前言&书籍：爱因斯坦凭借其100年前发布相对论，至今可能也是单体对物理学贡献最大的人，其也是自富兰克林后又一位享誉全球的名人科学家。《爱因斯坦传》By Walter Isaacson，专业传记作者，其他作品包括《富兰克林传》《乔布斯传》《马斯克传》等，其传记兼具论据严肃和叙述活泼，完整呈现了爱因斯坦传奇一生，你读完后有什么启示？欢迎留言。
幼时和求学生涯：反对权威，喜欢自由
晚熟、图形化思考。爱因斯坦出生于1879年德国，犹太人家族。父亲Hermann出生于1847年，父亲据说有点数学天赋，上了高中。父亲后来成为工程师，受到了爱因斯坦目前家族援助成立一家电力公司（当时电力革命刚萌芽，相当于现如今AI创业），爱因斯坦还有个妹妹Maja。传言爱因斯坦学说话很晚，以至于他父母都很担忧儿子未来不会有什么成就。实际上这种说法可能被戏说夸大了，爱因斯坦小时候应该是个正常的小孩，只是有点轻微自闭症，从小不合群。但是可以说爱因斯坦整体属于晚熟，或者说“孩子气”保存了爱因斯坦一生。一般小孩在儿童时对一切好奇，但长大了就开始被社会染缸同化。有思考意愿时没思考能力，有思考能力时没有思考意愿，而爱因斯坦说他自己晚熟以至于长大了才对世界好奇，这时候既有能力也有意愿。此外，爱因斯坦擅长图形化思考，他说很少用文字形式思考，一种想法可能先是画面感，然后才想怎么用文字来表示。一次，其父亲给爱因斯坦买了一个指南针，后来他一直在端详思考指南针背后的原理（透过现象看本质）。爱因斯坦母亲是个钢琴家，他送给爱因斯坦礼物则是小提琴，并且经常和他一起演奏音乐，爱因斯坦很快被莫扎特的音乐吸引，小提琴成为爱因斯坦一辈子的爱好，帮助他短暂逃避科学的“乏味”。
接受经典知识洗礼。6岁爱因斯坦开始上学，班上70名同学，他是唯一犹太人，他参加了天主教课程，发现也很喜欢。当时，反犹太情绪在德国已经普遍存在。有传言说爱因斯坦曾经数学不及格，但作者考证应该是谣言，爱因斯坦是个成绩不错的学生，经常排名班级第一。12岁时候，爱因斯坦喜欢用创新方法证明复杂问题，包括用图形化思维证明勾股定理。犹太人有类似学习导师体系，当时21岁医学专业学生Max Talmud和爱因斯坦结伴，给爱因斯坦推荐了幼时最大影响一本科学著作《People's Books on Natural Science》by Aaron Bernstein，书中提到光速是自然定律根基之一，并且书中尝试统一各种物理现象。后来又给爱因斯坦推荐了康德的《纯粹理性批判》，此后爱因斯坦自己又读了休谟的经验派哲学（怀疑论对年轻爱因斯坦影响最大）。12岁的爱因斯坦饱受经典洗礼后得出结论：宗教的基础来自自然规律不是偶然，而是万物创造背后有原因和规律（这就是造物主）。
进入瑞士求学。爱因斯坦所处的学校有很浓厚的军事色彩（普鲁士军国主义），这激发了爱因斯坦的逆反心理，他反对强迫，权威，反对军事教育，认为这剥夺了人的自由。当时正好爱因斯坦父亲的企业遇到变故，全家迁往意大利，而爱因斯坦也想离开德国，因为得到他17岁就要服兵役了。他立志要考上苏黎世理工学院（现在的ETH，当时叫Zurich Polytechnic），他开始自学诸多物理教材，并且16岁写了一篇关于以太的论文，当时主流科学界认为光是一种波，以太则是光在空气中传播的媒介，正如声波在水中传播一样。1895年他参加了入学考试，他通过了数学和科学考试，但是没通过其他综合考试（主要是文科），当时苏黎世理工学院物理教授Weber看了爱因斯坦试卷，爱因斯坦准备再学习一年预科备考。爱因斯坦喜欢瑞士阿劳，他认为这里每个学生都被平等看待，和德国恰好相反。老师进一步强调了视觉化思考问题方式（在实际情景中思考问题），这进一步强化了爱因斯坦的优势。他想到如果一个人可以按光速旅行，也会拥有独立于时间的光波特性，这种想法已经比较接近他后来狭义相对论思考情景了。这段时间爱因斯坦还和所住的房东家女儿谈起了恋爱，房东Winteler是个自由主义者，他对爱因斯坦说每一个人都应该是世界公民，对爱因斯坦影响很大。一年学习后，爱因斯坦在几乎所有科目都取得了5or6分（满分6分），除了法语拿了3分。
苏黎世理工大学（1896-1990），侥幸毕业。苏黎世理工大学（简称ETH）当时不如旁边的瑞士大学，日内瓦大学，后者都可以颁发博士学位（ETH 1911年获得了博士资格），但是ETH在工程科学领域有优势。当时理论物理发展处于早期，普朗克等科学家尝试将数学和物理联合起来解决物理问题，数学重要性越来越高。然而爱因斯坦对物理感觉显然好于数学，大学第一年，爱因斯坦物理课都拿了5or6分，但数学只有4分，10年后，爱因斯坦构思相对论不得不在数学书求助他人。Weber教授是当时大学物理系主任，刚开始很欣赏爱因斯坦，但是后者越来越看不惯Weber（反权威），他决定Weber是个老顽固，太注重尊重传统，对前沿动态关注太少。爱因斯坦不会隐藏自己想法，很快Weber就和他决裂了。爱因斯坦不喜欢参加实验课，老师给他打了1分，1899年他还在一次实验中炸伤了右手，差点从此无缘小提琴（爱因斯坦只喜欢巴赫和莫扎特，觉得他们展现了自然物理的和谐，他不喜欢贝多芬，觉得太个人色彩了），可见其确实没有实验天赋。爱因斯坦仍然坚持自学，他开始阅读一些不那么著名物理学家著作，比如Foppl的笔记提到“唯一定义运动方式就是相对其他物体”（言下之意是没有绝对的运动）。大学期间，爱因斯坦认识了Mileva Maric（米列娃），她比爱因斯坦大3岁，是爱因斯坦班上唯一女生。米列娃对科学和数学热情感染了爱因斯坦，两人还快开始恋爱，后来结婚，育有三个孩子（爱因斯坦家人尤其是母亲不同意这门婚事）。1898年，爱因斯坦在期中考试拿了5.7（满分6），排名班级第一。要毕业他还需要做一个毕业论文，他最初准备做一个实验来测算以太相对地球运动速度，Weber否决了这个案例，实际上这个研究已经被美国Albert Michelson等人做过了，结论是没有发现任何以太存在的证据。他最终选择了一个和Weber专业契合的传热学的问题，他当然觉得这个问题乏味，最终他拿到了4.5，米列娃拿到了4分。最终爱因斯坦各科平均分4.9，排名班级5个人里面第4，侥幸过关拿到了毕业证。而米列娃只拿到4分，还需要补考才能毕业。
专利审核员，找了9年教职
找教职工作花了9年。1900年爱因斯坦从一个“二流学校”勉强毕业，既没有科研成果，也没有工作，他爸要他回家接班当工程师，如果爱因斯坦接受了，世界上可能多了一位优秀工程师。爱因斯坦还是决定走向科研道路，此后爱因斯坦找到教职花了9年时间，甚至在他提出狭义相对论后4年。最直接的选项是毕业后直接留校，结果两位物理学教授都不喜欢他，他甚至成为同班同学里面唯一没有工作的。爱因斯坦第一篇发表学术论文是关于毛细作用，他在论文里采用了当时尚未成为共识的分子模型，讲分子间作用力类比牛顿引力（创意性联想）。这篇论文没有掀起什么水花，其底层假设事后被证明是错的。1901年，在放弃德国国籍4年后，爱因斯坦终于获得了瑞士国籍，也将终身保持瑞士国籍。为了找工作，爱因斯坦开始海投简历，几乎投遍了当时欧洲所有大学相关专业的教授，结果杳无音信，他甚至连一封拒信都没收到。为了帮22岁儿子尽快找到工作，其父亲还给Ostwald教授写信求至少回复一下，结果还是没有回复，爱因斯坦觉得反犹太可能是原因之一。1901年，爱因斯坦主要从事一些临时家教工作，他和米列娃交往信件中提到自己已经身段放低，可以接受任何工作，直到大学好友Crossmann写信说可能可以帮助他在瑞士专利办公室找份工作，后者父亲认识专利办公室领导，可以帮忙打个招呼。爱因斯坦很感动，连声表示感谢。
成为专利审核员，非主流科学家。找工作也没忘记搞科研，爱因斯坦特别关注用统一理论把不同物理现象联系起来。分子动力学兴起后，催生用统计学来描述粒子运动浪潮，这用来解释液体和固体中一系列物理现象，Paul Drude的电子模型爱因斯坦很喜欢，但是他发现了几处错误，于是他直接写信给Drude指出其中两处错误。Drude竟然回信表示爱因斯坦无稽之谈，爱因斯坦也表示愤怒，他一直认为盲目崇拜权威是获得真理最大敌人。1901年12月，专利局的职位终于开放了，负责人显然搞了萝卜坑式招聘，职位要求候选人不用博士学位，但必须有机械（他父亲企业工作经验）和物理背景，简直就是为爱因斯坦量身定做。半年后，爱因斯坦终于入职瑞士专利局成为基本职员，当时年薪是3500瑞士法郎，比初级教授工资还高。在专利局工作七年是爱因斯坦最高产的7年，他每天早上8点上班，每周工作6天，主要工作就是审核专利申请。爱因斯坦说自己仅用2-3小时时间就可以做完一天的工作，其他时间就用来思考科学问题。每当有其他人经过，他就会假装工作。其审核专利中，有一类就是用光速来解决时间同步问题。爱因斯坦上级告诉他，当他看到专利申请时，先假设他们是错误的，用批判性眼光看问题。实际上，非主流科学家爱因斯坦专利局工作或许成就了他，如果他走传统路线直接入职大学，那就有诸多不得不遵守的成规，包括挑战权威也会遭遇更大阻力。而专利员独立思考，怀疑主义等要素都成为爱因斯坦后来提出惊人相对论的必要条件。
奥林匹亚学院，爱因斯坦的思考框架。在工作闲余，爱因斯坦和索洛文，哈比希特组成了奥林匹亚科学院群体，讨论科学&哲学等问题。对爱因斯坦影响最大的还是休谟的怀疑论，怀疑自己一切经验判断，包括休谟说没有绝对的时间。此外是康德的逻辑思考框架，爱因斯坦觉得分析判断和综合判断两个概念有点问题，比如三角形内角和是180度这在康德看来是分析判断（纯逻辑推理，比如所有光棍都没结婚），但是在非欧几里得空间就不成立。读马赫著作，后者觉得任何概念都必须有实际着力点，不然就没有意义。马赫质疑牛顿绝对时间和绝对空间，因为没有着力点。最后是斯宾诺莎，后者对上帝定义让爱因斯坦信服，斯宾诺莎认为上帝制定自然法则（感觉有点像道德经里面的道），爱因斯坦不相信惩恶扬善的上帝。这些经典理论都成为爱因斯坦思考问题核心框架。1902年爱因斯坦和米列娃结婚，两人后来育有一女（婚前，后来失踪），两个儿子。
奇迹十年：提出相对论
光的波粒二象性，获得博士学位。1900年代，经典物理的大厦由牛顿奠基，他建立一套整合引力，质量，力和运动体系，19世纪法拉第发现了电磁效应，而Maxwell提出的经典电磁方程组描述了电场和磁场互相转换关系。而基于电磁场论，科学家们把光也看成一种波，以太则是光中空气中传播的介质，但是一系列实验科学家们都没有发现以太实际存在的论据。此外在牛顿经典离散力学和连续电磁场交界处，发生了物理学家不能完全解释的现象。1900年普朗克提出了普朗克常数，其可能代表量子化最小份额，揭示了微观世界能量不连续特性。1905年爱因斯坦发布第一篇论文探讨了光子问题，爱因斯坦综合了普朗克等人发现，他认为光不仅是波，也是由一系列离散光子组成，而光子能量仅和频率有关系，比值是普朗克常数。爱因斯坦认为自己发现了普朗克常数的物理意义，虽然当时连普朗克本人也只觉得这就是个数字。1921年，爱因斯坦正式由于光的波粒二象性获得了诺贝尔奖，虽然爱因斯坦最大贡献不是这个，具体原因后文细说。同年，爱因斯坦尝试那个博士学位，他认为博士论文题目不能选相对论这种太过革命性的，要选个安全的题目，所以他选择如何准确测量分子尺寸这个命题。论文中爱因斯坦准确计算22.4升气体标准温度和压力下分子数为6.56*10^23（当今准确估算是6.02*10^23，这个预测已经很接近），这篇论文虽然没有让他拿到教职工作，但是让他获得了博士学位（其实这种方式好，按能力给学位，不用耗时间）。
演绎法得出狭义相对论。爱因斯坦第三篇论文解释了布朗运动，这个问题困扰了当时科学家80年之久，为何液体中的小粒子会到处运动？他尝试用分子和原子理论来解释布朗运动，他觉得每秒数百万个分子随机碰撞会导致布朗运动。几个月后一位德国科学家用显微镜证实了爱因斯坦的预测。在分子和原子假设还不被广泛接受时候，爱因斯坦又一次让更多人接受了这套理论。相对论基础很简单，不同参考系物理规律相同，不管你在地面，还是在飞行飞机上。狭义相对论仅适用于惯性参考系，即匀速运动或者静止的参考系，而对于一般加速或者旋转参考系要等到10年后广义相对论。在伽利略构建体系中，不同参考系速度可以进行伽利略变换，比如在飞机上人相对地面速度=飞机飞行速度。人们会想光速遵循这个变换规律吗？Maxwell通过方程组计算出光速约为30万公里/秒，那如果把光理解为一种连续波，传播光的介质是什么？科学家们提出了以太假设，由于遥远星系的光都可以传播到地球，所以以太必须充满整个宇宙。科学家们开启了寻找以太之路，1887年Michelson和Morley做了一个著名实验结果发现不管怎么设计，光速在不同参考系中速度似乎都是恒定的，这和以太假设矛盾。此外，电磁场交互中，不管磁力和电力发生相对运动都会产生类似效果，但是如果引入以太会发现磁场通过以太产生电场，而电场却直接产生磁场，这也发生了矛盾。在人类认知过程中，归纳法和演绎法是常用两种方法，前者强调从经验到规律，后者则强调逻辑推演。爱因斯坦很多思考虽然也参考了实验结果，但是他主要靠演绎，他觉得靠实验做不出大创新，他相信宇宙背后有统一的规律。他从以太假设矛盾事实开始思考，他从声波速度不变（不管发射源速度，声波速度一定）类比产生了光速可能恒定的假定，而狭义相对论两大前提假设就是“光速不变”和“不同参考系物理规律适用”，思考过程中还是遇到不少矛盾，一次和朋友漫步过程中爱因斯坦突然开窍，他认为时间是相对的。如下图，假设火车静止，在中间服务员会看到两个钟同时到9点，但如果火车运动中，由于传播速度略短，他会先看到左边钟到9点。也就是在静止参考系里面同时发生事情，在运动参考系看起来并不是同时发生的。相对论说明没有绝对时间，而不同参考系都有自己相对时间，对于牛顿绝对时间的概念是一种根本性颠覆。绝对静止也是不存在的，所以测量以太速度（此前假设以太绝对静止）也没有意义，基于光速不变原理，爱因斯坦认为以太是多余的，光可以在真空中传播。参考系运动速度越快，时间就越慢，理论上如果运行速度是光速，时间就会停滞。这里面有个潜在矛盾，假设运动是相对的，地面相对于光速运行参考系速度也是光速，为何不是地面时间变慢呢？实际情况可能是光速运行参考系速度并不恒定。当然，爱因斯坦认为任何参考系速度上限就是光速，超过光速运动不可能。此外，如果一个人整个生命都在飞机上，时间也就慢了0.00005秒，所以这种效应对普通人影响可以忽略不计。爱因斯坦大学数学老师闵可夫斯基惊讶于LazyDog爱因斯坦竟然想出这么惊人结论，他基于狭义相对论发明了闵可夫斯基变换，将时间加入到三维坐标形成四维时空变换坐标，可以认为不同参考系时空是同一参考系在不同角度投影。相对论在当时仍然显得有点大逆不道，比如法国著名数学家庞加莱在电子实验中也得到了很多类似结论，但他依然坚持以太存在，不敢颠覆常规。
E=Mc^2。爱因斯坦写完狭义相对论论文说自己已经精疲力尽，要躺在床上两周才能恢复元气。然而在奇迹1905年，他最后一篇论文提出一个大道至简，美妙无比的著名公式。这篇论文内容不到3页，标题是《物体的惯性由能量决定吗？》，他提到这个想法源自于狭义相对论，他认为能量就是物体质量的测量标准，如果物体在辐射中释放了L能量，那么他的质量会减少L/V^2，这个V是光速。1912年，这个公式正式改为E=mc^2。由于光速很大，所以即使辐射微小质量损失都会带来巨大的能量，一粒葡萄干质量可以支持纽约一天用电量，爱因斯坦认为或许可以找一些辐射性材料来试验。当然后来原子弹也是得益于这个公式。类似于相对论，爱因斯坦的研究方法仍然是逻辑推理和想象实验（而不是实际实验）。
少有人懂的相对论。1905年爱因斯坦连续高产，发表了很多世界级的科研成果，结果是“一片寂静”，普朗克可能是唯一立即被相对论震惊著名科学家，他看到论文后就在柏林大学做了相对论演讲。普朗克1906年就基于相对论发表了论文，他觉得相对论支持最短原理，即光速在任何物体之间运动遵循最短路径原则。普朗克和爱因斯坦很快开始频繁通信。普朗克助手马克斯冯1907年准备拜访爱因斯坦时候惊人发现他的工作单位竟然是专利局（由于拿到了博士学位，爱因斯坦升级到二级科员，年薪涨到4500瑞士法郎），而不是大学。他们当天交流许久，冯在未来4年将发表8篇关于相对论的论文。1907年爱因斯坦申请了瑞士伯尔尼大学讲师工作，结果只有一个教授同意（说明大部分教授当时都不懂他的学术）。
重力=加速度，爱因斯坦类比方法论。对于狭义相对论，爱因斯坦一直不满意于其仅适用于匀速运动惯性参考系，这和现实情况差距甚远。其此后花了8年时间才将其拓展到一般领域，最终提出了广义相对论。一天，他坐在专利局办公室突然想到，如果一个人自由落体他将感受不到他的重量，爱因斯坦将这个时刻称为他顿悟时刻（类似牛顿被苹果砸中）。关于重力研究早期最著名实验来自伽利略的两个铁球同时落地，他颠覆了亚里士多德的质量重先落地的判断。传统科学家研究发现物体的惯性质量（牛顿力学定律）和引力质量（重力）两个数字相等，基于此爱因斯坦联想重力=加速度。如果一个人在加速上升的电梯里，他的感受和在地球上受到重力是一样的。而一个人如果在没有重力环境中，他将等同于地球上加速落地（加速下降）。爱因斯坦相对论的思考过程展现了他统一理论方法论：首先，爱因斯坦会聚焦针对同一个问题有两个不相关理论，比如磁场和电场交互，惯性质量和引力质量；他会关注那些理论不同，但是背后现象无法在自然界发现差别，比如两个相对运动参考系，比如加速和重力；他选择统一这两个理论，比如他觉得不应该针对惯性参考系单独有一个理论，而应该是针对所有参考系理论。爱因斯坦计算发现在更大引力场中时间会更慢，他预测光也会被引力场扭曲，且类似太阳巨大质量发出的光会出现红移现象。这些现象未来都通过实验证实了。
9年终于成为教授。1908年，著作等身的爱因斯坦仍然在为成为一名教授而努力，他甚至想退而求其次去高中当老师。在苏黎世高中物理老师筛选中，爱因斯坦把包括相对论在内的论文材料都提交上去，申请的21位候选人，爱因斯坦连3个最终轮都没有进去。也不是一点收获都没有，他成为伯尔尼大学一名兼职讲师，1909年夏天他开课时候只有1名学生。1908年他参与苏黎世大学助理教授应聘，面试环节需要讲课，结果爱因斯坦紧张表现不佳，被评价教书技能不足。爱因斯坦很恼火，觉得这个名声传出去，以后更混不下去了。不过1909年爱因斯坦再次准备好之后，顺利通过教学测试，这一年他终于成为正式教授（30岁），在提出狭义相对论4年后，不过他的薪水还不如在专利办公室工作。一次爱因斯坦发现普朗克论文中错误，他不再直接指出错误，而是直接提出正确方法，爱因斯坦变得成熟了。这段时间，爱因斯坦和米列娃又生了两个儿子，小儿子Eduard似乎精神有点问题。1910年，爱因斯坦收到布拉格大学（德国部分）邀请，工资涨到5500法郎，职位也更高，普朗克是他的推荐人，在推荐信里面将爱因斯坦称为“成功的投机科学家”。1911年爱因斯坦具有奥匈帝国、瑞士和德国三重国籍，他入职布拉格大学。这段时间，爱因斯坦和洛伦兹、艾伦费斯特（直到1933年爱因斯坦前往美国，而后者自杀）等科学家成为好友。1911年第一届索尔维会议，开启了物理学传统，第一届主题是量子问题，爱因斯坦成为论坛嘉宾，因为他是离散型能量理论始作俑者之一。普朗克也是光子理论先行者，但是他坚持光子只有发光、或者被吸收时候才存在。爱因斯坦觉得这个理论很奇怪，虽然他最开始拒绝绝对时间和空间，他后来和量子力学的对抗底层逻辑越来越变成存在一个客观的物质体（康德这么说），虽然我们不能100%了解清楚。实际上，相对论某种程度背后假设一个“绝对时空”，不同参考系都是这个绝对时空在特定参考系的投影。
前往柏林，和米列娃分开。1912年，苏黎世理工学院增设了博士点，改名ETH，爱因斯坦因此回到了母校担任理论物理教授（专门新增职位），爱因斯坦一家租了一套六居室的大房子（有钱了）。1913年，红人爱因斯坦又收到了柏林大学邀请函，提供了大礼包包括钱，专门为其设置一个新的物理研究所，不需要教学等。他觉得前往柏林大学，34岁的爱因斯坦成为普鲁士学会最年轻的会员。另一个原因是当时爱因斯坦一方面和米列娃分开（分一半工资给她），和表妹Elsa走到一起了，而后者住在柏林。
广义相对论。狭义相对论有两个点爱因斯坦不安，其一是仅适用于惯性参考系。其次是光速是任何物理现象的速度上限，而牛顿理论认为引力是瞬间发生的，两者互相矛盾，从1905年此后10年爱因斯坦主要工作就是将狭义相对论拓展到广义相对论。爱因斯坦预测引力场会导致光的扭曲（他计算得到0.85弧度，后来爱因斯坦才发现算错了，实际上应该1.7弧度。1914年本来准备做实验，由于一战没做成，幸亏没做成，不然就证明爱因斯坦错了），其背后原因之一可能是引力场是个类似球面曲面，这样两点之间最短不是直线，而是沿着球面的曲线。爱因斯坦还发现如果一个人在旋转圆盘里，他会发现圆盘半径不变，但是周长会被压缩，以至于周长和半径比值不再是pi，欧几里得几何规律不再适用。广义相对论发现得到了数学家的帮忙，首先是爱因斯坦大学同学Grossman，结论就是引力场需要非欧几何学来解释，用雷曼张量来描述曲面曲率。爱因斯坦需要用几何学解释两个问题：1,.引力场如何影响物体，告诉物体如何运动；2.质量如何产生引力场，如何扭曲。他的直觉是引力其实是时空的曲率。这个新的理论必须在弱引力场的情况下可以简化为牛顿定律，同时兼容其他经典物理理论，比如能量守恒，必须满足对等原理，一个加速参考系里的观察者必须和一个对应引力场观察者完全对等。1913年，爱因斯坦和Grossman主要依赖于物理定律搞出来一套广义相对论半成品，Entwurf，但是有个问题方程不协变，也就是在不同参考系下不能保证物理规律不变，这显然是矛盾的。爱因斯坦找到了当时最著名数学家希尔伯特帮忙，两人互相启发，希尔伯特对物理不精通（他说物理对物理学家来说太复杂了），所以他思考相对论没有阻碍，很快希尔伯特就成为爱因斯坦发现相对论的竞争对手。1915年11月，爱因斯坦抛弃了原来Entwurf物理方法，拥抱数学方法终于大功告成，他用广义相对论计算得到水星轨道偏移0.43弧秒/世纪（水星离太阳最近，引力场扭曲导致轨道不是传统椭圆形），和观察相符，这让爱因斯坦很兴奋。爱因斯坦最终和希尔伯特几乎同时得出了广义相对论的最终方程（如下图很复杂，但是可以理解核心要义质量让时空扭曲，扭曲时空让物体运动，从这个角度引力根本就不存在），不过大家都公认爱因斯坦才是广义相对论始作俑者，其应该获得最核心功劳。爱因斯坦自己评价广义相对论是毕生最大的发明，也是一种全新理解世界运行规律框架。
政治观点和私人生活。1914年一战爆发，爱因斯坦说我们科学家群体更应该推行国际主义，才能真正保证和平。但他显然失望了，比如德国化学家哈伯（1918年诺贝尔奖）一战期间就投身德国军队研发生化武器，造成了大量人员伤亡。爱因斯坦反对军国主义，他还起草一份和平协议，结果没人签。爱因斯坦政治观点中间偏左，他相信一部分社会主义主张，比如阶级平等。但是他反对专制和独裁，尤其是坚定相信自由思想重要性。此外，表妹Elsa当时开始强迫爱因斯坦和前期米列娃离婚，跟自己结婚，而沉迷科研或许是爱因斯坦在家庭冲突中逃避良药。他和米列娃离婚协议里面提到自己大概率未来会获得诺贝尔奖（很自信，确实值得自信），他将奖金（当时13.5万瑞士法郎，很不少。相当于爱因斯坦接近20年工资）全部给前妻。1917年，爱因斯坦发现老师胃痛，他最开始以为是癌症，最后证明是战时食物短缺导致的食物不均衡（估计还有工作压力啥的），实际上后续40年爱因斯坦一直被胃痛困扰。1919年，爱因斯坦和表妹Elsa正式结婚，两人没有同居，后者更像爱因斯坦的管家。
成为世界名人
爱因斯坦宇宙论&太阳实验验证相对论。广义相对论是一套适用于全宇宙，且颠覆了传统牛顿体系的理论，基于广义相对论得出诸多有意思的推论。比如如果一颗行星质量压缩到足够小半径（史瓦西半径），比如将太阳压缩到2英里半径，其引力场将强到任何事物包括光都无法逃脱这个“黑洞”，一个接近黑洞观察者在外界看起来将时间完全停滞。爱因斯坦认为这只是理论推论，当时也觉得不太现实。不过1960年代以来随着物理学家霍金等人努力，真的在宇宙中发现了黑洞。对于宇宙是否有边界问题，爱因斯坦认为宇宙是有限的，但是没有边界。这可以类比地球，因为地球是球体所以他空间是有限的，但是地球没有边界因为是圆的。他认为曲面外（宇宙外）的东西没有意义，就像活在一维空间的人，上下对他们来说没有意义。此外，根据广义相对论宇宙应该是在膨胀或者缩小的，这和当时天文学家观测的宇宙似乎是静止的不一样，爱因斯坦引入常数进行修正，不过后来证明宇宙确实在膨胀。1919年，随着一战结束，太阳带来光线扭曲观测实验再次提上日程，在日食日子科学家爱丁顿带领团队进行观测，结果发现扭曲弧度大约是1.6弧秒，这和爱因斯坦计算的1.7很接近。这个实验结果极大的打消了科学界对相对论的怀疑，发现了电子的著名科学家JJ Thomson说：“相对论是人类有史以来最出色的想法”。海量关注度袭来，包括纽约时报在内各大媒体争相报道，爱因斯坦被比作牛顿，虽然普通人根本看不懂，但不妨碍相对论成为当时热门话题（恰好因为看不懂才觉得神秘，才能吸引好奇心）。爱因斯坦是个天生公众人物，一方面他有天才资本（提出相对论），另一方面他喜欢聚光灯，在接下来35年人生中爱因斯坦将成为全球知名度最高的名人之一，比当年富兰克林更胜。科学家吸引这么大流量整体来说比流量明星有益，其至少证明人类更Value智慧。不过这种名气也带来了危险，在德国内部一堆人把爱因斯坦描述成为犹太人，而不是德国人，让他成为反犹太主义的瞄准点。
相对论的联想。1920年爱因斯坦母亲去世，他哭成了泪人，这打破了外界普遍印象，觉得他是个没有情感的人。相对论走红甚至影响了各行各业，不管懂不懂相对论，大家都按照自己理解往自己行业生搬硬套，觉得所有绝对真理都不存在，之前所有人类的想法都值得怀疑。爱因斯坦对于将相对论等同于相对主义感到震惊，比如不同参考系中物理定律就是不变的。在问到相对论和宗教关系时，爱因斯坦回答没有关系。实际上，爱因斯坦科学思想底层就是确定论和不变论，他相信宇宙底层存在一个永恒规律，而相对论就是他思考这个规律的结果，这也是为何他后来反对量子力学概率论的核心前提（上帝不会掷骰子）。
犹太复国主义，德国反犹太情绪走高。一战给德国带来极大的创伤，失败后需要有人背锅，大家都把矛头指向了犹太人，反犹太主义开始盛行。爱因斯坦虽然是犹太人，但是从小并不在犹太人圈子里长大使得他本来没有什么民族情绪，但是这种日盛的反犹太情绪反而激发了他的逆反心理，他开始越来越底层认可自己犹太人身份。当时德国内部犹太人还有妥协派，觉得应该逐步融入德国，同化犹太人身份，爱因斯坦不支持，他觉得投降也不能免死。随着他成为世界名人，他开始支持犹太复国主义（虽然他个人是国家主义反对者），尤其支持耶路撒冷希伯来大学成立。1921年，爱因斯坦第一次来到美国，主题之一就是为犹太复国主义宣讲和募资。爱因斯坦来到普林斯顿大学讲学（1933年后爱因斯坦加入这所大学），获得不错讲课费，同时讲课记录出版获得15%版税。爱因斯坦没去哈佛，似乎是因为哈佛邀请不热情。此外，德国内部开始出现抨击爱因斯坦相对论科学家，当然犹太人身份是吸引火力重要点。其中菲利普兰纳德（1905诺奖获得者）火力最猛，他主要说相对论就是个理论，没有实验证明。这些批评声音使得爱因斯坦开始有愤怒感，他甚至想过离开柏林。当时德国经济崩溃，马克持续贬值，一战后其对瑞士法郎比例为0.24，1920年仅为0.02，当时1马克可以买一片面包，到1923年一片面包需要700马克，到年底需要10亿马克！1923年发行了新货币，1新马克=1万亿旧马克。德国经济崩溃的背锅侠依然是犹太人，希特勒已经发迹，刺杀犹太人案件时有发生，警察甚至提醒爱因斯坦可能是下一个。
获得诺贝尔奖。国内反犹太主义使得爱因斯坦开启六个月全球行程，他生命中唯一一次到了亚洲和以色列。爱因斯坦在日本演讲收获颇丰，还受到了天皇接见，他感觉受宠若惊。爱因斯坦第一次日本演讲聚集了千人，他讲了四个小时。后来他觉得有点长怕累了观众（大部分人听不懂），第二次演讲故意缩短了时长，结果第二场观众不满意。在耶路撒冷爱因斯坦被问到自己是否还会回来，他说我的心说会的，我的理性告诉我不。爱因斯坦获得诺贝尔奖路径并不通畅，虽然他的相对论已经享誉全球，很多诺奖科学家推荐爱因斯坦，但是科学家内部质疑声音也很大，最大质疑就是他的理论没有经过实验验证（当然还有犹太人身份）。而诺贝尔奖很强调理论要经得起实验验证，比如普朗克直到1919才获得诺奖。诺奖委员会也亚历山大，1921年直接宣布诺奖空白。1922年，由于爱因斯坦呼声实在太大，诺奖委员会另辟蹊径，基于发现光电效应把诺奖颁给了爱因斯坦，不过明眼人一看就知道怎么回事。爱因斯坦当时正在日本访问，在问到奖项颁给瑞士还是德国（他双重国籍），他选择德国大使，并且提到自己瑞士身份。当时诺奖奖金是3.2万美元，他兑现之前承诺奖金都给了米列娃，后者买了3套房子。
量子力学和统一场
从反权威到成为权威，爱因斯坦成为保守派。任何人真正有创意的工作大概率都是年轻时候完成的。而此后人们将被经验和名气主导变得更加僵化。这是爱因斯坦自己的话。1919年爱因斯坦40岁了，后续6年他将持续为新兴量子力学贡献想法，但是科学家们后来发现诸多自然界新的粒子和力，爱因斯坦会变得逐步跟不上形势。实际上，成就爱因斯坦的核心要素是他年轻时候以反抗权威为己任，而40岁以后的爱因斯坦自己则成为了权威。爱因斯坦对量子力学保守态度说明他已经成了保守派，实际上他和普朗克开拓了量子力学，他们发现光子是离散的，而不是连续的。1913年波尔开创了现代量子力学，波尔建立了原子电子模型。量子力学存在明显不可测性质，比如无法确认光子发射方向，发射时间也不知道。这种不可测场景经典牛顿力学完全不一样。波尔认为抛弃传统因果律，转向概率是研究量子力学唯一方法，而爱因斯坦则反对这种概率方式，因为其说明宇宙充满了随机性，这和他底层确定论是违背的。爱因斯坦认为不可测不能说明不存在，而波尔坚持我们只能认知我们能够认知的东西。爱因斯坦说上帝不会掷骰子，波尔说：“爱因斯坦，请停止指导上帝干活”。
量子力学进展。德布罗意1924年创造性将电子等粒子也看成一种波，而不简单是离散粒子使得量子力学又取得了突破性进展，而不同电子轨道就和波长相关。物理学家Bose引入统计学来研究量子特许，爱因斯坦还参与了这个过程，他们俩合作Bose-Einstein统计学。基于波理论，Max Born提出其表示特定粒子在特定位置的概率，从而建立一套概率分析体系（而不是传统因果律）。海森伯格从Mach和年轻爱因斯坦坚信“理论应该避开任何无法被观测的概念——比如绝对时空”出发，提出了不可测原理——不可能同时知道任何粒子的位置和速度，从根本上挑战了经典物理学。爱因斯坦批评说：最近起来一种趋势，说有些事情不能被观察所以他不存在（他相信本体存在）。波尔则反驳说：物理不是研究自然本质，而是基于人类局限性描述自然。海森伯格说：要预测未来我们只能用统计学，因为我们无法了解关于现在的所有参数。爱因斯坦后来不再说量子力学是错误的，而是说他不完整。
统一场理论。爱因斯坦一直致力于发现自然背后一般规律，广义相对论后他开始思考如何统一电磁场和引力场，最好还能统一量子力学，这就是他后来毕生思考的统一场理论。他的着手点更聚焦数学而不是物理（离现实也越来越远），他开始在复杂的数学理论中寻找统一方程组，比如弦理论。他也没有放弃物理思考，比如他思考量子力学中电子和原子作用力，是否也和星球之间作用力类似？这个问题，到现在也没答案。他持续优化他的方程，但是始终得到不完美的答案，他朋友包括他自己都不太认可。爱因斯坦此后毕生都在为统一场而努力，但是随着科学发现更多粒子和现象，这个世界看起来反而是更不统一了（知道得越多，反而越难统一），统一场理论希望变得越来越渺茫。不过此时相对论余热尚在，1924年哈伯观察到星系红移现象，说明这些星系正在远离我们，或者说宇宙正在膨胀，不同星系之间距离在不断增加，且远离速度和距离成正比，一种简单理解是把宇宙理解为一个不断膨胀的球，距离越远点膨胀距离越大。哈珀观察发现进一步显示了相对论正确性。
第二次去美国。1929年，爱因斯坦50岁，他儿子Hans找了个比他大九岁的女朋友，爱因斯坦很不满意（当年米列娃也比爱因斯坦大三岁，爱因斯坦家人对他们婚姻也反对），也算了当年自己的重演了。刚开始父子成仇，后来关系逐步缓解。他的小儿子Edward攻读心理学，结果因为一次失恋陷入悲痛出不来，一生都陷入抑郁症（脑子也有点问题好像）。1930年，爱因斯坦第二次去美国，他见了洛克菲勒等商界名流，当时大萧条袭来，爱因斯坦认为可以缩短工人工期，保住就业。延长学期，可以防止毕业即失业。爱因斯坦还认为正是工业革命技术进步导致失业才引发了经济大萧条。在采访中他提到如果纳粹控制德国，他就会离开德国。爱因斯坦走到哪里都受到热烈欢迎，他还去好莱坞见了卓别林。爱因斯坦还到处宣传他当时主张的和平和反战主义，他反对年轻人进行军事训练，他认为这会培养他们杀戮性格，显然这种看法对当时现状来说过于理想化。
爱因斯坦的上帝。爱因斯坦相信斯宾诺莎的上帝，后者定义宇宙秩序，是真正的造物者，他不掷色子，所以宇宙背后有统一的规律（有点像老子说的道）。宇宙庞大面前，每个人都是微尘，因此要抱着谦虚心态。斯宾诺莎是第一个认为灵魂和肉身一体的哲学家。作为科学家，他不相信超自然的上帝，比如祈祷会带来好运。他认为科学核心目的是解释宇宙实际发展规律，而不是应该怎么样。爱因斯坦也不相信却对自由人，而是相信确定论。
离开德国，前往美国
离开欧洲，前往普林斯顿大学。爱因斯坦在柏林已经待了7年，当时柏林是欧洲乃至全世界的科学中心（显然美国当时还不是科学中心）。当时洛克菲勒家族给普林斯顿捐了500万美元搞了个研究所，想邀请爱因斯坦前往担任职务。虽然此前爱因斯坦对普林斯顿产生好感，但当时他仍然觉得去荷兰比去美国好，他觉得美国挺乏味的。然而很快纳粹德国引发了德国乃至欧洲秩序变化，爱因斯坦意识到可能只有美国能够提供给他充分自由了。1932年，他和普林斯特大学确定前往任职，工资1.5万美元/年。爱因斯坦另一个选择是加州理工（为何他不考虑耶路撒冷的希伯来大学？爱因斯坦不喜欢校长的做事风格）。1933年，希特勒上台，爱因斯坦前往美国，他再也没有回过欧洲。纳粹搜查了爱因斯坦在德国住所，Elsa的女儿Margot幸运的把爱因斯坦手稿提前运往荷兰，保住了这些材料。纳粹将反犹太主义公开化，表示抵制所有犹太人的生意。所有犹太人（只要爷爷是犹太人就算）不能在政府任职，包括大学，14位诺奖教授和60位理论物理教授中的24位都成为了政治难民（这些人后来帮助美国研发了原子弹）。希特勒表示：如果反犹太代价是失去一些科学家，可以承受。为了表示自己的愤慨，爱因斯坦宣布退出德国国籍。由于纳粹上台，爱因斯坦也彻底放弃了和平主义的理念（符合科学精神，科学家就是根据实验结果调整观点），他认为彻底放低军队当下不现实。他他认为认为应该成立一个有实权的国际组织，来避免进一步世界大战。
定居美国。来到普林斯顿，爱因斯坦在普林斯顿的管理者Flexner认为他应该保持低调，免得掀起美国国内的反犹太主义（应该是全球性的）。结果爱因斯坦完全不理，甚至觉得Flexner妨碍他的自由，变本加厉参加公众活动，俩人也因此决裂。不过爱因斯坦仍然对于美国当时自由氛围和普林斯顿良好环境感到满意，1934年他宣布将长期在普林斯顿担任教授。此后，他的儿子Hans，Elsa的女儿Margot等都移居美国。爱因斯坦不会开车，他每天930准时步行前往办公室，还经常想问题想到迷路，这些加强了爱因斯坦在人们心目中形象。1936年爱因斯坦妻子Elsa去世，他开始进一步聚焦工作（实际上爱因斯坦生活中不缺女性助理）。
再次笔伐量子力学，薛定谔的猫。1933年爱因斯坦提出一个大脑实验：他说假设两个粒子以相同的，大速度在特定地点相遇，当它们分开时候测量一个粒子状态就可以知道另外一个粒子状态（因为对称？）。爱因斯坦还从Locality角度质疑量子力学，即如果两个粒子相聚很远，他们的物理性质就是独立的，且任何物理现象速度上限都是光速。但是量子力学里面著名量子纠缠却和Locality矛盾。爱因斯坦根据这些想法在1935年发表著名的EPR论文，也是其对量子力学发起最大的攻击。波尔用了六周才准备好回击材料，他认为观测本身也是一种干扰，波尔说因为两个粒子发生了关系，所以他们已经成为一个整体，因此成为拥有整个量子函数的整体。薛定谔也是先拥抱量子力学，然后加入了爱因斯坦的阵营，他设想了一个有意思实验一个密封盒子里面有一只猫，而在角落有一个辐射装置，在一个小时内其有50%可能会释放原子衰减，如果释放了猫就会死，如果没有释放猫就或者，而用量子力学传统描述则成为猫可能或者也可能死了，成为一个概率事件。薛定谔的猫——论证量子力学描述至少是不完整的，物体是否存在和我们是否能够观察他没有关系。爱因斯坦相信严格的因果律，他认为概率论描述事物不合适。除了讨伐量子力学，爱因斯坦还是回归统一场理论，不过他越来越像个数学家了，离物理学家渐行渐远，经常提出没有物理意义的公式，进展不大。不过爱因斯坦相信追求真理的过程甚至比结果更重要。而且他觉得相对于新人亟需成绩证明自己，他自己已经功成名，所以有本钱做这种大概率不成功的冒险。
原子弹，关注核安全。匈牙利籍科学家希拉德一直在研究核反应链条。1939年（正好二战爆发），当他知道铀的潜力后，他害怕纳粹德国会率先抢占铀矿资源。他找到爱因斯坦寻求关注，爱因斯坦听他讲了15分钟很快意识到问题重要性，他首先主张写信给比利时一个部长（铀矿在刚果，是比利时殖民地）。同时爱因斯坦和希拉德起草一封信讲述了潜在原子弹武器可能性，以及德国可能捷足先登等危险，引荐一位朋友给希拉德，后者可以帮忙引荐罗斯福总统。这封信开启了美国“曼哈顿计划”（1941年12月，珍珠港事变前一天正式开始），也就是原子弹研发。虽然爱因斯坦有想法参与，但由于种种原因（包括FBI对他过往经历调查，可能觉得他以前搞过和平反战，政治不太可靠，FBI有爱因斯坦1400多页调查资料，没发现什么黑料）他并没有参与太多。1944年，原子弹研发即将成功，爱因斯坦又牵头众多科学家呼吁关注核武器控制和核安全。然而，1945年美国还是在日本广岛和长崎分别扔下了两颗原子弹。爱因斯坦仍然坚持世界公民想法，呼吁建立世界统一组织来维护世界和平。他认为当时联合国显然不合格，而当时世界三个大国美国、英国和苏联应该联合起来构建这个组织，二战后冷战即将开始，显然这个想法还是有点理想化。有了原子弹之后，爱因斯坦说我不知道第三次世界大战何时发生（等于世界毁灭），但我知道第四次大家肯定是用石头。
晚年，爱因斯坦的大脑
以色列和红色恐怖。爱因斯坦并不支持以色列用暴力建国，因为显然对于巴勒斯坦人不公平。不过1948年以色列宣布独立建国后，爱因斯坦突然改变态度表示支持以色列。而1952年以色列第一任总统Weizmann去世后，一种呼声推荐爱因斯坦接任以色列总统，因为他已经成为全球犹太人的英雄。而爱因斯坦本人明确表示拒绝，他很清楚自己不是那块料。此外，二战后美国国内兴起了反共浪潮，甚至以麦肯锡议员为代表的人以此为幌子各种打击对手，搞党派斗争。爱因斯坦对这种浪潮非常反感，他认为是对自由的亵渎，与其说美国敌人是苏联，还不如说来自内部。
去世&爱因斯坦大脑。1954年，爱因斯坦74岁，他开始在录音设备里面反复播放贝多芬，这个他之前一直认为个人情绪太浓烈的作曲家作品。在给一位去世朋友家人的信中，爱因斯坦提到自己的死亡观：他俩开这个奇怪世界比我早一点，这也没什么意义。对于我们这些相信物理人来说，过去，现在和未来差别只是个幻觉。爱因斯坦动脉瘤破裂后，医生建议手术，爱因斯坦表示拒绝，他说人为延长寿命没有意义。我的部分结束了，我将优雅地离开。1955年4月18日，爱因斯坦与世长辞，享年76岁。在他的床边放着他原本要在以色列独立日上发言稿，以及一串最后的统一场公式。戏剧性的是，在爱因斯坦去世后普林斯顿大学医院一位病理学家ThomasHarvey，他竟然把爱因斯坦大脑切下来带走了（没有经过家人同意），之后他到2007年去世之前一直带着爱因斯坦大脑在身边，他的目的是做科学研究。此后对爱因斯坦大脑研究有三篇发表论文，发现包括爱因斯坦大脑神经胶质细胞比较多，意味着信息处理有着超过常人的效率。其次是大脑皮层薄神经元密度大，拥有出色思维能力和创新思维。其顶叶宽度比平均水平宽15%，与大脑视觉空间和数学能力相关。不过爱因斯坦大脑重量是1230克，比普通男性大脑还轻170克，这并未影响他的智力。
结语
回顾爱因斯坦一生，我们可以有几点思考：
反对权威，独立思考是颠覆性想法必要条件。但是当自己成为权威后，优势可能就会变成劣势；
相关性联想，图形化思考，物理学方式思考问题
突破性的创意往往来自演绎，而不是归纳
将上帝定位为造物主，一切科学核心目的就是发现宇宙背后统一规律
（转自：XYY的读书笔记）
