人只有献身于社会，才能找出那短暂而有风险的生命的意义。
——爱因斯坦
（一）
爱因斯坦是20世纪最伟大的物理学家、科学革命的旗手。在一生当中，爱因斯坦创立了代表现代科学的相对论，并为核能开发奠定了理论基础，在现代科学技术和其深刻影响及广泛应用等方面开创了现代科学的新纪元，被公认为是自伽利略、牛顿以来最伟大的科学家、思想家。1999年12月26日，爱因斯坦被美国《时代周刊》评选为“世纪伟人”。
爱因斯坦的科学生涯开始于1900年。当时，他正处于大学毕业后的失业痛苦之中。从1900年到1904年，由于兴趣爱好及刻苦研究，他每年都会写一篇论文发表在德国的《物理学杂志》上。开始的两篇是关于液体表面和电解的热力学的。爱因斯坦企图给化学以力学的基础，但不久后他就发现这条路行不通，转而开始研究热力学的力学基础，并提出了统计力学的一些基本理论。
1902年，爱因斯坦从力学定律和几率运算推导出热平衡理论和热力学的第二定律，并发表了论文；1904年，他又认真地探讨了统计力学所预测的涨落现象，发现能量的涨落（或体系的热稳定性）取决于玻耳兹曼常数。为此，他不仅将这一结果用于力学体系和热学现象，还大胆地将其用于辐射现象当中，从而得出辐射能的涨落公式，导出维恩位移定律。
涨落现象的研究，也令爱因斯坦在辐射理论和分子运动论两个方面同时取得了重大的突破。
1905年，爱因斯坦在科学史上又创造了一个史无前例的奇迹。这一年，他一共写了6篇论文，并利用工作之外的业余时间，在3个领域内作出了4个具有划时代意义的贡献。
第一个贡献就是创立了光量子论。
1905年3月，爱因斯坦发表论文《关于光的产生和转化的一个推测性的观点》，将普朗克于1900年提出的量子概念扩充到光在空间中的传播，从而提出光量子假说。这也是历史上第一次揭示了微观客体的波动性和粒子性的统一性，即波粒二象性。
在论文的结尾，爱因斯坦还用光量子概念解释了光电现象，推导出光电子的最大能量同入射光的频率之间的关系。但是，这一关系直到10年后才由R.A.密立根通过实验证实。由于光电效应定律的发现，爱因斯坦获得了1921年度的诺贝尔物理学奖。
第二个贡献是创立了分子运动论。
1905年的4月、5月和12月，爱因斯坦分别写了3篇关于液体中悬浮粒子运动的理论论文。
液体中悬浮粒子运动是由英国植物学家R.布朗于1827年首次发现的，因此也被称为布朗运动。当时，爱因斯坦是想通过观测由分子运动的涨落现象所引起的悬浮粒子的无规则运动来测定分子的大小，以解决半个多世纪以来科学界和哲学界争论不休的原子是否存在的问题。1908年后，爱因斯坦关于这一理论的预测被法国物理学家J.B.佩兰通过实验证实是正确的和科学的。
第三个贡献就是创立了狭义相对论。
1905年6月，爱因斯坦发表了一篇开创物理学新纪元的长篇论文——《论动体的电动力学》。这篇论文科学完整地提出了狭义相对性理论，在很大程度上解决了古典物理学在19世纪末期出现的危机，推动了整个物理学理论的发展与进步。
为克服新的实验事实同旧的物理理论体系之间存在的矛盾，爱因斯坦从自然界的统一性观点出发，考察了这样的问题：牛顿力学领域中普遍成立的相对性原理，为什么在电动力学中是不成立的？而根据法拉第的电磁感应实验，这种不统一性显然不是现象所固有的，那么问题就一定出在古典物理理论基础之上。
爱因斯坦吸取经验论哲学家D.休谟对先验论的批判和E.马赫对牛顿的绝对空间与绝对时间概念的批判，从考察两个在空间上相互分隔的事件的“同时性”问题入手，否定了没有经验根据的绝对同时性，进而又否定了绝对时间、绝对空间的概念，以及“以太”的存在，认为传统的空间和时间概念必须加以修改。
他还将伽利略发现的力学运动相对性这一具有普遍意义的基本实验事实提高为一切物理理论都须遵循的基本原理；同时又将所有“以太漂移”实验所显示的光在真空中总以确定速度传播的这一基本事实提高为原理。
这种改造与提升其实是一种物理性推广，将古典力学作为相对论力学在低速运动时的一种极限情况。这样一来，力学与电磁学也就在运动学的基础上统一起来了。
（二）
狭义相对论建立后，爱因斯坦并不满足，而是力求将相对性原理的适用范围推广到非惯性系。
通过不懈的努力，爱因斯坦从伽利略发现的“引力场中的一切物体都具有同一加速度（即惯性质量同引力质量相等）”这一实验事实中找到了突破口。1907年，爱因斯坦提出了等效原理，即：
“引力场同参照系的相当的加强度在物理上完全等价。”
并且还由此推论：
“在引力场中，钟要走得快，光波波长要变化，光线要弯曲。”
在这一年，爱因斯坦大学时代的老师、着名几何学家H.闵可夫斯基还提出了狭义相对论的四维空间表示形式，为爱因斯坦相对论的进一步发展提供了可利用的数学工具。遗憾的是，爱因斯坦当时并未认识到这一理论的价值而加以利用。
1911年，爱因斯坦又根据等效原理和惠更斯原理推导出光线经过太阳附近的偏转值。1912年初，他通过分析刚性转动圆盘，认为在引力场中欧几里得几何并非严格有效；同时还发现：洛伦兹变换也不是普通适用的，而是需要寻求更加普遍的变换关系。为保证能量一动量守恒，引力场方程也必须是非线性的。因此，爱因斯坦发现：等效原理只对无限小的区域有效。
1912年10月，爱因斯坦在他的同班同学、当时在母校任数学教授的格罗斯曼的帮助下，学习了黎曼几何和G.里奇与T.勒维一契维塔的绝对微分学（即张量分析）。
经过一年多的努力与合作，1913年，爱因斯坦与格罗斯曼共同发表了重要的论文——《广义相对论纲要和引力理论》，提出了引力的“度规场理论”。
在这一理论中，用来描述引力场的不是标量，而是度规张量，也就是用10个引力势函数来确定引力场。这也是物理学上首次将引力和度规结合起来，从而使黎曼几何获得了更为实际的物理意义。
从1915年到1917年，爱因斯坦迎来了他的科学成就的第二个高峰，同样也在3个不同的领域里分别获得了巨大的历史性成就。除广义相对论外，1916年，爱因斯坦在辐射量子论方面又作出了重大突破；1917年又开创了现代科学的宇宙学。
1916年3月，爱因斯坦在完成了广义相对论的总结以后，又研究了引力场方程的近似积分，发现了一个力学体系变化时必然发射出以光速传播的引力波。爱因斯坦指出，原子中没有辐射的稳定轨道的存在，无论是从电磁观点还是从引力观点来看，这都是十分神秘的。因此，爱因斯坦认为：
“量子论不仅要改造麦克斯韦的电动力学，而且还要改造新的引力理论。”
不久，当爱因斯坦重新回到量子辐射的问题上时，他便依照这一意图提出了自发跃迁和受激跃迁的概念，并给出普朗克辐射公式的新推导。
但是，引力波问题提出后，在科学界引起了巨大的异议。而且由于引力波的强度太弱，难以通过实验进行检测，因此在很长一段时间内都没能引起人们注意。
直到20世纪60年代，检测引力波的实验才逐渐形成热潮，但却都没有达到检测所要求的最低精度。直到1979年，引力波的存在才得以证实。
（三）
1917年，爱因斯坦又用广义相对论的结果探索整个宇宙的时空结构，并发表了开创性的论文《根据广义相对论对宇宙学所作的考查》。
这篇论文深刻地分析了“宇宙在空间上是无限的”这一传统观念，指出它与牛顿的引力理论和广义相对论引力论都是不协调的。其实，当时的人们还无法为引力场方程在空间无限远处给出合理的边界条件。爱因斯坦认为，其可能的出路就是将宇宙看成一个“具有有限空间（三维的）体积的自身闭合的连续区”。以科学论据推论宇宙在空间上是有限无界的，这在人类历史上还是第一次。它令宇宙学摆脱了纯粹猜测性的思辨，从而进入到现代科学领域之内，成为宇宙观的一次重大革命。
广义相对论建成后，爱因斯坦同样不满足，而是试图将广义相对论继续加以推广，使之不仅包括引力场，也包括电磁场。也就是说，他要寻求一种统一场的理论。
爱因斯坦认为，这是相对论发展的第三个阶段。它不仅要将引力场和电磁场统一起来，还要将相对论和量子论统一起来，为量子物理学提供合理的理论基础。
最初的统一场论是由数学家H.韦耳于1918年将通常的四维黎曼几何加以推广而得出来的。爱因斯坦对这一理论表示赞赏，但同时他也指出：这一理论所得出的线索并非不变量，而是与它过去的历史有关。
随后，数学家T.F.E.卡鲁查又于1919年试图用五维流形来达到统一场论，同样得到了爱因斯坦的赞赏。
1925年后，爱因斯坦开始全力以赴探索统一场论。但是，研究的过程并不顺利。1928年，爱因斯坦又转入纯数学的探索，尝试用各种方法进行研究，但都未能取得具有真正物理意义的结果。
从1925年到1955年的这30年中，爱因斯坦几乎将他全部的精力都用于探索统一场论。1937年，在两位助手的协助下，爱因斯坦从广义相对论的引力场方程中推导出运动方程，从而揭示了空间一时间、物质与运动之间的统一性。这是广义相对论的重大发展，也是爱因斯坦在科学研究中所取得的最后一个重大成果。但在统一场论方面，他始终未能成功。一直到临终的前一天，他还在病床上继续统一场论的数学计算。
其实在1948年时，爱因斯坦就意识到：
“我完成不了这项工作；它将被遗忘，但它将来会被重新发现。”
幸运的是，历史的发展没有辜负爱因斯坦。20世纪70年代到80年代，科学界中一系列的实验都有力地支持电弱统一理论，统一场论的思想也逐渐以新的形式显示出它的生命力，为物理学未来的发展提供了一个大有希望的前景。
虽然统一场论的研究没有获得成功，但无可置疑的是，爱因斯坦的一生是伟大的。他开创了物理学上的一个新纪元，为物理学的发展指明了方向，其一生也为物理学的发展做出了巨大的贡献。
