众杰均至大门口

爱因斯坦创立狭义相对论和广义相对论，他的哲学思想起到了非常重要的作用，我们在此暂且不论。从麦克斯韦电磁理论到狭义相对论也是符合逻辑的发展，但从实际过程来看，狭义相对论的产生绝不是纯逻辑思维和哲学思维的结果，而是物理学危机和科学发展到20世纪的必然产物。因为当时产生狭义相对论已经具备了科学条件。

众所周知，经典力学中有一条基本原理，即相对性原理。据此，一切惯性系都能同样很好地描写物理规律，描写物理规律的数学方程式在其中都有相同的形式，称为协变性。相对性原理揭示了运动的相对性，否定了绝对运动。但人们却被伽利略变换相对性原理局限在力学范围内，在此变换下，力学规律的数学形式能够保持不变，它所体现的相对性原理实际上是力学相对性原理。

19世纪，麦克斯韦电磁理论已经蕴含着狭义相对论思想。如果坚持相对性原理的普遍性，修改旧的时空变幻关系，用新的时空变幻来代替，使麦克斯韦方程协变，狭义相对论就会由此而诞生。如果从逻辑上讲，从麦克斯韦方程到狭义相对论就是这样发展过来的。但科学却不按此直线简单发展的。虽然麦克斯韦方程已蕴含着狭义相对论，但当时的科学家们并未认识到，相反却很自然地用声波来类比电磁波，把它看成是一种机械波，并认为它的传播必须以以太为介质。同时，人们又用伽利略变换去套麦克斯韦方程，发现它不再协变了，于是便认为麦克斯韦方程只适用于静止的以太坐标系。后来的科学发展表明，众多科学家认为物质赖以传播的介质以太及以太坐标系，实际上是根本不存在的。这就犯了一个致命的错误。尤其是1887年迈克尔逊和莫雷做了一个验证以太的精确实验，结果令人失望。许多人重复，这个实验结果都是零，否定了以太风和绝对运动。后来的物理学家洛仑兹、拉莫、伏格特等试图用各种办法来修补，但都无济于事。于是，众多科学家都从发现狭义相对论的门前擦肩而过，与其失之交臂。

爱因斯坦在苏黎世工业大学毕业后，在瑞士伯尔尼专利局任三级技术员，这既不是专门的科研机构，也没有名师指点，他完全靠个人独立钻研用业余时间取得这些伟大成就。最初几年，他同几个年轻朋友索罗文和哈比希特每天晚上在一起读哲学著作，海阔天空地讨论自然科学哲学问题。他们把这种不拘形式生动活泼的学术活动称为“奥林比亚科学院”，他们二人也给了爱因斯坦以很大的启迪。这个活动一直持续到1905年，这一年恰好是爱因斯坦思想活跃、科学研究和创造活动启迪最大成就的一年。是他独具慧眼，在众多纷繁复杂的各种现象和争论面前，创立了狭义相对论，揭开了20世纪物理学革命的序幕。

狭义相对论在否定以太坐标系的同时，却仍然保留着惯性系的地位。在此基础上，爱因斯坦进一步进行研究。虽然狭义相对论是建立在大量的经验事实之上的，但是它们绝不是靠简单的归纳法得出来的，而是在旧理论同新事实之间发生根本矛盾这样一个历史条件已经成熟的社会因素下产生的。如果没有爱因斯坦，别人也会创立狭义相对论，这一点爱因斯坦也是承认的。而广义相对论则不同，不像狭义相对论那样简单。当时并未出现牛顿引力理论同经验事实发生明显矛盾的情况。虽然根据牛顿万有引力理论推断水星轨道进动的总效果是1º32′27"/百年，实际观测值为1º33′20"/百年，相差43"/百年。但这个微小差别与牛顿理论的伟大相比简直是微不足道的。爱因斯坦发现，建立广义相对论的关键因素在于发现等效原理。有了惯性原理，爱因斯坦就可以把相对性原理推广到非惯性系。在等效原理基础上，他进一步推断光线在引力场中传播的路径就要发现弯曲。他发现，要建立新的引力理论，他当时掌握的数学工具还不够用，于是便于1912年回到瑞士母校苏黎世工业大学，在留校同学格罗斯曼帮助下，找到了一个适用的数学工具，这就是半个世纪前德国数学家黎曼建立起来的曲面几何——黎曼几何。又经过3年努力，他于1915年底建立了引力理论，得到了广义协变的引力方程。从创立狭义相对论到广义相对论，爱因斯坦花了长达10年的时间。这个伟大成就，比建立狭义相对论时所遇到的问题大多了。从道理上讲，也完全应该由爱因斯坦摘取这个巨大荣誉。