会成为一名正牌教授。”
“就像是丑小鸭！”汉斯叫道，“爸爸，把那个故事再告诉我们，好吗？”
“让你们的爸爸去收拾他的文件和书籍吧。”米列娃对他的孩子说，“他必须自己收拾才行。”她并没有说出如果爱因斯坦不收拾文件和书籍的话，这件工作将要落在她原已过度负荷的肩膀上。因为在处理家务上，她已经知道绝不可依赖她那位喜好做梦的学者型丈夫了。
一到布拉格，米列娃先找了几个房间让全家人住下来，等家具从瑞士运来后再作安排。但很不幸的，邻居们对于孩子们的吵闹行为提出抗议，房东很有礼貌但却坚决地要求爱因斯坦一家人搬走。
“我们搬到什么地方去呢？”米列娃深感焦急地说，“两个小男孩吵得要命，又没有办法让他们安静下来。我已租了一间公寓，但是家具还没有运来，我们怎么办呢？”
这时，爱因斯坦第一次担负起家庭责任。“我去买些简单家具暂时用一阵子，等我们自己的东西运到就好了。不，不会太贵的，只是用一阵时间，我去买些二手货好了。”
米列娃看到他如此实际，心里倒是十分高兴。但等到他们一家人在布置简单的公寓里睡了一个晚上后，她就改变了这种想法。某些小东西随着其中一张旧床闯了进来，汉斯和爱都华整晚辗转反侧，第二天早上向母亲展示，他的手上、腿上全布满了可疑的红色小点。
“臭虫！”米列娃不禁发出叫声，“要用什么法子才能把它们除掉？”
“不要担心，”爱因斯坦对她说，“它们一定是捷克臭虫，等到它们发现我们是真正友善的德国人时，就不会再咬我们了。”
他已经知道，布拉格的捷克人是如何地痛恨他们的外来统治者。在他们到达的当天晚上，爱因斯坦全家到一家小餐馆吃晚饭。
“你可曾看过如此怪异的菜单？”米列娃惊叫说，“瞧，这儿的菜名用德文写的只占半页。把菜单倒过来，就是用捷克文写的另一份菜单。”
爱因斯坦把侍者叫到餐桌边来，这位教授很高兴地发现，这位侍者会讲德语。爱因斯坦现在能说流利的法语，而且也学过意大利语。他一向觉得语言是个困难的问题，他也听说，捷克语不好学，因此他很高兴能够使用他的本国语言。
“你们为什么把菜单印成这样子？”他问道。他的声调和表情都极其和蔼，因此那位一向以有礼但冰冷的态度对待其他奥地利及德国客人的侍者，也对他报以微笑，说：“先生，因为我们的顾客包括德国人、奥地利和捷克人，他们全都喜欢见到菜单上印着他们本国的文字。”
“这话固然不错，但是，为什么不把菜单正印呢？先印捷克文，然后德文。”
“如果我们的德国顾客发现他们的文字被印在卡片的下半部，他们就会认为受到轻视。”
“我想，如果你们先印德文菜单，你们的捷克顾客也会认为受到了侮辱。”
这位侍者点点头，然后急赶去侍候另外一桌的客人。
“由此可以看出布拉格的气氛是多么恶劣！”米列娃说，“我比较喜欢瑞士，在那里，各个种族的人都能相安无事。”
从此以后，爱因斯坦经常去那间小餐馆，不仅是为了享受它特有的菜肴，也常和那位侍者及他在那儿遇到的捷克朋友谈谈天。爱因斯坦教授跟布拉格的许多德国人和奥地利人不一样，他没有种族歧视的观念，他并不轻视那些被统治的捷克人。他发现，德国大学在奥地利人的控制下，只能讲德语。所以，德国大学的教授、学生和捷克人的古老捷克大学之间，存在着一股互不信任甚至是互相仇恨的感觉。
奥地利皇帝佛兰兹·乔瑟夫
有几位学生前去听爱因斯坦讲课，并接受指导从事研究。因为其他许多德国教授的态度都很傲慢，起初这些年轻人反而怀疑爱因斯坦如此和善是否别有企图，等到他们知道可以信任这位德国人之后，这些学生就对他坦白地谈起他们的人民长久以来对自由的争取以及这种奋发的热诚一直未曾消失。
虽然，爱因斯坦远离犹太人已经有好多年，但在布拉格他开始觉得与他的同胞越来越亲近了。奥地利皇帝佛兰兹·乔瑟夫规定，任何一位大学教授必须属于他帝国所承认的任何一种教会，否则就不承认他的教授资格。爱因斯坦自己登记为犹太人，但这纯粹只是表面上的。
有一次，他沿着狭窄的圆石街道，走入以前的犹太人聚集区，站在那儿，彷佛回到了几世纪前。这个古老的犹太区高墙上的时钟，用希伯莱文标明时刻，犹太教会堂的石墙，坚固得犹如堡垒，因为当布拉格的犹太人为了躲避他们的敌人追击而逃到会堂时，就把会堂作为抵抗的据点。附近有处墓园，从里面崩塌的墓碑，可以知道有多少圣徒及学者成为血腥而痛恨犹太人的暴民的牺牲者。
走在这些坟墓之间，犹太人的历史对爱因斯坦来说，变得比他以前听慕尼黑的犹太教士所讲述的更为真实。
“犹太复国主义”——这项运动的主要目的，是要将犹太国家重建于犹太人在几世纪以前被逐出的巴勒斯坦地区——第一次使爱因斯坦对它产生兴趣。爱因斯坦在布拉格的一些新朋友，都是犹太复国主义者。某些晚上，他们坐在一位朋友的家中，讨论在古犹太地区建立一个犹太国家的梦想。爱因斯坦坐在一旁，抽着他的烟斗，默默地沉思。
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犹太复国主义运动
犹太复国主义运动是指散居世界各地的犹太人要求回到古代故乡巴勒斯坦，重建犹太国的政治主张与运动。又称犹太复国运动。
上古时代，巴勒斯坦曾存在着以色列国和犹太国两个犹太人国家，分别于公元前8世纪和前6世纪被亚述和巴比伦所灭。公元135年犹太人起义失败后，犹太人即被逐出耶路撒冷以至整个巴勒斯坦，流落到世界各地。
19世纪80～90年代在俄国、法国、德国出现反犹太主义浪潮后，形成了犹太复国主义的思潮和运动。1882年俄国敖德萨犹太人医生L·平斯克尔提出：“人们歧视犹太人，是因为我们不是一个国家，这个问题的唯一解决方法就是建立犹太国。”同时，在俄国出现了犹太复国主义组织比路，并开始了犹太人向巴勒斯坦有组织地移民。1895年维也纳犹太人记者T·赫茨尔撰写《犹太国》一书，进一步提出了犹太复国主义的理论和纲领。在他的领导下，1897年在瑞士巴塞尔举行了第一次犹太人代表大会。大会通过的《世界犹太复国主义纲领》规定：犹太复国主义的目标是在巴勒斯坦为犹太民族建立一个为公法所保障的犹太人之家。会上成立了以赫茨尔为主席的世界犹太复国主义组织。
犹太复国主义者认为，散居世界各地、使用不同语言的犹太人属于同一民族，不应与其他民族融合和同化。解决犹太人问题的主要途径不是消除产生反犹太主义的阶级根源，而是与非犹太人分离，单独建立一个国家。只要取得宗主国与其他大国的支持和有钱的犹太人的资助，不断向一确定地区移民，即可实现这一目标，而无须征得殖民地区居民的同意。
犹太复国主义首先被英国所利用。1917年11月英国外交大臣贝尔福代表政府发表《贝尔福宣言》，声称“英王陛下政府赞成在巴勒斯坦为犹太人建立一个民族之家，并为达到此目的而竭尽努力”。在一些西部大国的支持下，犹太复国主义者不顾阿拉伯人的强烈反对，采用政治、外交、财政以及军事手段，强行组织犹太人向阿拉伯人聚居的巴勒斯坦西部地区移民。在1882年～1948年间的六次移民浪潮中，有四十六万多人移居巴勒斯坦。希特勒德国奉行的灭犹政策加快了犹太复国主义的发展。
1920年，国际联盟委托英国管辖巴勒斯坦。1922年英国将托管地划分为两部分：东部（现约旦）为阿拉伯人居住地，西部为犹太居民区。
第一次世界大战后，犹太人掀起了第三和第四次回归浪潮。在1929年爆发的一场巴勒斯坦暴动中，阿拉伯人杀死了133名犹太人。接着在1936年~1939年又有数场暴动发生。对此英国在1939年颁布了一份白皮书，限制犹太人的移民数量至75000人，并且限制犹太人购买土地。这份白皮书被许多犹太人和锡安主义者视为是对犹太人的背叛，并且认为那违背了《贝尔福宣言》。阿拉伯人也并没有就此平息，他们希望完全停止犹太人的移民。
纳粹迫害犹太人
犹太复国主义运动
1933年，纳粹在德国执政，掀起第五次犹太人回归浪潮。1940年，犹太人已占当地居民总数的30%。后来在欧洲发生的犹太人大屠杀，进一步推动了犹太人回归。1944至1948年之间，愈二十万犹太人通过各种途径辗转来到巴勒斯坦地区。第二次世界大战结束后，巴勒斯坦地区已经有六十万犹太居民。
以色列复国。
1947年，鉴于犹太人与阿拉伯人之间的暴力冲突不断升级，和平努力受到挫败，英国政府决定从巴勒斯坦托管地脱身。犹太人的移民数量自从19世纪末以来一直稳定增长，受到二战中的犹太人大屠杀影响，犹太人复国的理念也获得越来越多的国际支持。联合国成立了“巴勒斯坦专门委员会”，1947年11月联合国大会表决了《1947年联合国分治方案》，33国赞成（包括美国和苏联），13国反对，10国弃权，通过决议：将巴勒斯坦地区分为两个国家，犹太人和阿拉伯人分别拥有大约55%和45%的领土，耶路撒冷被置于联合国的管理之下，以期避免冲突。
1947年11月29日，联合国通过分治方案的当日，大卫·本—古理安接受了该方案，但被阿拉伯国家联盟断然拒绝。阿盟委员会高层下令对以色列的犹太平民展开为期三天的暴力袭击，攻击建筑、商店以及住宅区，紧接着犹太人组织的地下民兵部队展开还击，这些战斗很快便蔓延为大规模的冲突，继而引发了1948年的以色列独立战争。
1948年5月14日，在英国的托管期结束前一天的子夜，以色列国正式宣布成立。在1949年1月25日全国选举中，有85%的合格选民参加了投票，接着有120个议席的第一届议会开会。两位曾领导以色列建成国家的人成为该国的领袖：犹太人代办处领导人大卫·本—古里安当选首任总理；世界犹太复国主义组织领导人哈伊姆·魏兹曼由议会选为首任总统。1949年5月11日，以色列取得联合国的席位，成为第五十九个会员国。
1948年独立战争。
在以色列建国之后，埃及、伊拉克、约旦、叙利亚以及黎巴嫩向以色列宣战，开始了1948年的以色列独立战争。北边的叙利亚、黎巴嫩和伊拉克军队都在接近边界的地方被阻挡下来，来自东方的约旦军队则攻下耶路撒冷的东部，并且对城市的西部展开攻击。不过，犹太人的民兵部队成功地阻挡了约旦军队，而地下的国民军组织部队也阻止了来自南方的埃及军队。从6月开始，联合国宣布了一个月的停火令，在这期间以色列国防军正式成立。在数个月的战斗后，双方在1949年达成一则停火协议并划清暂时的边界，这条边界线被称为“绿线”。以色列在约旦河的西方获得了额外的23.5%的管辖领域，约旦则占有以色列南部一块山地区域和撒马里亚，后来那里被称为西岸地区。埃及在沿海地区占有一小块的土地，后来被称为加沙地带。
犹太复国主义运动
犹太复国主义运动
大量的阿拉伯人口逃离了新成立的犹太人国家，巴勒斯坦人将此次流亡称为“大灾难”，预计有四十万至九十万名巴勒斯坦难民流亡，联合国估计有七十一万人。以色列与阿拉伯国家之间未解决的冲突以及巴勒斯坦难民的问题一直持续至今。随着1948年的战争，西岸地区和加沙地带的犹太人口开始撤回以色列，大量来自阿拉伯国家的犹太人难民使得以色列的人口剧增了两倍。在接下来几年里将近八十五万名犹太人从阿拉伯国家逃离或遭驱逐，其中约有六十万人迁移至以色列，其他的人则移民至欧洲和美国。
奥地利海军军服
表明宗教信仰，并不是爱因斯坦获准进入布拉格德国大学执教所必备的正式申请手续之一。另外有一项要求，使这位憎恨战争的科学家深感震惊，且视之为最愚蠢的做法，那就是要求他购买一件制服。这种制服跟奥地利海军军官的制服十分相似——三角型的羽毛帽、饰以穗带的外套和长裤，以及一把长剑。跟所有奥地利教授一样，爱因斯坦被要求穿上这件华丽的制服，宣誓效忠，然后才获准开始在大学执教。当然，他以后再也不曾穿过那件制服。但他的大儿子汉斯却非常喜欢他的那套制服。
“爸爸，”他请求说，“在你卖掉或送走那件可爱的制服之前，我希望你把它穿起来，佩上你的剑，然后带我出去走一走。我希望我的所有朋友都能看到你穿上这件制服。”
“好的，没问题。”他的父亲笑道，“他们会以为我是巴西海军上将呢。”
爱因斯坦认为十分愚蠢的另一项布拉格风俗，是新进的教授必须去拜访与他在同一学校任教的每一位教授。爱因斯坦感叹地说，老天爷！要连续去拜访四十个人，多么讨厌呀！另一方面，他也在心里愉快地想，在从事这种令人厌烦的拜访时，可以顺便欣赏一下布拉格各区不同的景象，也是挺不错的。因此，他开始愉快地展开漫长的拜访活动，他总是挑选可以供他散步而且是他所急于去看看的区域。当这些“观光活动”结束后，爱因斯坦立即把访问名单撕掉，不再继续这种正式的访问。他未去访问的那些教授们自觉受到了侮辱，可是他们怎会知道，爱因斯坦博士之所以不去拜访他们，只不过是因为他们所住的地区引不起爱因斯坦的兴趣而已。
布拉格也有一些人，经常受到爱因斯坦的一再拜访，这些人都是科学家，他可以和他们交换意见，再不然就是同样有着音乐嗜好的好朋友们，尤其是后者他更喜欢和他们接近。爱因斯坦曾接受邀请，加入了一个由极有天分的业余音乐家所组成的四重奏小组。
爱因斯坦（右）和友人在漫步
爱因斯坦住在布拉格期间，继续进行研究工作。他不仅在书房内研究，而且在曲折蜿蜒的街道上散步时，或漫步在可爱的小山丘时，他的头脑也在不停地思索着新的问题。他有一次告诉与他共同工作的一位物理学家说：“我所从事的工作，在任何地方都能进行。”
爱因斯坦在布拉格定居后不久，他的母校（苏黎世工技学院）却在这时请他回去担任教授。回想过去，他未能通过工技学院的入学考试，后来这家学校的部分教授又不愿推荐他担任最卑微的教职。如果爱因斯坦的天性中存有一丝一毫的偏狭，就一定会对这项胜利抱着骄矜自喜的心理，但爱因斯坦并没有这样想。
他一直怀念那个可爱的瑞士城市，他在当地有许多朋友和同事。而且米列娃在布拉格始终觉得不很愉快，当爱因斯坦正在犹疑不决之时，她主动说服他回到那个她深深喜爱的城市。于是爱因斯坦教授在1912年离开布拉格，接受苏黎世的教职及研究工作。
几年以前，杰出的德国物理学家马克斯·普朗克曾这样说：“如果爱因斯坦的理论被证明为正确的话，他将被推崇为20世纪的哥白尼。”虽然爱因斯坦只是三十出头，但他的声誉却与日俱增。由于他的新理论引起全球科学家的最大兴趣，于是获得了每位科学家终生追求的最高荣誉——应邀前往布鲁塞尔举行的世界著名物理学家大会索维尔会议上发表演说。
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索尔维会议
20世纪初，一位比利时的实业家欧内斯特·索尔维创立了索尔维会议。1911年，第一届索尔维会议在布鲁塞尔召开，每三年举行一届。
1927年，第五届索尔维会议在比利时布鲁塞尔召开了，因为发轫于这次会议的爱因斯坦与玻尔两人的大辩论，这次索尔维峰会被冠之以“最著名”的称号。一张汇集了物理学界智慧之脑的“明星照”则成了这次会议的见证，十数个涵盖了众多分支的物理学家都留下了他们的身影，爱因斯坦、玻尔更是照片的灵魂人物。
第五届索尔维会议讨论的核心是有关量子力学的，而追溯量子力学就不得不提及一个人，那便是马克斯·普朗克，德国物理学家，“量子力学之父”。参加这届索尔维会议时他已经六十九岁，德高望重，是当然的前辈。
1927年索尔维会议合影
该届索尔维会议上有三大阵营。以玻尔为中心的便是哥本哈根学派，年轻、激情是他们的标签，因而被称为反叛的一群。其中有尼尔斯·玻尔（中排右一）、马克斯·玻恩（中排右二）、海森堡（后排右三）、沃尔夫冈·泡利（后排右四）等。
尽管哥本哈根学派所提出的量子力学有无穷的魅力，但爱因斯坦（前排正中）、薛定谔（后排右六）、德布罗意（中排右三）等人还是对此提出了质疑，这些质疑同样促进了量子力学的发展。
照片中，除以爱因斯坦和玻尔为轴心人物的两大阵营外，还有另一派，那是只关心实验结果的实验派，包括布拉格和康普敦（中排右四）。
此外，这些物理界的明星人物中，有一人还对中国物理学会的成立起过积极的作用，那便是保罗·朗之万（前排右四），以及两次获得过诺贝尔奖的居里夫人（前排左三）。
1922年，普朗克教授前往瑞士苏黎世拜访爱因斯坦博士。这两位物理学家早在几年前就已经是好朋友，当时普朗克教授已经成名，对于比较年轻且默默无闻的爱因斯坦曾加以鼓励。他们的友谊维持了很久，不过，除了他们两人同样具有科学天分及对古典音乐的喜爱之外，还有很多显著的不同。
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普朗克
马克斯·普朗克1858年4月23日生于德国基尔。1867年，其父民法学教授普朗克应慕尼黑大学的聘请任教，从而举家迁往慕尼黑。普朗克在慕尼黑度过了少年时期，1874年入慕尼黑大学。1877~1878年间，去柏林大学听过数学家外尔斯特拉斯和物理学家海姆霍兹和基尔霍夫的讲课。
著名物理学家马克斯·普朗克
（1858~1947）
1879年普朗克在慕尼黑大学获得博士学位后，先后在慕尼黑大学和基尔大学任教。1888年基尔霍夫逝世后，柏林大学任命他为基尔霍夫的继任人（先任副教授，1892年后任教授）和理论物理学研究所主任。1900年，他在黑体辐射研究中引入能量量子。由于这一发现对物理学的发展做出的贡献，他获得1918年诺贝尔物理学奖。
自20世纪20年代以来，普朗克成了德国科学界的中心人物，与当时德国及国外的知名物理学家都有着密切联系。1918年被选为英国皇家学会会员，1930~1937年他担任威廉皇帝协会会长。
在那一时期，柏林、哥廷根、慕尼黑、莱比锡等大学成为世界科学的中心，是同普朗克、能斯脱、索末菲等人的努力分不开的。在纳粹攫取德国政权后，以一个科学家对科学、对祖国的满腔热情与纳粹分子展开了为捍卫科学的尊严而进行的斗争。
1947年10月3日，普朗克在哥廷根病逝，终年八十九岁。德国政府为了纪念这位伟大的物理学家，把威廉皇家研究所改名叫普朗克研究所。
普朗克的伟大成就，就是创立了量子理论，这是物理学史上的一次巨大变革，它结束了经典物理学一统天下的局面。
1900年，普朗克抛弃了能量是连续的传统经典物理观念，导出了与实验完全符合的黑体辐射经验公式。在理论上导出这个公式，必须假设物质辐射的能量是不连续的，只能是某一个最小能量的整数倍。普朗克把这一最小能量单位称为“能量子”。普朗克的假设解决了黑体辐射的理论困难。普朗克还进一步提出了能量子与频率成正比的观点，并引入了普朗克常数h。量子理论现已成为现代理论和实验不可缺少的基本理论。普朗克由于创立了量子理论而获得了诺贝尔物理学奖。普朗克出身于一个政府高级官员家庭；爱因斯坦只是一位小商人的儿子。普朗克个子很高，举止优雅，他的衣服烫得笔挺；爱因斯坦则略微矮瘦，不拘小节，甚至在社交场合中的穿着也很随便。普朗克是天生的行政高手，他喜欢主持委员会，或是担任某项会议的主席；爱因斯坦则拒绝出席任何会议，除非是他极感兴趣的。一个是贵族化的普鲁士人；一个则是来自德国南部的犹太人，并且不喜欢德国北部的寒冷及礼仪。
但是，由于普朗克博士仰慕爱因斯坦的成就，他在见到爱因斯坦时，立即提出一项特别礼遇的邀请。他邀请爱因斯坦接受柏林的三个职位。注意！是三个而不是一个。若是换作一位年纪较大且资格较老的教授或是研究人员，一定会把其中任何一个职位当作是终生事业，而当时爱因斯坦只有三十四岁。
普朗克所提出的第一个职位是柏林普鲁士科学院的教授。科学院创始于1700年，是德意志帝国当时最古老及最杰出的科学研究机构。该院的正院士只限七十人，另外有二百名通讯院士。普鲁士科学院的主要任务不是教学，而是从事科学研究。普朗克相信，像爱因斯坦这样已经在科学研究方面拥有极高声望的科学家，必将增加科学院的声誉。
20世纪初的柏林大学
第二个职位是柏林大学的教授。爱因斯坦在柏林大学不必从事他所痛恨的“马戏表演”式的授课，他可以随自己的意思安排讲学，大部分时间可用来从事研究工作。
第三个邀请来自柏林的凯瑟·威尔姆研究所。这家研究所是和美国洛克菲勒基金会合作创立的，从事多方面的研究工作。这家研究所尚未单独成立物理研究所，准备设立物理研究所后，由爱因斯坦担任该研究所的所长。同时，他也将在其他研究所中担任顾问。
爱因斯坦年轻时在德国生活得并不愉快，他一再寻思，是否有必要再回去，成为那个僵化的、由政府控制的教育制度中的一分子？在充满好战气氛的德国首都，可能自由呼吸吗？
他再度决定不受高薪或重要职位的吸引，但他又为了能有机会和努恩斯特、哈伯及普朗克这些世界上最著名的化学家及物理学家一起进行研究工作而动心。普朗克向他保证，不会让他担任任何行政工作，可以有充分的时间进行他的研究。于是爱因斯坦决定前往柏林。在苏黎世及布拉格担任短时期的教职之后，爱因斯坦终于接受了后来他一连担任长达二十年的教学工作，而且表现杰出。
第一次婚姻的破裂
1914年春天，爱因斯坦在柏林过着寂寞但又相当繁忙的生活，他的妻子和孩子并未跟他同住。在这时候，米列娃和爱因斯坦两人一致认为，他们的婚姻失败了。米列娃拒绝住在瑞士以外的任何地方，因为她已深深爱上那地方。虽然后来他们终于离婚，但他们两人仍然维持很好的友谊。爱因斯坦经常回到瑞士探望他的孩子，而汉斯和爱都华在放假时也到德国和父亲生活一段时间。
爱因斯坦博士此时已把柏林当作是他的家，但对于一个熟知德国南部温暖的气候及风俗的人来说，柏林则显得有点儿陌生和冰冷。在这个德国最进步的城市中，发展出“铁血宰相”俾斯麦执政时期所讲究的高度效率。好战的德国皇帝威廉二世所领导的政权，颇能合乎俾斯麦的理想。僵直有如枪管的军官们走在宽阔的街道上，街道两旁则排列着壮观的建筑物及英雄雕像。如果人行道上很拥挤，平民行人立即走到街道上，让军官们大步经过。从政府官员一直到小孩子，每个柏林人都按照正确的步伐踏步前进。小孩子们很小就知道，在公园里丢一张纸屑是最严重的罪过。
德皇威廉二世和他的夫人
在大学圈子里，爱因斯坦处处遭遇到繁文缛节。他憎恨一定要对他人称呼正确的头衔，不可以把教授的太太称作某某夫人，一定要称她为某某教授夫人，若是称呼别的，将会被当作是对她的一种侮辱。一位正牌教授必须拥有好几套服装，比方说，讲课时穿什么衣服，或是什么时候需要换上晨装或正式外出服。虽然爱因斯坦以前在瑞士当穷学生时只能穿破衣服的时代已经过去，但爱因斯坦仍然觉得如果把领子放松，并使裤子宽松自然，就会感到更为舒服。已经有人在他背后指指点点，说他的皮鞋从来不擦。
爱因斯坦一向不理会这些批评。事实上，他向来拒绝顺从他不同意的世俗想法。例如，参加大学宴会及定期擦皮鞋，这些小事情他一向不放在心上。他的一位同事把爱因斯坦形容得相当好：“在柏林，只有两种物理学家，一种是爱因斯坦，另一种则是其他所有的物理学家。”
不过，这么一来，爱因斯坦总算能够把大部分时间都用来研究他的理论物理学。这位科学家遵循两种方法来研究及追寻真理。他的工作分属于大家所知的“纯科学”和“应用科学”。在纯科学方面，我们可以发现，像爱因斯坦这类理论科学家，多年来一直努力提供一项新的理论给全世界，他们所使用的只有铅笔和纸张，没有任何工具。在纯科学中，我们也可以发现像麦克森及摩雷这类实验室的工作人员，这些科学家负责证实新理论的正确与否，他们的方式是在实验室中从事实验。
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应用科学
广义的应用科学是指把基础理论转化为实际运用的科学。它研究的方向性强，目的性明确，与实践活动的关系密切，且直接体现着人的需求。
狭义的应用科学以自然科学和技术科学为基础，是直接应用于物质生产中的技术、工艺性质的科学，与技术科学之间没有绝对的界限。
一般认为，技术有三种形态：一是抽象形态的技术，即技术科学；二是物化形态的技术，即人所创造的工具、设备、仪器等；三是功能形态的技术，指对客体的加工、改造方法。
狭义应用科学是对第三种技术形态的概括和总结，技术科学所具有的特征它也都有，此外，它更明显地体现着心理学、生态学、美学的内容。工程设计程序、劳动对象成型方法、对工艺可靠性的评估方法、保障优化生产的方法、减轻劳动强度和节约材料的方法等，构成了狭义应用科学的基本内容。
广义应用科学包括对社会科学、人文科学以及横向科学的实际运用的研究。如应用社会学、科学管理学、科学政策学、决策方法论、价值分析方法等。当代，应用科学正获得越来越丰富的内容，各种应用学科不断涌现，为基础理论的运用开辟着越来越广阔的空间。
爱因斯坦在柏林初期，仍然继续研究他在1905年提出的相对论理论。当时，他的这项理论曾引起全世界的轰动，现在他则忙于撰写一篇声明，这篇声明将使他的早期学说的范围扩大，且更为普遍化。他高兴于可以不必定期讲课。当他在向他的同事或是比较优秀的研究生谈话时，他可以讲得十分精彩，因为这些人可以轻易理解他所说的话。但是在讲授一连串事先仔细计划好的课程时，由于所讲授的项目经常不是他当时特别感兴趣的，所以他经常讲得不好。
他对大学部的学生十分友善，经常抽空帮助他们解决问题。有一次他告诉一位害羞的学生说：“不会的，你绝不会打扰到我。”但是，站在教室讲台上讲授校方所规定的学术知识，对他而言却总是一项很讨厌的任务。爱因斯坦在柏林的这段期间，很高兴能节省他的精力及时间，用以从事严密的研究工作。他已不必再向参加听课的每一个学生收取费用了。事实上，由于他生活简单，没有任何嗜好，有时候甚至不知道该如何花掉他所获得的大量薪水。
和艾莎表妹结为伉俪
爱因斯坦的父亲已经去世，母亲现在和他的妹妹住在一起。他的一位舅舅也住在柏林，艾莎表妹（现在是一位寡妇）则住在这位舅舅家里。起初，他根本认不出这位优雅、端庄的妇人就是他妹妹当年那位喜欢玩闹的小玩伴，她现在已经是两个女儿的母亲了。
中年的爱因斯坦
爱因斯坦很喜欢小孩子，他很高兴地带着艾莎的两个小女孩爱儿丝和玛嘉特出外散步，这两位小女孩也非常欢迎他的来访。在晚餐桌上，她们发现，母亲和这位年轻的教授高兴地谈着当年慕尼黑的童年生活。现在身为普鲁士科学院院士的爱因斯坦博士，当乡竟是一位羞怯而说话结巴的小男孩，这可能吗？她们忍不住提出一些问题。
爱儿丝问：“你为什么老是避开妈妈，躲到你的‘洞穴’中去？”
“因为我当时很笨，”爱因斯坦回答说，“现在不会这样做了。”他发现表妹在倒咖啡时，脸都红了，不禁十分高兴。
“妈妈说，你跟她同样喜爱音乐。”玛嘉特也追着问，“那么你为什么不练习你的曲子呢？”
“我说过了，我是一个笨男孩。”爱因斯坦对她说。
玛嘉特缠着他说：“能否请你在吃完晚餐后，为我们演奏小提琴？”
“求之不得。”爱因斯坦教授回答说，“如果你们的母亲能够以钢琴和我合奏，我想我们一定可以演奏得很好。”
从此以后，爱因斯坦在他舅舅家中度过了很多个愉快的夜晚。吃完晚餐后，通常来一次音乐会。然后，两位小女孩上床睡觉，爱因斯坦坐在他最喜爱的椅子上，抽着他的烟斗，艾莎则忙着家事或缝缝补补。如果这位客人愿意谈谈他刚刚讲授过的课程，或是他在实验室中未曾解决的问题，艾莎就会全神专注地聆听着，彷佛已经忘了她明天还要预备三餐，或是还要替玛嘉特设计一件新的宴会礼服。当她的客人陷于沉思中时，她知道最好不要说话。如果时间已经很晚，她就会冲杯咖啡，并且送上一块刚烤好的蛋糕。
“除了我母亲外，没有人烤过这么美味的蛋糕！”爱因斯坦高兴地说。
艾莎笑了答，回答说：“如果我能拿到波林姑妈的食谱，那就更好了。”
当他伸手去拿帽子时，她说：“等一下，你刚才进屋来的时候，我就已经注意到你的帽子需要刷一刷。还有，站着不要动，我帮你弄好领子。”
爱因斯坦笑一笑，交出帽子。他说，这真有点像当年在慕尼黑的情形，他的母亲总是坚持在他出门上学之前，把他打扮得干干净净，使他有个“受人尊敬”的外表。
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