1925年以後,愛因斯坦有很長一段時間沒有出遠門旅行。後來曾到比利時、古巴和英國訪問,也曾兩度去過美國,美國給他留下了美好的印象。
1933年
1月,德國納粹上台,接着,迫害猶太人,他的著作被焚,在德國的財產被沒收。
1933年
9月初,納粹以
2萬馬克懸賞殺死他。
於是,他于
9月
9日出走英國。
10月
7日,愛因斯坦帶著妻子和助手等從英國登上一艘去美國的輪船,永遠離開了歐洲。後來一直定居于美國的普林斯頓,擔任高等學術研究院的教授。
堅持走一條自己認準的路當愛因斯坦在柏林尋找通向廣義相對論之路的那段日子裡,理論物理學中一場新的運動在哥本哈根開始了,它很快成了物理學界注意的中心。丹麥物理學家玻爾把量子概念應用於解釋原子結構。
1923年,法國物理學家德布羅意提出物質波理論,把物質粒子波粒二象性的嶄新概念引進了物理學。
1925年,奧地利物理學家泡利提出兩個電子不能共處于同一量子狀態上的不相容原理。
德國物理學家海森堡的矩陣力學和奧地利物理學家薛定鍔的波動力學也建立起來了。量子物理學進入了一個蓬勃發展的非常時期。
愛因斯坦在
20年代也曾為量子理論的發展做過傑出的貢獻,但他的主要精力沒有放在這裡,他在走着一條另外的自己認準的路。
量子力學創立不久,愛因斯坦就與幾位主要的量子力學家產生了重要的意見分歧。愛因斯坦雖然對以玻爾和玻恩為代表的量子力學家的成就十分欽佩,但他又不滿足於微觀世界的這些規律僅僅具有或然性,不滿足於他們對於量子力學的解釋。他認為,量子統計力學並非什麼新東西,只不過是人們長期以來還不能完整地描述事物而採用的權宜之計。
他堅信,物理學應該對於客觀的實在狀況作出和觀察者無關的描述。在物理學史上,他曾有過與玻爾為代表的哥本哈根學派之間的激烈爭論,這個爭論維持了相當長的時間,甚至延續到他生命的結束。而量子力學的發展已是當時物理學界大勢所趨的主流。愛因斯坦的科學思想和當時大多數物理學家的思想方法之間的距離越來越大了。
他在後半生孤獨一人埋頭于統一場論的研究,似乎脫離了物理學發展的洪流。玻恩曾說:「這對愛因斯坦本人,對我們來說都是悲劇。因為他在孤獨地探索他的道路,而我們卻失去了領袖和旗手。」但愛因斯坦痴心不改,始終認為他對統一場論的探索是有意義的。
愛因斯坦對統一場論的探索是從
1923年以後開始的。愛因斯坦一貫相信:世界是統一的,世界是合乎理性的,世界服從于存在的統一規律。
在狹義相對論和廣義相對論建立以後,已知的引力場和電磁場卻沒有統一起來,這種情況使愛因斯坦很不滿意。他認為廣義相對論還有缺陷,它沒有把電磁場包括在內,於是他力圖建立一個既包括引力場又包括電磁場的統一場理論,用以解釋物質的基元結構。他把這看作是相對論發展的第三個階段。
最早從事這方面工作的是魏耳和卡魯查等人。他們由於廣義相對論用黎曼幾何描述引力場取得了巨大成功,便產生了用新的幾何方法統一描述引力場和電磁場的想法。魏耳企圖用修改黎曼幾何的方法建立一個被稱為「規範不變幾何學」來統一描述引力場和電磁場,而進一步的研究表明,這種幾何不能描述電磁場。卡魯查則把黎曼幾何由四維增加到五維,試圖將引力場和電磁場統一起來,結果失敗了。
愛因斯坦最初是設法推廣卡魯查的工作,但沒有取得成功。他還試圖把場和物體聯合成為一個具有場構造的統一體,然後用一種幾何方法去描述這種場和實物的統一體,也沒有取得實際成果。雖然他在
1929年、
1945年和
1954年曾取得一些進展,但都只停留在數學的表述形式上,沒有得到有物理意義的結果。在逝世前夕他與他的學生柏格曼一起提出的不對稱場論,是他最後一個統一場論模型。
在這個模型中,他用度規張量來統一描寫引力和電磁兩種相互作用。度規張量由對稱和不對稱兩部分組成,分別描述引力場和電磁場。但是這個方程無法求解。愛因斯坦最終未能實現自己的宏願。
愛因斯坦
1955年
3月
即他逝世前一個月為紀念母校蘇黎世聯邦工業大學成立
100周年而寫的回憶錄《自述片斷》中說:「自從引力理論這項工作結束以來,到現在
40年過去了,這些歲月我几乎全部用來為了從引力場理論推廣到一個可以構成整個物理學基礎的場論而絞盡腦汁。有許多人向着同一個目標而工作着,許多充滿希望的推廣我的主張後來一個個放棄了。但是最近
10年終於找到一個在我看來是自然而又富有希望的理論。不過,我還是不能確信,我自己是否應當認為這個理論在物理學上是極有價值的,這是由於這個理論是以目前還不能克服的數學困難為基礎的,而這種困難凡是應用任何非線性場論都會出現。
此外,看來完全值得懷疑的是,一種場論是否能夠解釋物質的原子結構和輻射以及量子現象。大多數物理學家都是不假思索地用一個有把握的『否』字來回答,因為他們相信,量子問題在原則上要用另一類方法來解決。問題究竟怎樣,我們想起萊辛的鼓舞人心的話:『為尋求真理的努力所付出的代價,總是比不擔風險地佔有它要高昂得多』。」
愛因斯坦曾就統一場論,在給老朋友索洛文的信中說過:「我完成不了這項工作了;它將被遺忘,但是將來會被重新發現。」