1916年
爱因斯坦成为德国物理学会主席,并担任这个职务直到1918年。更为重要的是,他长期等待的关于广义相对论的详细著作发表了。从这时开始,1905年的理论称为狭义相对论,1915年的理论(包括引力现象)称为广义相对论。提出广义相对论是想用数学方程说明所有物理定律。此外,爱因斯坦更新了他关于量子论的工作,并就这一课题发表了三篇论文。
在爱因斯坦继续他的和平主义活动的这一年,全欧洲和海洋上共有几百万人丧生。随着意大利向德国宣战,德国向葡萄牙宣战,第一次世界大战的范围扩大了。在德国,食物稀缺,开始定量配给。即便如此,爱因斯坦与一些大力支持战争的人,诸如哈伯和能斯脱,仍保持友谊。
在中立的瑞士,因长期卧床不起并精神忧郁,米列娃的健康状况继续恶化,爱因斯坦担心她能否照顾好孩子。确实,爱德华变得体弱多病,终于在夏天被送到阿罗萨的儿童疗养院疗养。他在那儿一直待到第二年春天。
爱德华·爱因斯坦和汉斯·阿尔伯特·爱因斯坦于1916年
德国的索末菲(Arnold Sommerfeld)修正了玻尔的原子模型,确定电子的轨道是椭圆形的。曾对爱因斯坦有巨大影响的奥地利物理学家马赫于该年逝世。
施瓦茨希尔德(Karl Schwarzschild)解出了球对称体(恒星)外区域的广义相对论方程。他的解表明,如果恒星的半径小于(2GM)/(c2),时空曲率(curvature of spacetime)就变为无穷大。这是黑洞的著名的施瓦氏半径。
诺贝尔物理学奖和化学奖第一次没有颁发;奖金放入该组织相关授奖部门的专门基金会。
59.“关于麦克斯韦电动力学场方程的一个新形式的解释”(Eine neue formale Deutung der Maxwellschen Feldgleichungen der Elektrodynamik),Königlich Preussische Akademie der Wissenschaften(Berlin),Sitzungsberichte(1916):184~188。
60.“广义相对论基础”(Die Grundlage der allgemeinen Relativitätstheorie),Annalen der Physik 49(1916):769~822。
这篇独创性长篇论文是爱因斯坦关于广义相对论最早的全面阐述,在1915年的一些论文中发表了他最新的修正之后,本文对理论的最终版本作出了全面的说明。他介绍了张量分析(tensor analysis)这一工具,使他能推导出作为非欧时空(non-Euclidean spacetime)的一种特性的普遍引力场方程。在结论中,他讨论了理论在说明诸如光线在引力场中弯曲等现象中的用处,这一成就有助于确立广义相对论对于经典牛顿力学的优越性,从而重新定义了宇宙。他写了对本文的一个补充,但从未发表。
61.“引力场方程的近似积分”(Näherungsweise Integration der Feldgleichungen der Gravitation),Königlich Preussische Akademie der Wissenschaften(Berlin),Sitzungsberichte(1916):688~696。
62.“量子论中辐射的发射和吸收”(Strahlungs-Emission und Absorption nach der Quantentheorie),Deutsche Physikalische Gesellschaft,Verhandlungen 19(1916):318~323。
63.“论辐射的量子论”(Zur Quantentheorie der Strahlung),Physikalische Gesellschaft Zürich,Mitteilungen 18(1916):47~62。次年又发表在Physikalische Zeitschrift 18(1917):121~128。叙述见论文68。
64.“水波和飞行的初步理论”(Elememtare Theorie der Wasserwellen und des Fluges),Die Naturwissenschaften 4(1916):509~510。
爱因斯坦在德国物理学会上用这个题目做了演讲,他在其中提出了机翼设计。一个物体放在运动流体上会受到向上的合力,使它可用作机翼。1917年柏林的一个飞机公司检验了这个设计,但失败了。在爱因斯坦逝世前几个月,他对试飞驾驶员爱尔哈特(Paul Ehrhardt)说:“我时常为那时我的愚蠢而感到难为情。”
65.“恩斯特·马赫”(Ernst Mach),Physikalische Zeitschrift 17(1916):101~104。
在这篇为对他有巨大影响的自然哲学家马赫写的长悼文中,爱因斯坦赞扬他是一位创新的思想家,对自然科学家的认识论倾向有巨大影响。马赫的“哲学研究起源于他的一种渴望,即找到一种观点,由此出发,各个科学分支都可以看作一个整体的事业的一部分”。