1901-1904年，在德国权威杂志《物理学年鉴》上发表了5篇有关热力学和黑体辐射等方面的研究。1905年3月，《关于光的产生和转变的一个启发性观点》，文中提出光量子学说和光电效应的基本定律，并在历史上第一次揭示了微观物体的波粒二象性，从而圆满地解释了光电效应。（为此获得1921年诺贝尔物理学奖）1905年4月，《分子尺度的新测定》（获苏黎世大学哲学博士学位）1905年5月，《根据分子运动论研究静止液体中悬浮微粒的运动》（有力地提供了原子真实存在布朗运动的证明）1905年6月，长篇文献《论动体的电动力学》（完整提出了著名的狭义相对论理论，开创了物理学的新纪元）1905年9月，《物体惯性和能量的关系》（提出了质量和能量的关系E=mc^2，为原子核能的释放和利用奠定了理论基础）1916年《广义相对论基础》（提出了大质量物体的存在可引起时空连续场的弯曲，为黑洞、大爆炸等新的宇宙论提供了理论依据）
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