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期間，他不顧工資低微的清貧生活，堅持不懈地利用業餘時間進行科學研究，並不斷取得成果。１９０５年，愛因斯坦在物理學方面的研究，取得突破性進展，創立了狹義相對論。這時他剛剛２６歲。
相對論是愛因斯坦在自己題為《論動體的電動力學》這篇論文中提出的。在此之前，傳說物理學的時空觀是靜止的、機械的、絕對的，空間、時間、物質和物質運動相互獨立，彼此沒有什麼內在聯絡。也就是說，物質只不過是孤立地處於空間的某一個位置，物質運動只是在虛無的、絕對的空間作位置移動，時間也是絕對的，它到處都是一樣的，是獨立於空間的不斷流逝著的長流。這就是牛頓古典力學的時空觀。愛因斯坦以極大的毅力和膽識，突破了傳統物理學的束縛，猛烈地衝擊形而上學的自然觀。他認為，空間、時間、物質和物質運動，彼此不可分割，它們之間緊密相聯。作為物質存在形式的空間和時間，在本質上是統一的，隨著物質的運動而變化。狹義相對論的最重要的結論之一，是關於質量和能量的關係（Ｅ＝ＭＣ２）。它告訴我們，物質的質量是不固
定的，運動的速度增加，質量也隨著增加；一定質量的轉化必定伴隨著一定能量的轉化，反之亦然。這個著名的公式成為原子彈、氫彈以及各種原子能應用的理論基礎，由此而開啟了原子時代的大門。
狹義相對論的問世，震動了物理學界，也使這位年輕學者的名字，馬上傳遍了整個歐洲，給他帶來了極高的聲譽。德國著名的理論物理學家普朗克，向布拉格大學推薦愛因斯坦時說：“要對愛因斯坦理論作出中肯評價的話，那麼可以把他比作２０世紀的哥白尼。這也正是我所期望的評價。”
１９１１年，年僅３２歲的愛因斯坦，被布拉格大學聘為教授，１９１３年，他重新回到德國，任柏林大學教授，並當選為普魯士皇家科學院正式院士，不到４個月，第一次世界大戰爆發了。
愛因斯坦一向憎惡戰爭，主張民族和睦，公開發表反戰宣言，同一位哲學家共同起草了《告歐洲人民書》，呼籲歐洲科學家應竭盡全力，儘快結束這場人類大屠殺。然而，卻沒有什麼著名人士響應。在這段歲月裡，愛因斯坦滿腹愁腸，閉門不出，深入自己的科學研究。
在研究中，他發現狹義相對論的理論體系還不完善，它只解釋了等速直線運動，而不能解釋加速運動和萬有引力的問題。因此，愛因斯坦又花了整整十年時間，於１９１５年又創立了廣義相對論。
廣義相對論的重要結論是，加速運動與引力場的運動是等價的，要區別是由慣性力或者引力所產生的運動是不可能的。對此，愛因斯坦作了一個形象的比喻。他設想有一個人乘摩天樓的電梯自由降落，人不會感到自己在下降，因為這時電梯和人都依照重力加速度定律在下降，彷彿在電梯裡不存在地球引力。反之，如果電梯以不變的加速度上升，那麼人在電梯裡將覺得雙腳緊貼在地板上，好象站在地球表面一樣。這個等價原理是廣義相對論的基礎，它顯示了等速運動的一些基本原理可以應用到加速度運動中，把狹義相對論推廣到更為普通的情況。
愛因斯坦認為，光在引力場中不是沿著直線，而是沿著曲線傳播。並指出，當從一個遙遠的星球上發出的光在到達地球的途中經過太陽的時候，應當由於太陽的引力而彎曲，因此，而使這個星球看起來的位置與實際不符。其偏斜的弧度，據愛因斯坦計算，應當是１．７５秒。因此建議，在下一次日全蝕時，透過天文觀測來驗證這個理論預見。
１９１９年５月，英國一位天體物理學家率領兩個天文考察隊，擬定在日全蝕時分別在巴西和西非攝影，以驗證從廣義相對論推出的這一重要結論。同年１１月，倫敦皇家學會和天文學會聯席會議正式公佈觀測結果。測得的光線偏轉度竟和愛因斯坦計算的非常一致。這下使牛頓的引力學說失去了普遍的意義。
這個訊息公佈後，全世界為之轟動，愛因斯坦的名字在社會上廣為流傳，幾乎家喻戶曉，科學愛們公認他是繼伽裡略、哥白尼以來最偉大的物理學家之一，是“２０世紀的牛頓”。
１９３３年，德國法西斯頭子希特勒上臺後，加緊了對猶太人的迫害。愛因斯坦被迫遷居美國，任普林斯敦高階學校研究院教授，並於１９４０年取得美國國籍。
１９５５年４月，愛因斯坦在普林斯敦病逝。這位偉大的科學家在他的遺囑中，要求把他的骨灰撒在不為人知的地方。但他那獻身科學的精神和充滿光芒相對論學說，則永遠激勵著後人。
（本章結
