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爱因斯坦是有史以来最伟大的科学家之一，其贡献堪与艾萨克·牛顿比肩。他的理论极为深刻，其在几十年前作出的预言至今仍在验证中。随着新一代仪器的出现，包括：卫星、激光、纳米技术、超级计算机、引力波探测等，人们得以探索宇宙外围和原子内部。例如，1933年的诺贝尔奖就授予了两位证实引力波存在的物理学家。而引力波是爱因斯坦1916年分析双中子星运动时所预言的。2001年的诺贝尔物理学奖则由三位物理学家共享，他们证实了玻色-爱因斯坦凝聚的存在。这种物质在接近绝对零度时的新的状态是爱因斯坦1924年预见的。黑洞曾被看作爱因斯坦的理论所推出的一个奇怪的东西，而现在哈勃太空望远镜和射电望远镜都已找到了黑洞。因此，随着越来越多的证明累积起来，验证了他当年的预言，对于爱因斯坦的遗产的认识问题，出现了“复兴”。物理学家正重新评价爱因斯坦的遗产，尤其是他的思维过程的价值。

1666年，牛顿23岁，他提出了力学三定律，指出物体之所以移动，是因为受到了力，而且这些力可以测量，并能以简单的公式表达出来。牛顿不再把物体的运动看作是它们的欲望驱使的，而是能够计算出每一种物体的运动轨迹，从落叶，到腾空飞起的火箭、炮弹以及云朵等，办法是将其受力计算清楚。

这不仅是一个纯学术的问题。它奠定了工业革命的基础，蒸汽机牵引着巨大的火车头和轮船，创造了新的帝国。现在人们可以充满自信地建造桥梁、大坝、摩天大楼等，因为我们可以计算出每一块砖，每一根梁的受力。牛顿的力学理论取得了巨大的成功，他还在世时就已经成了名人，著名诗人蒲柏曾写下：

自然和自然规律深藏于黑暗中，神说，让牛顿来吧！于是世界光明。

牛顿还将自己的力学理论应用到宇宙本身，提出了新的引力理论。月亮为什么不会掉下来？作用于地球上的重力，会不会也在引领着天体的运动？这可是异端的想法，因为宗教上认为天体就应该呆在自己的位置，它们遵循的是完美的神圣的定律，这种定律是和控制人类的原罪、救赎等是相对应的。一闪念间，牛顿意识到他可以将地球上和太空中的物理学统一成一体。将苹果拉向地面的力，应该是和牵引月球，使其沿轨道运行的力是同样的力。

他一不留神撞在了对引力的新的认识上。月球也在不断向下落，但永远不会落到地球上，它是绕着地球做环行运动。月球不是像教会说的那样停留在天球上，而是在引力的作用下，像石头和苹果那样进行自由落体运动。这是对太阳系的运动的第一个解释。

牛顿的定律在几乎两个世纪的时间里一直是物理学的基石。但是到了19世纪末，随着新的发明，如电报、电灯等给欧洲的大城市带来了变革，对于电的研究带来了一套崭新的科学概念。为了解释电流和磁性等神秘的力，1860年，就职于剑桥大学的苏格兰物理学家麦克斯韦，抛开了牛顿力学，以全新的“场”的概念，创立了电磁学理论。爱因斯坦说：场概念是物理学自牛顿以来最深刻的成果。

把铁屑洒在纸上，我们就能看见这些场。把一块磁体放在纸下面，铁屑会神奇地重新排列，变成像蜘蛛网一样的图案，从磁体的南北极伸展出线段。因此，磁体的周围存在磁场，它是肉眼看不见的一条条的力，能够穿过任何空间。

电流也会创造场。在科技馆里，儿童在触摸到静电球的时候头发直竖，头发显示的是静电球所发出的看不见的电场线。

麦克斯韦的重大发现则表明，磁场和电效应不像牛顿的力那样瞬间起作用的，而是需要时间来传播，而且传播速度恒定。想象一下在风中颤动的蜘蛛网。蜘蛛网一部分受风出现扰动，会带来一阵涟漪，传播到整个蜘蛛网。

麦克斯韦通过法拉第等其他人早期的工作得知， 运动的磁场可以产生电场，反之亦然。我们周围的发电机和电动机就是这一原理的直接结果。

到了19世纪末，牛顿和麦克斯韦的物理发现都被实验完美地证明了。有些物理学家甚至预言，这两个科学的柱石已经回答了宇宙间所有的基本问题。普朗克当年咨询自己的导师，当个物理学家是否合适时，老师告诉他最好转行，因为物理学问题已经基本解决了。19世纪伟大的物理学家凯尔文男爵也宣称：物理学基本上已经完成了，天上只剩下两朵“乌云”，还说不清楚，这两朵乌云一个是和“迈克尔逊干涉实验”有关，另一个和“黑体辐射”有关。令人想不到的是，从此以后，这两朵乌云中就分别诞生了“量子力学”和“相对论”！

1879年，爱因斯坦出生在德国小城乌尔姆的中产阶级犹太人家庭。小爱因斯坦学说话很晚，他的父母甚至担心他是不是有点智障。不过他一开口说话，就开始说完整的句子。爱因斯坦在学校是个好学生，不过他的好，仅限于自己喜欢的科目学得好，比如数学和科学。在这个过分尊重权威，而且泯灭创造力和想象力的教学模式中，爱因斯坦远不会是最好的学生。有一次他的父亲问校长：这孩子适合做什么职业？校长回答说：“职业对他来说无所谓，他干什么都不会成功的。”

爱因斯坦老早就有了自己的行为方式。他爱幻想，经常沉浸于思考和阅读之中。爱因斯坦很早就对科学产生了兴趣。他父亲给了他一个指南针，从那时起，他就对这种看不见的能使物体移动的力量产生了无尽的兴趣。

不过，假如小爱因斯坦没有碰上一个关心他的老师，也许他幼时对指南针、科学、宗教等的兴趣也会逐渐枯萎。1889年，一个叫塔尔迈的波兰医科学生在慕尼黑上学，每周都到爱因斯坦家吃饭。塔尔迈引导爱因斯坦认识到了超越他课堂上那些枯燥的死记硬背的知识之外的科学世界。他给了爱因斯坦几本几何学的书，爱因斯坦夜以继日如饥似渴地阅读。

至此，爱因斯坦终于接触到了纯粹的思维领域。无需昂贵的实验室和实验设备，他就能探索宇宙的真理。他妹妹玛雅注意到数学成了爱因斯坦无穷的乐趣的源泉。他曾对妹妹吹嘘说自己独立证明了毕达哥拉斯的勾股定理。爱因斯坦还自学了微积分，这让他的家庭教师都感到惊讶。

15岁那年，由于家庭遭遇到了周期性的财政困难，爱因斯坦的学业也中断了。全家搬到了意大利，投靠他母亲家人。父亲不想干扰儿子的学业，就让爱因斯坦留在了慕尼黑继续上学，住在亲戚家里。

爱因斯坦独自一人，心情凄苦，要上寄宿学校，并且还面临着即将在普鲁士军队里服兵役的苦差。老师不喜欢他，他也不喜欢老师。他甚至曾经几乎被校方开除。于是爱因斯坦一冲动，打算去找家人。他让家庭医生写了个假条，不去上学了，理由是他再不见到家人心理就要崩溃了。然后他就独自一人去了意大利，而且最终摸到了家门口，这让家人大吃一惊。

他父亲不知如何对付自己的儿子，于是让他去报考苏黎世理工学院，因为这个学校讲德语，并且没有文凭的要求。可惜，爱因斯坦没有通过考试。他的法语、化学和生物学部分没考及格。但是他的数学和物理学成绩极为出色。

于是他只能在苏黎世附近的阿劳中学补习复读。爱因斯坦很喜欢学校里那种轻松自由的氛围。在这儿，感受不到德国的那种压抑的、服从权威的教学体系的压迫。爱因斯坦在这种自由的空气中得以自由成长，开始摆脱掉羞涩、紧张、内敛的性格特征，变得外向而善于交往，交了许多关系很铁的朋友。

16岁的时候，爱因斯坦有一次做了个白日梦，这个梦后来让他顿悟，改变了人类历史的进程。爱因斯坦想象自己随着光线旅行，并问了一个极其重要的问题：光线看上去是什么样子？就像牛顿当时设想抛石头直到石头绕地球运转一样。

爱因斯坦分析， 要是我们能够和光线并驾齐驱，那么光线看上去就应该是完全静止的。这就意味着光线在运动者看来应该是凝固的波。它不会产生振荡。可是，年轻的爱因斯坦认为这根本就想不通。谁也没有见到过凝固的波。

1895年，爱因斯坦最终进入了苏黎世理工学院，开始了人生的全新阶段。但是在学校里，他的物理学教授韦伯不喜欢他，因为他觉得他学习缺乏耐心，同时又蔑视权威。

虽然教授们不喜欢他，爱因斯坦在苏黎世结交的朋友却和他保持了终身的友谊。其中一个是格罗斯曼。他上课时记笔记总是非常仔细。由于他笔记记得好，爱因斯坦经常借他的笔记看，而不去上课。

1900年，爱因斯坦从苏黎世理工学院毕业了，得到了物理学和数学学位。此时，他的背运也来了。人们原以为他会获得助教的工作。这应该是顺理成章的，因为他各项功课都考过了，而且在学校的学习也不错。爱因斯坦没有料到韦伯会对他有那么强烈的反感。韦伯既没有留下他做助教，并且他在做爱因斯坦的引荐人时，估计也没有说什么好话，以至于爱因斯坦一直找不到像样的工作。

更糟糕的是，就在此时，他父亲的公司又破产了。而且，他父亲把妻子继承的遗产都花掉了，还欠了她娘家一屁股债。失去了所有的经济来源，爱因斯坦没有别的选择，只好找了个最低微的教职。他迫不及待地扒弄报纸，找寻工作机会。曾经一度他差点彻底放弃了成为物理学家的念头，认真地考虑是否在一家保险公司干下去。

1901年，他找了份工作，在温特图尔技术学校讲授数学。在繁重的教学任务之外，他还挤出时间，发表了第一篇论文，题目是“从毛细现象得到的一些结论”。爱因斯坦那时想到，也许自己一生只能从事这样的微不足道的教书工作来养家糊口，学生们上起课来都是一幅无所谓的态度，他还得老是翻报纸找广告。

就在爱因斯坦的境况看起来糟得不可能再糟的时候，万万想不到的是，他收到了一封信。他的好朋友格罗斯曼为他在伯尔尼专利局找了份微不足道的小职业。爱因斯坦就是在这个微小的职位上，做出了改变世界的贡献。

1902年，爱因斯坦开始在专利局做三级技术员的工作，薪水很低。事后看来，在这里工作至少有三个潜在的好处。首先，这一工作迫使他思考每个发明背后的物理原理。其次，这份差事使他躲开了生活的纷扰，使他有时间思考光和运动的深层问题。他经常很快就能完成工作，把剩下的好几个小时的时间用来思索。上班时以及晚上，他会回到自己钟爱的物理学。专利局安静的氛围很适合他。他将这里称作“世俗人境中的修道院”。

爱因斯坦的“奇迹年”是1905年。在这一年他发表了5篇划时代的论文：其中就包括“狭义相对论”（论运动物体的电动力学）、“质能方程”（E=MC2），证明了原子的存在，还有后来拿到诺贝尔奖的“光电效应”等。另一个可以与之相比的奇迹年，是在1666年，当时23岁的牛顿创立了万有引力定律、积分和微积分、二项式定理以及光的色散理论。

1905年结束的时候，爱因斯坦奠定了光子理论的基础，证明了原子的存在，颠覆了牛顿物理学的大厦。其中的任何一项成就都值得全世界为之赞叹。不过，他本人却对随之而来的平静感到异常的失望。似乎他的工作完全被人忽视了。失意的爱因斯坦继续他在专利局的工作，一边抚养孩子，一边埋头于专利局的活计。

这时普朗克注意到了爱因斯坦的工作。普朗克当时立即就理解了爱因斯坦的研究所蕴含的重大意义。1906年夏，普朗克派他的助手去见爱因斯坦。当劳厄见到真人时万分惊讶：原来眼前的衣着随意的公务员就是爱因斯坦。

由于普朗克的引介，爱因斯坦的研究渐渐得到了物理学家的注意。有趣的是，爱因斯坦在苏黎世理工学院上学时的一位教授，当年常因为他逃课而称他为“懒骨头” 的，此时对爱因斯坦的研究产生了浓厚的兴趣。这个人就是数学家赫尔曼-闵可夫斯基。他对相对论进行了深入研究，进一步完善了其方程式，试图以公式来证明，在爱因斯坦的相对论中，空间和时间随着运动速度的变化而相互转换。闵可夫斯基将理论以数学语言表达了出来，并得出结论说空间和时间构成了四维的统一体。突然间，所有的人都开始讨论这个四维时空。

然而，爱因斯坦在完成了狭义相对论的理论探索后，却对其失去了兴趣，转而热衷于研究另一个更深奥的问题，即重力与加速度的问题。因为他意识到，狭义相对论是有缺陷的。

1908年，越来越多的证据表明爱因斯坦对物理学作出了重大突破，他因此获得了苏黎世大学教授的职位。

1911年，在布鲁塞尔召开了第一届索尔维会议。这在当时是最重要的科学会议，爱因斯坦在这个会议上得以结识 了当时物理学界的一些巨匠，并同他们交换看法。他见到了两度荣获诺贝尔奖的居里夫人，并结下了终身的友谊。他的相对论和光子理论成了会议谈论的焦点。

会议上所讨论的问题包括著名的“双生子佯谬”。这个问题是朗之万提出来的。说的是：地球上有对双胞胎，其中的一个以接近光速离开并返回地球。假如说地球上过去了50年，但由于火箭中的时间变慢了，火箭上的那个双生子只增加了10岁，当两个双生子后来再见面的时候，他们的年龄就不匹配了，火箭上的双生子的年龄要小40岁。但从火箭上的人为参考系的话，没有动，是地球脱离开他，因此是地球上的人钟表变慢了。当他们重新见面的时候，年龄长的应该是地球上的那个，而不是坐在火箭上的他。那么问题就来了，到底那个双生子会年轻一些？

爱因斯坦指出，这一问题的答案是火箭上的双生子更年轻，因为是他加速了。火箭必须减速、停下、转弯才能回来，这会给乘坐在上面的双生子带来很大的应力。换言之，两个人的情形并不对称。因为加速度只作用于火箭上的双生子，他会更年轻。这一因素狭义相对论没有包含进去。

今非昔比，当他离开苏黎世工业大学的时候带着耻辱，当时还有像韦伯那样的教授百般阻挠他的职业生涯。回来时，他已经成了物理学新变革的领袖。1911年，他获得了第一次诺贝尔物理学奖的提名。可是他的思想对于瑞典学院的委员来说还是太激进，诺贝尔奖没有授予爱因斯坦。

但此时，爱因斯坦仍不满足。因为他意识到自己的相对论中至少还有两个明显的漏洞。首先，它完全基于惯性运动。而在自然界中，几乎不存在惯性运动。所有的东西都处于加速状态：火车飞驰、树叶飘落、地球绕太阳公转、天体的运动等等，都是加速的。相对论连地球上最常见的加速运动都解释不了。其次，相对论没有涉及引力。相对论宣称是自然界普适的对称性，能适应于宇宙中的一切，然而引力却超出了它的范围。这也的确令人尴尬，因为引力无所不在。显而易见，相对论存在缺陷。

由于光速是宇宙中速度的上限，相对论提到太阳上的扰动传播到地球需要8分钟，但这违背了牛顿的万有引力定律。根据牛顿的说法，引力是瞬间作用的。因此，爱因斯坦需要彻底推翻牛顿的方程式，才能把光速引入。

爱因斯坦把他1905年提出的叫“狭义相对论”，因为他正在琢磨更强大的“广义相对论”。

对于新的万有引力定律的想法，最初是在1907年爱因斯坦还是专利局的小职员的时候想到的。如果你站在电梯里，电梯厢突然断开掉落，你就处于自由落体状态；你和电梯厢以同样的速度下落。由于你和电梯此时都以同样的速度下落，看上去你会失去重量，漂浮在空中。与此相似，爱因斯坦意识到如果自己从椅子上掉下去，他会处于自由落体状态，引力的作用就随着自己的加速度被抵消了，使他看上去似乎是失重了。

在专利局获得灵感之后，爱因斯坦又耗费了许多年才创立了新的引力理论。1911年他发表了“等效原理”，它的结论是光必须在引力的作用下弯曲。引力有可能影响光线这个想法也是个老想法，牛顿在《光学》一书中，牛顿问到引力是否可以影响光线：“远处的天体岂不会作用于光？并使光弯曲？此种效应岂不是越近越强？”但在17世纪的条件下，他没办法给出答案。

在太阳系中，最大的引力场是由太阳产生的，因此爱因斯坦提出了这样的假设：太阳能否使遥远的恒星的光弯曲。 通过搜集两个不同季节同一区域的星空照片就能验证。第一幅照片在夜间拍摄，星光没有受到太阳的干涉。第二幅照片在几个月后当太阳正好位于这些星星的前方时拍摄。通过对比这两幅照片，人们就有可能测量出在太阳附近，星光是否受太阳引力影响，出现轻微的弯曲。但由于太阳光很强，会遮盖来自星星的光线，因此光弯曲的实验必须在发生日食时，月球挡住了太阳光线，星星变得能够看见的情况下进行。爱因斯坦大胆断言：日食期间拍摄的星空图和夜晚拍摄的同一幅星空图相比较，日食期间的星空图中靠近太阳的恒星的位置会显得有些变动。并且爱因斯坦用自己研究的广义相对论方程计算出了这一偏转角度的精确数据。

在寻找最终的方程式的过程中，爱因斯坦关注的是3个关键的实验，这些实验有可能证明他关于弯曲空间和引力的理论：日食期间星光的弯曲、红移以及水星的近日点。

为了用实际观测来证明这一伟大的方程式，人们开始组织观测活动。1914年8月21日会发生日食，这是一个很好的机会。天文学家弗里德里希负责观测这次日食。爱因斯坦对自己的研究信心十足，他说：“要是不成功的话，我会拿出我微薄的积蓄付账。”弗里德里希在日食发生前一个月动身去西伯利亚。可是随即德国对苏宣战，一战爆发，他和助手被抓了起来，设备也被没收了，观测实验没有进行下去。

接下来，爱因斯坦计算了引力如何影响光的频率。如果太阳发出光，那么太阳的引力也会对光造成往回拉的力，使其损失能量。光的速度不会改变，但是由于需要抵抗太阳的引力，光波的频率却会降低。这样一来，太阳发出的黄色的光就会降低频率，随着光线挣脱太阳的引力，变得更红。不过引力红移是非常非常弱的效应。事实上，后来又过了40年，人们才在实验室里证明引力红移存在。

最后，他着手解决一个老问题：水星的轨道为什么会发生摇摆，稍微偏离牛顿定律计算出的轨道。通常，行星都沿着非常精确的椭圆轨道绕太阳运行，只不过由于受到附近行星的引力影响，其轨道会发生偏离，有点像雏菊花瓣的外形。不过水星的轨道即使加入了附近行星引力干扰的因素，仍然是偏离牛顿引力理论预测的轨道。这种偏差叫做“近日点进动”。这个现象在1859年被天文学家勒威耶观测到，他计算出水星椭圆轨道向旁边位移约43.5角秒每世纪。，这一点点的偏差是不能用经典的牛顿定律来解释的。1915年11月，爱因斯坦终于在完备了自己的广义相对方程后，进行了长期复杂的计算，发现水星轨道的偏移量是42.9角秒每世纪完全在实验结果容许的范围内。爱因斯坦简直不敢相信这一结果。这太令人惊喜了。这是第一个表明他的新理论是正确的实验证据。他自己甚至说：“你们知道我有多兴奋吗？我兴奋得甚至几天都睡不着觉。”

他接着使用新的理论重新计算了太阳使星光弯曲的量。将弯曲空间加入自己的理论，最终的结果是1.74角秒，相当于1度的2000分之一，但比最初的结果大了1倍。

但这时，一战正如火如荼的进行中，战争的爆发打断了报界关于爱因斯坦发现新的引力 理论的新闻报道。幸运的是，在一战结束之际，又迎来一次日食，将发生在1919年5月29日。英国科学家爱丁顿特别热衷于能最终证实爱因斯坦理论的这一实验。爱丁顿是英国皇家天文学会的秘书。他既善于观察天象，又深入研究过广义相对论相关的数学。

爱丁顿在靠近西非海岸的几内亚湾的普林西比岛上设立了观测营地。另一个远征观测小组由科隆美林率领 ，前往巴西北部的索布拉尔。他们遇上了恶劣的天气，乌云遮住了太阳，几乎 毁掉了整个实验。但天公作美，就在下午1:30需要拍摄恒星照片时，乌云奇迹般地散开了。

爱丁顿仔细对比了几个月前在英国用同一架望远镜拍摄的照片，他发现平均偏折量为1.61角秒，而索布拉尔观测小组的结果是1.98角秒。加权平均后的结果是1.79角秒，误差在实验容许的范围内，证实了爱因斯坦的1.74角秒的预言。爱丁顿后来充满感情地回顾说，验证爱因斯坦的理论是他一生中最伟大的时刻。

1919年9月22号，爱因斯坦最终收到了洛伦兹发给他的电报，告知他这一惊人的消息。爱因斯坦高兴地写信告诉母亲：“亲爱的妈妈有好消息。洛伦兹今天打电报给我，说英国远征观测队证明了太阳会造成星光偏折。” 普朗克一夜没睡，等待日食观测数据是否能够证实广义相对论的正确。爱因斯坦后来开玩笑说：“他要是真的明白广义相对论，他就会和我一样上床睡觉了。”

此时，爱因斯坦的惊人的新万有引力理论已在科学界沸沸扬扬传开了。爱因斯坦突然间就从一个柏林的高级物理学教授变成了世界级的人物，成了牛顿的接班人。这一发现，不是找到了一个孤立的科学理论，而是发现了科学思想的新大陆。这是自从牛顿引力定律以来，最伟大的科学成就。

但出乎大家意料的是，直到1923年，爱因斯坦才拿到诺贝尔奖。1923年受罗素的邀请，爱因斯坦去了日本和中国巡回讲学。在去日本和中国的途中，爱因斯坦接到了来自斯德哥尔摩的一个消息。电报告知他获得了诺贝尔物理学奖。但是他获奖并不是因为相对论他这一最了不起的成就，而是由于光电效应。

爱因斯坦早已是最出名、最受人尊重的物理学家，为什么这么迟才获得诺贝尔奖？讽刺的是，从1910年到1921年间，他八次被诺贝尔奖委员会拒绝。在那期间，无数的实验证实了相对论是正确的。当时问题出在勒纳德身上，他是诺贝尔评审委员会成员。当时的诺贝尔提名委员会对于相对论的问题有分歧，最终让评审委员会来评估该理论。勒纳德把时间全部用在研究爱因斯坦的相对论上，可他理解不了，没有勇气把诺贝尔奖授给相对论，怕日后又发现这个理论错了。

年代，爱因斯坦成了世界巨人。这时他开始对哲学和宗教也多有思考。1930年，他还会见 了另一位诺贝尔奖获得者，印度的泰戈尔。他们站在一起倒是对绝配：爱因斯坦一头爆炸似的头发，泰戈尔则是一把长长的白胡子。

自从小时候读过康德的作品后，爱因斯坦就对传统的哲学产生了怀疑，他常常觉得那种哲学已经蜕化为华而不实又过于简单化的欺骗。他写道：“难道哲学都写得这么肉麻吗？沉浸其中的时候，它们看上去都不错，可是一旦回头再看，它们又消失殆尽。剩下的都是些肉麻的话。”

两人对于世界上如果没有人类能否自行存在，产生了激烈的思想交锋。泰戈尔坚持神秘主义的思想，认为人类的存在是现实存在的根本。爱因斯坦则回答道：从物理学的角度看，世界可以独立于人类而存在。

虽然他对传统的哲学抱有怀疑态度，对于宗教所带来的神秘他还是怀着深深的崇敬，尤其是对于存在的本质这一问题。1929年，爱因斯坦写道：我不是无神论者，也不是泛神论者。我们就像小孩子走进了一个满是各种语言文字的图书的巨大的图书馆。这个小孩知道肯定有人写下了这些书。但他不知道是怎么写的。他读不懂书上的语言。这个小孩隐约觉得书的排列有某种神秘的秩序，但他不知道到底是什么秩序。在我看来，这就是即使最聪明的人面对上帝所应有的态度。我们所见到的宇宙，排列布置得如此精巧，遵循固定的规律。对于这些规律，我们只是约略了解一点。我们有限的大脑无法弄清楚使星球运行的神秘的力。

爱因斯坦经常会区分两种类型的上帝，这在宗教讨论中经常被混为一谈。首先，有个人的上帝，即聆听个人的祈祷、显示神迹的上帝。这是圣经中所说的上帝，干预人间事务的上帝。其次就是爱因斯坦所信奉的上帝，是创造了宇宙中简单而优美的定律的上帝。

爱因斯坦的广义相对论不仅引入了宇宙膨胀和大爆炸等概念，它还引入了另一个概念：黑洞。这一概念从一开始就让天文学家为之着迷。

1916年，就在爱因斯坦发表广义相对论一年之后，他接到一个惊人的信息，说物理学家史瓦西用他的方程式推导出了一个单一点状星球的情况。此前，对于广义相对论，爱因斯坦使用的都是约数，因为那些方程式太复杂了。史瓦西却找到了精确的解，这让爱因斯坦非常惊喜。史瓦西还是波茨坦的天体物理学天文台的台长，他志愿参加德国军队，前往苏联前线。

史瓦西解在科学界引起了不小的轰动。它也带来了一个 奇怪的推论。史瓦西发现在离这个单点状星球极近的地方，引力非常之大，使得光都无法逃逸，因此这样的星是无法观 测到的！史瓦西证明任何人要是倒霉掉到事件视界中，就再也回不来了。

我们可以用史瓦西解来计算到底需要多少物质压缩到一起才能形成这种魔环，称作“史瓦西半径”。到了这一点，恒星就会完全塌缩。对于太阳来说，其史瓦西半径是3公里。后来物理学家惠勒将这种恒星命名为“黑洞”。如果你坠入了黑洞，只需一刹那间就会穿越事件视界。在经过它的一瞬间，你会看到光绕着黑洞运动。这些光有可能是亿万年前就被俘获的，一直绕着黑洞运动。引力会大到将你身上的每个原子压塌。死亡不可避免，而且异常恐怖。但是在安全距离外的观察者在看这出宇宙中的死亡时看到的却是完全不同的景象。从你身上发出的光会被引力拉伸，因此看起来你被冻结在时间中了。对于宇宙中其他地方的人来说，你看上去还在黑洞上悬着，一动不动。

这一结论让爱因斯坦也难以接受。1939年，他试图证明黑洞是不存在的。他从恒星的 形成开始着手。围绕空间运动的粒子渐渐受引力影响聚集到一起。爱因斯坦的计算证明这样的粒子会渐渐坍缩，但只能达到1.5个史瓦西半径，因此黑洞就永远不会产生。

虽然他的计算看似滴水不漏，但爱因斯坦却显然忽略了一种现象，即恒星的坍缩。这是由巨大的引力使得物质内部的所有原子核出现坍缩引起的。更为精细的计算由奥本海默，也就是美国造原子弹曼哈顿计划的领头人，于1939年发表。他们不是假设在空间旋转的粒子的集合，而是假设有一个静态的恒星其质量大到一定程度，引力足以克服星球内部的量子力。

虽然爱因斯坦对黑洞仍存有很大疑虑，但是他自信，总有一天，自己的另一个预言会被证实：发现引力波。我们已经看到，麦克斯韦方程的一个胜利是预见到电场和磁场的振动会制造出可见的波动。同样，爱因斯坦想到他的方程式能否允许引力波的存在。在牛顿的世界中，引力波是不存在的，因为引力的“力”是瞬间传遍宇宙的，在同一时间作用于所有的对象。但是在广义相对论中，在某种意义上，引力波必须存在，因为引力场的扰动不能超过光速。因此，类似两个黑洞相撞这样的大事件会释放出引力波，以光速传播。

不过，爱因斯坦一直没有机会看到引力波的证据，这让他很遗憾。当时科学家的实验能力还远 远不足以观测到引力波。自从爱因斯坦1916年第一个通过方程提出引力波的概念之后，又过了将近80年，才有物理学家首次发现引力波存在的间接证据。相关的科学家还因此获得了诺贝尔奖。第一次直接测到引力波大约是爱因斯坦预言后90年才实现。

广义相对论取得了举世瞩目的成功，且具有深远的意义。爱因斯坦说过：“创造原理蕴含于数学之中。因此，从某种意义上说，我相信，正如古人所梦想的那样，纯粹的四维可以抓住现实。”所有物理学知识的基本，都蕴含在两大柱石中：广义相对论和量子理论。爱因斯坦是前者的创立者，是后者的教父，并为两者可能存在的统一铺平了道路。这些都不断激励着后来的年轻学者，追寻物质或宇宙终极的奥