1905 年，阿尔伯特· 爱因斯坦只是位于伯尔尼的瑞士联邦专利局的一名小职员。他还没有当上大学教授，除了有几个经常聚在一起谈论科学和吃烤肠的好友，他在学术界也并不出名。
然而，1905 年注定将成为爱因斯坦和整个物理学历史上的“奇迹之年”：这一年，他发表了 4 篇具有划时代意义的论文，每一篇都足以获得一次诺贝尔奖，这些成就深远地影响了整个世界，爱因斯坦也由此变得举世闻名。
在第一篇论文《关于光的产生和转化的一个启发性观点》里，爱因斯坦通过量子理论解释了光电效应，并最终证明了能量子以及光子（即光的粒子）的存在。
爱因斯坦的理论很大程度上基于普朗克在 1900 年提出的假设，他认为，光只能够接收或发射一份份不可分割的能量块，也即量子，量子以光速移动；他还指出，对于光电效应来说，如果入射光低于给定的频率，即使强度很大，也无法产生任何电流，而强度很小的光线，只要频率足够高就可激发电流，也就是说光电效应存在阈值。
按照爱因斯坦的理解，这个阈值的产生源于光子与电子之间的碰撞，光子通过撞击电子来使之具备脱离原子束缚的能量，从而激发电流，但有时光的强度再大（即增加光子数目）也无法激发光电效应，因为并没有一个满足撞击条件的高能量光子。
爱因斯坦的理论虽然在很大程度上合理地解释了当时物理实验中观察到的光电效应，但仍存在一个较大的问题：它彻底质疑了麦克斯韦的经典电磁学理论基础，即所有的电磁辐射（也就是光）都是连续的，并可进行能量的无限分割。
所以当时整个科学界都很难理解和接受他的这个观点，而量子理论的创始人普朗克自己对爱因斯坦的光量子理论也持不同意见，这一点表现在他推荐爱因斯坦为普鲁士皇家科学院院士的联名信中：
“总而言之，我们可以说，在使近代物理学结出硕果的那些重大问题中，很难找到一个问题是爱因斯坦没有做过重要贡献的，在他的各种推测中，他有时可能并没有通过理性分析射中标的，例如，他的光量子假设就是如此，但是这并不能成为过分责怪他的理由，因为即使在最精确的科学中，也不可能不偶尔冒点风险去引进一个全新的基本概念。”
这些情况并未影响爱因斯坦以他的第一篇论文获得 1921年的诺贝尔奖，而直到 1923 年，康普顿的散射实验证实了光量子假设可圆满解释光电效应之后，科学界才停止对爱因斯坦本人及他的理论的嘲笑。
也就是从那之后，光更多地被认为是一种粒子，也就是光子，而非一种波。可是，电磁学理论所认为的光为波动的本质在很多情况下仍然解释得通，甚至比用粒子性理论解释更加合适。
事实上，根据所研究现象的不同，波动论和粒子论各有千秋。这个矛盾也将开辟物理学的一个全新领域——量子物理学。
第二篇论文在第一篇论文寄出几周后，也还是在 5 月，他给《物理学年鉴》（ Annalen der Physik）寄出了以布朗运动为主题的第二篇论文，并在 7 月发表。布朗运动又是什么呢？在一个装满热水的杯子里倒一些花粉，你将看到花粉在水中不规则运动、突然改变方向、明显停止运动、重新开始运动等。这种不规则的运动被称为布朗运动。
爱因斯坦深信原子真实存在，直到那时，原子对科学界来说还更多的是一个对方程有用的数学工具，而不是物理实体。假设热水是由很多不稳定的水分子组成的，水是热的，这些分子不稳定，到处移动，无规则地撞击花粉；爱因斯坦推论花粉的运动是碰撞的结果。爱因斯坦遇到的最大问题是需要结合热力学和经典力学来阐述他的观点，后者描述物体的运动，前者却研究大系统。
他开始效仿玻尔兹曼关于热力学理论的工作，也用数学方法证明他的直觉的正确性，而这些成果在当时还没被人们接受。他意外地得出一个“几乎的证据”——原子的真实性需要让· 皮兰通过无可辩驳的方式证明。另外，爱因斯坦通过这篇论文，证明了玻尔兹曼的理论成果与实验观察的完美一致性。
爱因斯坦仅在几周内就第二次掀起了自然科学的革命。在和光打交道后以及几乎证明了原子的存在后，他只剩下通过时间和空间来完全引爆物理学基础的工作。
第三篇论文：《论动体的电动力学》在文中他首次提出狭义相对论。
6 月，就在他发表了他的前一篇关于布朗运动的论文几个星期之后，这篇论文——其出版当然是经由杰出的科学家小组审核通过的，这些科学家中包括了马克斯· 普朗克——还是比较容易读懂的，除了数学那部分。
我们需要理解的是，爱因斯坦所要表达的主旨就是，他仍然坚信，适用于宇宙的定律必须是优美的，宇宙的普遍规律也必须是优美的，一切都是和谐相通的。爱因斯坦是个唯美主义者，他并不认可以太，因为以太强调的是不对称；在力学中，所有的参照系都是一样的，任何东西都不是绝对的。
在电磁学中，应该也会有这种绝对静止的以太，但它不应与力学有所冲突。爱因斯坦不认可这些。而且他注意到，在传播光波这件事上，以太只会让事情变得更复杂，尤其让他生气的是，他曾在他的第一篇论文中成功证实光是由一种叫作光子的粒子构成的。他并没有责备他的那些所谓的同行——爱因斯坦原本是位于伯尔尼的瑞士联邦专利局的一名普通职工——想象出了以太这样一种物质的存在，他觉得并不需要这种物质，甚至觉得这是一个不好的思路，是时候忘记这种假设物质的存在了。就当如此。
于是，他所做的事就是证明了电磁波不需要媒介就能传播，也正是这个理论奠定了电场理论的基础；之后，他也回答了所有洛伦兹和庞加莱用以太来回答的关于光波长度收缩和运动中的静电场的问题。他提出的是一个全新的关于时间和空间的理论，这正是我们所说的狭义相对论！
本文选自《花点时间好奇一下》
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