爱因斯坦和他的预言

1905年被认为是科学史上爱因斯坦收获的一年。除了他的博士论文，爱因斯坦连续完成了四篇重要论文，每篇都有新的突破，足以获得诺贝尔奖。

6月，他解释了光电效应并提出了光量子理论。

7月，布朗运动和分子动力学的解释间接支持了分子的存在。

9月，在运动物体的电动力学方面，狭义相对论被系统地提出。

在11月，质量-能量关系方程，δe =δm C2，是核反应能量的来源，它实际上统一了质量守恒和能量守恒的两个主要定律。

他的系列论文充满了革命性的思想，但它们只使用了本科生的数学工具，没有参考文献。这种事情今天再也不会发生了！幸运的是，这些文章被送到了量子理论的创始人普朗克那里，以审阅手稿。这种公众具有高水平和积极的思维，从不压制年轻学者。总之，它不是一个“反动的学术权威”。很快，这些文章被推荐在《德国物理年鉴》上发表。

此后，他先后发表论文，建立了狭义相对论的整体框架体系。

在1905年之前，许多科学家接近狭义相对论的发现。除了洛伦兹提出的洛伦兹收缩和洛伦兹变换之外，拉莫尔已经推导出了移动时钟慢的时钟慢公式。数学物理大师庞加莱正确地阐述了相对论原理，并推导出真空中光速是常数，可能是极限速度，引力波以光速传播。给出了其他运动物体的质量公式和质量能量方程。

然而，是阿尔伯特·爱因斯坦第一次正确地阐述了狭义相对论，并给出了完整的理论体系和上述所有结论。这是因为只有他在“相对论原理”和“光速不变性(绝对性)”这两个基本概念上取得了突破。

在他去世的前夕(可能是1912年，我不确定)，庞加莱应瑞士苏黎世技术大学的邀请，表达了他对爱因斯坦申请教授职位的看法:

“爱因斯坦先生是我所知道的最有创造力的人物之一。虽然他还年轻，但他已经在当代一流科学家中享有很高的地位...然而，我想说的是，当实验成为可能时，并不是他所有的期望都能经受住考验。相反，由于他在不同的方向摸索，我们应该认为他走的大多数道路都是死胡同。然而，我们也应该希望他指出的方向之一是正确的，这就足够了。”

-看来庞加莱大师仍然有风险投资组织的愿景。他认为只要一个项目成功，在他的大学里担任教授就足够了。

然而，历史的演变残酷地证明了爱因斯坦在1905年指出的所有方向都是正确的！

在牛顿万有引力定律中，引力是瞬时传播的，从一点到另一点不需要时间。然而，狭义相对论认为光速是物体运动的极限速度。

在广义相对论中，引力的传播(即时空弯曲)需要时间，引力的传播速度是光速。如果引力源处时空的曲率(可以用曲率和扭转来描述)随时间变化，这种变化(时空波纹)将以光速传播得很远，光速就是引力波。

早在1905年，在狭义相对论诞生的前夕，法国数学物理大师庞加莱就推测可能存在以光速传播的引力波。1905年，爱因斯坦开始研究引力，以便将引力纳入相对论的框架。1907年，他提出了对等原则。1911年，他得到了光线在引力场中弯曲的推论。1913年，他开始和他的好朋友格罗斯曼一起将黎曼几何引入引力研究。1915年，在他与德国数学家希尔伯特讨论后不久，他终于得到了场方程的正确形式。

爱因斯坦场方程可以用来精确计算能量动量(四维动量)的存在如何影响四维时空的弯曲。这是一组10个二阶非线性偏微分方程，很难求解。

1915年，爱因斯坦自己算出了场方程的近似解，并提出了三个实验方案:引力红移、轨道进动和光偏转。到1919年，它们都得到天文观测的支持。爱因斯坦震动了世界，成为了唯一一个可与牛顿相提并论的巨人。

1916年，德国数学家史瓦西给出了场方程的静态球对称真空解，这是一个严格的解。利用这个解，可以计算出三次验证的众所周知的数学结果，也可以用来研究最简单的黑洞——史瓦西黑洞的结构。

1933年，为了避免纳粹主义在中欧兴起，爱因斯坦离开欧洲，移民到美国，在新泽西定居，并在新建的普林斯顿高等研究院工作。

1937年，爱因斯坦和他的助手罗森完成了一篇关于引力波的论文。他们认为没有引力波，并将其提交给《物理评论》杂志。编辑部找到了一位著名的物理学家来审阅手稿。这位专家写了一份10页的评论意见，认为这篇论文有问题。编辑部匿名将评论转发给爱因斯坦，并告诉他，除非他根据评论进行修改或给评论者一个满意的答复，否则论文无法发表。爱因斯坦勃然大怒:我一直喜欢哪种性格？我是相对论的创始人和创始人，相对论是一个革命性的物理系统。谁敢从这样一个制高点对我的革命理论开枪！他给编辑部写了一封信:“非常抱歉，我不知道你们的出版物还需要审核。我没有授权你把我的手稿拿给别人。请把手稿还给我。”因此，编辑部回复道:“亲爱的爱因斯坦教授，我们也非常抱歉。我们不知道您不了解我们的出版物需要审查。”

这时，一位好朋友和学生因菲尔德来拜访。爱因斯坦拿出他的论文和评价意见，问他自己的想法。20世纪30年代，这位公众与他的导师合作完成了科普读物《物理学的进化》，该书主要介绍了物理学概念的进化，从伽利略和牛顿的经典理论到现代场论、相对论和量子理论。读完这篇文章后，林费尔德无法下定决心，但他认为当地有一位霍华德·罗伯特教授正在研究广义相对论。结果，赖因费尔特在咖啡馆遇见了罗伯特，给他看了手稿和评论信，并询问了他绝妙的意见。罗伯特读完之后指出了错误。赖因费尔特再次去见爱因斯坦，告诉他罗伯特的观点。经过仔细阅读，爱因斯坦发现他的论文确实是错误的，所以他重写了论文，并得出引力波存在的结论。他在论文的最后对罗伯特教授表示了特别的感谢，“感谢我的同事罗伯特教授在澄清原文中的错误时给予的善意帮助”。然后，他将论文提交给另一份杂志，富兰克林研究所杂志。

爱因斯坦对《物理评论》非常生气，以至于他再也没有向《物理评论》投过任何论文。几十年后，当年的评论被解密。最初认为爱因斯坦的论文是错误的并写下10页评论的专家是罗伯特教授。