科技和社会产生了诸多变革

一百年前，爱因斯坦发表了五篇划时代的物理学论文，奠定了相对论的基础，为量子理论的发展做出了重要的贡献。原子能、晶体管、计算机、激光、纳米材料、宇宙飞船、生命科学等20世纪重大发明都是爱因斯坦开创的现代物理学的结晶。

随着相对论和量子力学的建立，人类进入了信息时代。固体物理学已有几百年的历史。直到20世纪初，X射线衍射才被发现，并提出了金属的自由电子理论和能带理论。20世纪30年代以后，量子力学成为研究固体物理性质、微观结构和内部运动的学科。近年来，固体物理学的研究对象已从晶体扩展到非晶体和物体表面，因此又改名为凝聚态物理。半导体材料、磁性材料和纳米材料是其研究的主要对象，为计算机的诞生和发展奠定了科学的技术基础。

电路板

信息革命始于20世纪40年代，以计算机的出现为标志。从1904年二极管的发明到1946年世界上第一台电子管计算机的成功研制，是信息技术史上的“电子管时代”。随着1947年半导体晶体管的问世，信息技术的历史进入了晶体管时代。此后，集成电路的发明打破了传统的电路与元器件分离的概念，使电子设备小型化。超大规模集成电路（VLSI）在经历了大规模集成电路（LSI）阶段后，得到了迅速的发展。计算机是由这些物理元素组成的信息处理机。

以激光发明为标志的光电子技术使信息技术达到了一个新的水平。电子的速度比它的电子信息快三个数量级。随着光子集成电路的出现，计算机的发展将更加迅速，应用前景将更加广阔。前两次工业革命扩大了人体的功能，而这一次工业革命扩大了人脑的功能。因此，信息革命是一场更为深刻的革命。

20世纪初，爱因斯坦的科技文化思想开始动摇。以网络信息技术为例。由于数字技术的应用，人类的观念和生活方式发生了巨大的变化。可以说，计算机、信息网络技术已经影响到当今思想文化的各个角落。更不用说数码技术已经改变了几百年的印刷技术，几千年来改变了笔和纸的书写。现在，文化交流、知识和信息传播甚至已经到了用手指点击互联网的地步。这与过去山水相连、艰难险阻的局面大不相同。

相对论与我们的生活息息相关

虽然大多数人还不知道什么是相对论，但事实上，相对论已经直接或间接地影响了整个人类社会，影响了我们每个人的生活。1919年，爱因斯坦在与儿子埃德瓦的谈话中说：“当甲虫在弯曲的树枝上爬行时，它不会注意到树枝是弯曲的。我很幸运地意识到甲虫没有注意到的东西。”爱因斯坦的意识改变了世界将近100年，而且还在继续变化。

GPS导航系统现在是一个常见的功能，随处可见。也许每辆车都有汽车导航系统，几乎所有的智能手机里都安装了导航模块。如果没有相对论，导航系统就会有大问题。

爱因斯坦指出：“传统的时间概念只能在简单的条件下确定。当各种因素暂时联系在一起时，传统的计时方法就行不通了”，根据相对论，卫星上的时钟会比地面上的时钟快，每天大约快38微秒（0.000038秒）。如果不加以修正，GPS导航系统每天累积的误差将超过10公里（这个误差是垂直的，而不是水平的）。如果军方用它来导航导弹，那将是一个大问题。因此，在发射GPS卫星之前，首先要将其时钟的移动频率降低44.65×100亿分之一，并将10.23兆赫调至10.2299999543兆赫。这些数字只有用相对论才能如此精确地计算出来。

相对论在我们日常生活中的应用远不止这些。卫星上的时间加速只是相对论无数推论之一。通过相对论，我们可以精确地计算出卫星上的时钟和地面上的时钟之间的误差。相对论也有很多推论，从推测水星的轨道和日全食时恒星的位置到推断太阳的过去和未来，甚至宇宙的过去和未来。

此外，在医院放射科，大多有一个核磁共振机器，它能产生高能粒子，产生用于治疗或放射治疗的同位素。氟脱氧葡萄糖的合成就是一个典型的例子。由于粒子的速度接近光速，在设计和使用粒子加速器时必须考虑相对论效应。过渡金属（如铂）的内部电子运行速度很快，因此在设计或研究新型催化剂时，有必要考虑相对论性对轨道能级的影响。