本书是一本科学家传记，讲述了爱因斯坦的一生。聚焦于爱因斯坦取得伟大成就的过程以及他所犯的错误，介绍了他的个人生活、他与其他科学家的关系、他对各种科学理论的态度，并对相对论进行了浅显的解读。

序幕
I 天才出世
1 维多利亚时代的童年
2 成年
3 奇迹年
4 只是开始
II “我一生中最得意的想法”
插曲1 多维空间传奇
5 转机
6 狂想时刻
7 磨砺工具
8 最伟大的思想
III 荣耀
9 真或伪
10 日全食
插曲2 翌与逝
11 根基的裂痕
IV 渐觉
12 争执渐起
插曲3 空中烛光
13 “黑色”的红桃Q
14 终获释然
V 最大的错误
15 打击新人
16 当代的不确定性
17 论战玻尔
插曲4 音乐和必然性
VI 终曲
18 逃离
19 普林斯顿时期的孤立
20 落幕
后记
致谢
附录
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参考文献

君子之过，如日月之食
方在庆
中国科学院自然科学史研究所研究员
相对论光环之下的爱因斯坦是人们心目中的科学天才
。当然，再伟大的科学天才也会犯错，而且，伟大的人物
还常犯伟大的错误！博达尼斯的这本《爱因斯坦也犯错：
天才的一生》想告诉你的就是这一点。
相比于其他科普读物，这本书植根于历史脉络，不但
生动地讲述了爱因斯坦创建广义相对论的艰苦历程，也尖
锐地指出了他后来与主流物理学界的脱节，他的自负与孤
独，让我们看到了一个活生生的爱因斯坦——虽有缺点，
但仍不失为世纪天才。“君子之过也，如日月之食焉。过
也，人皆见之。更也，人皆仰之。”
博达尼斯是一位讲故事的高手，善于将复杂的物理学
问题通过几条简单的线索展示出来，又将这一切置于历史
发展脉络中。读完这本书，我们对爱因斯坦的智力发展史
、他所处的社会环境、他的政治态度、他与同时代科学家
的关系、他对量子力学的态度以及他的婚恋观等都有了非
常直观的了解。简而言之，一切让爱因斯坦之所以成为爱
因斯坦的元素都跃然纸上，缺一不可。我们有足够的理由
把这本书看成一部别开生面的爱因斯坦传记，与“爱因斯
坦也犯错”这一主题交相辉映的是爱因斯坦的科学观、世
界观和人生观。
成名之后，爱因斯坦曾半开玩笑地对朋友说：“为惩
罚我对权威的蔑视，命运也把我变成了权威。”按照博达
尼斯的说法，“天才和傲慢，胜利和失败，都难以完全分
开”。广义相对论的建立是爱因斯坦一生中最伟大的壮举
，但随着他将之应用于宇宙学，也为他后来的惊人失败埋
下了伏笔。爱因斯坦对待俄国数学家亚历山大·弗里德曼
的态度变化，就是一个生动的例子。弗里德曼对爱因斯坦
在场方程中加入宇宙常数项有所怀疑，他给爱因斯坦写信
指出这一点。出乎意料，他没有收到回信。虽然好不容易
用德语写成的文章后来成功发表在当时世界最著名的物理
学期刊《物理学纪事》（Annalen der Physik，又译为《
物理年鉴》或《物理学年鉴》）上，但比得不到回信更让
弗里德曼震惊的是，爱因斯坦公开发表了批评他的文章。
爱因斯坦检查了弗里德曼的计算，发现其中有一些瑕疵。
但在他后来重新认真阅读弗里德曼的文章后，他不得不承
认自己之前的反应有点儿过激，弗里德曼并没有犯任何数
学上的错误，反而是他自己在计算上犯了错误。心胸坦荡
的他给期刊写信，承认自己之前批评弗里德曼“关于弯曲
空间”的工作的看法是错的。
爱因斯坦对弗里德曼的意见的反应，与他成名前的态
度是不一样的。在他年轻的时候，他的新想法受到了前辈
物理学家，包括极力提携他的普朗克的抵制。爱因斯坦是
一个革命者，他独立思考，追求真理，蔑视权威。年近半
百时，他早已变成了权威。虽然从未放弃对真理的追求，
但“他已经接近物理学家从提出新想法转变为抵制新想法
的年纪了”，“他曾经微妙地穿行于同执和灵活之间，但
现在变得越来越保守”。
另外一个更大的挑战是爱因斯坦对量子力学的态度。
“一个来自内心的声音”告诉他世界不是这样运行的。他
与玻尔、海森伯、玻恩等人之间的争论，更多反映的是不
同哲学观之间的争论。爱因斯坦坚持定域实在论和严格的
因果性。在他看来，“量子力学只是通向一个未来的确定
理论的临时步骤，而未来的理论将不存在他所厌恶的随机
性，并且能够为宇宙是如何运转的提供一个更加符合逻辑
的、有序的解释”。量子纠缠违背了他的基本信念。为此
，他不惜自我疏离于物理学界主流之外。“他坚信自己的
直觉，这让他成了现代最伟大的科学家。然而，只抱有这
一种方法又意味着他的自信很容易过度而变为教条主义。
”
“一位伟人得到的尊重越多，他就越容易看不清现实
。”这是一个极具讽刺意味的场景：在物理学界之外，爱
因斯坦作为科学和智慧的象征，广受关注，但在物理学界
内部，一些活跃的后辈对于爱因斯坦的高论并不以为然—
—这以泡利、朗道等人的态度最为典型。与玻尔身边聚集
了众多的青年才俊相反，爱因斯坦孤寂地生活在普林斯顿
。“随着年龄渐长，固执的性情使他的处境开始恶化。”
作为爱因斯坦思想的坚定支持者，薛定谔本来是愿意也有
可能加盟普林斯顿高等研究院的，但由于种种原因而未成
行。
在科学之外，爱因斯坦的婚恋观常被世人诟病。他认
为自己的两次婚姻都丢脸地失败了。究其原因，这与他所
持的生活态度是分不开的。爱因斯坦的内心是自由的，他
不愿意受到任何有形或无形的规则的约束。他曾经说过：
“我是一个真正的‘独行者’，从未全心全意地属于过我
的国家、我的家乡、我的朋友，乃至我最亲近的家人。面
对这些关系，我从未消除那种疏离感，以及对孤独的需求
——这种感觉随着岁月的流逝与日俱增。一方面，它能让
人清楚地意识到，这将使自己与他人的相互理解和支持受
到限制，但我毫无遗憾。这样的人无疑要失去一些天真无
邪和无忧无虑。但另一方面，这样的人才能在很大程度上
独立于他人的意见

一切让爱因斯坦之所以成为爱因斯坦的元素都跃然纸上。著名爱因斯坦研究专家、中科院研究员方在庆作序推荐。
一部伟人传记，讲述伟大的天才如何犯下伟大的错误；一份科普读物，以权威手绘图，浅显解读广义相对论；一本科学小史，汇集丰富史料，展示科学的发展脉络。

大约在1904年的某一天，贝索的儿子韦罗那时还是小
孩子，韦罗父亲的一位朋友给他制作了一只很漂亮的风筝
。然后，他们三人带着风筝，朝着伯尔尼南边的一座小山
，走向乡间田野。在山脚下，一个大人放起了风筝，在风
筝升空后便把风筝线交到了小韦罗手上。
许多年后韦罗仍然清楚地记得家人的这位朋友，因为
这个人“总是心情很好，他风趣快乐，更重要的是他知道
很多事情”。韦罗永远不能忘怀的是制作风筝的爱因斯坦
先生甚至可以解释它的飞行原理。
爱因斯坦是一个拥有无法被满足的好奇心并且极度友
善的人。像普通人一样，他也有自己的缺点，而他的杰出
成就放大了他的缺点。但是他的动机很纯粹。如果说他的
职业生涯末期是悲惨的，那么其原因是他被困在对过去教
训的错误解读中了。
在量子力学方面，他曾幻想着历史可以帮他挽回局面
，但是事与愿违。在20世纪50年代和60年代，研究人员发
明了一些方法以检验爱因斯坦关于量子力学的信念，即量
子力学只是通向一个未来的确定理论的临时步骤，而未来
的理论将不存在他所厌恶的随机性，并且能够为宇宙是如
何运转的提供一个更加符合逻辑的、有序的解释。20世纪
80年代，科学家们进行了这些检验，结果表明海森伯和玻
尔等人是正确的——不确定性原理牢不可破。世界并不是
按照爱因斯坦所想的那样按照确定的方式运作。唯一确定
的——至少在原子和亚原子水平上——是一定的随机性。
随着时间的推移，爱因斯坦自己反驳量子理论的努力
会反过来驳斥他自己。甚至他与别人在1935年合著的证明
量子力学允许相距甚远的粒子“奇迹般地”纠缠在一起的
论文，也只是加强了现在业已接受的观点。这些纠缠的粒
子实际上已经被创造出来了，并且在21世纪的今天被用于
制造第一代量子计算机。
然而，在众多重要的领域，爱因斯坦的方法和发现已
经被完全肯定，甚至有时候不被认为是他的“发现”——
它们本来就是“存在”的。我们对于光子、激光、低温物
理学，当然还有相对论的基本理解，都直接源于爱因斯坦
在伯尔尼、苏黎世和柏林写的论文。总的来说，在影响我
们的生活和加深我们对宇宙的理解方面，爱因斯坦的成就
只有牛顿的可以媲美。
虽然爱因斯坦寻找统一场论的努力失败了，但是后来
的许多研究人员还是深受这位伟大人物多年努力的启发。
例如，爱因斯坦无果而终的追求启发了史蒂文·温伯格和
其他人的工作——他们成功地统一了电磁场和原子内的弱
力，而这项成就让他们获得了诺贝尔奖。
在本书用方程6：T来代表的广义相对论方面，爱因斯
坦的工作则与现代一些最惊人的发现有关。他关于引力透
镜的洞察确实证明，当我们观测遥远的星系团时，我们应
该能够看到星系团背后的一些东西。那种光线的偏转正是
爱丁顿在他1919年拍摄的光线在太阳附近弯曲的照片里所
测量到的。
星系团的质量越大，它们周围的空间就被弯曲得越厉
害，而引力透镜也就越强大。今天我们用这种方法估计星
系团的质量——用非正式的语言来说就是给它们“称重”
。结果令人吃惊，我们意识到我们所认为的填充宇宙的恒
星和行星等天体只占这些星系团所包含的质量的一小部分
。宇宙中的大部分存在是我们完全看不见的，是什么构成
了这些也是我们完全不清楚的。爱因斯坦的工作使我们发
现的这些看不见的“东西”被称为暗物质，是当前研究的
主要课题之一。
然而，关于方程G=T的一切并非都发展得如此美好。关
于宇宙常数A项，最大的讽刺出现了。爱因斯坦一直不愿意
把这个多余的项放进他1915年的伟大方程里，尽管它能有
效地提供一个向外抵消重力的斥力。当哈勃和赫马森在
1929年似乎证明宇宙以一个稳定的速度膨胀时，爱因斯坦
很高兴，因为不需要这个额外的A项了。但是从20世纪90年
代开始，新的研究证据表明，无意之中，爱因斯坦添加A项
可能是正确的。宇宙不仅在向外膨胀，而且某种东西促使
它以更快的速度膨胀。这种巨大的斥力已经被命名为暗能
量，恰好可以用修正的A项解释。这些如果成立，就意味着
在某种程度上爱因斯坦认为是错误的东西事实上并不是错
误的，那么所有来自这个错误的固执都是不必要的。现在
关于新的、改进的宇宙常数的研究因为对爱因斯坦工作的
影响以及与新兴的物理学子领域的联系而显得非常有意义
。
这些只是保守的发现。我们所看到的和我们认为自己
所了解的一切，包括地球上所有的大陆和海洋，以及所有
的行星和恒星，只占了宇宙的一小部分。暗物质大概占了
全部存在的25％；而暗能量则占了大约70％。我们所知道
的整个世界只是一种看不见的巨大存在的表面上的5％。暗
能量的部分使修正爱因斯坦1915年的工作的A项变得必要。
暗物质则不同，在很大程度上可以被看作他仍然有效的方
程里插入的另一个“质量”项。
爱因斯坦独自思考了人类可以感知多大的浩瀚宇宙。
1914年，他在给他的朋友赞格的信中说：“自然只向我们
展示了狮子的尾巴，但我毫不怀疑尾巴

博达尼斯是一位讲故事的高手，善于将复杂的物
理学问题通过几条简单的线索展示出来，又将这一切
置于历史发展脉络巾。读完这本书，我们对爱因斯坦
的智力发展史、他所处的社会环境、他的政治态度、
他与同时代科学家的关系、他对精子力学的态度以及
他的婚恋观等部有了非常直观的了解。
——著名爱因斯坦研究专家、中科院研究员 方
在庆
作者以令人愉悦的简洁方式将这位伟人概括为“
天才和傲慢，胜利和失败”的复杂结合体。
——《泰晤士报》文章
这本洞察深刻的传记讲述了一位天才是如何失去
科学界的支持的。
——《星期日泰晤士报》文章
这是一本批判性赞赏的传记，揭示了伟大天才晚
年固执的坚持。
——《卫报》文章
身为作家兼未来学家的作者对20世纪最并名的科
学家的天才和失败提出了全新的深刻见解。这部富于
话题性的传记向我们阐明，科学家的孜孜努力背后有
着暗中作祟的人性弱点。
——全球出版业权威期刊《出版人周刊》
作者用清晰易懂的语言描述了爱因斯坦广义相对
论灵感及成果的细节，并且提供了教科书中难得一见
的丰富史料背景。
——《福布斯》文章
作者以绝妙的方式让我们感受到爱因斯坦是活生
生的人。……每次讲故事的时候，作者都显示出高人
一等的能力。
——全球领先的生活科技信息杂志《科技新时代
》

1 维多利亚时代的童年
爱因斯坦出生在1879年，在那时，两个重要的观念主宰着欧洲科学界，它们构成了爱因斯坦最伟大的工作中的大部分的背景。伟大工业文明正常运转需要的力量来自巨大的蒸汽火车上煤的燃烧，用来征服并控制敌人的战舰的火炮中火药的爆炸，甚至在通向世界各地的海底电缆中用来携带电报信息的微弱的电信号脉冲等。两个重要观念中的第一个是，这些力量都是一个基本而重要的概念的不同表现形式，这个概念叫做能量。这是维多利亚时代的核心科学观念之一。
维多利亚时代后期的科学家们认识到能量遵循某种不变的原则。矿工们把煤炭从地下开采出来，然后工程人员把加热这些煤得到的煤气输人高压管以点亮伦敦的街灯。但是如果不幸出了问题，气体发生爆炸，则气体爆炸产生的能量——漫天飞舞的玻璃碎片的能量加上空气迅速膨胀时的声波能量，以及飞到屋顶边缘的金属路灯碎片的势能，将精确地等于气体本身带有的能量。如果金属碎片再从上面跌落下来，其撞到路面的能量和发出的声能加上跌落时引起的风能将正好等于一开始把它推上去的能量。
能量不能被创造也不能被消灭，只能从一个地方传到另一个地方，或者从一个物体转移到另一个物体，但总量保持不变。这种认识看似简单，却有着广泛的应用。比如，维多利亚女王的一位仆人在女王的马车抵达伦敦市中心的白金汉宫时打开了马车的门，他肩膀输出的能量正好等于马车门缓缓转动的动能加上铰链摩擦产生的热能。在门最终关上后，其动能不会凭空消失，而是转换为门因撞击而产生的振动能和通过铰链的摩擦产生的热能。当女王缓步从马车上下来，在地面站稳时，她下车的动能将传给她脚下的地球，引起地球在公转轨道上微微颤动。
各式各样的能量彼此相关，不同种类的能量又巧妙地平衡。这就是被人津津乐道的能量守恒定律，它从19世纪中期开始被人们广泛接受。当查尔斯-达尔文提出我们星球上生命的诞生不需要伟大的上帝参与时，维多利亚时代的宗教信仰受到了极大的打击，而总能量守恒的美景总算给人们带来了些许安慰。能量如此神奇地守恒似乎证明了某只神圣的手早已触到了我们的世界，并且依然对我们产生作用！
在能量守恒最终为人们所理解的时代，欧洲的科学家们也拥有了主导19世纪物理学的第二个重要观念，即物质不灭原理。例如，让我们回到1666年伦敦这座欧洲最大的城市遭到大火袭击的时候。从面包店的焦油和木头中冒出的火焰从一个屋顶蹿到另一个屋顶，冒出滚滚的刺鼻浓烟，把住房、办公室、马厩甚至携带瘟疫的老鼠全都化为灰烬。
在17世纪，人们只看到了混乱的场面。但是到了1800年，即爱因斯坦出生之前约一个世纪的时候，科学家们意识到，如果有人能够把失火前的伦敦的一切——所有的房屋的木地板，所有的砖块和家具，所有的啤酒桶甚至到处窜逃的老鼠的质量测出来，然后再想方设法把大火后的所有的浓烟和灰烬以及大火过后摇摇欲坠的砖块的质量测出来，人们将会发现两次测得的质量严格相等。
这个原理被称为物质守恒，在18世纪后期被人们越来越清楚地认识到。虽然不同时期的表述不尽相同，但大意却不变。在壁炉里焚烧木头，最终你将得到灰烬和烟雾。如果你能把一个巨大的不透气的口袋罩在炯囱顶部和所有的通风口上，收集所有的烟雾，并测出它们的质量，然后加上所有灰烬的质量，再减去燃烧时从空气中得到的氧的质量，你会发现结果与木柴的质量精确地相等。物质可以改变形态，可以从木头变成灰烬，但在我们的宇宙中，它永远不会消失。
这两个观念——物质守恒和能量守恒将在爱因斯坦年轻时所接受的教育中和后来所取得的举世瞩目的成就中占据重要的位置。
1879年，爱因斯坦出生在距慕尼黑约75英里的德国小城乌尔姆的一个犹太家庭中。这个家族离开中世纪犹太聚居区来到这里生活只经历了短短几代。对于19世纪许多信奉基督教的德国人来说，这些外来的犹太人是异类，或者是下等的闯入者。而犹太人（几乎所有的犹太人都是正统的犹太教徒）感觉到外部世界带来了威胁和干扰。当基督教自身开始削弱时，这种感觉变得更强烈，因为两种宗教之间的界限被弱化了。18世纪的启蒙思想——自由探索、科学以及可以通过研究外部世界来获得智慧的信念开始悄悄地传人犹太社区，并很快形成燎原之势。
在爱因斯坦父辈生活的时代，这些思想给移居德国的犹太人带来了福祉。爱因斯坦的父亲赫尔曼和叔叔雅各布主要靠自学获得了电气工程知识，他们开始做那个时代最新的技术工作，建立电动机及照明系统。1880年，当爱因斯坦还是个婴儿时，赫尔曼和雅各布一起搬到了慕尼黑，并建立了以雅各布的名字命名的公司——雅各布·爱因斯坦公司，其主要业务是为满足城市不断增长的电力需求而供电。叔叔雅各布是一个务实的合作伙伴。父亲赫尔曼则比较爱幻想，一直喜欢数学，但是在十几岁时因需要帮衬家里而不得不离开学校。
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