为什么爱因斯坦能在没有验证情况下提出各种理论？
曾经有这样几句话形容理论和实验物理界的科学家：“理论物理废纸，实验物理费钱，理论和实验物理费米”，当然这是褒奖费米同志是二十世纪最后一位理论与实验物理兼备的罕见人才，费米这样的科学家实在难得。但我们今天要说的却是一位连费米都仰望、二十世纪物理界的超级大佬：爱因斯坦，他是理论物理界的地位首屈一指，他创立的理论，整个二十世纪甚至二十一世纪都在验证！
狭义相对论是爱因斯坦独创的吗？非也！
有很多不了解狭义相对论的朋友认为狭义相对论是爱因斯坦独创的，一般都只有一句，1905年爱因斯坦的狭义相对论横空出世，事实上确实是横空出世，但却是很多科学家的铺垫，爱因斯坦也曾经说过，如果他不推出狭义相对论，那么5年之内必定有科学家也会发现狭义相对论！我们来了解下狭义相对论的背景！
早期的铺垫是牛顿的万有引力以及三大定律，还有拉普拉斯对太阳系行星轨道周期性证明，还有勒维耶计算出的水星进动问题，早期认为有一颗祝融星在水星轨道内影响所致，另比较关键的有如下几点：
首先是麦克斯韦在1860年代推出的麦克斯韦方程组，推导出电磁波是一个常数，并且和光速一致，这让麦克斯韦意识到光也是一种电磁波。
然后是以太的爱好者迈克尔逊和莫雷为证明以太而进行的一次漂移实验，结果一脸懵逼的到了漂移零结果，这让迈克尔逊和莫雷目瞪口呆，并且此事在科学界传开后，多方都加入战团，但除了得到误差越来越小的结果外，其他都没有区别。
1895年洛仑兹提出了高速运动的物体长度收缩的概念来解释以太漂移的零结果，并且通过相关态定理提出了本地时的概念，用这个理论洛仑兹解释了光行差和多普勒频移以及斐索流水实验。在同一年洛仑兹提出了一组使用麦克斯韦电磁理论在以太中运动的坐标系的变换方程，这就是洛仑兹变换！
1900年庞加莱则对洛仑兹的本地时以光速同步为之解释。1904年庞加莱独立于爱因斯坦提出了相对性原理：“任何力学和电磁学实验都不能区分静止和匀速运动的任何惯性参考系”
到这里大家应该都知道，狭义相对论的光速不变和下一相对性原理都已经准备好了，所以1905年爱因斯坦推出狭义相对论只是一个阶段性的总结+开创性的思维的结果，如果没有麦克斯韦、洛仑兹和庞加莱，那么爱因斯坦不知道还要耕耘多少年，而且就凭爱因斯坦理论物理的底子，那些需要实验物理支撑的数据是难以拿到的。当然爱因斯坦并没有独吞功劳，本文开头爱因斯坦就已经定义狭义相对论的性质了！
广义相对论是爱因斯坦独创的吗？很明显是！
广义相对论虽然用到了很多数学与物理工具，但这个理论从头至尾都是爱因斯坦独立思考成型的，唯一求助于其他科学家的也仅仅是数学工具，因此从这一点上来看，爱因斯坦独享广相的荣耀是毫无疑问的，十年的时间的对于一个理论与体系，也许先得太紧凑了，但对于爱因斯坦来说，他在1915年就完成了，并于同年11月在普鲁士科学院做了演讲，内容正是引力场方程！
这个方程是一个二阶非线性偏微分方程组，在数学上求解十分困难，爱因斯坦自己也只能近似方法推导出多个预言，但最著名的还是要数史瓦希在1916年得到的第一个精确解：史瓦希度规，大家都知道这是黑洞的理论基础！
1917年爱因斯坦将引力场方程应用到整个宇宙，开创了相对论的宇宙学应用领域，但爱因斯坦比较倾向于宇宙静态论，因此他在引力场方程中增加了一个常数，以修正动态宇宙为静态。
而弗里德曼和勒梅特则从引力场方程中得到了膨胀宇宙解，而哈勃则观测到了宇宙膨胀，这让爱因斯坦懊恼不已“这是爱因斯坦犯过的最大错误”，爱因斯坦自己认为！
当然爱因斯坦的广相还证明了水星进动，引力弯曲光线，解释了宇宙膨胀，发现了黑洞，预言了引力波.......等等，其实远不止此，还有光电理论和分子运动论，还有激光理论和玻色-爱因斯坦凝聚态等等，都是爱因斯坦在理论物理界做出的贡献！
但爱因斯坦在量子力学上犯过的错误也是不可饶恕的，也许他太中意于世界的连续，以至于几乎就抛弃了他也是量子力学开创者之一，他反对量子力学从初期的试图根本性推翻，到中期和波尔的各个交锋，再到后期的量子理论不完备性等等，几乎可以说，1927年之后即使爱因斯坦去钓鱼也对科学界不会有大的损失，可见爱因斯坦还是犯了一个不可饶恕的经验主义错误！
但我们要说明一下的是，尽管爱因斯坦在量子力学上拖了后腿，但他提出的各种思想实验却是量子力学不断坚实基础的重要来源，也许对手的强大正给了量子力学野蛮的生长方式，但至少证明了一点，爱因斯坦并不是神，他是一个活生生的人，无论如何，我们敬佩与他的勇气和伟大，他开创性的理论甚至在未来数百年内依然照耀科学界，爱因斯坦的传说将永流传于科学界！
过去曾有几句话描述理论和实验物理学领域的科学家：“理论物理学废纸，实验物理学耗资，理论和实验物理学费米”。既有实验物理学又有费米这样的科学家的稀有人才很少。但是，我们今天要说的是20世纪物理学领域的超人，甚至费米也仰慕：爱因斯坦。他在理论物理学领域首屈一指。他创立的理论，整个二十世纪甚至二十一世纪都在验证！
许多不了解相对论的朋友认为，相对论最初是由爱因斯坦创立的。通常，只有一句话。 1905年，爱因斯坦的狭义相对论从天而降。实际上，它是一无所有的。爱因斯坦曾经说过，如果他不引入相对论，那么科学家必须在5年内找到相对论！让我们了解狭义相对论的背景！
早期的地层是牛顿的引力和三定律，是太阳系行星轨道的拉普拉斯周期证明，以及李维埃计算的水星进动问题。在早期，人们认为许愿星会影响轨道。因此，以下问题更为关键：首先是麦克斯韦在1860年代引入的麦克斯韦方程。可以推断出电磁波是恒定的并且与光速一致，这使麦克斯韦认识到光也是电磁波。
然后，进行的漂移实验作为以太的证明，结果是强制零漂移结果，此事在科学界传播之后，许多政党都加入了氏族，但是没有什么区别，除了误差越来越小1895年，洛伦兹提出了高速运动物体长度收缩的概念，以解释以太漂移的零结果，并通过相关的状态定理提出了当地时间的概念。洛伦兹运用这一理论解释了光像差和多普勒。频移和Fizeau流量实验。同年，洛伦兹为坐标系统提出了一组转换方程，该方程使用麦克斯韦的电磁理论在以太中移动。这就是洛伦兹的转变！
二，忘我地，全神贯注地曰夜专研，形成了和大自然直接地同频同振。
三，借助数学的高度概括抽象融古今数学公式和物理学公式为一体，去粗存精，像形式逻辑和辩证逻辑产生的原因一样，得出了客观正确的结论，其根本原因是：自然、社会、思维、语言运动的规律是同一的。
相对论的两条假设如下：
1：光在所有参考系中速度不变。
2：物理定律在其它参考系中仍然适用。
只要这两条假设正确，那么由这两条假设建立起来的理论就不会错。
物理学家通过实验确定了光速不变的假设正确，后来通过实验观测到相对论的各种预言结果，如引力透镜效应。验证了相对论的正确性。
