本书荣获美国国家科学总院2008年度科学传播最佳图书奖！英文版首印50万册、荣登《纽约时报》畅销书榜！

爱因斯坦是如何思考的？这个天才又是如何造就的？广受赞誉的畅销书《富兰克林传》的作者艾萨克森又一次写出了一部极有价值的传记。作者在本书中揭示了爱因斯坦的科学想象如何源于他叛逆的个性。他的成功源于对理所当然之事追问不休，对习以为常之物赞叹不已。他所拥护的道义和政治乃是建立在尊重自由恩想、自由精神和自由个体的基础之上。

爱因斯坦是如何思考的？这个天才又是如何造就的？广受赞誉的畅销书《富兰克林传》的作者艾萨克森又一次写出了一部极有价值的传记。作者在本书中揭示了爱因斯坦的科学想象如何源于他叛逆的个性。他的成功源于对理所当然之事追问不休，对习以为常之物赞叹不已。他所拥护的道义和政治乃是建立在尊重自由恩想、自由精神和自由个体的基础之上。引人入胜的故事证明，创造力与自由密不可分。

上个世纪初，爱因斯坦等人开创了新纪元。在今天这个全球化的新世纪，我们的成功依赖于我们的创造性。无论那时还是现在，爱因斯坦的人生和个性都对我们有重要的启发意义。

致谢

主要人物

第一章 光束骑士

第二章 童年，1879～1896

第三章 苏黎世联邦工学院，1896～1900

第四章 恋人，1900～1904

第五章 奇迹年：量子和分子，1905

第六章 狭义相对论，1905

第七章 最幸福的思想，1906～1909

第八章 奔波的教授，1909～1914

第九章 广义相对论，1911～1915

第十章 离婚，1916～1919

第十一章 爱因斯坦的宇宙，1916～1919

第十二章 名声，1919

第十三章 四处奔走的犹太复国主义者，1920～1921

第十四章 诺贝尔奖获得者，1921～1927

第十五章 统一场论，1923～1931

第十六章 知命之年，1929～1931

第十七章 爱因斯坦的上帝

第十八章 流亡者，1932～1933

第十九章 美国，1933～1939

第二十章 量子纠缠，1935

第二十一章 原子弹，1939～1945

第二十二章 世界公民，1945～1948

第二十三章 里程碑，1948～1953

第二十四章 红色恐惧，1951～1954

第二十五章 最后的时光，1955

尾声 爱因斯坦的大脑和心灵

参考书目

人名译名对照表

索引

译后记

正如爱因斯坦向哈比希特指出的，在1905年写的这些论文中，是第一篇，而不是提出相对论的著名的最后一篇，才称得上是“革命性的”。的确，这篇论文也许包含着物理学史上最具革命性的进展。它认为，光不仅以波的形式，而且也以光量子(后来被称为光子)这种小能量包的形式发射出来。这一结论使我们笼罩在科学的重重迷雾之中，它甚至比相对论最奇特的方面都要令人费解和诧异。

在1905年3月17日寄给《物理学纪事》的论文中，爱因斯坦已经认识到了这一点。这篇论文有一个略显古怪的名字：“关于光的产生和转化的一个试探性的观点。”试探性的？这意味着它是一个假说，只能充当解决问题的先导，而并非已经得到证明。从他发表的这篇量子理论的处女作，一直到50年后发表的最后一篇论文，爱因斯坦一直都认为令人困惑的量子概念至多是试探性的，是临时性的和不完备的，与他本人关于基本实在的看法并不能完全相容。

爱因斯坦的论文所关注的是在世纪之交困扰着物理学的那些问题。事实上，这些问题自古希腊以来就一直得不到解决：宇宙是由像原子和电子这样的粒子构成的，还是像引力场或电磁场那样是一个不间断的连续体？倘若两种描述方法都是有效的，那么当它们发生交叠时会发生什么？

自19世纪60年代起，科学家们就一直在分析所谓的“黑体辐射”，以探究这样一个交截点。了解窑炉或煤气灶的人都知道，当铁这样的材料被加热时，发出的光会改变颜色。当温度较低时，它主要辐射出红光；随着温度的升高，它所发出的光会相继变为橙色、白色和蓝色。为了研究这一辐射，基尔霍夫等人设计了一种封闭的金属容器，上面有一个小孔，可以供少量的光逸出。然后，当这个设备在某一温度达到平衡时，画出每一种波长的强度。结果发现，不论腔壁的材料或形状如何，图的形状仅仅与平衡态的温度有关。

令人不解的是，没有人能说清楚这些山状图形所对应的数学公式的基础是什么。

基尔霍夫去世后，普朗克接替他在柏林大学任教授。1858年，普朗克出生于一个德国家庭，祖上都是了不起的学者、神学家和律师。在许多方面，普朗克都与爱因斯坦迥异。普朗克戴着一副夹鼻眼镜，穿着考究，以身为德国人而自豪。他比较腼腆，目标坚定，天性保守，举止刻板。“很难想象还有哪两人的性情比他们更为不同，”他们的朋友马克斯·玻恩后来说，“爱因斯坦是一个世界公民，对周围的人没有什么依恋，不大受社会情感背景的牵制；而普朗克则深深地植根于他的家庭和民族传统，是一个热情洋溢的爱国者，为德国的伟大历史而自豪，对国家自觉秉持着普鲁士式的态度。”

保守主义使得普朗克对原子论表示怀疑，甚至对-一般的粒子理论(而不是波动理论和连续的场论)也持保留态度。正如他1882年所说：“尽管迄今为止原子论已经取得了巨大成功，但我们最终将会放弃它，而去支持连续物质的假设。”一个小小的讽刺是，虽然普朗克和爱因斯坦同属量子力学的奠基人，但是当情况渐趋明朗，量子力学将会破坏他们共同遵奉的严格因果性和确定性概念时，两人又都畏缩不前了。

1900年，出于所谓的“偶然猜测”，普朗克构想了一个方程来描述每一温度下的辐射波长曲线。在这一过程中，他承认玻尔兹曼的统计方法是正确的，而此前他并不承认这种方法。但这个方程有一个奇怪的地方，那就是它需要用到一个常量才能得到正确的结果。这个常量非常小(约为6.62607×10-34焦·秒)，而且得不到解释。这个常量h不久将被称为普朗克常量，现在是自然界的基本常量之一。

起初，普朗克并不知道这个数学常量有什么样的物理意义(如果有的话)。但随后他提出了一种理论，将这个常量不是应用于光本身的性质，而是应用于光被物质吸收或发射时发生的作用。他假定辐射热和光的任何物体表面(比如一个黑体的腔壁)都包含着像振动的小弹簧一样的“振动分子”或“谐振子”。这些谐振子只能吸收或发射一个个能量包。这些能量包不能继续分下去，也没有一个连续的能量范围，而必须是由普朗克常量所确定的固定的量。

普朗克仅仅把他的常量看成一种计算上的发明，为的是说明光的吸收或发射过程，而没有将它与光本身的基本性质挂起钩来。然而，1900年12月，他在柏林物理学会做的报告中却振聋发聩地说：“我们认为——这是整个计算中最为关键的一点——能量是由确定数目的、彼此相等的、有限的能量包构成的。

爱因斯坦很快就认识到，量子理论很可能会颠覆经典物理学。“普朗克基础性的工作出现后不久，我就看清楚了所有这一切，”他后来写道，“我试图将物理学的理论基础与这种知识调和起来，但所有努力都以彻底失败而告终。就好像我们脚下的地面突然消失，任何地方都看不到坚实的地基。”

除了普朗克常量的意义需要解释，关于辐射还有一个奇特的现象。它被称为光电效应，即照射到金属表面的光会使电子松动，并最终使它发射出来。1901年5月，在给刚刚怀孕的米列娃的信中，爱因斯坦对研究光电效应的勒纳德所写的一篇“美文”表现出了极大热情。

勒纳德的实验得出了一些意想不到的结果。当他把光的频率由红外和红跃升至紫和紫外时，电子会以更高的能量发射出来。然后，他用碳弧灯把光的强度提高1000倍。由于光越亮越强，拥有的能量就越多，所以从逻辑上讲，发射出来的电子似乎应当拥有更多的能量，速度也更快。但事实并非如此。更强的光虽然能够使更多的电子逸出，但每个电子的能量却和原来一样。光的波动说无法解释这种现象。

爱因斯坦思考普朗克和勒纳德的工作已经有四年之久。在1904年写的最后一篇论文《关于热的一般分子理论》中，爱因斯坦讨论了分子系统平均能量的涨落情况。接着，他把这种理论运用于充满辐射的腔中，发现实验结果是类似的。他在这篇论文的结尾说：“我相信这种一致必定不是出于巧合。”他在写完这篇论文之后给朋友哈比希特写信说：“我以一种极为简洁的方式发现了物质基本量子的尺寸与辐射波长之间的关系。”关于辐射场由量子构成这样一种理论，他似乎已经胸有成竹了。

在1905年发表的那篇光量子论文中，他的确是这样做的。他解释了普朗克的发现，丝毫不回避它在数学上的怪异之处，并且将它与勒纳德的光电效应实验结果联系了起来，认为光似乎真由点粒子(他称之为光量子)构成，而不是一种连续的波。

爱因斯坦在论文的一开始就指出，建立在粒子基础上的理论(比如气体分子运动论)和涉及连续函数的理论(比如光的波动说的电磁场)之间有着巨大的差别。“在物理学家关于气体和其他有重物体所形成的理论观念同麦克斯韦关于所谓空虚空间中的电磁过程理论之间，有着深刻的形式上的不同，”他指出，“我们认为一个物体的状态完全由有限数目的大量原子和电子的位置和速度所决定，而为了描述一个给定空间的电磁状态，我们需要利用连续的空间函数。”

在提出自己的理由证明光的微粒说之前，他强调这并不必然意味着否定光的波动说，波动说仍然可以继续发挥作用。“用连续空间函数来运算的光的波动说，在描述纯粹的光学现象时，已被证明是十分卓越的，也许很难被另一种理论所取代。”

他将波动说和微粒说调和起来的“试探性”方法是，我们观察到的波动现象涉及对大量粒子位置的统计平均。“可是不应忘记，”他说，“光学观测涉及的都是时间平均值，而不是瞬时值。”

接着便出现了爱因斯坦最具革命性的说法。他提出，光是由离散的粒子或能量包构成的：“根据这里所考虑的假设，从点光源发射出来的光束能量在传播过程中不是连续分布在越来越大的空间之中，而是由数量有限的、局限在空间各点的能量子所构成，这些能量子只能整个地被产生或吸收。”

P69-71

这是一本爱因斯坦的生活传记，也是爱因斯坦的所有文稿于2006年公开后出版的第一本传记。作者艾萨克森是《时代》周刊前主编，其《基辛格传》和《富兰克林传》早已广为人知。本书2007年出版后好评如潮，首版印数高达50万册。作者高超的叙事技巧和驾驭材料的能力令人惊叹，他能将浩如烟海的材料相当巧妙地揉合在一起，使这本传记的可读性极强。尤其可贵的是，作者并不刻意美化或丑化爱因斯坦的某个方面，而是能客观公允地看问题，用事实材料说话。爱因斯坦伟大的科学成就和非凡的人格魅力在书中得到完美结合。爱因斯坦当数20世纪思想最透彻的科学家，对什么是基本问题有着异常敏锐的直觉。他能很自然地把握事物的根本，而把其他细枝末节统统抛掉。在这个意义上，他又是极少数有深刻哲学思想的科学家。他可以用非常平实的语言把一个复杂的问题分析得清清楚楚，这不仅体现在他对科学的理解上，而且体现在他对人生和社会的看法上。他的著作总是朴实无华，自然亲切，所涉主题重大而高远，对人类怀有深切的悲悯，字里行间渗透着思想的伟力，闪烁着人性的光辉。

这也与爱因斯坦的宇宙宗教感情密切相关。斯宾诺莎那个决定论的上帝使他相信宇宙中存在着一种恒常不变的美妙秩序，也使他在哲学上自始至终无法认同量子力学。这种古典情怀加上幽默自嘲的气质使爱因斯坦能够超然物外，对世间纷扰有很强的屏蔽能力。科学与艺术的宁静世界是他心灵的避风港，真可谓“大隐隐于心”，冷漠与热情在他那里奇特地交织在一起。“我有强烈的社会正义感和社会责任感，但我又明显地缺乏与别人和社会直接接触的需求，这两者总是形成鲜明的对比，”爱因斯坦说，“我实在是一个‘孤独的过客’，我从未全心全意地属于我的国家，我的家庭，我的朋友，甚至我最亲近的人。在所有这些关系面前，我从未失去距离感和保持孤独的需要。”用英菲尔德的话说：“我不知道还有谁像爱因斯坦那样孤独和超然。他不会真正受到伤害，他的生活充满了淡淡的愉快和冷冷的情感。其温文友善完全是不带感情的，这些东西似乎来自另一个星球。”这一点愈到晚年表现得愈明显。这也许是爱因斯坦最令人着迷之处。那些超越自我、达于神性的伟大人物，都会在一定程度上表现出这种悖论色彩，迫使每个人回归自己的内心。正因为此，提起爱因斯坦，就像提起他最喜欢的莫扎特一样，我们多少会有一种复杂的感觉，那种感觉既亲切又遥远，既令人兴奋，又让人孤独。

随着时光的流逝，爱因斯坦的科学成就已经得到很好的继承，其人性的一面会更加受人重视。了解爱因斯坦的一生不应只是出于历史的猎奇。在21世纪的今天，如何才能真正做到独立思考，秉持理想；如何才能成为一个真正“自由”的人，泰然接受命运的各种安排，在最大程度上从自我之中解放出来，已经成为更加紧迫的问题。在这个意义上，爱因斯坦对我们每个人都有永恒的意义。

书中的部分内容已有译文，译者参考了《爱因斯坦全集》(1－5卷)、《爱因斯坦文集》(1－3卷)、《爱因斯坦论和平》等国内已经出版的著作，并在个别地方作了调整。在此向许良英、范岱年、赵中立、李醒民等学界前辈以及鲁旭东等先生的辛苦劳动致以衷心的谢意！在翻译过程中，承蒙中科院自然科学史研究所方在庆研究员多次指点，白彤东教授、郭孙伟先生热情回答了译者的一些问题，在此一并致谢！

本书翻译难度很大，译者虽已尽力，许多地方还是难以传达原文的精妙和韵味。对于译文中的那些错误和不当之处，还望读者多多指正！

译者

2008年10月13日

“本书理应受到广泛赞誉。它行文流畅，可读性极强，将爱因斯坦的生活和科学优雅地融合在一起。”

——霍尔顿(Gerald Holton)，哈佛大学马林枣罗德物理学讲座教授

“艾萨克森又一次写出了一部极有价值的传记。虽然关于爱因斯坦的读物已经为数不少，但难能可贵的是，艾萨克森有机会接触到新的重要材料，既讨论了爱因斯坦的人性一面，又阐述了他在物理学上的深刻思想。这部赏心悦目的传记使这位大物理学家的生动形象跃然纸上。”

——盖尔曼(Murray Gell—Mann)，

1969年诺贝尔物理学奖获得者

“艾萨克森这部出色的传记不仅展示了爱因斯坦这个人，也很好地介绍了诸多科学细节。它引人入胜，扣人心弦，令读者手不释卷，是科学读物的典范之作。如能看到这本书，爱因斯坦定会倍感欣慰。”

——克劳斯(Lawrence M Krauss)，

凯斯西储大学斯韦齐物理学讲座教授

“艾萨克森的这部传记出类拔萃，与众不同。作者对历史文献的掌握极为出色，对爱因斯坦的工作和生活提出了许多新的洞见。”

——布克沃尔德(Diana Kormos Buchwald)

《爱因斯坦全集》总编，加州理工学院历史学教授

“艾萨克森对爱因斯坦科学工作的介绍极为出色，内容准确而周详，非常适合普通读者阅读。这是迄今为止可读性最强的爱因斯坦传记。他利用新近披露的历史材料，完整地揭示了爱因其斤坦的性格特征和思想贡献。”

——斯通(A.Douglas Stone)，

耶鲁大学摩尔斯应用物理学和物理学讲座教授

“本书妙语连珠，每每读至兴处，不禁为艾萨克森拍案叫绝。”

——赫施巴赫(Dudley Herschbach)，

哈佛大学拜尔德科学讲座教授