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在科學界有句調侃的話是這麼說的“理論物理學家廢紙，實驗物理學家費電”，而愛因斯坦就屬於理論物理學家，高性能的科學設備對他來說是沒用的

愛因斯坦理論的超前性是無可置疑的，1916年發表的廣義相對論就預測了黑洞和引力波以及引力透鏡的存在，然而人類直到幾十年後才在宇宙中真正發現了它們，目前為止我們對宇宙的瞭解還沒有突破愛因斯坦的理論。

其實廣義相對論才是愛因斯坦真正超前的理論，因為它完全是靠愛因斯坦個人天才般的洞察力和想象力才誕生的。而狹義相對論思想在同期已經有一些人具備了，愛因斯坦不過是發表的早而已。

科學理論是科學家對物質世界的一種預測和推演，如果理論和後續的觀察結果相匹配，那麼這個理論就是正確的，反之如果理論與實際觀測不符，那麼就說明這個理論還有待完善。由此可見科學理論的誕生更多靠的是科學家本人的想象力和洞察力。

宇宙探索未解之迷

在沒有現代科技的幫助下，愛因斯坦在20世紀初提出了相對論，而驗證該理論的實驗都在數十年後才成功進行，尤其是引力波，直到提出100年後才被實驗證實。相對論的巨大成功，讓愛因斯坦成為與牛頓並肩的最偉大物理學家。

相對論是愛因斯坦一生最大的成就，尤其是廣義相對論，這最讓愛因斯坦引以為豪。愛因斯坦曾經說過，如果沒有他，狹義相對論五年內就會被別人提出。但如果沒有他，廣義相對論五十年內也不會被別人提出。從愛因斯坦的言論中可以看到，狹義相對論當時已經是呼之欲出，這是有著時代背景的，愛因斯坦也是站在巨人的肩膀上才有了突破。

當時，邁克爾遜和莫雷的實驗讓物理學家產生了很大的困惑，因為實驗發現光速是不變的，與參照系的選擇無關。而且在更早之前，麥克斯韋從理論推導出了光速是一個常數。基於這樣的事實，愛因斯坦從完全不同的角度提出了狹義相對論，認為光速是不變的，而時間和空間才是相對的。

在狹義相對論提出之後不久，愛因斯坦發現這套理論體系無法把引力納入其中，狹義相對論只能描述慣性系。在思考引力與慣性力問題時，愛因斯坦的思想獲得巨大突破，他從幾何角度來描述引力作用，由此創立了廣義相對論。廣義相對論的預言在當時很難得到實驗的測試，直到數十年上百年後，才有高精度實驗來驗證，並且現在還在不斷經受住最嚴苛的檢驗。

火星一號

毫無疑問，愛因斯坦是現代物理學的奠基人，他在科學領域的地位，可以與牛頓，伽利略等偉大的科學家們相提並論。愛因斯坦對世界科學的貢獻之大，提出了許多超前的理論。其中包括有廣義相對論，狹義相對論和量子理論等等。

愛因斯坦生活的年代科技並不發達，可就是在如此落後的時代，卻產生了如此偉大的科學家，還提出瞭如此多超前的理論，這是什麼原因呢？

這是由許多方面的原因決定的，有他自身原因，當然也有外在原因。能成為科學家，首先離不開他聰明發達的大腦，愛因斯坦十分的聰明，他智力很高，又具有極強的推理能力和創新思維。他從小就開始學習科學和哲學，並且對科學具有極大的興趣，到26歲時，他就發現表了量子理論，提出量子假說。36歲時，提出了廣義相對論，之後，更是一發不可收拾，發表了大量的科學論文。可以說，愛因斯坦能提出那麼超前的理論跟他自身經歷也分不開，從小對科學的學習已經給他奠定了基礎，再加上科學靠的是敢於想象，而愛因斯坦做到了1，他從小就鍛鍊自己的創新思維，想象力，日積月累，他的思維也就越來越超前，所以能提出超前理論，我們也就可以理解了。

愛因斯坦能提出那麼超前的理論，也離不開別人的幫忙。當時，他碰到了一個問題，彎曲的時空如何用數學進行描述？他數學能力有限，只能找他的好友格羅斯曼幫忙，格羅斯曼幫他找到了黎曼幾何和張量分析這兩張方法，因此，愛因斯坦才能夠發表一系列論文著作，並與格羅斯曼合作發表了廣義相對論的第一條引力場方程，雖然後來被發現有致命弱點，但不管怎樣，愛因斯坦在提出科學理論的道路上是少不了外力的幫忙的。

總之，愛因斯坦能在當時科技不怎麼發達的條件下，提出那麼超前的理論，可以說也是歷史的必然了，畢竟我們的世界是需要這些偉大的科學家的，他們的到來簡直就是我們人類的福音！

時間史

愛因斯坦是現代物理學的奠基人，是與牛頓並肩的最偉大物理學家。愛因斯坦屬於理論物理學家，具有超常的思維能力和創造力。

在被稱為物理奇蹟年的1905年，年僅26歲的愛因斯坦發表了多篇劃時代的論文，光量子理論指導了人類在量子理論的進展，提出質能方程，推動原子核能的利用。

其中，愛因斯坦更重要的工作就是他提出的相對論，對千百年來人類時空觀的進行了革命。狹義相對論提出對於高速運動物體，觀測會發現尺縮鐘慢，質量增加，再到光速不變。

隨後十年間，愛因斯坦更是突破自我，進一步創立了廣義相對論，從而把相對論發展到包括引力和加速運動的情況，為宇宙學的研究奠定了發展道路。

愛因斯坦在中學時就開始思考；“如果一個人以光速和光波一起跑，會看到什麼現象”。作為一個追光的好奇少年，他一直為這些問題所激勵。

愛因斯坦的工作當然建立在他堅實的數理基礎之上，在16歲就自學完微積分。後來進入蘇黎世聯邦工業大學師從閔可夫斯基。

作為世上最偉大的科學家，愛因斯坦具有超前的思維和富於想象的探索精神，廣義相對論提出的光在引力場的紅移，直到1960年後才由實驗測定太陽的引力紅移來證實。

量子實驗室

愛因斯坦是著名的理論物理學家！理論物理學家完全通過純粹理性來思考的。我理解本文的提問者的問題是愛因斯坦是怎樣思考的。

純粹的理性是什麼？哲學家的定義是不借助感性［通過我們的感官以及經驗］來認知事物，為什麼哲學家會有這樣的價值觀呢？因為這種感性認知方式描述的真理是不一般的，舉個例子就是天圓地方，地心說，等等。不是事物的本質，而哲學家是要認識真理的，因此感性受到了批判。其中之一就是康德的純粹理性批判理論，而愛因斯坦也讀了這本書，並由此覺悟。他本人曾說過想象力比只是更重要，當純粹的理性插上想象力的翅膀，純粹的理性猶如一雙識得真理的眼睛，而想象力能帶她去任何想要看的得地方

他的思考具體點說就是由我們已證實的一般性理論［這個也必須由他確認具有一般性］出發，通過嚴謹的邏輯演繹，《這個邏輯也必須是他自己通過純粹理性批判具有一般性邏輯的》

最具有愛因斯坦本人特徵的就是他的想象力是我們一般人無法比擬的，想象力帶他進入量子世界，在時空中穿梭！

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答：愛因斯坦是理論物理學家，理論物理學中的創作性工作，最重要的是靠物理自覺和天才的靈感，而非數學計算和模擬。

縱觀整個科學史，每一次基礎物理學的革命，都離不開一項數學新工具的發明。

比如牛頓力學，就離不開微積分；玻爾茲曼的統計力學，離不開概率論；愛因斯坦的廣義相對論，離不開黎曼幾何。

這些數學新工具的發明，給基礎物理的新理論提供了前提條件；但是這些理論要想繼續發展，就離不開數值計算。

牛頓建立經典力學後，科學家們利用牛頓力學定律，去推算天體軌道就遇到了很大的困難，比如三體問題和湍流問題，一般情況下就只能進行數值計算和模擬。

愛因斯坦提出相對論也是一樣的，狹義相對論的數學基礎不難，但是廣義相對論的數學基礎卻不簡單，比如就有拓撲學、非歐幾何等等。

然後愛因斯坦從幾個假設出發，建立了完整的相對論力學，基礎物理的建立並不需要複雜的數值計算，需要的是物理自覺和天才的靈感。

但是現代科學也遇到一個問題，基礎物理學建立之後，衍生出一大批物理學的分支，很多分支領域都需要複雜的數值計算，甚至可以說沒有計算機的話，幾乎是不可能完成的任務。

比如科學家在研究兩個星系相互碰撞時，理論分析無法解決如此複雜的模型，唯有超級計算機進行長時間的計算和模擬，科學家才能得到星系碰撞的理論結果。

好啦！我的答案就到這裡，喜歡我們答案的讀者朋友，記得點擊關注我們——艾伯史密斯！

艾伯史密斯

先說說愛因斯坦的引力波和黑洞吧！因為這兩個近幾年已經被證實真實存在了，可見愛因斯坦偉大！

2016年，微信朋友圈的一個消息被刷屏，引力波被發現了！

愛因斯坦於1916年證明引力波存在，而就在同一年，他還提出了激光的原理；過了大約50年，人類研製出激光發射器；2015年（距離愛因斯坦提出廣義相對論100年），人類利用激光技術，首次探測到了愛因斯坦從理論上證明存在的引力波。2016年2月11日，在愛因斯坦得到引力波的精確性質後整整一個世紀，LIGO小組正式宣佈人類首次直接探測到了引力波。

在物理學中，引力波是指時空彎曲中的漣漪，通過波的形式從輻射源向外傳播，這種波以引力輻射的形式傳輸能量。

2019年4月10日，又一消息在微信朋友圈刷屏，黑洞被發現了！

當天全球六地（比利時布魯塞爾、智利聖地亞哥、中國上海和臺北、日本東京和美國華盛頓）同步召開全球新聞發佈會，事件視界望遠鏡（EHT）發佈了位於巨橢圓星系M87中心的黑洞照片，這也是有史以來首張黑洞照片。這項發現不僅讓我們首次一睹黑洞真容，還讓人類在引力極強的極端環境中驗證廣義相對論。

黑洞是現代廣義相對論中，宇宙空間內存在的一種天體。黑洞的引力很大，使得視界內的逃逸速度大於光速。“黑洞是時空曲率大到光都無法從其事件視界逃脫的天體”。

很了不起吧，但問題為什麼愛因斯坦智慧那麼超前？我認為理論永遠是超前於技術的，而現在技術的發展還沒有達到現有理論的高度，還有很大空間。而現在這些技術手段對“相對論”理論的深入研究是沒有多大提高的，只是多了一些驗證的手段罷了。

知道了吧主

提出相對論，更本不需要計算機，計算機即便有有也幫不上忙。只需要知道兩個原理即可：

1.物理定律在一切慣性參考系中都具有相同的數學表達形式。

2.光速不變原理。

基於這兩個原理，愛因斯坦只需要進行大量的推理就可以導出相對論的各種關係式和方程式，並不需要計算機的數字計算能力。

相對論是一組方程，是思維推導過程得到的結果，而非計算得出的結果。對於計算機，數字計算確實厲害，速度很快；但是計算機沒有靈魂，它只能夠依靠人們編寫的算法進行計算，而不能夠進行原創性的羅輯思維推導。讓計算機去推理相對論，它一萬年也得不到。反倒不如一點演草紙，加一支筆寫寫畫畫來的快。

我們看看愛因斯坦廣義相對論的方程形式：

看到吧，全是各種字符，而且各個字符代表的意思也很不一樣。我們看著簡單，其實這是一個複雜的二階線性偏微分方程，更本無法靠計算機推導得出，而且即便是解這個方程，計算機也無能為力，因為微分方程不是數值運算!

大名鼎鼎的黑洞（史瓦西解）就是這個方程的一個解，其表達式形式如下：

夠複雜吧，完全是一堆字母組成的式子，計算機更本無法運算!

所以說，計算機再在厲害，它也就只能夠依靠人了發明的公式或者算法進行數值計算，你讓計算機解微分方程，特別是一些複雜的微分方程，它基本是完全懵逼的。

科學探秘頻道

看到這個問題我先愣了一下，我沒有奇怪題目中“科技不發達，沒有計算機”這件事情，我奇怪的是“超前”二字。

因為理論上來說，任何一個物理學家，所研究的東西，或者提出的理論都不可能過於“超前”。

當然，這可能是我與題主對於超前的理解不一樣。

我試圖理解題主的超前的意思，大概是這麼兩類方向吧：第一，該理論提出之後當時的人們都不理解，或者不認同，直到很久之後才認同。第二，該理論提出之後，預言了很多東西，在隨後很久之後才一個個被證明。

如果從這個意義上來說，確實挺超前的。

而我前面說的，任何一個物理學家，所研究的東西，或者提出的理論都不可能過於“超前”的意思是：任何一個物理學家，在研究過程中使用的工具，尤其是像愛因斯坦這樣的理論科學家，使用的數學工具，以及用到的物理定理，都是當時整個科學界通用的工具，同樣，以歷史上的科學史來說，任何一個時代的物理學家研究的問題，也都是當時學界遇到的問題——這意味著兩件事：第一，這個物理學家不可能跳過當前還沒有研究清楚的物理問題，去“超前”的研究下一個物理問題（畢竟有先後關係）；第二，這個物理學家在研究這個物理問題的時候，也不可能在新的數學工具沒有發明之前，就使用這個工具。（當然，牛叉如牛頓，研究的過程中竟然發明了微積分，那就是特殊情況了，不過這也沒有推翻前面的“跳過當前的工具進行超前研究”的說法。）

我這麼說，看起來似乎有些較真兒，但還真不是，而是我想說出愛因斯坦的“超前理論”的本質：緣起不超前，結論超前。

首先，我們按部就班的說明一下物理學家的簡單分類：理論物理學家和實驗物理學家。當然，有八卦說這兩撥人一段時間互相看不起對方，這種事情咱們就不聊了。簡單來說，理論物理學家是利用當前的理論，實驗結果以及數學工具（這是科學體系的公共必備工具）來解決，解釋某些新現象，或者某些舊有理論無法解釋的現象。而實驗物理學家，主要是通過現實的實驗，發現新的現象，或者與舊有理論不符合的現象。

愛因斯坦屬於理論物理學家，對於他來說，真正有用的其實是實驗數據，當前理論體系，數學工具，而這三個東西，計算機能幫的忙大概就是愛因斯坦理論推演過程中有些煩了，打打dota換換腦子，或者看看自己珍藏的小電影擼一把睡覺，明天繼續推演。（天哪我都在說些什麼！）

然後我們說一說愛因斯坦主要研究的幾個所謂“超前”的理論：

愛因斯坦得諾貝爾獎是因為光電效應，不過關於這個部分，似乎並沒有認為有什麼超前的。

而主要被認為是超前的，是狹義相對論和廣義相對論。尤其是廣義相對論。

據說愛因斯坦說過，狹義相對論如果不是他提出，五年內就會有人提出，而廣義相對論如果不是他提出，未來五十年都不會有人提出。（據說而已，我沒有考證）

我們按照順序，先看狹義相對論的提出緣起：

簡單來說，狹義相對論主要是針對當時物理界遇到的大難題：光的速度不隨參照系變化而變化——在光之前的所有物質，都符合參照系速度疊加原理，也就是說，一個物體的速度，與它的慣性參照系（伽利略參照系）的速度有關。但是光非常不一樣，不論是理論計算（麥克斯韋），還是實際測試，人們都發現光的速度與參照系的速度無關，都是恆定的速度。

這是當時物理界的“公開問題”，而愛因斯坦的狹義相對論的緣起，也是為了解決/解釋這個問題的——這就是緣起。

但是狹義相對論的理論結果卻很“反常識”，其基於光速不變的客觀事實，得出了不同速度下的時間不同的結論。這個結論顯然超出當時物理學界的認識，以至於“諾獎”當時都沒有因為這個理論而給他頒發獎。

當然，在隨後的時候，狹義相對論被實驗證實了，在隨後的日子裡，人們才逐漸接受這個當時不被接受的理論。

從上面的簡要過程，我們可以得出一個結論：狹義相對論的提出緣起，是在當時的物理問題範圍內的，可以說是個主流問題，並沒有超前性。而所謂超前的部分，是愛因斯坦給出的結論，與大多數人士的認識不能達成統一而造成的“社會現象”。

而在這個理論推演的過程中，愛因斯坦使用的工具，也是當時整個物理學界的基礎工具，理論，數學，以及實驗數字。在這方面，也沒有所謂的“超前”現象。

所以狹義相對論的超前現象，與其說是超前，不如說是當時整個學界的認知後腿問題，換言之，這是一個社會問題。

下面我們來說廣義相對論。

如果說狹義相對論的超前問題主要體現在結論的“反常識”，那麼廣義相對論從結果上來看，簡直是打開了新天地：提出了空間壓縮，理論上發現了黑洞，預言了引力波等等……

別的不說，就拿引力波來說，還是這幾年才被監測到的東西！

如果只看這些結果，確實會覺得匪夷所思。不過我們如果回到愛因斯坦當時的那個場景，會發現愛因斯坦提出廣義相對論的緣起非常簡單：狹義相對論不夠用！

什麼意思？狹義相對論那麼牛逼，短期內都沒有多少人理解，竟然還不夠用？

確實如此，狹義相對論雖然解釋了光的參照物，以及時間等問題，但是狹義相對論有一個“坑”，或者我們說有一個致命的限制——必須在慣性參照系下才能使用。

為什麼說這是一個坑呢？因為真實的宇宙幾乎沒有慣性參照系呀！

什麼是慣性參照系？就是沒有外力，系統保持靜止或者勻速直線運動才有效，一旦涉及外力加速度就沒用了。

放眼整個宇宙，到處都是萬有引力，你要是愛因斯坦，你拿著自己的狹義相對論，作何感想？

大概要唱悟空——我要這鐵棒（狹義）有何用！

在這種情況下，只要工具允許，智商允許，於情於理，都希望在之前狹義相對論的基礎上，讓這個理論更加貼近於現實，也就是考慮力（更多情況下是引力）的因素。

換言之，廣義相對論的提出緣起也並不超前：如果說狹義相對論的提出緣起是為了解決當時的實際物理問題的話，廣義相對論的提出緣起更像是愛因斯坦對自己理論的一次現實化完善。

但是考慮引力這句話說起來容易，即便是以愛因斯坦之才，也用了十年時間才將其整體提出。

基於這個前提，我們就可以一脈相承的理解廣義相對論裡面“五花八門”的結論了：

等效原理：慣性力場與引力場的動力學效應是局部不可分辨的——在慣性參照系的基礎上引入引力的基礎

時空關係，以及在時空下質量使得時空彎曲，進而呈現出萬有引力的效應等

很明顯的，廣義相對論完全超出了愛因斯坦原本的預期（假設愛因斯坦最初有預期的話），不僅僅在狹義相對論的基礎上引入了引力，並且在引入之後，有更多基於此的結論。

當然，我們並沒有辦法重現愛因斯坦這十年間的具體過程，所以我們無法得知，這些結論，是愛因斯坦在推演廣義相對論過程中的“意外”發現，還是他本身就有打算推演這些問題。

我們能知道的是，由於愛因斯坦希望解決狹義相對論無法適用在有外力的情況下這個緣起，而著手引入引力等外力，但是我們知道，對於理論科學來說，一旦開始推演，其結果並不是在最初就可以預料的。有一些結論（幾乎可以肯定的說），就是在推演的過程中發現的。

這意味著，對於愛因斯坦這樣的理論物理學家來說，為了使得當前的理論更加完整而進行的推演（緣起不超前），而推演的過程，以及這個過程中可能出現的結果，一定有可能是超出該物理學家的預期的（也就是結果的超前）——這幾乎是一個必然的結果。

對於理論物理學家來說，探索性的推演，這樣的狀態是符合客觀規律的。

為什麼我要花這麼大的篇幅來解釋這件事情呢？

因為我不希望神化愛因斯坦。

如同我在一些其他問題裡，拒絕黑愛因斯坦，牛頓，達爾文等科學家一樣（例如XX晚年信神了，這意味著XXX之類的問題），我也不希望我們從一個否定的極端，變到另一個神秘化的極端。

對於科學家們，我建議我們用科學的眼光來看待他們，以及他們的成果。

他們在自己的時代，致力於用自己的智慧，解決了自己的時代遇到的問題，這是他們成為科學家的客觀基礎。

同時，他們在解決自己時代遇到的問題的過程中，同時有了跨時代的發現，這種發現源於他們的時代需求，又“幸運”的超出了他們的時代需求，這是他們成為偉大科學家的契機，也是科學跳躍式發展的動力。

我們可以崇拜這些科學家們的智商，眼光，思路以及結論，但不需要將其供奉在有“神秘化”傾向的位置，畢竟，這也不是科學的發展觀。

當然，我這樣的描述，希望不會給一些讀者“我否認愛因斯坦智慧”的誤解，恰恰相反，愛因斯坦一直是我非常欽佩和喜歡的一位科學家，小的時候我也因為他的理論中的一些結論幻想過，那是非常美妙的一段時光。

只不過，我們應該正確理解“超前”的意義：正因為他們是時代的，他們才有可能是超前的。

我是江南沐雨，《眾神聊齋》作者。

沐雨縱橫眾神聊齋

這個問題，我總結下來可以有這麼三方面:

對物理學獨有的直覺和執著

很多人都聽說過愛因斯坦在中學，大概16歲的時候就思考過光的一些本源，甚至異想天開——能否追上一束光？假如自己追上光看它是什麼樣的呢？還是光的模樣嗎？這就是物理學的直覺，這種思想和疑問一直伴隨著他整整十年，在期間他一直未放棄思考，直到26歲的《論動體力學》論文的問世。

給出的答案就是自己是不可能追上光的，即便追上了它，它依舊還是光的樣子。真空中的光速永恆不變，速度的大小並不依賴於參考系，一束光相對於另一束光的速度仍然是光速，這就是狹義相對論。

為求對引力和時空的精確描述，愛因斯坦自己也花費另一個十年幾乎孤獨執著地追逐他對物理學的直覺，執著的學習了以前沒學過的黎曼幾何，這其中朋友的幫助和妻子的陪伴也是功不可沒，這就是廣義相對論的發現之旅。

懷疑論的哲學精神和不迷信屈從權威的科學研究精神以及辯證唯物思想

愛因斯坦是一個受益於哲學思維的物理學家，尤以休謨和馬赫的哲學思想影響最為深刻。在後來有關自己的專作《自述》中，愛因斯坦寫到:“我認為馬赫的真正偉大，就在於他堅不可摧的懷疑態度和獨立性”。

可以說，馬赫成了年輕的愛因斯坦的一個偶像，馬赫的懷疑論思想以及對牛頓絕對時空觀的批判，對愛因斯坦後來敢於突破權威，形成相對性力學思想有著至關重要的影響，愛因斯坦甚至稱哲學家馬赫是相對論的先驅者。

同時，愛因斯坦也是一位辯證唯物主義者，儘管那時候的他對馬克思主義哲學接觸的並不多，知之甚少，但憑藉自己對世界的認識和對無人格化的斯賓諾莎神信仰，使得他對世界的本源有著唯物論的思考。

過人的智慧和異於常人的思想實驗

愛因斯坦的成功，肯定和他過人的智慧密不可分，而關於愛因斯坦中學糟糕的學習成績，可以當做謠言處理，這裡不多說。

狹義相對論似乎並不需要多複雜的數學工具，但廣義相對論就不是這樣了。廣義相對論之所以發表的幾十年裡很少人懂，一個關鍵原因就是理論中晦澀難懂的數學。

那裡不僅需要微積分，還需要更加難懂的張量分析，黎曼幾何等數學知識，而愛因斯坦都是懂的，你說他不夠聰明嗎？

另外，不依賴於實驗設備和計算機的思想實驗也是愛因斯坦很多靈感的來源。確實，愛因斯坦的很多理論工作，也都不需要計算機的計算能力或者實驗機器的幫助。

關鍵字: 電腦 理論 科技