在逻辑上，这是狭义相对论思想的延伸和推广，把匀速直线运动下的时空变换推广到变速运动和引力场存在的情况中。
爱因斯坦——新时代的伟大开创者
在20世纪的科学发展史上，爱因斯坦享有举足轻重的地位。爱因斯坦属于少数最有资格代表和标志这个世纪人类思想和科学发展水平的天才之一。他以其创立了相对论的非凡智慧奠定了现代物理学乃至整个现代自然科学的基础，掀起并领导了一场变革科学观念的革命，极大地推动了人类文明的发展进程。爱因斯坦也是民主与和平的热切倡导者和坚持科学技术应造福人类的原则立场的科学工作者的人格榜样。
阿尔伯特·爱因斯坦于1879年3月14日出生于德国的马尔姆，双亲都是犹太人，父亲赫尔曼·爱因斯坦是一个小业主，依靠亲戚的资助经营一家电器设备工厂。
幼年的爱因斯坦略显迟钝，四五岁时还不大会说话，在学校里表现也极为平常。4岁那年，父亲给了他一个指南针，引起了他强烈的好奇心，他觉得似乎有一种神秘的力量支配着那枚指针，这一好奇心激发了他探索事物的求知欲。
尽管双亲都没有宗教信仰，但爱因斯坦在幼年时却笃信宗教。但直到12岁那年，他在阅读通俗科学书籍的过程中认识到，《圣经》里的许多故事都不是真实的，他就中止了宗教信仰而产生了一种真正狂热的自由思想，对一切权威都抱持怀疑态度。这种怀疑以及由此引发的批判精神，事实上正是爱因斯坦在科学研究中的真正过人之处。
同一年，爱因斯坦得到了一本几何教科书，他贪婪地读了起来。几何原理的明晰性和可靠性给他以难以形容的震撼。几何学的纯粹思维竟能达到如此可靠而又纯粹的程度，使他惊叹不已！他初次领略到了理论的美妙。这种美妙后来逐渐成为他毕生追求的目标。
15岁那年，父亲的工厂再次倒闭，全家迁往意大利的米兰，爱因斯坦则留了下来，在慕尼黑继续读书。爱因斯坦的数学成绩优异，其他科目却很糟。他不喜欢这所德国学校，也不想做一个德国人。他想去米兰和家人团聚。为了使这次逃跑显得全面些，他弄到了一张医院证明，说他神经衰弱，需要回家休养。实际上，在他逃离学校之前，学校就已经把他开除了，理由是他败坏了班级的风气。这样一来，他不得不提前离开。
一到米兰，他就宣布放弃德国国籍。他接受了父亲的劝告，谋职前拿到大学文凭。于是他报考了瑞士苏黎世联邦工业大学。他的数学成绩惊人地优异，但他却因其他成绩的拖累而没有通过入学考试。大学校长建议他去中学补习一年，再来报考。他在瑞士阿劳市的阿尔高州立中学学习一年。在此期间，生活极为窘迫，每月都得靠亲戚资助的100瑞士法郎过活，同时还须省下20瑞士法郎交纳加入瑞士国籍的归化费。17岁的时候，他终于考入苏黎世联邦工业大学师范系，学习物理和数学。1901年从该校毕业，并获得瑞士国籍。
毕业后，爱因斯坦申请留校担任助教，但遭到拒绝。随后他试图谋求中学或技校教师的职位，也没有成功，便做了一名家庭教师。1902年，他在朋友的帮助下得到一份固定的工作——瑞士伯尔尼市专利局专利审查员。1903年与他在苏黎世的同学——塞尔维亚姑娘米列娃·玛丽琦结了婚。
使爱因斯坦有了可靠的经济保障的是专利局里的工作，而且工作任务并不繁重，他由此获得许多空闲时间去从事研究，他对此非常满意。在他看来，这是最适合物理学研究的工作方式。
爱因斯坦博采众长为我所用。他广泛接触了各种文化名人的理论著作，这些名人包括：牛顿、安培、莱布尼兹、马赫、休谟、斯宾诺莎、康德等各流派哲学著作，许多文学名著，古典音乐……他从这些不同文化中汲取了丰富的营养，渐渐培养出广阔而纵深的思维能力，创造能力也越来越强。
1901年起，他开始在德文科学杂志《物理年鉴》上发表研究成果。1905年他的研究工作达到了高峰。那一年，《物理年鉴》发表了他的5篇论文。第一篇，《分子大小的新测定法》使他获得了博士学位。第二篇，《关于光的产生和转让和一个启发性观点》成功地把两个相互矛盾的光学理论——波动说和粒子说结合在一起，大胆地提出了光的量子化理论。这一学说澄清了长期存在于光学中的理论混乱，令人信服地解释了诸多颇为费解的实验现象。值得一提的是，他的研究奠定了量子论的基础，由此衍生的波粒二象性观点经过另一位物理学家——法国的德布罗意的发展，成为现代物理学最重要的和最基本的概念之一。这一成就使他赢得了1922年的诺贝尔奖。第三篇论文《在热分子运动论所要求的静液体中悬浮微粒的运动》讨论了涨落现象，阐明了几个非常重要但未能精确测得的物理常数的关系。尤为重要的是，爱因斯坦的工作打消了理论界对分子实在性的疑虑。
以上3篇论文已是辉煌的成就，而第4篇，《论动体的电动力学》则开创了一场物理学革命。20世纪初的物理学潜藏着深刻的危机：在经典物理学的两大支柱——牛顿力学和经典电磁学之间存在着难以调和的矛盾。为了解决这一致命的矛盾，许多物理学家做出了艰苦的努力，有些人甚至已提出了非常接近正确思想的方案，但是，只有爱因斯坦才敏锐地认识到矛盾的核心在于牛顿的绝对时空观念。爱因斯坦认为，时间和空间都是相对的。事实上，这是对传统科学和理论权威的挑战。爱因斯坦动情地说：“牛顿啊，请您原谅我。”牛顿是伟大的，牛顿力学的伟大成就曾使人们认为科学大厦已经构筑完美，后人所能做的不过是零星维修而已。但爱因斯坦认为真理在于无穷尽的探索，谁也没有权力以真理的化身自居，如果自以为占有了终极真理，那只能是一个笑话。
爱因斯坦最喜爱的格言是“对真理的追求比对真理的占有更可贵”。而真理的追求需要独立思考，不受传统观念的影响。他说：“发展独立思考和独立判断的一般能力，应当始终放在首位。……马赫的真正伟大，就在于他的坚不可摧的怀疑态度和独立精神。”
任何真理都是有条件的，牛顿力学只适用于宏观低速运动的条件。爱因斯坦勇敢地表达了他的这一创见！这是通向真理的唯一途径。爱因斯坦的学说论述了匀速直线运动的坐标系中的物理现象，这一被称为“狭义相对论”的理论成为物理学革命的起点。在随后发表的5篇论文中，他进一步发展了相对论，阐明了质量与能量的关系，修正了经典物理学中的质量守恒和能量守恒定律，包括核弹在内的原子能利用都是以此为基础的。
长期以来，对于宇宙的传统观念，被爱因斯坦彻底颠覆了！因此可想而知，当人们接触爱因斯坦（当时他还是一名年仅26岁的审查员）的这一理论时有多惊讶！
爱因斯坦的这一理论在科学界立刻掀起了狂澜，他的成就也为他的讲授和研究铺开了道路。1908年，他受聘为伯尔尼大学兼职讲师，次年又受聘为苏黎世联邦工业大学教授。1911年他接受了奥匈帝国布拉格德国大学的教授职务。1913年，柏林请他担任威廉皇帝物理研究所所长，普鲁士科学院院士，柏林大学教授。1914年他赴德国就职，又重新获得德国国籍。
其后不久，一战爆发。国家机器动员了一切力量来支持这场罪恶的战争。爱因斯坦坚守和平主义立场。他在各种场合宣扬反战思想，甚至加入了反战组织“新祖国同盟”。也许是他的学术盛名和“古怪”的名声救了他，否则这位科学巨匠早被当作破坏分子处决了。他遭到同事们的孤立，婚姻也濒临破裂。但令人惊奇的是，他最伟大的科学成果却都是在孤独的处境中诞生出来的！
爱因斯坦认为狭义相对论也是有缺陷的，经过进一步探索，于1915年又提出了广义相对论。在逻辑上，这是狭义相对论思想的延伸和推广，把匀速直线运动下的时空变换推广到变速运动和引力场存在的情况中。这是爱因斯坦最辉煌的成就，科学史上最伟大的发现。它极为深刻而又普遍地描述了物理世界的状态，其核心在于时空在引力的作用下的扭曲，变速运动即归结为扭曲时空中的自然运动。爱因斯坦彻底革新了时空、引力、质量、运动以及由此衍生的动量、能量等观念，从极简单的逻辑假定出发构造了描述宇宙的普遍而又统一和谐的理论。这一理论构成了现代物理学的基础。
根据广义相对论的预言，光线在恒星附近将因受引力场的作用而弯曲。英国皇家天文学会决定在1919年5月29日发生日全蚀时对这位敌国科学家的理论进行决定性的检验。两支远征队实施了这一计划，结果与爱因斯坦的预言完全相符。
相对论的成功使爱因斯坦在一夜之间成为举世瞩目的奇人。那只有少数人能看懂的深奥理论使他得到广泛崇拜，相对论以及四维时空和爱因斯坦的名字联结在一起，成为家喻户晓的名词。各国大学纷纷授予他名誉教授称号，他开始应邀赴世界各地访问、讲学。
在他50岁生日时，他收到了成千上万的礼物和难以计数的贺信、贺电。在荣誉的包围和追逐中，他和第二个妻子——他的表妹爱尔莎依旧坚持着简单、朴素的生活方式。
爱因斯坦没有被盛名所累，仍然专心研究，闲暇以演奏小提琴和湖上泛舟为乐。给他增加工资时，他惊讶地说这么多钱可让我怎么办呀！在欧洲讲学，他坚持坐三等车厢。日内瓦大学授予他荣誉博士学位的盛典上，他却头戴草帽，穿得普普通通，而且说不要“因为搞这样铺张浪费的盛宴而把我们烧死”。有一次，他的孩子问他为什么这样出名，他笑答：“你看，一个盲目的甲虫在一个球面上爬行，它意识不到走过的路是弯的，幸而我能意识到。”
爱因斯坦非常厌恶物欲主义，他直言道：“我从不把安逸和享乐看作生活的目的——这种伦理基础，我叫它猪栏的理想。”爱因斯坦认为精神自由比物质享受重要得多，高尚得多。精神自由是科学进步的先决条件。这种自由“在于思想上不受权威和社会偏见的束缚，也不受一般违背哲理的常规与习惯的束缚。”爱因斯坦把内心自由看得与外在自由同样重要。人只有这样才能充分实现其价值。因此，爱因斯坦的一生，可以说是追求自由境界的一生。
爱因斯坦淡泊名利，同时却密切关注人类尤其是犹太人的命运。他利用自己的声望和影响力支持和平主义和犹太复国主义运动。他加入了国际联盟的国际知识分子合作委员会，广泛宣扬和平主义思想。他曾竭力宣传著名的“百分之二理论”。即只要有2％的人拒绝服兵役，战争就不会爆发。由于爱因斯坦的努力，这一思想传播甚广。他也为犹太复国主义运动做出了巨大贡献。犹太复国主义组织想在耶路撒冷创立犹太大学，为此，他们希望得到美国人的资助。1921年春，爱因斯坦和犹太复国主义运动领袖魏茨曼（后来的以色列总统）结伴前往美国募捐。爱因斯坦的美国之行引起了巨大轰动。募捐也非常成功。
正当爱因斯坦声名如日中天之际，邪恶势力对他的攻击也开始了。一战结束不久，德国反犹右翼分子掀起了反对相对论的逆流，爱因斯坦遭到恶毒攻击，甚至他的生命也受到威胁。随着纳粹势力的疯狂膨胀，排犹运动和灭绝人性的种族纯化思潮也有恃无恐。1932年冬爱因斯坦赴美讲学，归途中他得知希特勒已攫取政权。纳粹势力席卷德国，第三帝国对犹太人的清洗已全面展开。当爱因斯坦在比利时港口登陆时，他已无家可归。
纳粹德国把爱因斯坦称为“犹太国际阴谋家”和“共产国际阴谋家”，动员了学术界对他进行声讨，并且悬赏2万马克要他的人头。但爱因斯坦毫无畏惧，他断然拒绝为纳粹“讲句好话”，公开谴责法西斯毁灭“一切现存文化价值”，是一种“精神错乱状态”。他宣布放弃德国国籍，退出普鲁士科学院。在欧洲短暂停留后，他登船前往美国，受聘为普林斯顿高等学术研究所教授。
纳粹的倒行逆施震惊了爱因斯坦。他意识到德国已对世界和平和文明构成严重威胁，战争不可避免，要维护和平必须打败纳粹德国。他再次利用自己的影响参与政治活动。不同的是他一反过去的绝对和平主义立场，号召世界各国青年武装起来准备同纳粹德国作殊死的斗争。在二战危急关头，1939年8月，他担心希特勒率先研制出原子武器，曾上书美国总统罗斯福，建议美国制造原子弹。这封信促使美国大力发展核武器研制工作。
然而，具体的研制工作爱因斯坦本人并没有参与。后来，他得知在并无必要的情况下，原子弹轰炸了无辜平民时，非常气愤。他在人生的最后几年中，为和平事业奔走呼号，成了全世界著名的和平旗手。爱因斯坦以强烈的社会责任感与历史使命感，高扬人文精神的大旗。他多次强调科学要造福于人类，“关心人的本身，应当始终成为一切技术上奋斗的主要目标”。这种充满人文精神的科学观，在当今高新科技迅猛发展的时代，更显出熠熠光彩。