愛因斯坦一生有很多發(fā)明，以下是學(xué)習(xí)啦小編為你整理的關(guān)于愛因斯坦發(fā)明了什么，希望能幫到你。

　　一、主要發(fā)明

　　相對(duì)論

　　狹義相對(duì)論的創(chuàng)立：

　　早在16歲時(shí)，愛因斯坦就從書本上了解到光是以很快速度前進(jìn)的電磁波，與此相聯(lián)系，他非常想探討與光波有關(guān)的所謂以太的問題。以太這個(gè)名詞源于希臘，用以代表組成天上物體的基本元素。17世紀(jì)的笛卡爾和其后的克里斯蒂安·惠更斯首創(chuàng)并發(fā)展了以太學(xué)說，認(rèn)為以太就是光波傳播的媒介，它充滿了包括真空在內(nèi)的全部空間，并能滲透到物質(zhì)中。與以太說不同，牛頓提出了光的微粒說。牛頓認(rèn)為，發(fā)光體發(fā)射出的是以直線運(yùn)動(dòng)的微粒粒子流，粒子流沖擊視網(wǎng)膜就引起視覺。18世紀(jì)牛頓的微粒說占了上風(fēng)，19世紀(jì)，卻是波動(dòng)說占了絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。以太的學(xué)說也大大發(fā)展：波的傳播需要媒質(zhì)，光在真空中傳播的媒質(zhì)就是以太，也叫光以太。與此同時(shí)，電磁學(xué)得到了蓬勃發(fā)展，經(jīng)過麥克斯韋、赫茲等人的努力，形成了成熟的電磁現(xiàn)象的動(dòng)力學(xué)理論——電動(dòng)力學(xué)，并從理論與實(shí)踐上證明光就是一定頻率范圍內(nèi)的電磁波，從而統(tǒng)一了光的波動(dòng)理論與電磁理論。以太不僅是光波的載體，也成了電磁場(chǎng)的載體。直到19世紀(jì)末，人們企圖尋找以太，然而從未在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)以太，相反，邁克耳遜莫雷實(shí)驗(yàn)卻發(fā)現(xiàn)以太不太可能存在。

　　電磁學(xué)的發(fā)展最初也是納入牛頓力學(xué)的框架，但在解釋運(yùn)動(dòng)物體的電磁過程時(shí)卻發(fā)現(xiàn)，與牛頓力學(xué)所遵從的相對(duì)性原理不一致。按照麥克斯韋理論，真空中電磁波的速度，也就是光的速度是一個(gè)恒量;然而按照牛頓力學(xué)的速度加法原理，不同慣性系的光速不同。例如，兩輛汽車，一輛向你駛近，一輛駛離。你看到前一輛車的燈光向你靠近，后一輛車的燈光遠(yuǎn)離。根據(jù)伽利略理論，向你駛來的車將發(fā)出速度大于c(真空光速3.0x10^8m/s)的光，即前車的光的速度=光速+車速;而駛離車的光速小于c，即后車光的速度=光速-車速。但按照這兩種光的速度相同，因?yàn)樵邴溈怂鬼f的理論中，車的速度有無并不影響光的傳播，說白了不管車子怎樣，光速等于c。麥克斯韋與伽利略關(guān)于速度的說法明顯相悖!

　　愛因斯坦似乎就是那個(gè)將構(gòu)建嶄新的物理學(xué)大廈的人。愛因斯坦認(rèn)真研究了麥克斯韋電磁理論，特別是經(jīng)過赫茲和洛倫茲發(fā)展和闡述的電動(dòng)力學(xué)。愛因斯坦堅(jiān)信電磁理論是完全正確的，但是有一個(gè)問題使他不安，這就是絕對(duì)參照系以太的存在。他閱讀了許多著作發(fā)現(xiàn)，所有人試圖證明以太存在的試驗(yàn)都是失敗的。經(jīng)過研究愛因斯坦發(fā)現(xiàn)，除了作為絕對(duì)參照系和電磁場(chǎng)的荷載物外，以太在洛倫茲理論中已經(jīng)沒有實(shí)際意義。

　　愛因斯坦喜歡閱讀哲學(xué)著作，并從哲學(xué)中吸收思想營養(yǎng)，他相信世界的統(tǒng)一性和邏輯的一致性。在“奧林匹亞科學(xué)院”時(shí)期大衛(wèi)·休謨(David Hume)對(duì)因果律的普遍有效性產(chǎn)生的懷疑，對(duì)愛因斯坦產(chǎn)生了影響。相對(duì)性原理已經(jīng)在力學(xué)中被廣泛證明，卻在電動(dòng)力學(xué)中卻無法成立，對(duì)于物理學(xué)這兩個(gè)理論體系在邏輯上的不一致，愛因斯坦提出了懷疑。他認(rèn)為，相對(duì)論原理應(yīng)該普遍成立，因此電磁理論對(duì)于各個(gè)慣性系應(yīng)該具有同樣的形式，但在這里出現(xiàn)了光速的問題。光速是不變的量還是可變的量，成為相對(duì)性原理是否普遍成立的首要問題。當(dāng)時(shí)的物理學(xué)家一般都相信以太，也就是相信存在著絕對(duì)參照系，這是受到牛頓的絕對(duì)空間概念的影響。19世紀(jì)末，馬赫在所著的《發(fā)展中的力學(xué)》中，批判了牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀，這給愛因斯坦留下了深刻的印象。1905年5月的一天，愛因斯坦與一個(gè)朋友貝索討論這個(gè)已探索了十年的問題，貝索按照馬赫主義的觀點(diǎn)闡述了自己的看法，兩人討論了很久。突然，愛因斯坦領(lǐng)悟到了什么，回到家經(jīng)過反復(fù)思考，終于想明白了問題。第二天，他又來到貝索家，說：謝謝你，我的問題解決了。原來愛因斯坦想清楚了一件事：時(shí)間沒有絕對(duì)的定義，時(shí)間與光信號(hào)的速度有一種不可分割的聯(lián)系。他找到了開鎖的鑰匙，經(jīng)過五個(gè)星期的努力工作，愛因斯坦把狹義相對(duì)論呈現(xiàn)在人們面前。

　　1905年6月30日，德國《物理學(xué)年鑒》接受了愛因斯坦的論文《論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)》，在同年9月的該刊上發(fā)表。這篇論文是關(guān)于狹義相對(duì)論的第一篇文章，它包含了狹義相對(duì)論的基本思想和基本內(nèi)容。狹義相對(duì)論所根據(jù)的是兩條原理：相對(duì)性原理和光速不變?cè)怼垡蛩固菇鉀Q問題的出發(fā)點(diǎn)，是他堅(jiān)信相對(duì)性原理。伽利略最早闡明過相對(duì)性原理的思想，但他沒有對(duì)時(shí)間和空間給出過明確的定義。牛頓建立力學(xué)體系時(shí)也講了相對(duì)性思想，但又定義了絕對(duì)空間、絕對(duì)時(shí)間和絕對(duì)運(yùn)動(dòng)，在這個(gè)問題上他是矛盾的。而愛因斯坦大大發(fā)展了相對(duì)性原理，在他看來，根本不存在絕對(duì)靜止的空間，同樣不存在絕對(duì)同一的時(shí)間，所有時(shí)間和空間都是和運(yùn)動(dòng)的物體聯(lián)系在一起的。對(duì)于任何一個(gè)參照系和坐標(biāo)系，都只有屬于這個(gè)參照系和坐標(biāo)系的空間和時(shí)間。

　　對(duì)于一切慣性系，運(yùn)用該參照系的空間和時(shí)間所表達(dá)的物理規(guī)律，它們的形式都是相同的，這就是相對(duì)性原理，嚴(yán)格地說是狹義的相對(duì)性原理。在這篇文章中，愛因斯坦沒有討論將光速不變作為基本原理的根據(jù)，他提出光速不變是一個(gè)大膽的假設(shè)，是從電磁理論和相對(duì)性原理的要求而提出來的。這篇文章是愛因斯坦多年來思考以太與電動(dòng)力學(xué)問題的結(jié)果，他從同時(shí)的相對(duì)性這一點(diǎn)作為突破口，建立了全新的時(shí)間和空間理論，并在新的時(shí)空理論基礎(chǔ)上給動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)以完整的形式，以太不再是必要的，以太漂流是不存在的。

　　什么是同時(shí)性的相對(duì)性?不同地方的兩個(gè)事件我們何以知道它是同時(shí)發(fā)生的呢?一般來說，我們會(huì)通過信號(hào)來確認(rèn)。為了得知異地事件的同時(shí)性我們就得知道信號(hào)的傳遞速度，但如何測(cè)出這一速度呢?我們必須測(cè)出兩地的空間距離以及信號(hào)傳遞所需的時(shí)間，空間距離的測(cè)量很簡單，麻煩在于測(cè)量時(shí)間，我們必須假定兩地各有一只已經(jīng)對(duì)好了的鐘，從兩個(gè)鐘的讀數(shù)可以知道信號(hào)傳播的時(shí)間。但我們?nèi)绾沃喇惖氐溺妼?duì)好了呢?答案是還需要一種信號(hào)。這個(gè)信號(hào)能否將鐘對(duì)好?如果按照先前的思路，它又需要一種新信號(hào)，這樣無窮后退，異地的同時(shí)性實(shí)際上無法確認(rèn)。不過有一點(diǎn)是明確的，同時(shí)性必與一種信號(hào)相聯(lián)系，否則我們說這兩件事同時(shí)發(fā)生是無意義的。

　　光信號(hào)可能是用來對(duì)時(shí)鐘最合適的信號(hào)，但光速非無限大，這樣就產(chǎn)生一個(gè)新奇的結(jié)論，對(duì)于靜止的觀察者同時(shí)的兩件事，對(duì)于運(yùn)動(dòng)的觀察者就不是同時(shí)的。我們?cè)O(shè)想一個(gè)高速運(yùn)行的列車，它的速度接近光速。列車通過站臺(tái)時(shí)，甲站在站臺(tái)上，有兩道閃電在甲眼前閃過，一道在火車前端，一道在后端，并在火車兩端及平臺(tái)的相應(yīng)部位留下痕跡，通過測(cè)量，甲與列車兩端的間距相等，得出的結(jié)論是，甲是同時(shí)看到兩道閃電的。因此對(duì)甲來說，收到的兩個(gè)光信號(hào)在同一時(shí)間間隔內(nèi)傳播同樣的距離，并同時(shí)到達(dá)他所在位置，這兩起事件必然在同一時(shí)間發(fā)生，它們是同時(shí)的。但對(duì)于在列車內(nèi)部正中央的乙，情況則不同，因?yàn)橐遗c高速運(yùn)行的列車一同運(yùn)動(dòng)，因此他會(huì)先截取向著他傳播的前端信號(hào)，然后收到從后端傳來的光信號(hào)。對(duì)乙來說，這兩起事件是不同時(shí)的。也就是說，同時(shí)性不是絕對(duì)的，而取決于觀察者的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。這一結(jié)論否定了牛頓力學(xué)中引以為基礎(chǔ)的絕對(duì)時(shí)間和絕對(duì)空間框架。

　　相對(duì)論認(rèn)為，光速在所有慣性參考系中不變，它是物體運(yùn)動(dòng)的最大速度。由于相對(duì)論效應(yīng)，運(yùn)動(dòng)物體的長度會(huì)變短，運(yùn)動(dòng)物體的時(shí)間膨脹。但由于日常生活中所遇到的問題，運(yùn)動(dòng)速度都是很低的(與光速相比)，看不出相對(duì)論效應(yīng)。

　　愛因斯坦在時(shí)空觀的徹底變革的基礎(chǔ)上建立了相對(duì)論力學(xué)，指出質(zhì)量隨著速度的增加而增加，當(dāng)速度接近光速時(shí)，質(zhì)量趨于無窮大。他并且給出了著名的質(zhì)能關(guān)系式：E=mc^2，質(zhì)能關(guān)系式對(duì)后來發(fā)展的原子能事業(yè)起到了指導(dǎo)作用。

　　廣義相對(duì)論的建立：

　　1905年，愛因斯坦發(fā)表了關(guān)于狹義相對(duì)論的第一篇文章后(即《論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)》)，并沒有立即引起很

　　大的反響。但是德國物理學(xué)的權(quán)威人士普朗克注意到了他的文章，認(rèn)為愛因斯坦的工作可以與哥白尼相媲美，正是由于普朗克的推動(dòng)，相對(duì)論很快成為人們研究和討論的課題，愛因斯坦也受到了學(xué)術(shù)界的注意。

　　1907年，愛因斯坦聽從友人的建議，提交了那篇著名的論文申請(qǐng)聯(lián)邦工業(yè)大學(xué)的編外講師職位，但得到的答復(fù)是論文無法理解。雖然在德國物理學(xué)界愛因斯坦已經(jīng)很有名氣，但在瑞士，他卻得不到一個(gè)大學(xué)的教職，許多有名望的人開始為他鳴不平，1908年，愛因斯坦終于得到了編外講師的職位，并在第二年當(dāng)上了副教授。1912年，愛因斯坦當(dāng)上了教授，1913年，應(yīng)普朗克之邀擔(dān)任新成立的威廉皇帝物理研究所所長和柏林大學(xué)教授。