Ngôn ngữ và phong tục của người Nhật gồm những thành tố văn hóa của cả phương Bắc lẫn phương Nam. Dưới góc độ sử dụng và cú pháp, rõ ràng tiếng Nhật thuộc ngữ hệ Altai của các dân tộc phía bắc lục địa châu Á, song trong từ vựng lại có nhiều từ gốc từ phía nam. Trong các tập quán và tín ngưỡng, ta thấy các lễ nghi gắn với văn hóa lúa nước vốn có nguồn gốc ở phía nam; còn huyền thoại lập nước bởi vị thần - ông tổ của nòi giống - từ thiên đường xuống hạ giới thì có nguồn gốc ở phía bắc. Vì vậy, người ta cho rằng dân cư ở đây có xuất xứ từ cả phương Bắc lẫn phương Nam, đến quần đảo Nhật Bản từ thời tiền sử và qua một quá trình hoà trộn các chủng tộc dần dần tạo ra dân tộc Nhật Bản.[cần dẫn nguồn]


Tiếng Nhật được viết trong sự phối hợp ba kiểu chữ: chữ Hán hay Kanji và hai kiểu chữ đơn âm mềm Hiragana (Bình Giá Danh) và đơn âm cứng Katakana (Phiến Giá Danh). Kanji dùng để viết các từ Hán (mượn của Trung Quốc) hoặc các từ người Nhật dùng chữ Hán để thể hiện rõ nghĩa. Hiragana dùng để ghi các từ gốc Nhật và các thành tố ngữ pháp như trợ từ, trợ động từ, đuôi động từ, tính từ,… Katakana dùng để phiên âm từ vựng nước ngoài, trừ tiếng Trung và từ vựng của một số nước dùng chữ Hán khác. Bảng ký tự Latinh Rōmaji cũng được dùng trong tiếng Nhật hiện đại, đặc biệt là ở tên và biểu trưng của các công ty, quảng cáo, nhãn hiệu hàng hóa, khi nhập tiếng Nhật vào máy tính và được dạy ở cấp tiểu học nhưng chỉ có tính thí điểm. Số Ả Rập theo kiểu phương Tây được dùng để ghi số, nhưng cách viết số theo ngữ hệ Hán-Nhật cũng rất phổ biến.


Đơn vị phân vùng hành chính cấp 1 của Nhật Bản là đô đạo phủ huyện, cả nước được chia thành 1 đô, 1 đạo, 2 phủ, 43 huyện. Các đô thị lớn tùy theo số dân và ảnh hưởng mà được chỉ định làm thành phố chính lệnh chỉ định, thành phố trung tâm, thành phố đặc biệt. Phân vùng hành chính dưới đô đạo phủ huyện là thị định thôn, ngoài ra còn có các đơn vị như quận, chi sảnh, khu, đặc biệt khu,… Căn cứ vào địa lý và nhân văn, đặc trưng kinh tế, Nhật Bản thường được chia thành 8 khu vực lớn, bao gồm: vùng Hokkaidō, vùng Đông Bắc, vùng Kantō, vùng Trung Bộ, vùng Kinki (còn gọi là vùng Kansai), vùng Chūgoku, vùng Shikoku và vùng Kyushu-Okinawa.


Mấy năm gần đây Nhật Bản thi hành chính sách sáp nhập thị đinh thôn, số lượng đinh thôn đã giảm nhiều. Hiện nay để giảm bớt sự tập trung một cực của Tōkyō và tăng cường phân quyền địa phương, Nhật Bản đang nghiên cứu bỏ đô đạo phủ huyện, chuyển sang chế độ đạo châu (thảo luận chế độ đạo châu Nhật Bản). Năm 1968, Nhật Bản ban hành chế độ mã số bưu chính đoàn thể công khai địa phương. Hiện thời đô đạo phủ huyện và các thị đinh thôn đều có mã số bưu chính của mình. Mã số bưu chính của đô đạo phủ huyện ăn khớp với tiêu chuẩn quốc tế ISO 31166-2:JP.


Nhật Bản nằm trên đường ranh giới giữa bốn mảng kiến tạo địa chất của Trái Đất. Nhưng quan trọng là mảng Thái Bình Dương đang tiến về phía mảng Âu-Á và chúi xuống dưới mảng này. Chuyển động này diễn ra không mấy êm ả và có thể dẫn tới những xung động đột ngột mà kết quả là động đất. Khi mảng Thái Bình Dương chìm xuống, các lớp trầm tích bề mặt vỡ ra và bị biến dạng. Thậm chí lớp vỏ đại dương cũng sẽ bị tan chảy thành dung nham dâng lên bề mặt, phun trào vô số các ngọn núi lửa. Sự phun trào núi lửa cùng với quá trình trầm tích tạo thành một chuỗi các hòn đảo nhiều núi – một dải đảo hình cung.


Ngọn núi lửa nổi tiếng nhất ở Nhật Bản là núi Núi Phú Sĩ, mà người Nhật gọi là Fuji-san, cao 3776 m. Sự dốc đứng và dạng hình nón gần như hoàn hảo của ngọn núi biến nó thành một cảnh tượng kỳ thú có thể nhìn thấy từ Tokyo. Núi Phú Sĩ là một điểm du lịch được ưa thích và hàng năm có nhiều người leo lên ngọn núi này. Ngọn núi lửa này phun trào lần cuối vào năm 1707 và ngủ yên từ đó đến nay. Tuy nhiên, tháng 8 năm 2000, các nhà khoa học đã phát hiện có những chấn động nhẹ bên dưới núi Phú Sĩ. Các chấn động này đang được nghiên cứu kỹ lưỡng, nhưng cũng đủ để đưa ra lời cảnh báo.


Vị trị địa lý của Nhật Bản khiến nước này là một trong những quốc gia xảy ra nhiều thiên tai nhất thế giới. Hai mối đe dọa nghiêm trọng nhất là động đất và sóng thần. Mỗi năm Nhật Bản phải chịu 7500 trận động đất nhẹ, riêng Tokyo có đến 150 trận. Hầu hết các trận động đất này quá nhẹ, không thể nhận ra, nhưng cũng có những trận động đất rất mạnh. Từ trận động đất Kanto chết chóc năm 1923, tới nay Nhật Bản đã phải trải qua 16 vụ động đất và sóng thần. Vụ sóng thần khủng khiếp gần đây nhất xảy ra ngày 11 tháng 3 năm 2011 là hậu quả của trận động đất ngầm ngoài khơi Tohoku của Nhật Bản mạnh 9 độ richte, sóng thần cao nhất là 39m, đánh vào ven bờ Sendai làm cho cả thành phố và các khu vực xung quanh bị thiệt hại nặng nề, làm gần 16.000 người chết, hơn 6.000 người bị thương và hơn 2.600 người mất tích.


Nhật Bản là một xứ sở có phong cảnh được coi là một trong những nơi đẹp nhất thế giới, được đánh giá là một trong 10 đất nước tuyệt vời nhất trên thế giới (năm 2010) và cũng là đại diện châu Á duy nhất có mặt trong danh sách này với bốn mùa thay đổi rõ rệt: mùa xuân với hoa anh đào nở dần từ nam lên bắc, mùa hè cây cối xanh mướt, mùa thu lá phong (momiji) đỏ thắm từ bắc xuống nam, mùa đông tuyết trắng tinh khôi. Núi Phú Sĩ (Fujisan) là ngọn núi cao nhất Nhật Bản, nằm giữa đồng bằng, lại có tuyết bao phủ nơi phần đỉnh núi, là nguồn cảm hứng của rất nhiều văn sĩ và thi sĩ cũng như của các văn nghệ sĩ, trong đó có các nhiếp ảnh gia và họa sĩ khắp bốn phương.


Vị trí nằm trên vành đai núi lửa Thái Bình Dương, nằm ở điểm nối của ba vùng kiến tạo địa chất đã khiến Nhật Bản thường xuyên phải chịu các dư trấn động đất nhẹ cũng như các hoạt động của núi lửa. Các cơn động đất có sức tàn phá, thường dẫn đến sóng thần, diễn ra vài lần trong một thế kỷ. Những cơn động đất lớn gần đây nhất là động đất Chūetsu năm 2004 và đại động đất Hanshin năm 1995. Vì các hoạt động núi lửa diễn ra thường xuyên nên quốc gia này có vô số suối nước nóng và các suối này đã và đang được phát triển thành các khu nghỉ dưỡng.


Nhật Bản có chín vùng sinh thái rừng để phản ánh rõ khí hậu và địa lý của cả đảo.Chúng bao gồm từ rừng ẩm lá rộng cận nhiệt ở Ryūkyū và quần đảo Ogasawara đến các khu rừng hỗn hợp lá rộng ôn đới trong nền khí hậu nhẹ của các đảo chính, và đến với các rừng lá kim ôn đới ở những phần lãnh thổ lạnh lẽo thuộc những hòn đảo miền bắc. Nhật Bản có hơn 90.000 loài động vật hoang dã, trong đó có gấu nâu, khỉ Nhật Bản, lửng chó Nhật Bản và kỳ giông khổng lồ Nhật Bản. Nước này đã thành lập một mạng lưới lớn các vườn quốc gia nhằm bảo vệ các quần động vật và thực vật quan trọng cũng như 37 vùng đất ngập nước ngập Ramsar. Bốn địa điểm đã được UNESCO công nhận là di sản thế giới vì có giá trị nổi bật về mặt thiên nhiên.


Cơ quan lập pháp dân cử của Nhật Bản là Quốc hội (国会, Kokkai?), đặt trụ sở tại Chiyoda, Tokyo. Quốc hội họat động theo cơ chế lưỡng viện, trong đó Hạ viện (衆議院 (Chúng Nghị viện), Shūgiin?) có 480 ghế, được cử tri bầu chọn sau mỗi bốn năm hoặc sau khi giải tán, và Thượng viện (参議院 (Tham Nghị viện), Sangiin?) có 242 ghế, được cử tri bầu chọn cho nhiệm kỳ sáu năm và cứ mỗi ba năm được bầu lại một nửa số thành viên. Quyền bầu cử theo nguyên tắc phổ thông đầu phiếu thuộc về mọi công dân Nhật Bản trên 18 tuổi không phân biệt nam-nữ, trong đó áp dụng phương thức bỏ phiếu kín tại tất cả đơn vị bầu cử. Các nghị sĩ quốc hội chủ yếu là người của Đảng Dân tiến có khuynh hướng tự do xã hội và Đảng Dân chủ Tự do có khuynh hướng bảo thủ. Đảng Dân chủ Tự do đã liên tiếp giành thắng lợi trong các cuộc tổng tuyển cử kể từ năm 1955, ngoại trừ hai giai đoạn từ năm 1993 đến 1994 và từ năm 2009 đến 2012. Đảng này chiếm 294 ghế trong Chúng Nghị viện và 83 ghế trong Tham Nghị viện.


Thủ tướng Nhật Bản (内閣総理大臣 (Nội các Tổng lý Đại thần), Naikaku sōri daijin?) là người đứng đầu chính phủ do Quốc hội chọn ra từ các nghị sĩ thành viên và được Thiên hoàng sắc phong. Thông thường người đứng đầu một đảng chính trị chiếm đa số ghế trong Quốc hội sẽ được giới thiệu giữ chức Thủ tướng. Thủ tướng lãnh đạo nội các và có thể chỉ định hay bãi nhiệm Bộ trưởng Quốc vụ. Sau chiến thắng áp đảo của Đảng Dân chủ Tự do trong cuộc tổng tuyển cử năm 2012, Abe Shinzō thay thế Noda Yoshihiko giữ chức Thủ tướng từ ngày 26 tháng 12 năm 2012 và trở thành Thủ tướng Nhật Bản thứ sáu tuyên thệ nhậm chức trong vòng sáu năm của đất nước này. Mặc dù việc bổ nhiệm Thủ tướng được tiến hành một cách chính thức bởi Thiên hoàng, Hiến pháp Nhật Bản quy định những người được Thiên hoàng bổ nhiệm vào vị trí này đều phải theo sự chỉ định của Quốc hội.


Mặc dù trong lịch sử đã từng chịu ảnh hưởng bởi luật pháp Trung Quốc, luật pháp Nhật Bản đã phát triển một cách độc lập trong thời Edo qua các thư liệu như Kujikata Osadamegaki. Tuy nhiên, từ cuối thế kỷ XIX, hệ thống tư pháp đã dựa sâu rộng vào luật châu Âu lục địa, nổi bật là Đức. Ví dụ: vào năm 1896, chính phủ Nhật Bản đã ban hành một bộ luật dân sự dựa theo bản thảo Bürgerliches Gesetzbuch Đức; bộ luật này vẫn còn hiệu lực đến ngày nay qua những sửa đổi thời hậu Chiến tranh thế giới thứ hai. Luật thành văn do Quốc hội soạn và được sự phê chuẩn của Thiên hoàng. Hiến pháp quy định Thiên hoàng ban hành những điều luật đã được Quốc hội thông qua, mà không trao cho vị vua quyền hạn cụ thể nào để bác bỏ dự luật. Hệ thống cơ quan tư pháp Nhật Bản chia thành bốn cấp bậc: Tòa án Tối cao (最高裁判所 (Tối cao Tài phán Sở), Saikō-Saibansho?) và ba cấp tòa án thấp hơn. Chánh Thẩm phán Tòa án Tối cao do Thiên hoàng sắc phong theo chỉ định của Quốc hội, trong khi các Thẩm phán Tòa án Tối cao do nội các bổ nhiệm. Trụ cột của pháp luật Nhật Bản gọi là Lục pháp (六法, Roppō?, Sáu bộ luật).


Nhật Bản là nước rất nghèo nàn về tài nguyên ngoại trừ gỗ và hải sản, trong khi dân số thì quá đông, phần lớn nguyên nhiên liệu phải nhập khẩu. Tuy nhiên, nhờ công cuộc Minh Trị duy tân cũng như việc chiếm được một số thuộc địa, vào trước Thế Chiến thứ Hai, quy mô kinh tế Nhật Bản đã đạt mức tương đương với các cường quốc châu Âu. Năm 1940, tổng sản lượng kinh tế (GDP) của Nhật bản (quy đổi theo thời giá USD năm 1990) đã đạt 192 tỷ USD, so với Anh là 316 tỷ USD, Pháp là 164 tỷ USD, Italy là 147 tỷ USD, Đức là 387 tỷ USD, Liên Xô là 417 tỷ USD


Nhật Bản đang xúc tiến 6 chương trình cải cách lớn trong đó có cải cách cơ cấu kinh tế, giảm thâm hụt ngân sách, cải cách khu vực tài chính và sắp xếp lại cơ cấu chính phủ,... Cải cách hành chính của Nhật được thực hiện từ tháng 1 năm 2001. Dù diễn ra chậm chạp nhưng cải cách đang đi dần vào quỹ đạo, trở thành xu thế không thể đảo ngược ở Nhật Bản và gần đây đã đem lại kết quả đáng khích lệ, nền kinh tế Nhật đã phục hồi và tăng trưởng trở lại, tuy nhiên trong giai đoạn 2001-2015, kinh tế Nhật vẫn chỉ đạt được tốc độ tăng trưởng rất chậm, trung bình chỉ dưới 1% mỗi năm.


Từ 1974 đến nay tốc độ phát triển tuy chậm lại, song Nhật Bản tiếp tục là một nước có nền kinh tế lớn đứng thứ ba trên thế giới (chỉ đứng sau Hoa Kỳ và Trung Quốc). Trong 20 năm (từ 1990 tới 2010), Nhật Bản luôn giành vị trí thứ hai về kinh tế nhưng đã bị Trung Quốc vượt qua từ đầu năm 2010. Tổng sản phẩm nội địa (GDP) tính đến năm 2016 là 4.730 tỷ USD, GDP trên đầu người là 40,090 USD (2017), đứng thứ 3 thế giới và đứng thứ hai châu Á (sau Trung Quốc). Cán cân thương mại thặng dư và dự trữ ngoại tệ đứng hàng đầu thế giới, nên nguồn vốn đầu tư của Nhật bản ra nước ngoài rất nhiều, là nước cho vay, viện trợ tái thiết và phát triển lớn nhất thế giới. Nhật Bản có nhiều tập đoàn tài chính, ngân hàng đứng hàng đầu thế giới. Đơn vị tiền tệ là: đồng yên Nhật.


Dịch vụ ngân hàng, bảo hiểm, bất động sản, bán lẻ, giao thông, viễn thông tất cả đều là ngành công nghiệp lớn của Nhật Bản, Nhật Bản có năng lực rất lớn về công nghiệp, và đây là trụ sở của nhiều nhà sản xuất công nghệ tiên tiến bậc nhất thế giới về các sản phẩm xe có động cơ, trang thiết bị điện tử, công cụ máy móc, thép, phi kim loại, công nghiệp tàu thủy, hóa học, dệt may, thức ăn chế biến. Đây cũng là nơi đặt trụ sở của các tập đoàn đa quốc gia và nhiều mặt hàng thương mại trong lĩnh vực công nghệ và máy móc. Xây dựng từ lâu đã trở thành một trong những nền công nghiệp lớn nhất của Nhật Bản.


Nhật Bản là trụ sở của một trong những ngân hàng lớn nhất thế giới, tập đoàn tài chính Mitsubishi UFJ (Mitsubishi UFJ Financial Group) với số vốn ước tính lên đến 3.500 tỉ Yên (2013). Nhật Bản cũng là nơi có thị trường chứng khoán lớn thứ hai thế giới - thị trường chứng khoán Tokyo với khoảng 549.7 nghìn tỉ yên vào tháng 12/2006. Đây cũng là trụ sở của một số công ty dịch vụ tài chính, những tập đoàn kinh doanh và những ngân hàng lớn nhất thế giới. Ví dụ như những tập đoàn kinh doanh và công ty đa quốc gia như Sony, Sumitomo, Mitsubishi và Toyota sở hữu hàng tỉ và hàng nghìn tỷ đô la đang hoạt động trong lĩnh vực ngân hàng, nhóm các nhà đầu tư hoặc dịch vụ tài chính như ngân hàng Sumitomo, ngân hàng Fuji, ngân hàng Mitsubishi, các định chế tài chính của Toyota và Sony. Các thương hiệu hàng đầu thế giới của Nhật Bản bao gồm Toyota, Honda, Canon, Nissan, Sony, Mitsubishi UFJ (MUFG), Panasonic, Uniqlo, Lexus, Subaru, Nintendo, Bridgestone, Mazda và Suzuki.


Những đối tác xuất khẩu chính của Nhật là Hoa Kỳ 22.9%, Trung Quốc 13.4%, Hàn Quốc 7.8%, Đài Loan 7.3% và Hồng Kông 6.1% (2005). Những mặt hàng xuất khẩu chính của Nhật là thiết bị giao thông vận tải, xe cơ giới, hàng điện tử, máy móc điện tử và hóa chất. Do hạn chế về tài nguyên thiên nhiên để duy trì sự phát triển của nền kinh tế, Nhật Bản phải phụ thuộc vào các quốc gia khác về phần nguyên liệu vì vậy đất nước này nhập khẩu rất nhiều loại hàng hóa đa dạng. Đối tác nhập khẩu chính của Nhật là Trung Quốc 21%, Hoa Kỳ 12.7%, A Rập Xê Út 5.5%, UAE 4.9%, Australia 4.7%, Hàn Quốc 4.7% và Indonesia 4% (số liệu 2005). Những mặt hàng nhập khẩu chính của Nhật Bản là máy móc, thiết bị, chất đốt, thực phẩm (đặc biệt là thịt bò), hóa chất, nguyên liệu dệt may và những nguyên liệu cho các ngành công nghiệp của đất nước. Nhìn chung, Đối tác buôn bán tổng thể lớn nhất của Nhật Bản là Trung Quốc.


Dấu hiệu tăng trưởng có phần chững lại vào thập niên 1980, và đến những năm 1990 thì lâm vào trì trệ, tăng trưởng trung bình chỉ đạt 1.7%, chủ yếu do những tác động của việc đầu tư không hiệu quả và do dư chấn của bong bóng bất động sản vào những năm 1980 đã làm cho các cơ sở sản xuất và kinh doanh mất một thời gian dài tái cơ cấu về nợ quá hạn, vốn tư bản và lực lượng lao động. Tháng 11/2007, nền kinh tế Nhật đã chấm dứt đà tăng trưởng kéo dài liên tục 69 tháng kể từ năm 2001 và chính thức suy thoái vào năm 2008 khi GDP giảm 3%, mức lãi suất ngân hàng trung ương hạ đến mức 0% vào đầu năm 2009. Chương trình tư nhân hóa 10 năm ngành bưu điện Nhật vốn không chỉ nhắm đến các hoạt động của hệ thống bưu chính quốc gia mà còn với các cơ sở ngân hàng và bảo hiểm trực thuộc đã hoàn tất vào tháng 10/2007, đánh dấu một bước tiến quan trọng trong việc tái cấu trúc ngành này của chính phủ.


Không giống như tình hình ở các nước phương Tây, khu vực tài chính Nhật không chịu ảnh hưởng mạnh từ cuộc Khủng hoảng cho vay thế chấp nhưng do đối mặt với sự sụt giảm mạnh về khối lượng đầu tư cũng như nhu cầu trước các mặt hàng xuất khẩu chủ chốt của Nhật ở nước ngoài vào cuối năm 2008, đã đẩy nước này vào vòng suy thoái nhanh hơn. Tình trạng nợ công quá lớn (chiếm 229% GDP theo số liệu của năm 2015) và tỉ lệ dân số có tuổi quá cao là hai vấn đề đầy thách thức với Nhật Bản về dài hạn. Hiện tại những tranh cãi xung quanh vai trò và hiệu quả của các chính sách vực dậy nền kinh tế là mối quan tâm lớn của người dân lẫn chính phủ nước này. Nhìn chung, trong giai đoạn 2005-2015, kinh tế Nhật chỉ đạt được tốc độ tăng trưởng rất chậm, trung bình 1% mỗi năm. Kinh tế Nhật đã bị Trung Quốc vượt qua trong giai đoạn này, và nếu tiếp tục tăng trưởng chậm như vậy thì trong 10 năm tới, Indonesia và Nga sẽ vượt qua Nhật về tổng GDP theo sức mua tương đương, còn Hàn Quốc và Đài Loan cũng sẽ sớm vượt qua Nhật về thu nhập bình quân đầu người.


Giao thông ở Nhật Bản rất hiện đại và phát triển cao. Ngành giao thông vận tải của Nhật Bản nổi bật vì hiệu quả năng lượng của nó: nó sử dụng ít năng lượng hơn trên mỗi đầu người so với các nước khác, nhờ vào một tỷ lệ cao của giao thông vận tải đường sắt và khoảng cách đi lại trung bình ngắn hơn.. Nhật Bản sử dụng giao thông bên trái. Vào năm 2004 ở Nhật Bản có khoảng 1.177.278 km (731.683 miles) đường bộ, 173 sân bay, 23.577 km (14.653 miles) đường sắt. Phương tiện đường không được hoạt động chủ yếu bởi All Nippon Airways (ANA) và Japan Airlines (JAL). Đường sắt được điều khiển bởi Japan Railways. Hệ thống đường sắt cao tốc Shinkansen của Nhật Bản nổi tiếng thế giới bởi sự an toàn và đúng giờ. Có 176 sân bay tại Nhật, và sân bay lớn nhất trong nước, sân bay quốc tế Tokyo, là sân bay bận rộn nhất châu Á. Cổng quốc tế lớn nhất là sân bay Quốc tế Narita (khu vực Tokyo), sân bay Quốc tế Kansai (khu vực Osaka/Kobe/Kyoto), và sân bay Quốc tế Chūbu (khu vực Nagoya). Các cảng lớn nhất bao gồm cảng Nagoya.


Một vài đóng góp công nghệ quan trọng của Nhật Bản là những phát minh trong các lĩnh vực điện tử, ô tô, máy móc, robot công nghiệp, quang học, hóa chất, chất bán dẫn và kim loại. Nhật Bản dẫn đầu thế giới trong ngành khoa học robot, đây là quốc gia sở hữu hơn nửa (402.200 trong tổng 742.500) số robot cho công nghiệp sản xuất (năm 2000). Nhật Bản đã phát minh ra QRIO, ASIMO và Aibo. Nhật Bản cũng là nước sản xuất ô tô lớn thứ hai trên thế giới (sau Trung Quốc, năm 2012) và là quê hương của 6 trong tổng số 15 nhà sản xuất ô tô lớn nhất toàn cầu cũng như 7 trong số 20 nhà sản xuất chất bán dẫn lớn nhất thế giới.


Các nhà nghiên cứu Nhật cũng đã phần nào khẳng định được mình qua các lần đoạt giải Nobel. Hideki Yukawa một trong những nhà khoa học ưu tú xuất thân từ Đại học Kyoto giành giải Nobel về vật lý năm 1949. Sin-Itiro Tomonaga cũng nhận vinh dự tương tự năm 1965. Nhà vật lý chất rắn Leo Esaki sau này xuất thân từ Đại học Tokyo cũng đạt được vinh quang đó năm 1973. Kenichi Fukui của Đại học Kyoto là một trong các nhà khoa học cùng chia giải Nobel hóa học năm 1981. Susumu Tonegawa, cũng trưởng thành từ Đại học Kyoto trở thành người Nhật đầu tiên từ 2007 nhận giải này với các thành tựu về sinh hóa kể từ khi lãnh vực này được phát triển năm 1987. Các nhà khoa học nghiên cứu về hóa học cũng không chịu kém khi lần lượt nhận giải vào năm 2000, 2001: Hideki Shirakawa (Viện khoa học công nghệ Tokyo) và Ryoji Noyori (Đại học Kyoto). Năm 2002 là nhà vật lý Masatoshi Koshiba (Đại học Tokyo) và hóa học gia Koichi Tanaka (Đại học Tohoku). Năm 2008, Nhật Bản có bốn nhà khoa học nhận giải Nobel gồm có Yoichiro Nambu, Makoto Kobayashi, Toshihide Maskawa và Osamu Shimomura. Nhật Bản là đất nước sở hữu nhiều khoa học gia đoạt giải Nobel nhất ở châu Á hiện nay. Không những thế, Nhật Bản cũng là quốc gia giành được nhiều giải thưởng Fields nhất châu Á, giải thưởng được xem là Nobel Toán học với 3 lần đăng quang: Kunihiko Kodaira (1954), Hironaka Heisuke (1970), Mori Shigefumi (1990).


Bên cạnh đó việc chăm sóc cho học sinh tàn tật cũng được Chính phủ quan tâm, Nhật Bản có riêng Cục phụ trách các vấn đề Tiểu học và Trung học chịu trách nhiệm chính về công tác chăm sóc giúp đỡ các học sinh tàn tật, ngoài ra Cục này còn phụ trách cả vấn đề giáo dục cho trẻ em Nhật Bản sống ở nước ngoài cũng như góp phần giám sát một hệ thống kiểm định và phân phối miễn phí sách giáo khoa cho các đối tượng trên. Gần đây cơ quan này còn kiêm nhiệm thêm một số chương trình thuộc mạng lưới giáo dục địa phương như các chính sách về việc quyết định đội ngũ công tác giáo dục, các tiêu chuẩn về diện tích trường lớp, số lượng giáo viên cho mỗi trường, và các vấn đề tài chánh liên quan.


Ngân sách dành riêng cho công tác giáo dục năm 2005 là 5.733,3 tỉ yên (59 tỷ đô-la), chiếm 7% ngân sách quốc gia (82.182,9 tỉ yên) và chiếm 11.8% ngân sách cho các mục đích công. Hệ thống chiếu sáng cũng chiếm một phần đáng kể trong công tác phát triển cơ sở vật chất (161.3 tỉ yên). Ngân sách dành cho MEXT chủ yếu được chi dùng cho đổi mới công tác giáo dục, trợ giúp kinh phí cho các trường tư, cho vay học bổng và mở rộng các khóa giảng dạy về khoa học-công nghệ, các môn học về thể thao và văn hóa-mỹ thuật cũng được chú ý phát triển. Ngoài ra còn có các kế hoạch tăng lương cho giáo viên tiểu học công.


Các dịch vụ chăm sóc sức khỏe ở Nhật chủ yếu được cung cấp bởi chính quyền trung ương và địa phương. Chi phí cho các dịch vụ cá nhân này, vốn do một hội đồng chuyên trách của chính phủ thông qua, được cung cấp bởi hệ thống bảo hiểm sức khỏe áp dụng rộng rãi và công bằng trên cả nước. Những công dân không muốn sử dụng dịch vụ bảo hiểm của các công ty nơi họ làm việc có thể tham gia vào các loại hình bảo hiểm sức khỏe quốc gia do chính quyền địa phương theo dõi và điều hành. Từ năm 1973, tất cả người già đều được cung cấp miễn phí các loại hình bảo hiểm sức khỏe do chính phủ đài thọ, trong đó bệnh nhân được tùy chọn cơ sở họ muốn dùng các hình thức chăm sóc sức khỏe phù hợp nhất.


Nhân sự kiện khủng bố 11/9, Chính phủ và Quốc hội Nhật đã thông qua ba dự luật chống khủng bố gồm: Luật đặc biệt chống khủng bố, Luật sửa đổi Lực lượng phòng vệ và Luật sửa đổi Cục bảo an trên biển, cho phép Nhật lần đầu tiên sau Chiến tranh thế giới thứ hai được phép cử quân đội ra nước ngoài, hợp tác với Mỹ chống khủng bố. Nhật Bản đã đưa 600 binh sĩ sang Iraq thực hiện các hoạt động nhân đạo. Đây là bước chuyển mới trong chính sách quốc phòng của Nhật, từng bước tăng cường và mở rộng phạm vi hoạt động của Lực lượng phòng vệ.


Dân cư Nhật Bản phân bố không đồng đều trong cả nước. Dân cư tập trung đông nhất ở Vành đai Thái Bình Dương. Có một số lý do giải thích tại sao mật độ dân cư ở Nhật Bản lại quá chênh lệch như vậy. Chỉ có 15% đất đai phù hợp cho việc xây dựng, vì vậy các khu dân cư chỉ giới hạn trong những khu vực tương đối nhỏ hẹp. Đất nông nghiệp cũng thiếu, do đó việc canh tác tập trung ở một vài đồng bằng ven biển. Ngoài ra, khí hậu là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến phân bố dân cư, vì miền Đông và miền Nam ấm áp và thích hợp cho việc định cư. Các miền này còn tiện lợi cho quan hệ thương mại với các nước khác trong vùng Thái Bình Dương và vì vậy cũng là các vùng công nghiệp nổi tiếng.


Thay đổi dân số đã tạo ra các vấn đề xã hội, đặc biệt là sự suy giảm lực lượng lao động đồng thời gia tăng chi phí cho phúc lợi xã hội như vấn đề lương hưu. Do các vấn đề kinh tế và xã hội, nhiều người trẻ Nhật Bản hiện có xu hướng không kết hôn hoặc sinh con khi trưởng thành, khiến tỉ suất sinh đẻ đang giảm mạnh. Dân số nước Nhật Bản dự tính sẽ giảm xuống còn 100 triệu người vào năm 2050 và 64 triệu người vào năm 2100. Chính quyền và các nhà hoạch định dân số đang đau đầu để giải quyết vấn đề này.


99% dân số nói tiếng Nhật. Đây là loại ngôn ngữ kết dính được phân biệt bởi một hệ thống các từ ngữ lễ giáo phản ánh xã hội tôn ti và trọng đạo đức của Nhật Bản, với các dạng động từ và từ vựng biểu hiện tính cách của người nói và người nghe. Tiếng Nhật đã vay mượn một lượng lớn từ vựng trong tiếng Hán và cả tiếng Anh (từ sau Chiến tranh thế giới thứ hai). Hệ thống chữ viết sử dụng chữ Hán và hai loại chữ kana (bảng âm tiết dựa trên chữ tiếng Hán, giống như ký tự Latinh) và chữ số Ả Rập. Tiếng Ryūkyūan, một phần của họ ngôn ngữ Nhật, được nói phần lớn ở Okinawa, chỉ có số ít người học ngôn ngữ này. Tiếng Ainu chỉ được sử dụng bởi một số ít người già bản địa còn sống tại Hokkaidō. Phần lớn các trường công và tư ở Nhật đều buộc học sinh phải học cả tiếng Nhật và tiếng Anh.


Xét về mặt xã hội, có xu hướng cha mẹ già ở lại nông thôn, còn con cái sau khi tốt nghiệp trung học, liền bỏ ra thành thị làm công nhân. Sự kiện này chia rẽ nơi cư trú của cha mẹ và con cái, và làm tan rã hạt nhân gia đình truyền thống. Dân cư ở nông thôn của Nhật ngày càng trở thành già nua, đồng thời kiêm thêm nghề khác. Trong khi đó ở thành thị, do nếp sống công nghiệp hóa cao độ, kết cấu gia đình ngày càng trở nên lỏng lẻo, quan hệ giữa các thành viên gia đình trở nên nhạt nhòa. Dân cư thành thị Nhật bị ví là "động vật kinh tế", chỉ những con người hy sinh mọi niềm vui thú để chạy đua kiếm tiền đến mức gần như điên cuồng. Xã hội Nhật ngày càng có sự phân hóa sâu sắc về tuổi tác, văn hóa giữa thành thị và nông thôn.


Do các áp lực cuộc sống ngày càng lớn, tỷ lệ tự sát tại Nhật Bản thuộc mức rất cao trên thế giới. Theo số liệu của cảnh sát quốc gia, ba phần tư số vụ tự tử trong năm 2007 là nam giới, và 60% là thất nghiệp, trong khi tỷ lệ tự tử ở cấp cao tăng lên. Chính phủ cho biết chỉ có 81 vụ tự tử trong năm 2007 là do làm việc quá sức hoặc căng thẳng, gây ra hiện tượng tử vong do làm việc quá sức, thông thường là do tình trạng thừa lao động. Tuy nhiên, cảnh sát quốc gia công nhận trong năm 2007 đã có 2.200 vụ tự sát xảy ra do vấn đề việc làm. Trong năm 2009, 6.949 người tự tử vì trầm cảm (21%), 1.731 người do những khó khăn của cuộc sống hàng ngày (5%) và 1.071 người do mất việc làm (3%).


Với tỷ lệ sinh thấp và tuổi thọ cao, tình trạng lão hóa dân số một cách nhanh chóng thời gian gần đây trở thành vấn đề nghiêm trọng với Nhật. Dân số giảm liên tiếp kể từ năm 2007, trong khi số người cao tuổi lần đầu tiên chiếm 1/4 tổng dân số. Tới ngày 1-10-2013, dân số Nhật Bản đã giảm 0,17% (khoảng 217.000 người) xuống còn 127.298.000 người, trong đó tính cả người nước ngoài cư trú lâu dài tại Nhật Bản. Nhóm người cao tuổi (từ 65 tuổi trở lên) tăng thêm 1,1 triệu người lên 31,9 triệu người, chiếm 25,1% dân số Nhật Bản. Trong khi đó, năm 2013, số ca sinh mới ở nước này giảm khoảng 6.000 ca so với 1 năm trước đó. Năm 2014, số lượng người già trên 65 tuổi đã cao gấp đôi so với số lượng trẻ em dưới 14 tuổi.


Văn hóa Nhật Bản là một trong những nền văn hóa đặc sắc nhất thế giới, văn hóa Nhật đã phát triển mạnh mẽ qua thời gian từ thời kỳ Jōmon cho tới thời kỳ đương thời, mà trong đó chịu ảnh hưởng cả từ văn hóa châu Á, châu Âu và Bắc Mỹ. Nghệ thuật truyền thống Nhật Bản bao gồm các ngành nghề thủ công như ikebana, origami, ukiyo-e, đồ chơi, đồ gỗ sơn mài và gốm sứ; các môn nghệ thuật biểu diễn như bunraku, nhảy, kabuki, nō, rakugo, ngoài ra còn phải kể đến những nét đặc sắc truyền thống khác như trà đạo, Budō, Kimono, kiến trúc, vườn Nhật và cả gươm Nhật. Ẩm thực Nhật Bản hiện nay là một trong những nền ẩm thực nổi tiếng nhất trên thế giới.


Âm nhạc của Nhật Bản đã mượn nhiều nhạc cụ và phong cách từ các quốc gia láng giềng và phát triển thêm các nét đặc trưng của Nhật, điển hình như đàn Koto được giới thiệu vào Nhật từ thế kỷ thứ IX và X, hay như thể loại kịch Nō từ thế kỷ XIV và âm nhạc dân gian đại chúng, với những cây đàn như shamisen, được truyền bá tới Nhật từ thế kỷ XVI. Âm nhạc phương Tây, được giới thiệu vào Nhật cuối thế kỷ XIX, giờ đã trở thành một phần nội tại quan trọng trong văn hóa Nhật Bản. Nước Nhật thời hậu chiến tranh thế giới thứ hai bị ảnh hưởng nặng nề bởi âm nhạc Mỹ và âm nhạc hiện đại châu Âu, điều này đã dẫn đến sự phát triển của dòng âm nhạc gọi là J-pop.


Các tác phẩm đầu tiên của văn học Nhật Bản bao gồm hai cuốn sách lịch sử Kojiki và Nihon Shoki cũng như tập thơ từ thế kỷ thứ VIII Man'yōshū, tất cả đều được viết bằng Hán tự. Vào giai đoạn đầu của thời kỳ Heian, hệ thống ký tự kana (Hiragana và Katakana) ra đời. Cuốn tiểu thuyết The Tale of the Bamboo Cutter được coi là tác phẩm ký sự lâu đời nhất của Nhật. Một hồi ký về cuộc đời trong cung cấm được ghi trong cuốn The Pillow Book, viết bởi Sei Shōnagon, trong khi Truyện kể Genji của Murasaki Shikibu thường được coi là tiểu thuyết đầu tiên trên thế giới. Trong thời kỳ Edo, văn học không thực sự phát triển trong giới Samurai như trong tầng lớp người chōnin. Yomihon, là một ví dụ, đã trở nên nổi tiếng và tiết lộ sự thay đổi sâu kín này trong giới độc giả cũng như tác giả thời kỳ này. Thời kỳ Minh Trị chứng kiến một giai đoạn đi xuống trong các thể loại văn học truyền thống của Nhật, trong thời kỳ này thì văn học Nhật chịu nhiều ảnh hưởng từ văn học phương Tây. Natsume Sōseki và Mori Ōgai được coi là những văn hào tiểu thuyết "hiện đại" đầu tiên của Nhật, tiếp đó có thể kể đến Akutagawa Ryūnosuke, Tanizaki Jun'ichirō, Yasunari Kawabata, Yukio Mishima và gần đây hơn là Haruki Murakami. Nhật Bản có hai nhà văn từng đoạt giải Nobel là Yasunari Kawabata(1968) và Kenzaburo Oe (1994).


Văn học Nhật Bản là một trong những nền văn học dân tộc lâu đời nhất và giàu có nhất thế giới nảy sinh trong môi trường nhân dân rộng lớn từ thuở bình minh của các bộ tộc Nhật Bản, rất lâu trước khi quốc gia Nhật Bản được thành lập. Chúng ta không biết ngọn nguồn của văn học thành văn Nhật Bản khởi điểm chính xác từ khi nào, chỉ có thể ước định qua những tác phẩm khởi nguyên của văn học Nhật Bản vẫn được đánh giá là kiệt tác cổ điển như Vạn diệp tập thế kỷ thứ VIII, thi tuyển tập hợp 3 thế kỷ thi ca trước đó của Nhật Bản và các cuốn sử Cổ sự ký và Nhật Bản thư kỷ văn bản hóa các truyền thuyết, huyền thoại lập quốc Nhật Bản.


Nhật Bản là nước có nhiều tôn giáo. Thần đạo, tôn giáo lâu đời nhất ở Nhật Bản, là sự phức hợp của những tín ngưỡng sơ khai ở Đông Á. Thần đạo có các vị thần được gọi là "kami" có thể ban phúc lành, chẳng hạn như một cuộc hôn nhân. Vào thế kỉ thứ VI, Phật giáo hệ phái Bắc Tông du nhập vào Nhật Bản qua Triều Tiên. Nghệ thuật và kiến trúc tinh tế của đạo Phật khiến cho tôn giáo này thu hút được sự quan tâm của triều đình lúc đó và Phật giáo trở thành quốc giáo của Nhật Bản. Đạo Phật nhanh chóng được truyền bá khắp Nhật Bản và nhiều tông phái Phật giáo đã ra đời và phát triển, trong đó nổi tiếng nhất ở phương Tây là Thiền tông (Zen). Thiên chúa giáo do người Bồ Đào Nha du nhập vào Nhật Bản năm 1549 và được khá nhiều người Nhật tin theo. Ngày nay ở Nhật không có một tôn giáo nào nổi trội và trên thực tế, có nhiều người Nhật cùng lúc tin theo nhiều tôn giáo khác nhau. Nhưng Phật giáo vẫn được xem là quốc giáo của Nhật Bản với khoảng 90 triệu tín đồ và ảnh hưởng của nó vô cùng to lớn, sâu sắc vào mọi mặt trong văn hóa, xã hội và lối sống của người Nhật.


Kẹo Nhật Bản truyền thống được biết đến như là wagashi . Các thành phần như đậu đỏ và mochi được sử dụng. Món ăn ngày nay hiện nay bao gồm kem trà xanh , một hương vị rất phổ biến. Hầu như tất cả các nhà sản xuất đều sản xuất một phiên bản của nó. Kakigori là một món tráng miệng đá cay có hương vị xi rô hoặc sữa đặc. Nó thường được bán và ăn ở các lễ hội mùa hè. Các loại đồ uống phổ biến ở Nhật như sake , đó là đồ uống có gạo nâu mà thường chứa 15% ~ 17% cồn và được làm từ quá trình lên men gạo. Bia được sản xuất ở Nhật Bản từ cuối những năm 1800 và được sản xuất ở nhiều vùng bởi các công ty bao gồm Nhà máy bia Asahi , Nhà máy bia Kirin và Nhà máy bia Sapporo - nhãn hiệu bia lâu đời nhất ở Nhật Bản.


Nhật Bản có chính thức 16 ngày nghỉ quốc gia được chính phủ công nhận. Các ngày nghỉ lễ Nhật Bản được điều chỉnh theo luật nghỉ lễ năm 1948 the Public Holiday Law (国民の祝日に関する法律 Kokumin no Shukujitsu ni Kansuru Hōritsu). Từ những năm 2000 Nhật Bãn đã thực hiện Happy Monday System, đưa một số ngày lễ rơi vào cuối tuần lên thứ hai để có một ngày nghỉ dài. Vào năm 2006, nước này quyết định thêm ngày Shouwa, một ngày nghỉ quốc gia mới, thay cho ngày Greenery Day vào ngày 29/04 và chuyển ngày Greenery Day đến ngày 04/05. Quyết định này có hiệu lực vào năm 2007. Năm 2014, Nhật Bản thêm ngày Mountain Day (山の日 Yama no Hi) vào ngày 11/08, sau khi được đề xuất bởi câu lạc bộ leo núi Nhật Japanese Alpine Club.


Các ngày lễ của Nhật Bản là New Year's Day vào 01/01, Coming of Age Day vào ngày hai tiếp theo của tháng 1, National Foundation Day vào 11/02, Vernal Equinox Day vào 20 hoặc 21 tháng 3, Shōwa Day vào 29/04, Constitution Memorial Day vào 03/05, Greenery Day vào 04/05, Children's Day vào 05/05, Marine Day vào ngày thứ hai tuần thứ ba của tháng 7, Mountain Day vào ngày 11/08, Respect for the Aged Day vào ngày thứ hai tuần thứ ba của tháng 9, Autumnal Equinox vào 23 hoặc 24 tháng 9, Health and Sports Day vào ngày thứ hai của tháng 10, Culture Day vào 03/11, Labour Thanksgiving Day vào ngày 23/11, and The Emperor's Birthday vào 23/12.


Từ khi có sự thành lập Giải bóng đá chuyên nghiệp Nhật Bản năm 1992, môn thể thao này cũng đã nhanh chóng phát triển mạnh mẽ. Nhật Bản là nước tổ chức Cúp bóng đá liên lục địa từ năm 1981 tới 2004 và là nước đồng chủ nhà World Cup 2002 cùng Hàn Quốc. Đội tuyển bóng đá quốc gia Nhật Bản là một trong những đội bóng thành công nhất ở châu Á với bốn lần dành chức vô địch cúp bóng đá châu Á. Nhật Bản là đất nước đầu tiên ở châu Á tổ chức 1 kỳ Thế vận hội, không kỳ Thế vận hội gì khác đó là Thế vận hội Mùa hè 1964 tổ chức tại Tokyo.


Nhật Bản cũng vướng vào những vụ tranh chấp lãnh thổ với các nước láng giềng: với Nga về chủ quyền trên quần đảo Nam Kuril, với Hàn Quốc về chủ quyền trên đảo Liancourt, với Trung Quốc và Đài Loan về chủ quyền trên quần đảo Senkaku, và với riêng Trung Quốc về phạm vi EEZ quanh Okino Tori-shima. Quốc gia này cũng đang phải đối mặt với mâu thuẫn từ vụ Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Triều Tiên bắt cóc công dân Nhật Bản trong quá khứ, cũng như các căng thẳng xung quanh chương trình phát triển vũ khí hạt nhân và tên lửa trên bán đảo Triều Tiên (xem thêm: Đàm phán Sáu bên).


Quân đội Nhật Bản (Lực lượng Phòng vệ) bị giới hạn bởi Điều 9 Hiến pháp Nhật Bản, trong đó quy định nước này từ bỏ quyền tuyên chiến hoặc sử dụng vũ lực quân sự trong các cuộc xung đột quốc tế. Như vậy, Lực lượng Phòng vệ (JSDF) là binh lực quốc phòng thuần túy và không bao giờ được phép nổ súng bên ngoài lãnh thổ Nhật Bản. Lực lượng này do Bộ Phòng vệ quản lý, và gồm ba binh chủng chính yếu là Lực lượng Phòng vệ Mặt đất (JGSDF), Lực lượng Phòng vệ Biển (JMSDF) và Lực lượng Phòng vệ Trên không (JASDF). Lực lượng này gần đây đã mở rộng dần phạm vi hoạt động của mình, chẳng hạn như hỗ trợ công cuộc gìn giữ hòa bình; việc đưa binh sĩ sang Iraq đánh dấu sự xuất hiện lần đầu tiên của quân đội Nhật Bản bên ngoài lãnh thổ nước này kể từ sau Chiến tranh thế giới thứ hai. Hiện nay Nhật Bản là một trong những nước duy trì ngân sách quốc phòng lớn nhất thế giới.


Nguồn gốc của đồng hồ cát không rõ ràng. Vật tiền nhiệm của nó là clepsydra hay đồng hồ nước, có thể đã được phát minh ở Ấn Độ cổ đại. Theo Học viện Hoa Kỳ New York, đồng hồ cát được phát minh ở Alexandria năm 150 TCN. Theo Tạp chí Hiệp hội Khảo cổ học Anh Quốc' đồng hồ cát được sử dụng trước thời thánh Jerome (335 SCN), và sự diễn tả về đồng hồ cát lần đầu tiên là trên một cái quách có niên đại từ năm 350 SCN, diễn tả đám cưới của Peleus và Thetis, được phát hiện tại Rome vào thế kỷ thứ 18, và được nghiên cứu bởi Winckelmann trong thế kỷ thứ 19, người đã nhấn mạnh về chiếc đồng hồ cát trên tay Morpheus.


Việc sử dụng đồng hồ cát ở biển được thấy từ thế kỷ 14. Bằng chứng ghi chép chủ yếu là từ nhật ký của tàu châu Âu. Trong cùng khoảng thời gian này nó cũng xuất hiện ở các ghi chép và danh sách của các cửa hàng tàu thủy. Bằng chứng sớm nhất có thể nói một cách chắc chắn là một chiếc đồng cát để sử dụng ở biển có niên đại từ năm 1345, trong biên lai của Thomas de Stetesham, thư ký tàu La George của vua, dưới thời vua Edward III của Anh; sau khi được dịch lại từ tiếng Latinh năm 1345, biên lai có nội dung:


Đồng hồ cát đi biển từng rất phổ biến trên tàu, vì nó từng là công cụ đo thời gian đáng tin cậy nhất khi đi biển. Không giống như thuyền buồm, chuyển động của tàu không ảnh hưởng đến đồng hồ cát. Việc đồng hồ cát sử dụng chất liệu hạt thay vì dung dịch giúp đo thời gian chính xác hơn, vì đồng hồ nước có xu hướng đông cứng khi thay đổi nhiệt độ. Những người đi biển phát hiện ra rằng đồng hồ cát có thể giúp họ xác định kinh độ, khoảng cách về phía đông hoặc tây từ một điểm nhất định, với độ chính xác hợp lý.


Có ít tài liệu ghi chép giải thích tại sao đồng hồ cát có hình dánh như vậy. Phần ống kính được sử dụng có thiết kế và kiểu dáng thay đổi theo thời gian. Trong khi thiết kế chính luôn có hình dáng ampun, các ống không phải luôn luôn được gắn với nhau. Những chiếc đồng hồ cát đầu tiên có dạng hai ống rời với một dây bọc điểm kết hợp của chúng mà sau đó được phủ bằng sáp để giữ các bộ phận với nhau và giúp cát chảy ở giữa. Mãi cho tới năm 1760 hai phần ống mới được gắn vào nhau để quản lý độ ẩm và áp suất của ống mà có thể ảnh hưởng đến dòng chảy.


Trong khi một số loại đồng hồ cát cổ thực sự sử dụng cát làm hỗn hợp hạt để đo thời gian, một số loại khác không sử dụng một chút cát nào. Vật liệu chính để sử dụng trong hầu hết đồng hồ cát là một hỗn hợp "bột đá cẩm thạch, oxít thiếc/chì, và vỏ trứng nghiền nát đốt cháy". Theo thời gian, các kết cấu chất liệu hạt khác nhau đã được sử dụng để kiểm tra xem loại nào tạo ra dòng chảy liên tục nhất trong đồng hồ cát. Sau đó người ta tìm ra rằng để đạt được dòng chảy hoàn hảo nhất cần có tỉ lệ hạt và chiều rộng cổ đồng hồ cát là 1/12 hoặc lớn hơn nhưng không lớn hơn 1/2 chiều rộng cổ đồng hồ cát.


Trong hành trình của Ferdinand Magellan vòng quanh thế giới, có 18 đồng hồ cát từ Barcelona trong kho tàu, sau khi chuyến đi được ủy quyền bởi hoàng đế Charles V. Một người phục vụ trên tàu có nhiệm vụ lật đồng hồ cát để cung cấp thời gian cho nhật ký tàu. Giữa trưa là mốc thời gian tham khảo cho việc điều hướng, nó không phụ thuộc vào phần kính, vì mặt trời đang ở thiên đỉnh. Một số đồng hồ cát được cố định vào khung chung, mỗi cái có thời gian hoạt động khác nhau, ví dụ như dạng đồng hồ cát bốn-kiểu của Ý có từ thế kỷ 17, trong bộ sưu tập của bảo tàng Khoa học, ở South Kensington, London, nó có thể đo các quãng thời gian 1/4, 1/2, 3/4 và 1 giờ (và nó còn được sử dụng trong nhà thờ, để linh mục đo thời gian bài giảng đạo).


Vì tính đối xứng của nó, những dấu hiệu đồ họa giống hình đồng hồ cát có thể thấy ở cả những nền nghệ thuật của các văn hóa không bao giờ có đồng hồ cát. Cặp tam giác đặt dọc nối nhau tại đỉnh phổ biến ở nghệ thuật của thổ dân châu Mỹ; cả ở Bắc Mỹ, nơi nó có thể diễn tả chim sét hoặc (ở dạng dài hơn) một mảnh da đầu của đối phương, và ở Nam Mỹ, nơi người ta tin là nó diễn tả người rừng Chuncho. Trong dệt may của người Zulu hình đồng hồ cát là biểu tượng của một người đàn ông đã kết hôn, trái ngược với cặp tam giác nối với nhau ở đế là biểu tượng của phụ nữ đã kết hôn. Ví dụ thời đại đồ đá mới có thể thấy ở tranh hang động của Tây Ban Nha. Những nhà quan sát đã đặt tên "mô típ dồng hồ cát" cho những hình dáng có sự đối xứng phức tạp hơn, như là những họa tiết vòng tròn và dấu nhân lặp lại từ Quần đảo Solomon. Cả thành viên của Dự án Tic Toc, từ phim truyền hình Đường hầm thời gian và Challengers of the Unknown sử dụng biểu tượng đồng hồ cát để diễn tả dịch chuyển thời gian hoặc thời gian trôi qua.


Albert Einstein (tiếng Đức: [ˈalbɐt ˈaɪnʃtaɪn] ( nghe), phiên âm: Anh-xtanh; 14 tháng 3 năm 1879 – 18 tháng 4 năm 1955) là nhà vật lý lý thuyết người Đức, người đã phát triển thuyết tương đối tổng quát, một trong hai trụ cột của vật lý hiện đại (trụ cột kia là cơ học lượng tử). Mặc dù được biết đến nhiều nhất qua phương trình về sự tương đương khối lượng-năng lượng E = mc2 (được xem là "phương trình nổi tiếng nhất thế giới"), ông lại được trao Giải Nobel Vật lý năm 1921 "cho những cống hiến của ông đối với vật lý lý thuyết, và đặc biệt cho sự khám phá ra định luật của hiệu ứng quang điện". Công trình về hiệu ứng quang điện của ông có tính chất bước ngoặt khai sinh ra lý thuyết lượng tử.


Khi bước vào sự nghiệp của mình, Einstein đã nhận ra cơ học Newton không còn có thể thống nhất các định luật của cơ học cổ điển với các định luật của trường điện từ. Từ đó ông phát triển thuyết tương đối đặc biệt, với các bài báo đăng trong năm 1905. Tuy nhiên, ông nhận thấy nguyên lý tương đối có thể mở rộng cho cả trường hấp dẫn, và điều này dẫn đến sự ra đời của lý thuyết về hấp dẫn trong năm 1916, năm ông xuất bản một bài báo về thuyết tương đối tổng quát. Ông tiếp tục nghiên cứu các bài toán của cơ học thống kê và lý thuyết lượng tử, trong đó đưa ra những giải thích về lý thuyết hạt và sự chuyển động của các phân tử. Ông cũng nghiên cứu các tính chất nhiệt học của ánh sáng và đặt cơ sở cho lý thuyết lượng tử ánh sáng. Năm 1917, Einstein sử dụng thuyết tương đối tổng quát để miêu tả mô hình cấu trúc của toàn thể vũ trụ. Cùng với Satyendra Nath Bose, năm 1924-1925 ông tiên đoán một trạng thái vật chất mới đó là ngưng tụ Bose-Einstein của những hệ lượng tử ở trạng thái gần độ không tuyệt đối. Tuy cũng là cha đẻ của thuyết lượng tử, nhưng ông lại tỏ ra khắt khe với lý thuyết này. Điều này thể hiện qua những tranh luận của ông với Niels Bohr và nghịch lý EPR về lý thuyết lượng tử.


Khi ông đang thăm Hoa Kỳ thì Adolf Hitler lên nắm quyền vào năm 1933, do vậy ông đã không trở lại nước Đức, nơi ông đang là giáo sư ở Viện Hàn lâm Khoa học Berlin. Ông định cư tại Hoa Kỳ và chính thức trở thành công dân Mỹ vào năm 1940. Vào lúc sắp diễn ra Chiến tranh thế giới lần hai, ông đã ký vào một lá thư cảnh báo Tổng thống Franklin D. Roosevelt rằng Đức Quốc xã có thể đang nghiên cứu phát triển "một loại bom mới cực kỳ nguy hiểm" và khuyến cáo nước Mỹ nên có những nghiên cứu tương tự. Thực sự, nó đã dẫn đến sự ra đời của Dự án Manhattan sau này. Einstein ủng hộ bảo vệ các lực lượng Đồng minh, nhưng nói chung chống lại việc sử dụng phát kiến mới về phân hạch hạt nhân làm vũ khí. Sau này, cùng với nhà triết học người Anh Bertrand Russell, ông đã ký Tuyên ngôn Russell–Einstein, nêu bật sự nguy hiểm của vũ khí hạt nhân. Einstein làm việc tại Viện Nghiên cứu Cao cấp ở Princeton, New Jersey cho đến khi ông qua đời vào năm 1955.


Dù là dân Do Thái, gia đình Einstein không theo Do Thái giáo. Albert học trường tiểu học Công giáo lúc 5 tuổi trong vòng 3 năm. Sau đó, lên 8 tuổi, Einstein được chuyển đến trường Luitpold Gymnasium nơi cậu học tiểu học và trung học trong vòng 7 năm trước khi rời nước Đức. Mặc dù lúc còn bé Einstein nói rất khó khăn, nhưng cậu vẫn học giỏi ở trường công giáo trong các môn khoa học tự nhiên. Ông là người viết tay phải; và không có hình ảnh cụ thể nào để tin một cách rộng rãi rằng ông viết tay trái.


Bố Einstein có lần chỉ cho cậu cái la bàn bỏ túi, và Einstein nhận thấy phải có cái gì đó làm cho kim chuyển động, mặc dù chỉ có "không gian trống rỗng" quanh cái kim. Khi lớn lên, Einstein tự làm các mô hình và thiết bị cơ học để nghịch và bắt đầu biểu lộ năng khiếu toán học của mình. Năm 1889, Max Talmud (sau đổi tên thành Max Talmey) chỉ cho cậu bé 10 tuổi Einstein những quyển sách cơ bản của khoa học, toán học và triết học, bao gồm Phê bình lý luận thuần túy của Immanuel Kant và cuốn Cơ bản của Euclid (sau này Einstein gọi là "sách hình học nhỏ thần thánh"). Talmud là một sinh viên y khoa Do thái nghèo đến từ Ba Lan. Cộng đồng người Do thái sắp xếp cho Talmud ăn cùng với Einstein vào các ngày thứ Năm trong tuần trong vòng sáu năm. Trong thời gian này Talmud đã tận tâm hướng dẫn Einstein đến với nhiều chủ đề thú vị.[fn 1]


Năm 1894, công ty của bố cậu bị phá sản do ngành công nghiệp điện thay thế dòng điện một chiều (DC) bằng dòng xoay chiều (AC). Để tìm lĩnh vực kinh doanh mới, gia đình Einstein chuyển đến Ý, ban đầu đến Milan và vài tháng sau đó là Pavia. Khi gia đình chuyển đến Pavia, Einstein ở lại München để hoàn thành việc học tại Luitpold Gymnasium. Bố Einstein dự định muốn anh theo học kĩ thuật điện, nhưng Einstein tranh cãi với hội đồng giáo dục với việc học và dạy giáo điều tại đây. Sau này ông viết rằng tinh thần học và tính sáng tạo bị mất đi trong sự giới hạn của phương pháp dạy và học thuộc lòng. Cuối tháng 12 năm 1894, anh tìm cách quay trở lại với gia đình ở Pavia, với thuyết phục nhà trường cho anh nghỉ bằng cách dùng nhận xét của bác sĩ về sức khỏe của anh. Trong thời gian ở Ý, Einstein đã viết một tiểu luận khoa học ngắn với nhan đề, "Khảo cứu trạng thái Ether trong từ trường".


Cuối hè 1895, ở tuổi 16, Einstein tham gia thi tuyển vào trường Bách khoa liên bang Thụy Sĩ ở Zurich (tên Thụy Sĩ sau này Eidgenössische Polytechnische Schule). Ông không trúng tuyển do không đạt điểm chuẩn ở một số môn, mặc dù có điểm cao ở môn Vật lý và Toán học. Theo lời khuyên của hiệu trưởng trường ETH, anh tiếp tục học trường thành bang Aargau ở Aarau, Thụy Sĩ, năm 1895-96 để hoàn thiện bậc học phổ thông. Trong khi ở trọ với gia đình giáo sư Jost Winteler, anh đã yêu cô con gái của gia đình tên là Marie. (Em gái Maja Einstein sau này lấy người con trai của Wintelet, Paul) Tháng 1 năm 1896, với sự đồng ý của bố anh, Einstein đã từ bỏ quyền công dân của vương quốc Württemberg để tránh nghĩa vụ quân sự. (Ông trở thành công dân Thụy Sĩ 5 năm sau, tháng 2 năm 1901.) Tháng 9 năm 1896, ông tốt nghiệp bậc học phổ thông của Thụy Sĩ với điểm số cao (bao gồm điểm 6 trong hai môn Vật lý và Toán học, theo thang điểm 1-6), và ở tuổi 17, anh đỗ vào chương trình cử nhân sư phạm Vật lý và Toán học của trường ETH Zürich. Marie Winteler chuyển đến làm giáo viên ở Olsberg, Thụy Sĩ.


Trong cùng năm, Mileva Marić, người vợ tương lai của Einstein, cũng vào trường ETH để học làm giáo viên Toán và Vật lý, và là thiếu nữ duy nhất trong 6 sinh viên của lớp học. Tình bạn của hai người phát triển thành tình yêu trong các năm sau đó và họ đã cùng nhau đọc các sách Vật lý mà Einstein đang quan tâm đến. Năm 1900, Einstein tốt nghiệp cử nhân sư phạm ETH Zurich, nhưng Marić lại trượt bài thi do có điểm kém trong chuyên đề Lý thuyết hàm. Đã có những ý kiến cho rằng Mileva Marić hỗ trợ cùng Einstein trong các bài báo đột phá năm 1905, nhưng các nhà lịch sử Vật lý học không tìm thấy một chứng cứ nào cho những đóng góp của bà.


Sau khi tốt nghiệp đại học, Einstein đã mất gần hai năm khó khăn trong việc tìm một vị trí giảng dạy, cuối cùng bố của Marcel Grossmann nhờ quen biết với giám đốc cục sáng chế đã giúp ông làm việc tại Bern, ở Cục liên bang về sở hữu trí tuệ, cục bằng sáng chế, với vị trí là người kiểm tra các bằng sáng chế. Ông đánh giá các sáng chế cho các thiết bị điện từ. Năm 1903, ông vào biên chế lâu năm của Cục sáng chế Thụy Sĩ, mặc dù ông đã vượt qua sự đề bạt cho đến khi ông "nắm bắt được công nghệ máy móc".


Năm 1901, ông công bố bài báo "Folgerungen aus den Kapillarität Erscheinungen" ("Các kết luận về hiện tượng mao dẫn") trên tạp chí nổi tiếng thời đó Annalen der Physik. Ngày 30 tháng 4 năm 1905, Einstein hoàn thành luận án tiến sĩ của mình dưới sự hướng dẫn của giáo sư vật lý thực nghiệm Alfred Kleiner. Einstein được trao bằng tiến sĩ tại Đại học Zurich. Luận án của ông có tiêu đề "Một cách mới xác định kích thước phân tử". Trong cùng năm, mà ngày nay các nhà khoa học gọi là Năm kỳ diệu của Einstein, ông công bố bốn bài báo đột phá, về hiệu ứng quang điện, về chuyển động Brown, thuyết tương đối hẹp, và sự tương đương khối lượng và năng lượng (E=mc2), khiến ông được chú ý tới trong giới hàn lâm trên toàn thế giới.


Năm 1908, giới khoa học coi ông là nhà khoa học hàng đầu, và Đại học Bern mời ông về làm giảng viên của trường. Các năm sau, ông viết đơn thôi việc tại cục bằng sáng chế và cũng thôi vị trí giảng viên để đảm nhiệm chức danh Privatdozent về vật lý tại Đại học Zurich. Ông trở thành giáo sư thực thụ tại Đại học Karl-Ferdinand (nay là Đại học Charles) ở Praha năm 1911. Năm 1914, ông trở lại Đức sau khi được bổ nhiệm làm giám đốc của Viện Kaiser Wilhelm về vật lý (1914–1932) và giáo sư tại Đại học Humboldt, Berlin, với một điều khoản đặc biệt trong bản hợp đồng cho phép ông được tự do trước những nghĩa vụ giảng dạy. Ông trở thành thành viên của Viện hàn lâm khoa học Phổ. Năm 1916, Einstein được bổ nhiệm làm chủ tịch của Hội Vật lý Đức (1916–1918).


Trong năm 1911, dựa trên những suy luận có từ năm 1907 về nhu cầu mở rộng thuyết tương đối đặc biệt, ông đã tìm ra hiện tượng dịch chuyển đỏ do hấp dẫn và tính toán độ lệch của tia sáng phát ra từ ngôi sao ở xa sẽ bị lệch bởi trường hấp dẫn của Mặt Trời. Tuy vậy giá trị tiên đoán chỉ bằng một nửa so với giá trị chính xác sau khi ông tìm ra được phương trình trung tâm cho thuyết tương đối tổng quát (1915). Tiên đoán này được xác nhận bởi đoàn thám hiểm người Anh dẫn đầu bởi Sir Arthur Eddington trong quá trình theo dõi nhật thực vào ngày 29 tháng 5 năm 1919. Các tờ báo quốc tế nhanh chóng đăng tải sự kiện này và Einstein trở nên nổi tiếng toàn thế giới. Ngày 7 tháng 11 năm 1919, tờ báo tin tức hàng đầu của Anh The Times in một dòng chữ tựa đề trên trang nhất viết là: "Cách mạng trong Khoa học – Lý thuyết mới về Vũ trụ – Các tư tưởng của Newton đã bị lật nhào". Sau đó, rất nhiều câu hỏi xuất hiện liệu các đo đạc có đủ chính xác để công nhận tiên đoán. Cuối cùng thì những dữ liệu đo đạc của Eddington là đủ tin cậy và đoàn thám hiểm của ông thực sự đã xác nhận tiên đoán của Einstein.


Einstein đến thành phố New York lần đầu tiên vào ngày 2 tháng 4 năm 1921, ở đây ông nhận được sự chào đón trọng thể từ thị trưởng thành phố, sau đó là ba tuần thuyết giảng và gặp gỡ nhiều người. Ông trình bày một số bài giảng ở Đại học Columbia và Đại học Princeton, và ở Washington ông đi cùng các đại diện của Viện hàn lâm Khoa học Quốc gia đến thăm Nhà Trắng. Trên đường trở lại châu Âu, nhà triết học và chính khách người Anh Viscount Haldane đã mời ông tới Luân Đôn, nơi ông gặp một vài nhà khoa học nổi tiếng, các chính trị gia và thực hiện một bài giảng ở trường Đại học King.


Năm 1922, ông đi du lịch và có các buổi phát biểu trong chuyến hành trình 6 tháng đến các nước châu Á và Palestine. Các nước ông đến bao gồm Singapore, Ceylon, và Nhật Bản, ở đây ông có một loạt các bài giảng trước hàng nghìn người dân Nhật Bản. Ông cũng đến diện kiến Nhật hoàng và hoàng hậu tại Hoàng cung. Einstein sau đó thể hiện sự cảm mến cho người Nhật trong bức thư ông gửi cho con trai mình: "Trong những người mà bố đã gặp, bố thích người Nhật Bản nhất, vì họ là những người khiêm tốn, thông minh, chu đáo, và quan tâm tới nghệ thuật." Trên hành trình đến Nhật Bản, ông cũng ghé thăm Hồng Kông và Thượng Hải, đồng thời nghe tin mình được trao giải Nobel Vật lý.


Khi trở về, ông cũng ghé qua Palestine, lúc đó là thưộc địa của Anh, trong 12 ngày và cũng là lần viếng thăm vùng Trung Đông duy nhất của ông. Nhà tiểu sử Walter Isaacson viết "Ông được chào đón bởi sự long trọng của người Anh, như là một chính khách cao cấp hơn là một nhà vật lý lý thuyết", bao gồm một loạt pháo hiệu chào mừng khi đến dinh thự của toàn quyền Anh, Sir Herbert Samuel. Trong buổi tiếp, một đám đông đã vây quanh dinh thự để muốn trông thấy và nghe Einstein nói chuyện. Khi nói chuyện với thính giả, ông thể hiện niềm hạnh phúc của mình:


Tháng 2 năm 1933 khi đang thăm Hoa Kỳ, Einstein đã quyết định không trở lại nước Đức do Đảng Quốc xã lên nắm chính quyền. Trước đó ông đến thăm các trường đại học Hoa Kỳ vào đầu năm 1933 và chuyến thăm lần thứ ba kéo dài hai tháng ở Viện Công nghệ California ở Pasadena. Ông và bà Elsa trở lại Bỉ bằng tàu biển vào cuối tháng 3. Trong chuyến hành trình, ông nghe được tin ngôi nhà và chiếc thuyền buồm của ông ở Berlin đã bị đảng viên Quốc xã tịch thu. Khi đến Antwerp vào ngày 28 tháng 3, ông đã đến lãnh sự quán Đức và chính thức từ bỏ quyền công dân Đức.


Tháng 10 năm 1933 ông cùng bà Elsa quay trở lại Hoa Kỳ và đảm nhiệm chức vụ giáo sư tại Viện nghiên cứu cao cấp Princeton tại Princeton, New Jersey. Trường này ban đầu đề nghị ông làm việc trong thời gian một năm rưỡi. Ông vẫn chưa quyết định về tương lai của mình (có nhiều trường đại học ở châu Âu mời ông về nghiên cứu, bao gồm Oxford), nhưng đến năm 1935 ông quyết định ở lại Hoa Kỳ. Ông làm việc tại viện Princeton cho tới khi qua đời năm 1955. Tại viện cũng có các nhà khoa học lớn khác như John von Neumann và Kurt Gödel), ông cũng sớm hình thành tình bạn thân thiết với Gödel. Họ hay đi dạo những quãng đường dài để cùng nhau thảo luận về công việc của nhau. Trợ lý cuối cùng của ông là nhà vật lý Bruria Kaufman. Ở viện nghiên cứu, ông tiếp tục tập trung phát triển thuyết trường thống nhất nhưng đã không thành công. Einstein cũng luôn luôn giữ vững quan điểm của mình khi cho rằng lý thuyết cơ học lượng tử là không đầy đủ và không chứa yếu tố bất định. "Chúa không chơi xúc xắc".


Năm 1939, một nhóm các nhà khoa học Hungari bao gồm nhà vật lý Leó Szilárd cố gắng cảnh báo Washington rằng phe Quốc xã đang thực hiện các nghiên cứu bom nguyên tử. Tuy vậy cảnh báo của nhóm đã không gây sự chú ý đến giới chính trị. Einstein và Szilárd, cùng những nhà khoa học tị nạn khác gồm Edward Teller và Eugene Wigner, "coi họ có trách nhiệm để cảnh báo người Mỹ khả năng của các nhà khoa học Đức có thể chế tạo thành công bom nguyên tử, và rằng Hitler rất quyết tâm có được vũ khí như vậy." Hè 1939, vài tháng trước khi nổ ra chiến tranh ở châu Âu, Szilárd khuyên mời Einstein ký vào một bức thư gửi đến tổng thống Franklin D. Roosevelt để cảnh báo ông về khả năng này. Bức thư cũng đề cập đến chính phủ Hoa Kỳ nên chú ý tới và tham gia trực tiếp vào nghiên cứu uranium cũng như chuỗi phản ứng dây chuyền.


Bức thư được cho là có khả năng "thúc đẩy chính phủ Hoa Kỳ chấp nhận cho phép nghiên cứu vũ khí hạt nhân". Tổng thống Roosevelt không thể gánh rủi ro khi Hitler sở hữu bom nguyên tử đầu tiên. Cùng với lá thư và buổi gặp của Einstein với Roosevelt, Hoa Kỳ tham gia vào cuộc "chạy đua" phát triển bom, tập trung vào đây rất nhiều nguồn lực tài chính, vật liệu, cơ sở cũng như các nhà khoa học lớn trong dự án Manhattan. Cuối cùng Hoa Kỳ trở thành nước duy nhất sở hữu bom nguyên tử trong thời gian chiến tranh thế giới lần II.


Đối với Einstein, "chiến tranh là căn bệnh... [và] ông kêu gọi chống lại chiến tranh." Nhưng năm 1933, sau khi Hitler trở thành lãnh đạo tối cao ở Đức, "ông đã khẩn thiết kêu gọi các nước phương Tây chuẩn bị chống lại sự tấn công của nước Đức.":110 Năm 1954, một năm trước khi qua đời, Einstein kể cho người bạn già của mình, Linus Pauling, "Tôi đã gây ra một trong những lỗi lầm lớn nhất trong cuộc đời — đó là khi tôi ký vào bức thư gửi tổng thống Roosevelt khuyến nghị nên chế tạo bom nguyên tử; với một số biện hộ — sẽ nguy hiểm hiểm nếu người Đức có được nó..."


Là thành viên của "Hiệp hội quốc gia vì sự tiến bộ của người da màu" (NAACP) tại Princeton đấu tranh cho quyền công dân của người Mỹ gốc Phi, Einstein có trao đổi thư từ với nhà hoạt động dân chủ W. E. B. Du Bois, và năm 1946 Einstein gọi chủ nghĩa phân biệt chủng tộc ở Hoa Kỳ là "thứ bệnh tồi tệ nhất". Ông nói, "Định kiến phân biệt chủng tộc không may đã trở thành truyền thống ở Mỹ lan truyền qua từng thế hệ mà không bị phê phán. Chỉ có thể khắc phục định kiến này bằng giáo dục và giác ngộ".


Vào ngày 17 tháng 4 năm 1955, Albert Einstein bị chảy máu trong do vỡ động mạch chủ, mà trước đó đã được phẫu thuật bởi tiến sĩ Rudolph Nissen năm 1948. Ông đã viết nháp chuẩn bị cho bài phát biểu trên truyền hình kỷ niệm ngày độc lập thứ bảy của nhà nước Israel khi trên đường đến bệnh viện, nhưng ông đã không kịp hoàn thành nó. Einstein đã từ chối phẫu thuật, ông nói: "Tôi muốn đi khi tôi muốn. Thật vô vị để duy trì cuộc sống giả tạo. Tôi đã hoàn thành chia sẻ của mình, đã đến lúc phải đi. Tôi sẽ ra đi trong thanh thản." Ông mất trong bệnh viện Princeton vào sáng sớm hôm sau ở tuổi 76, nơi ông vẫn tiếp tục làm việc đến hơi thở cuối cùng. Thi thể Einstein được hỏa táng và tro được rải khắp nơi quanh vùng của Viện nghiên cứu cao cấp, Princeton, New Jersey. Trong quá trình khám nghiệm tử thi, nhà nghiên cứu bệnh học thuộc bệnh viện Princeton, Thomas Stoltz Harvey đã mổ lấy não của Einstein để bảo quản, mà không được sự cho phép của gia đình ông, với hy vọng rằng khoa học thần kinh trong tương lai có thể khám phá ra điều làm Einstein trở nên thông minh.


Các bài báo ban đầu của Einstein bắt nguồn từ sự cố gắng chứng minh rằng nguyên tử tồn tại và có kích thước hữu hạn khác không. Tại thời điểm ông viết bài báo đầu tiên năm 1902, các nhà vật lý vẫn chưa chấp nhận hoàn toàn rằng nguyên tử tồn tại thực sự, mặc dù các nhà hóa học đã có những chứng cứ cụ thể từ các công trình của Antoine Lavoisier trước một thế kỷ. Lý do các nhà vật lý vẫn nghi ngờ vì không có một lý thuyết nào ở thế kỷ XIX có thể giải thích đầy đủ tính chất của vật chất từ các tính chất của nguyên tử.


Ludwig Boltzmann là nhà vật lý thống kê hàng đầu của thế kỷ XIX, người đã đấu tranh nhiều năm để thuyết phục cộng đồng khoa học chấp nhận nguyên tử tồn tại. Boltzmann đã đưa ra cách giải thích các định luật nhiệt động học, gợi ý rằng định luật tăng entropy có tính thống kê. Theo cách suy nghĩ của Boltzmann, entropy là logarit của số các trạng thái một hệ có được cấu hình bên trong. Lý do entropy tăng chỉ bởi vì xác suất để một hệ từ trạng thái đặc biệt với chỉ vài cấu hình bên trong chuyển sang hệ có nhiều trạng thái hơn là lớn. Trong khi cách giải thích thống kê của Boltzmann về entropy được công nhận rộng rãi ngày nay, và Einstein đã tin vào điều này, tại thời điểm đầu thế kỷ XX nó ít được mọi người để ý đến.


Ý tưởng thống kê được áp dụng thành công nhất khi giải thích tính chất của chất khí. James Clerk Maxwell, một nhà vật lý học hàng đầu khác, đã tìm ra định luật phân bố vận tốc của các nguyên tử trong chất khí, và ông đi đến một kết luận ngạc nhiên là tính nhớt của chất khí có thể độc lập với mật độ của nó. Về mặt trực giác, ma sát trong chất khí dường như bằng không khi mật độ đi về không, nhưng điều này không phải vậy, bởi vì đường di chuyển tự do trung bình của các nguyên tử trở lên rộng hơn tại mật độ thấp. Những thí nghiệm tiếp sau của Maxwell và vợ ông xác nhận tiên đoán kì lạ này. Các thí nghiệm khác trên chất khí và chân không, sử dụng một trống quay tách, cho thấy các nguyên tử trong chất khí có các vận tốc phân bố tuân theo định luật phân bố của Maxwell.


Bên cạnh những thành công này, cũng có những mâu thuẫn. Maxwell chú ý rằng tại nhiệt độ thấp, lý thuyết nguyên tử tiên đoán nhiệt dung riêng quá lớn. Trong cơ học thống kê cổ điển, mọi dao động điều hòa đơn giản (chuyển động kiểu lò xo) có nhiệt năng kBT ở nhiệt độ trung bình T, do vậy nhiệt dung riêng của mọi lò xo là hằng số BoltzmannkB. Một chất rắn đơn nguyên tử với Nnguyên tử có thể được xem là N quả cầu nhỏ tương ứng với N nguyên tử gắn vào mỗi vị trí nút mạng với 3N lò xo, do vậy nhiệt dung riêng của chất rắn là 3NkB, một kết quả của định luật Dulong–Petit. Định luật đúng cho nhiệt độ phòng, nhưng không đúng đối với nhiệt độ lạnh hơn. Tại gần 0K, nhiệt dung riêng bằng không.


Những mâu thuẫn này dẫn đến nhiều người nói rằng nguyên tử không có tính vật lý, mà là toán học. Đáng chú ý trong số những người hoài nghi là Ernst Mach, người theo triết học thực chứng mà đã dẫn ông đến nhu cầu là nếu nguyên tử tồn tại, thì nó có thể nhìn thấy được. Mach tin rằng những nguyên tử này là một giả tưởng hữu dụng, mà trong thực tế chúng được giả sử là nhỏ vô hạn, do vậy số Avogadro là vô hạn, hoặc rất lớn để coi như vô hạn, và kB là vô cùng nhỏ. Có những thí nghiệm có thể giải thích được bằng lý thuyết nguyên tử, nhưng lại có những thí nghiệm thì không thể giải thích được, và nó vẫn luôn là thế.


Định luật ma sát cho quả cầu nhỏ trong chất lỏng nhớt giống nước được khám phá bởi George Stokes. Ông chỉ ra đối với vận tốc nhỏ, lực ma sát tỉ lệ với vận tốc, và bán kính của hạt. Quan hệ này được sử dụng để tính toán hạt chuyển động được một quãng đường bao nhiêu trong nước do chuyển động nhiệt ngẫu nhiên của nó, và Einstein chú ý là với những quả cầu kích thước khoảng một micron, chúng có thể di chuyển với vận tốc vài micron trong một giây. Chuyển động này đã được quan sát bởi nhà thực vật học Robert Brown dưới kính hiển vi, hay chuyển động Brown. Einstein đã đồng nhất chuyển động này với tiên đoán của lý thuyết ông đưa ra. Từ thăng giáng gây ra chuyển động Brown cũng chính là thăng giáng vận tốc của các nguyên tử, nên việc đo chính xác chuyển động Brown sử dụng lý thuyết của Einstein đã cho thấy hằng số Boltzmann là khác không và cho phép đo được số Avogadro.


Lý thuyết của Einstein về chuyển động Brown là bài báo đầu tiên về lĩnh vực vật lý thống kê. Nó thiết lập mối liên hệ giữa thăng giáng nhiệt động và sự tiêu tán năng lượng. Điều này được Einstein chỉ ra là đúng đối với thăng giáng độc lập thời gian, nhưng trong bài báo về chuyển động Brown ông chỉ ra rằng tỉ số nghỉ động học (dynamical relaxation rates) được tính toán từ cơ học cổ điển có thể được dùng là tỉ số nghỉ thống kê (statistical relaxation rates) để dẫn ra định luật khuếch tán động học. Những quan hệ này gọi là phương trình Einstein trong lý thuyết động học phân tử.


Thay vào đó ông quyết định tập trung vào các nguyên lý tiên nghiệm, chúng nói rằng các định luật vật lý có thể được hiểu là thỏa mãn trong những trường hợp rất rộng thậm chí trong những phạm vi mà chúng chưa từng được áp dụng hay kiểm nghiệm. Một ví dụ được các nhà vật lý chấp nhận rộng rãi của nguyên lý tiên nghiệm đó là tính bất biến quay (hay tính đối xứng quay, nói rằng các định luật vật lý là bất biến nếu chúng ta quay toàn bộ không gian chứa hệ theo một hướng khác). Nếu một lực mới được khám phá trong vật lý, lực này có thể lập tức được hiểu nó có tính bất biến quay mà không cần phải suy xét. Einstein đã hướng tìm các nguyên lý mới theo phương pháp bất biến này, để tìm ra các ý tưởng vật lý mới. Khi các nguyên lý cần tìm đã đủ, thì vật lý mới sẽ là lý thuyết phù hợp đơn giản nhất với các nguyên lý và các định luật đã được biết trước đó.


Nguyên lý tiên nghiệm tổng quát đầu tiên do Einstein tìm ra là nguyên lý tương đối, theo đó chuyển động tịnh tiến đều không phân biệt được với trạng thái đứng im. Nguyên lý này được Hermann Minkowski mở rộng cho cả tính bất biến quay từ không gian vào không-thời gian. Những nguyên lý khác giả thiết bởi Einstein và sau đó mới được chứng minh là nguyên lý tương đương và nguyên lý bất biến đoạn nhiệt của số lượng tử. Một nguyên lý tổng quát khác của Einstein, còn gọi là nguyên lý Mach, vẫn còn là vấn đề đang được tranh luận giữa các nhà khoa học.


Bài báo năm 1905 của ông về điện động lực học các vật thể chuyển động giới thiệu ra lý thuyết tương đối hẹp, cho thấy tốc độ ánh sáng độc lập với trạng thái chuyển động của quan sát viên đã đòi hỏi những sự thay đổi cơ bản về khái niệm của sự đồng thời. Những hề quả của kết luận này bao gồm sự giãn thời gian và co độ dài (theo hướng chuyển động) của vật thể chuyển động tương đối đối với hệ quy chiếu của quan sát viên. Bài báo này cũng bác bỏ sự tồn tại của ête (vật lý) - một trong những vấn đề lớn của thời đó.


Eiinstein tiếp tục nghiên cứu về cơ học lượng tử vào năm 1906, tìm cách giải thích sự dị thường của nhiệt dung riêng trong các chất rắn. Đây là ứng dụng đầu tiên của lý thuyết lượng tử vào một hệ cơ học. Từ định luật Planck về phân bố bức xạ điện từ không cho kết quả về giá trị nhiệt dung riêng vô hạn, cùng ý tưởng này có thể được áp dụng cho chất rắn để khắc phục vấn đề nhiệt dung riêng vô hạn trong các chất này. Einstein đã chỉ ra một mô hình đơn giản với giả thuyết là chuyển động của các nguyên tử trong chất rắn bị lượng tử hóa để giải thích tại sao nhiệt dung riêng của chất rắn lại trở về không khi tiến gần đến độ không tuyệt đối.


Einstein từ đó giả sử là chuyển động trong mô hình này bị lượng tử hóa, tuân theo định luật Planck, do vậy mỗi chuyển động độc lập của lò xo có năng lượng bằng một số nguyên lần hf, trong đó f là tần số dao động. Với giả sử này, ông áp dụng phương pháp thống kê của Boltzmann để tính ra năng lượng trung bình của mỗi lò xo trong một khoảng thời gian. Kết quả thu được giống với kết quả của Planck cho ánh sáng: tại nhiệt độ mà kBT nhỏ hơn hf, chuyển động bị ngưng lại (đóng băng), và nhiệt dung riêng tiến về 0.


Einstein đã đóng góp vào những phát triển này bằng liên hệ chúng với các tư tưởng của Wilhelm Wien năm 1898. Wien đã đưa ra giả thuyết về "bất biến đoạn nhiệt" của trạng thái cân bằng nhiệt cho phép mọi bức xạ của vật đen tại các nhiệt độ khác nhau được dẫn ra từ 'định luật dịch chuyển Wien. Einstein năm 1911 đã chú ý đến là cùng nguyên lý đoạn nhiệt này cũng chỉ ra các đại lượng bị lượng tử hóa trong chuyển động cơ học bất kì phải là bất biến đoạn nhiệt. Arnold Sommerfeld đã đồng nhất bất biến đoạn nhiệt này là biến tác dụng của cơ học cổ điển. Định luật tác dụng thay đổi được bị lượng tử hóa là nguyên lý cơ sở của thuyết lượng tử khi nó được biết từ 1900 đến 1925. (hay lý thuyết lượng tử cổ điển)


Mặc dù cục cấp bằng sáng chế đã bổ nhiệm Einstein làm nhân viên kĩ thuật kiểm tra hạng hai năm 1906, nhưng ông không hề từ bỏ sự nghiệp khoa học của mình. Năm 1908, ông trở thành giảng viên thỉnh giảng (privatdozent) tại trường Đại học Bern. Trong "über die Entwicklung unserer Anschauungen über das Wesen und die Konstitution der Strahlung" ("The Development of Our Views on the Composition and Essence of Radiation"), về sự lượng tử hóa của ánh sáng, và trong một bài báo đầu năm 1909, Einstein chỉ ra rằng lượng tử năng lượng của Planck phải có động lượng và có thể cư xử như các hạt điểm độc lập. Bài báo này đưa ra khái niệm photon (mặc dù Gilbert N. Lewis đặt tên gọi photon mãi tới năm 1926) và mở ra khái niệm lưỡng tính sóng-hạt trong cơ học lượng tử. Dựa trên ý tưởng của Planck và của Einstein về sóng có bản chất hạt, nhà vật lý Louis de Broglie đặt ra vấn đề ngược là hạt vật chất có bản chất sóng và khai sinh ra nguyên lý lưỡng tính sóng hạt của vật chất.


Einstein đã quay trở lại vấn đề nhiễu loạn nhiệt động học, với suy nghĩ tìm cách giải quyết những sự thay đổi mật độ trong chất lỏng tại điểm giới hạn của nó. Thông thường, nhiễu loạn mật độ được khử bởi đạo hàm bậc hai của năng lượng tự do theo mật độ. Tại điểm giới hạn này, đạo hàm bằng không, dẫn đến những nhiễu loạn lớn. Hiệu ứng nhiễu loạn mật độ mà theo đó mọi bước sóng của ánh sáng bị tán xạ khi đi vào môi trường khác, làm cho chất lỏng nhìn trắng như sữa. Einstein liên hệ hiện tượng này với hiện tượng tán xạ Raleigh, mà xảy ra khi độ lớn nhiễu loạn nhỏ hơn bước sóng, và hiện tượng này đã giải thích hiện tượng tại sao bầu trời có màu xanh.


Năm 1907, khi còn đang làm việc tại cuc bằng sáng chế, Einstein đã có cái mà ông gọi là "ý tưởng hạnh phúc nhất" trong đời ông. Ông nhận ra là nguyên lý tương đối có thể mở rộng sang trường hấp dẫn. Ông suy nghĩ về trường hợp thang máy chuyển động với gia tốc đều nhưng không phải đặt trong trường hấp dẫn, và ông nhận ra là nó không thể khác biệt so với trường hợp thang máy im trong trường hấp dẫn không thay đổi. Ông áp dụng thuyết tương đối hẹp để thấy tốc độ của các đồng hồ tại đỉnh thang máy gia tốc lên trên sẽ nhanh hơn tốc độ của đồng hồ ở sàn thang máy. Ông kết luận là tốc độ của đồng hồ phụ thuộc vào vị trí của chúng trong trường hấp dẫn, và hiệu giữa hai tốc độ đồng hồ tỉ lệ với thế năng hấp dẫn theo xấp xỉ bậc nhất.


Mặc du sự xấp xỉ này là thô, nó cho phép ông tính được độ lệch của tia sáng do hấp dẫn. Điều này làm cho ông tin tưởng rằng lý thuyết vô hướng về hấp dẫn được đề xuất bởi Gunnar Nordström là không đúng. Nhưng giá trị thực cho độ lệch mà ông tính ra nhỏ đi 2 lần so với giá trị thực, do xấp xỉ ông sử dụng không còn thỏa mãn đối với các vật thể di chuyển gần vận tốc của ánh sáng. Khi Einstein hoàn thiện thuyết tương đối tổng quát, ông đã sửa lại thiếu sót này và tiên đoán được giá trị đúng của độ lệch tia sáng đi gần Mặt Trời.


Einstein đã suy nghĩ về bản chất trường hấp dẫn trong các năm 1909-1912, nghiên cứu các tính chất của chúng bằng các thí nghiệm tưởng tượng đơn giản. Trong đó có thí nghiệm về một cái đĩa quay. Einstein tưởng tượng ra một quan sát viên thực hiện các thí nghiệm trên một cái bàn quay. Ông chú ý rằng quan sát viên có thể đo được một giá trị khác cho hằng số toán học pi so với trong hình học Euclid. Lý do là vì bán kính của một đường tròn là không đổi do được đo với một cái thước không bị co độ dài, nhưng theo thuyết tương đối hẹp chu vi của đường tròn dường như lớn hơn do cái thước dùng để đo chu vi bị co ngắn lại.


Năm 1912, Einstein trở lại Thụy Sĩ để nhận chức danh giáo sư tại nơi ông từng học, trường ETH. Khi ông trở lại Zurich, ngay lập tức ông đến thăm người bạn cùng lớp đại học ETH là Marcel Grossmann, bây giờ trở thành giáo sư toán học. Einstein đã hỏi Grossmann có thứ hình học miêu tả không gian cong không và ông ta đã giới thiệu cho ông hình học Riemann và tổng quát hơn là hình học vi phân. Theo đề nghị của nhà toán học người Ý Tullio Levi-Civita, Einstein bắt đầu khám phá ra sự hữu ích của nguyên lý hiệp biến tổng quát (cơ bản là sử dụng tenxơ) cho lý thuyết hấp dẫn mới của ông. Có lúc Einstein nghĩ rằng có một số sai lầm với cách tiếp cận này, nhưng sau đó ông đã quay trở lại với nó, và cuối năm 1915, ông đã công bố thuyết tương đối rộng theo dạng ngày nay của lý thuyết. Lý thuyết này giải thích hấp dẫn là do sự cong của không thời gian do vật chất, ảnh hưởng tới chuyển động quán tính của các vật chất khác. Trong chiến tranh thế giới lần thứ nhất, nghiên cứu của các nhà khoa học thuộc Liên minh trung tâm chỉ có thể được thực hiện tại các viện Hàn lâm của liên minh này, vì lý do an ninh quốc gia. Một vài nghiên cứu của Einstein đã đến được Vương quốc Anh và Hoa Kỳ thông qua nỗ lỗ lực của nhà vật lý người Áo Paul Ehrenfest và của các nhà vật lý người Hà Lan, đặc biệt là Nobel gia Hendrik Lorentz và Willem de Sitter của Đại học Leiden. Sau khi chiến tranh kết thúc, Einstein vẫn duy trì mối liên hệ của ông với trường Đại học Leiden, và nhận làm giáo sư đặc biệt cho trường này trong mười năm, từ 1920 đến 1930, Einstein thường xuyên đến Hà Lan để giảng dạy.


Tuy nhiên vào tháng 5 năm 1919, một đội các nhà thiên văn học do Arthur Stanley Eddington dẫn đầu đã xác nhận rằng tiên đoán của Einstein về sự bẻ cong của tia sáng do hấp dẫn của Mặt Trời trong khi chụp các bức ảnh trong quá trình nhật thực tại Príncipe, một hòn đảo nằm phía tây châu Phi đồng thời với một đoàn thám hiểm ở Sobral, phía bắc Brasil. Nobel gia Max Born tán dương thuyết tương đối tổng quát như là "một kỳ công lớn nhất của tư duy con người về tự nhiên"; và Nobel gia người Anh Paul Dirac nói "nó có thể là khám phá khoa học lớn nhất đã từng được phát hiện". Các phương tiện thông tin quốc tế lan truyền khám phá này khiến Einstein trở nên nổi tiếng khắp thế giới.


Đã có những ý kiến cho rằng việc kiểm tra lại các bức ảnh của đoàn thám hiểm Eddington cho thấy độ lớn sai số của thí nghiệm bằng với kết quả thu được từ hiệu ứng mà Eddington đã đo để chứng minh, và đoàn thám hiểm người Anh năm 1962 đã kết luận là phương pháp đã đo là không đủ tin cậy. Sự bẻ cong của tia sáng trong quá trình nhật thực đã được xác nhận bởi các quan sát chính xác hơn sau đó. Về sau, nhiều thí nghiệm sau này đã xác nhận các tiên đoán của thuyết tương đối rộng. Cùng với sự mới nổi tiếng của Einstein, nhiều nhà khoa học Đức thời đó đã có những động thái để chống lại Einstein cũng như các công trình của ông.


Năm 1916, Einstein dự đoán tồn tại sóng hấp dẫn, những gợn sóng hình thành từ độ cong của không thời gian mà lan truyền từ nguồn ra bên ngoài như các sóng, chúng mang theo năng lượng dưới dạng bức xạ hấp dẫn. Sự tồn tại của sóng hấp dẫn theo khuôn khổ của thuyết tương đối tổng quát là do bất biến Lorentz đưa đến hệ quả của vận tốc lan truyền hữu hạn đối với các tương tác vật lý mà hấp dẫn tham gia. Ngược lại, sóng hấp dẫn không thể tồn tại trong lý thuyết hấp dẫn của Newton, khi cho rằng tương tác hấp dẫn lan truyền một cách tức thì hay với vận tốc lớn vô hạn.


Sự phát hiện ra sóng hấp dẫn lần đầu tiên, một cách gián tiếp, đến từ những quan sát trong thập niên 1970 về cặp sao neutron quay trên quỹ đạo hẹp quanh nhau, PSR B1913+16. Quan sát cho thấy chu kỳ quỹ đạo của hệ giảm dần chứng tỏ hệ đang phát ra sóng hấp dẫn đúng như miêu tả của thuyết tương đối rộng. Dự đoán của Einstein đã được xác nhận vào ngày 11 tháng 2 năm 2016, khi các nhà khoa học thuộc nhóm LIGO công bố đã đo được trực tiếp sóng hấp dẫn lần đầu tiên, vào ngày 14 tháng 9 năm 2015, gần một trăm năm sau ngày ông đăng bài báo về sóng hấp dẫn.


Năm 1917, Einstein đã áp dụng thuyết tương đối rộng cho mô hình cấu trúc của vũ trụ trên toàn bộ. Theo dòng suy nghĩ đương thời, ông muốn vũ trụ là vĩnh hằng và bất biến, nhưng trong thuyết mới của ông, sau một thời gian dài lực hấp dẫn có thể hút vật chất về nhau dẫn tới vũ trụ co lại. Để sửa điều này, Einstein đã thay đổi nhỏ thuyết tương đối tổng quát bằng cách đưa ra một khái niệm mới, hằng số vũ trụ học. Với một hằng số vũ trụ dương, cân bằng chống lại lực hấp dẫn, vũ trụ có thể là quả cầu tĩnh vĩnh hằng


Năm 1917, tại đỉnh cao của công việc nghiên cứu thuyết tương đối, Einstein xuất bản một bài báo trong ''Physikalische Zeitschrift đề xuất khả năng tồn tại phát xạ kích thích, một quá trình vật lý giúp hiện thực được maser và laser. Bài báo này chỉ ra rằng tính thống kê của sự hấp thụ và bức xạ ánh sáng chỉ có thể phù hợp với định luật phân bố Planck khi sự bức xạ của ánh sáng trong một chế độ với n photon sẽ gần với tính thống kê hơn so với sự bức xạ của ánh sáng trong chế độ không có photon. Bài báo này có ảnh hưởng lớn đến sự phát triển sau này của cơ học lượng tử, bởi vì nó là bài báo đầu tiên chỉ ra tính thống kê của sự chuyển dịch trạng thái nguyên tử tuân theo những định luật đơn giản. Einstein đã phát hiện ra nghiên cứu của Louis de Broglie, và đã ủng hộ những ý tưởng của ông, khi Einstein lần đầu tiên nhận được những ý tưởng phác thảo này. Một bài báo lớn khác trong thời kì này, Einstein đã viết ra phương trình sóng cho các sóng de Broglie, trong đó Einstein đã đề xuất từ phương trình Hamilton–Jacobi của cơ học. Bài báo này đã khích lệ các nghiên cứu của Schrödinger năm 1926.


Năm 1924, Einstein nhận được một miêu tả về mô hình thống kê từ nhà vật lý người Ấn Độ Satyendra Nath Bose, trên cơ sở một phương pháp đếm với giả sử ánh sáng có thể được hiểu là khí của các hạt không thể phân biệt được. Einstein chú ý tới rằng thống kê của Bose có thể áp dụng cho một số nguyên tử có tính chất tương tự các hạt ánh sáng được đề xuất, và ông gửi bản dịch bài báo của Bose tới tạp chí Zeitschrift für Physik. Einstein cũng tự viết các bài báo miêu tả mô hình thống kê này và những hệ quả của nó, bao gồm hiện tượng ngưng tụ Bose-Einstein mà trong một số trường hợp đặc biệt có thể xuất hiện tại nhiệt độ rất thấp.. Cho đến tận năm 1995, vật chất ngưng tụ lần đầu tiên đã được tạo ra bằng thực nghiệm bởi Eric Allin Cornell và Carl Wieman nhờ sử dụng các thiết bị siêu lạnh được lắp đặt tại NIST–phòng thí nghiệm JILA tại Đại học Colorado ở Boulder. Thống kê Bose-Einstein bây giờ được sử dụng để miêu tả hành xử của những hạt có spin nguyên, các boson. Những phác thảo của Einstein cho nghiên cứu này có thể xem tại "Einstein Archive" trong thư viện của đại học Leiden.


Thuyết tương đối rộng bao gồm một không thời gian động lực, do vậy nó rất khó để tìm cách thống nhất các đại lượng bảo toàn năng lượng và động lượng. Định lý Noether cho phép những đại lượng được xác định từ hàm Lagrangian với bất biến tịnh tiến, nhưng hiệp biến tổng quát làm cho bất biến tịnh tiến trở thành một phần của đối xứng gauge. Tenxơ ứng suất - năng lượng trong phương trình trường Einstein không chứa năng lượng trường hấp dẫn, bởi vì theo nguyên lý tương đương bằng việc lựa chọn hệ quy chiếu cục bộ thích hợp, trường hấp dẫn sẽ biết mất. Năng lượng và động lượng bao hàm cả năng lượng hấp dẫn được dẫn ra từ thuyết tương đối rộng theo định lý Noether không phải là một tenxơ thực vì lý do như vậy.


Tiếp theo nghiên cứu của ông về thuyết tương đối tổng quát, Einstein bắt tay vào chuỗi những cố gắng để tổng quát hóa lý thuyết hình học của ông về hấp dẫn, cho phép kết hợp được với tương tác điện từ. Năm 1950, ông miêu tả "thuyết trường thống nhất" của ông trong tạp chí Scientific American với tiêu đề "Về lý thuyết tổng quát của hấp dẫn". Mặc dù ông tiếp tục được ca ngợi cho các công trình của ông, Einstein đã dần dần bị đơn độc trong con đường nghiên cứu thuyết thống nhất này, và những nỗ lực của ông đã hoàn toàn bị thất bại.


Trong việc theo đuổi một lý thuyết thống nhất các lực cơ bản của tự nhiên, Einstein đã bỏ qua một số hướng phát triển chính của vật lý thời đó, điển hình nhất là việc nghiên cứu các lực hạt nhân mạnh và lực hạt nhân yếu, chúng chưa được hiểu triệt để cho đến tận nhiều năm sau khi ông mất. Mặt khác, các xu hướng vật lý lại chủ yếu bỏ qua các phương pháp tiếp cận của ông đối với lý thuyết thống nhất; với cơ học lượng tử là khuôn khổ chính, lý thuyết mà ông không chấp nhận hoàn toàn về tính mô tả thực tại của nó. Giấc mơ của Einstein để thống nhất mọi định luật vật lý khác với hấp dẫn đã thôi thúc một cuộc tìm kiếm hiện đại cho một lý thuyết của mọi vật và đặc biệt là thuyết dây, trong đấy các trường hình học được kết hợp với lý thuyết trường lượng tử hay hấp dẫn lượng tử.


Einstein và De Haas đã chứng tỏ rằng sự từ hóa là do chuyển động của các electron mà ngày nay được biết là spin. Để chỉ ra điều này, họ đảo ngược sự từ hóa trong một thanh thép treo trên một con lắc xoắn. Hai người quan sát thấy rằng thanh thép bị quay đi một góc, bởi vì mô men động lượng của electron bị thay đổi khi thay đổi sự từ hóa. Thí nghiệm này cần sự tinh tế, bởi vì mô men động lượng gắn với electron là nhỏ, nhưng nó cũng đủ để chứng minh chuyển động của electron vì một lý do nào đó ảnh hưởng đến sự từ hóa.


Tuy nhiên, bước sang tuổi 13, ông được học bản sonata vĩ cầm của Mozart. "Einstein trở nên yêu thích" âm nhạc Mozart, Botstein viết, và học chơi vĩ cầm một cách tự nguyện hơn. Theo Einstein, ông tự học chơi đàn bằng cách "thực hành có hệ thống", và nói rằng "say mê là một người thầy tốt hơn ý thức trách nhiệm." Khi 17 tuổi, ông trình bày bản sonata vĩ cầm của Beethoven trong một kỳ kiểm tra âm nhạc ở Aarau, và giáo viên chấm điểm đã nhận xét khi ông kết thúc là "xuất sắc và thể hiện nội dung tuyệt vời." Điều gây ấn tượng cho người giáo viên là, theo Botstein, Einstein "thể hiện sâu sắc tình yêu âm nhạc, một phẩm chất vẫn còn đang được hình thành. Âm nhạc có một ý nghĩa kỳ lạ đối với sinh viên này."


Botstein lưu ý rằng âm nhạc đảm nhận một vai trò quan trọng và lâu dài trong cuộc sống kể từ thời gian đó của Einstein. Mặc dù chưa lúc nào ông nghĩ rằng sẽ theo đuổi sự nghiệp âm nhạc, nhưng ông thường tham gia chơi nhạc thính phòng với một vài nghệ sĩ, thường trình diễn cho nhóm vài người bạn. Âm nhạc thính phòng là một phần trong cuộc sống của ông khi còn ở Bern, Zurich, và Berlin, nơi ông chơi nhạc cùng Max Planck và những người khác. Năm 1931, trong thời gian đến Viện Công nghệ California, ông đến thăm gia đình Zoellner ở Los Angeles và chơi một số bản nhạc của Beethoven và Mozart cùng với các thành viên của nhóm tứ tấu Zoellner. Einstein sau đó trao cho người đại diện gia đình một bức ảnh lưu niệm chụp ông cùng với chữ ký. Âm nhạc không chỉ là niềm vui thích mà còn giúp ông trong công việc. Bà Elsa nói "âm nhạc giúp ông khi đang suy nghĩ về các lý thuyết. Ông mải mê nghiên cứu, quay trở ra giải trí bằng đánh vài đoạn hợp âm piano, rồi tiếp tục trở lại công việc".


Einstein là người ủng hộ chủ nghĩa xã hội và phê phán chủ nghĩa tư bản. Ông phản đối phong trào Quốc xã đang tăng lúc bấy giờ và sau đó cố gắng lên tiếng giảm bớt sự náo động của việc hình thành nước Israel. Fred Jerome trong quyển Quan điểm của Einstein về nhà nước Israel và chủ nghĩa phục quốc Do Thái cho rằng Einstein là một nhà văn hóa phục quốc Do Thái, người ủng hộ ý tưởng về một tổ quốc Do Thái nhưng phản đối việc hình thành một nhà nước Do Thái ở Palestine "với đường biên giới, quân đội, và một hệ thống pháp quyền riêng." Thay vào đó, ông ủng hộ một nhà nước liên bang gồm 2 quốc gia với "cơ cấu chức năng liên tục, hỗn hợp, quản trị, kinh tế, và xã hội."


Trong cuộc Cách mạng tháng 11 ở Đức, Einstein đã ký vào một kháng nghị làm tiền đề cho đại hội tự do và dân chủ toàn quốc, được công bố ở tờ tin tức Berliner Tageblatt vào ngày 16 tháng 11 năm 1918 và ông trở thành đảng viên của Đảng Dân chủ Đức. Sau Thế chiến thứ II, khi sự thù hằn giữa các nước đồng minh cũ trở nên căng thẳng, Einstein viết, "Tôi không biết Chiến tranh Thế giới lần thứ III người ta sẽ dùng vũ khí gì, nhưng tôi có thể nói với bạn con người có thể sử dụng vũ khí gì ở Chiến tranh Thế giới thứ IV - đá! Einstein 1949 Cùng với With Albert Schweitzer và Bertrand Russell, Einstein đã vận động để dừng việc thử nghiệm hạt nhân và bom trong tương lai. Trước lúc mất, Einstein đã ký vào bản tuyên ngôn Russell–Einstein, mà sau đó đã dẫn tới hội nghị Pugwash về Khoa học và Hòa bình Thế giới.


Trên nghi vấn của quan điểm khoa học (quyết định luận) dẫn tới câu hỏi về lập trường của Einstein về quyết định luận thần học, liệu ông có tin vào Chúa, hay vào một vị thần nào đó hay không. Năm 1929, Einstein đã nói với giáo sĩ Do Thái Herbert S. Goldstein rằng "Tôi tin vào Chúa của Spinoza, người mà biểu lộ chính mình trong nguyên lý hài hòa của thế giới, không phải là một vị Chúa có số mệnh và hành động của một con người. " Trong một bức thư năm 1954, ông viết, "Tôi không tin vào một Chúa nhân cách hóa và tôi không bao giờ phủ định điều này và tôi đã biểu thị điều đó một cách rõ ràng." Trong một bức thư gửi triết gia Erik Gutkind, Einstein nói rõ, "Danh từ Chúa đối với tôi không gì khác ngoài sự thể hiện và là sản phẩm của sự yếu đuối của loài người, Kinh thánh là tập hợp những điều đáng kính, nhưng vẫn còn nguyên sơ, huyền ảo tuy nhiên khá là ngây ngô."


Tàu vũ trụ Voyager 1 là một tàu thăm dò vũ trụ rôbốt nặng 722-kilôgam (1,592 lb) hoạt động ở ngoài Hệ Mặt trời và xa hơn nữa, được phóng đi ngày 5 tháng 9 năm 1977. Nó vẫn nhận các lệnh điều khiển từ, và truyền thông tin về Trái Đất, hiện nó đang theo đuổi sứ mệnh mở rộng để định vị và nghiên cứu các biên giới của Hệ mặt trời, gồm cả vành đai Kuiper và phía ngoài. Nhiệm vụ đầu tiên của nó là tới thăm Sao Mộc và Sao Thổ; là nó là tàu vũ trụ đầu tiên cung cấp các hình ảnh chi tiết về các Mặt Trăng của hai hành tinh này. Con tàu này dùng năng lượng từ máy phát điện đồng vị phóng xạ. Nguồn phóng xạ được sử dụng là Plutonium (Pu). Do sự phân rã phóng xạ nên một ngày nào đó năng lượng sẽ bị cạn kiệt.


Voyager 1 có ba máy phát nhiệt điện đồng vị phóng xạ (RTG) gắn trên một xà kim loại. Mỗi cái chứa 24 viên nén plutoni-238 ôxít hình cầu. Các cặp nhiệt điện silic-germani sẽ biến đổi nhiệt từ sự phân rã của plutoni-238 thành điện năng. Các máy phát RTG tạo ra khoảng 470 watt điện vào thời điểm phóng, phần điện dư được chuyển thành nhiệt và tỏa vào không gian. Lượng điện phát ra từ các máy phát RTG giảm dần theo thời gian (do chu kì bán rã 87.7 năm của plutoni-238 và sự suy giảm hiệu suất của các cặp nhiệt điện), nhưng các máy phát RTG sẽ vẫn tiếp tục phát đủ điện để duy trì hoạt động của tàu đến năm 2025.


Hệ thống này bao gồm 2 camera. Một camera góc rộng có độ phân giải trung bình được trang bị ống kính 200mm với khẩu độ f/3 và một camera góc hẹp được trang bị ống kính 1500mm với khẩu độ f/8.5. Cả hai camera được trang bị 8 bộ lọc màu được gắn trên một bánh quay và đều sử dụng một phiên bản cải tiến của cảm biến vidicon sử dụng trong camera của các tàu Mariner để thu nhận hình ảnh. Cả hai camera được điều khiển bởi hệ thống máy tính FDS. Thông số điều khiển được lưu trong bộ nhớ của hệ thống máy tính này.


Sự hỗ trợ phóng trọng lực của Sao Mộc đã được cả hai tàu Voyager thực hiện thành công, và hai tàu bắt đầu tới thăm Sao Thổ cùng hệ thống các Mặt Trăng và vành đai của nó. Chuyến bay vào hệ Sao Thổ của Voyager 1 diễn ra tháng 11 năm 1980, với lần tiếp cận gần nhất ngày 12 tháng 11 năm 1980, khi tàu vũ trụ vào trong khoảng cách 124000 km từ các đám mây cao nhất của Sao Thổ. Các camera trên tàu vũ trụ đã phát hiện các kết cấu phức tạp trong các vành đai của Sao Thổ, và các thiết bị cảm biến xa của nó đã nghiên cứu các khí quyển của Sao Thổ cùng vệ tinh Titan lớn của nó.


Quỹ đạo phóng của nó với một đường bay ngang qua Titan đã tạo ra một sự chệch hướng trọng lực thừa khiến Voyager 1 vượt ra ngoài mặt phẳng Ecliptic, vì thế chấm dứt phi vụ khoa học hành tinh của nó. Voyager 1 đã có thể được đưa vào một quỹ đạo phóng khác, theo đó hiệu ứng súng cao su trọng lực của khối lượng Sao Thổ sẽ lái và phóng Voyager 1 ra ngoài theo đường bay qua Sao Diêm Vương. Tuy nhiên, lựa chọn này đã không được thực hiện, bởi quỹ đạo phóng khác bay qua Titan đã được quyết định để có được thêm giá trị khoa học và giảm bớt nguy cơ.


Ở khoảng cách trên, sóng ánh sáng hay radio, cả hai đều ở dạng bức xạ điện từ và truyền đi với tốc độ 299.792,5 kilômét trên giây (tốc độ ánh sáng), mất 15,5 giờ để đi từ Voyager 1 tới Trái Đất. Như một cơ sở để so sánh, Mặt Trăng ở khoảng cách khoảng 1,4 giây ánh sáng từ Trái Đất; Mặt trời ở xấp xỉ 8,5 phút ánh sáng; Sao Diêm Vương ở xấp xỉ 4,5 giờ ánh sáng; Các vật thể ngoài Sao Hải Vương 2006 SQ372 ở viễn nhật cách khoảng 12,3 ngày ánh sáng; và ngôi sao gần nhất cách 4,22 năm ánh sáng.


Ở thời điểm tháng 5 năm 2008, Voyager 1 ở góc nghiêng 12.45° và 17.125 giờ lên thẳng, khiến nó đang ở trong chòm sao Ophiuchus khi quan sát từ Trái Đất. NASA tiếp tục việc thám sát hàng ngày của họ với Voyager 1 bằng Deep Space Network của mình. Mạng lưới này đo đạc cả độ cao và góc phương vị của sóng radio tới từ Voyager 1, và nó cũng đo khoảng cách từ Trái Đất tới Voyager 1 bằng cách đo thời gian trễ giữa các tin hiệu radio từ và tới Voyager 1. Sau đó, với khoảng thời gian trễ đó, nhân với tốc độ ánh sáng sẽ được khoảng cách một chiều..


Cộng hòa Dân chủ Đức (tiếng Đức: Deutsche Demokratische Republik, DDR; thường được gọi là Đông Đức) là một quốc gia nay không còn nữa, tồn tại từ 1949 đến 1990 theo định hướng xã hội chủ nghĩa tại phần phía đông nước Đức ngày nay. Cộng hòa Dân chủ Đức được thành lập tại vùng quản lý của Quân đội Xô-viết tại Đức ngày 7 tháng 10 năm 1949, sau khi Nhà nước Cộng hòa Liên bang Đức (Tây Đức) ra đời tại phần phía tây trong khu vực do Pháp, Anh và Hoa Kỳ quản lý. Đông Berlin là thủ đô của Cộng hòa Dân chủ Đức.


Thành lập từ năm 1949, tuy nhiên, đến năm 1955, Đông Đức mới tuyên bố đầy đủ quyền tự trị như một thể chế nhà nước. Dầu vậy, quân đội Liên Xô vẫn đóng trên lãnh thổ nước này theo Hiệp định Potsdam giữa bốn cường quốc chiến thắng trong Chiến tranh thế giới thứ hai là Hoa Kỳ, Anh, Pháp và Liên Xô. Vì quân đội khối NATO còn hiện diện tại Tây Đức và Tây Berlin, Đông Đức và Berlin trở thành tâm điểm của Chiến tranh Lạnh. Đông Đức là thành viên Hiệp ước Warszawa, Hội đồng Tương trợ Kinh tế và đồng thời là đồng minh thân cận của Liên Xô.


Sau gần nửa thế kỷ theo đuổi XHCN, khi sắp sáp nhập vào Tây Đức, ở thời điểm 1989, GDP của Đông Đức đạt 159,5 tỷ USD (thời giá 1989) so với 945,7 tỷ USD của Tây Đức, trong khi dân số Đông Đức bằng khoảng 1/4 so với Tây Đức (16 triệu so với 63 triệu), tức là tính theo thu nhập bình quân đầu người thì Đông Đức bằng khoảng 64% so với Tây Đức (9.679 USD so với 15.300 USD, thời giá 1989). Tiếp theo sự sụp đổ của Bức tường Berlin ngày 9 tháng 11 năm 1989, Đảng Xã hội chủ nghĩa thống nhất Đức mất đi đa số ủng hộ của người dân trong Quốc hội tại cuộc bầu cử ngày 18 tháng 3 năm 1990. Ngày 23 tháng 8 cùng năm, Quốc hội Đông Đức quyết định rằng lãnh thổ quốc gia này sẽ được đặt dưới hệ thống pháp luật của Cộng hòa Liên bang Đức kể từ ngày 3 tháng 10 năm 1990. Kết quả của sự sáp nhập này, Cộng hòa Dân chủ Đức chính thức chấm dứt sự tồn tại của nó.


Trước khi Thế chiến II kết thúc, vùng sau này sẽ được gọi là Đông Đức trên thực tế nằm ở trung tâm nhà nước Đức và vì thế được gọi là "Mitteldeutschland" (Trung hay Trung Đức). Ở phía đông của các con sông Oder và Neisse là các tỉnh Phổ rộng lớn: Pomerania, Đông Phổ, Tây Phổ, Thượng Silesia và Hạ Silesia, và phía đông Neumark của Brandenburg. Trong Thế chiến II, các lãnh đạo Đồng Minh quyết định tại Hội nghị Yalta rằng biên giới Ba Lan thời hậu chiến sẽ được di chuyển về hướng tây đến giới tuyến Oder-Neisse, và "Trung Đức" cũ khi đó trên thực tế là giới hạn phía đông của nước Đức.


Länder (các bang) Mecklenburg-Vorpommern, Brandenburg, Saxony, Saxony-Anhalt, Thuringia, thuộc Vùng Liên Xô tại Đức (trong tiếng Đức: Sowjetische Besatzungszone, hay SBZ). Những phản đối của Liên Xô với những thay đổi về kinh tế chính trị tại các vùng chiếm đóng phía tây (Hoa Kỳ, Anh và Pháp) dẫn tới việc nước này rút khỏi ACC năm 1948 và sau đó SBZ phát triển thành Đông Đức, gồm cả khu vực Berlin do Liên Xô chiếm đóng. Đồng thời các vùng chiếm đóng phía tây được củng cố để hình thành nên Tây Đức (hay Cộng hoà Liên bang Đức, FRG).


Chính thức, cả các Đồng minh phương Tây và những người cộng sản đều cam kết duy trì một nước Đức thống nhất sau cuộc chiến tại Thoả thuận Potsdam năm 1945, ít nhất trên giấy tờ. Bản Ghi chú Stalin năm 1952 đề xuất thống nhất nước Đức và sự rút lui của siêu cường khỏi Trung Âu, nhưng Hoa Kỳ và đồng minh của mình từ chối. Stalin chết đầu năm 1953. Dù chính trị gia nhiều quyền lực của Liên Xô Lavrenty Beria trong một thời gian ngắn có theo đuổi ý tưởng thống nhất nước Đức sau cái chết của Stalin, ông đã bị bắt và tước bỏ quyền lực sau một vụ đảo chính hồi giữa năm 1953. Người kế nhiệm ông, Nikita Khrushchev, bác bỏ hoàn toàn ý tưởng bàn giao đông Đức để rồi bị sáp nhập, đánh dấu sự chấm dứt của bất kỳ một sự xem xét nghiêm túc nào với ý tưởng thống nhất cho tới khi Cộng hòa Dân chủ Đức tổ chức trưng cầu sáp nhập nước Đức vào cuối năm 1989.


Khi nước Đức bị phân chia sau chiến tranh, Berlin, thủ đô cũ của Đức, bị chia thành bốn khu vực. Đông Đức và phần còn lại của Khối Đông Âu coi Đông Berlin là thủ đô của Đông Đức, dù về mặt pháp lý điều này bị tranh cãi bởi các Đồng Minh phương Tây bởi toàn bộ thành phố về chính thức bị coi là một lãnh thổ chiếm đóng bị quản lý bởi thiết quân luật thông qua Hội đồng Kiểm soát Đồng Minh. Trên thực tế, Hội đồng Kiểm soát Đồng Minh nhanh chóng trở nên bất hoà khi cuộc Chiến tranh Lạnh trở nên căng thẳng, và chính phủ Đông Đức bỏ qua những giới hạn kỹ thuật của luật pháp về việc Đông Berlin sẽ liên kết thế nào với Cộng hoà Dân chủ Đức.


Ở cuối cuộc chiến, chính quyền Xô viết dùng vũ lực thống nhất các thành viên của Đảng Cộng sản Đức và Đảng Dân chủ Xã hội bên trong Đảng Thống nhất Xã hội chủ nghĩa (SED), đảng này giành chiến thắng trong cuộc bầu cử năm 1946 với sự hỗ trợ của áp lực Xô viết và sự tuyên truyền về tính tàn bạo của Phát xít. Toàn bộ tài sản và ngành công nghiệp được quốc hữu hoá, và Cộng hoà Dân chủ Đức được tuyên bố thành lập ngày 7 tháng 10 năm 1949, với một hiến pháp mới đề cao chủ nghĩa xã hội và trao cho SED quyền lực tuyệt đối bên trên Mặt trận Quốc gia và những đảng chính trị khác, với "các danh sách thống nhất" được SED đưa ra để đảm bảo sự kiểm soát của họ. Lãnh đạo đầu tiên của Đông Đức là Wilhelm Pieck, Tổng thống đầu tiên (và duy nhất) của Cộng hoà Dân chủ Đức. Tuy nhiên, sau năm 1950 quyền lực thực sự nằm trong tay Walter Ulbricht, thư ký thứ nhất của SED cầm quyền.


Cho tới năm 1952, Cộng hoà Dân chủ Đức gồm các bang Mecklenburg-Vorpommern, Brandenburg, Saxony-Anhalt, Thuringia, Saxony và thủ đô, Đông Berlin. Các khu vực hành chính này gần như tương ứng với các bang (Länder) và tỉnh (Provinzen) thời trước chiến tranh trong khu vực Đông Đức do Liên bang Xô viết quản lý theo các điều khoản của Thoả thuận Potsdam hậu chiến. Hai phần nhỏ còn sót lại của các bang đã bị Ba Lan sáp nhập sau cuộc chiến (Pomerania và Hạ Silesia) vẫn thuộc Cộng hoà Dân chủ Đức và được nhập vào cách lãnh thổ bên cạnh. Trong cuộc cải cách hành chính năm 1952, các bang bị xoá bỏ và được thay thế bởi 14 quận nhỏ hơn. Các quận được đặt tên theo thủ phủ của chúng: Rostock, Neubrandenburg, Schwerin, Potsdam, Frankfurt (Oder), Magdeburg, Cottbus, Halle, Leipzig, Erfurt, Dresden, Karl-Marx-Stadt (đã được đặt tên Chemnitz cho tới năm 1953 và lại là tên này từ năm 1990), Gera, và Suhl. Đông Berlin được công nhận là một quận năm 1961.


Sự bồi thường chiến tranh cho Xô viết, được lấy toàn bộ từ vùng chiếm đóng phía đông, gây một hậu quả nghiêm trọng trên nền kinh tế Đông Đức. Trong những giai đoạn chiếm đóng đầu tiên (đặc biệt năm 1945 và 1946), Hồng quân chiếm khoảng một phần ba trang thiết bị công nghiệp từ Đông Đức và chuyển về Liên Xô, với một khoản bồi thường $10 tỷ nữa đầu thập kỷ 1950 dưới hình thức các sản phẩm nông nghiệp và công nghiệp. Sự phát triển ngày càng nhanh của kinh tế Tây Đức đã khiến một số lớn người Đông Đức bỏ chạy sang phía tây. Từ thập niên những năm 50, người Đông Đức đã rời vùng Xô viết để di cư sang phía tây. Cuộc di cư diễn ra càng làm kinh tế Đông Đức trì trệ. Biên giới giữa hai nhà nước Đức đã gần như bị đóng cửa hoàn toàn hồi giữa thập niên 1950 (xem Biên giới nội bộ Đức). Vì viễn cảnh kiếm được lương cao hơn ở phía tây, nhiều công nhân lành nghề (như bác sĩ) đã bỏ sang phía tây, gây ra một cuộc 'chảy máu chất xám' ở phía đông. Tuy nhiên, buổi tối ngày 13 tháng 8 năm 1961, quân đội Đông Đức đã ngăn biên giới giữa Đông và Tây Berlin và bắt đầu xây dựng Bức tường Berlin, ngăn cách hoàn toàn Đông với Tây Berlin. Việc đi lại bị giới hạn chặt chẽ. Bộ an ninh nhà nước (hay Stasi), một lực lượng an ninh có hiệu quả cao, giám sát cuộc sống của các công dân Đông Đức thông qua mạng lưới chỉ điểm, nhân viên khắp nơi của mình.


Ngày 16 tháng 6 năm 1953, sau một quota sản xuất tăng 10% công nhân xây dựng đại lộ mới ở Đông Berlin, Stalinallee (ngày nay được gọi là Karl-Marx-Allee), những cuộc tuần hành của các công nhân bất bình nổ ra ở Đông Berlin. Ngày hôm sau những cuộc biểu tình phản kháng lan khắp Đông Đức với hơn một triệu người đình công và biểu tình trong 700 cộng đồng. Lo sợ một cuộc bạo động, chính phủ yêu cầu quân đội chiếm đóng Xô viết trợ giúp và vào buổi sáng ngày 18 xe tăng cùng binh sĩ được triển khai trấn áp những người biểu tình. Nhưng bạo động vẫn nổ ra, làm khoảng năm mươi người chết và một làn sóng bắt giữ, bỏ tù lên tới hơn 10.000 người. Sự quá cảnh giữa Tây và Đông Berlin là khá tự do ở thời điểm ấy, có nghĩa rằng những người biểu tình và những hành động trấn áp biểu tình của Liên Xô đã được nhiều nhà quan sát phương Tây ghi nhận.


Tới thập niên 1970, Tây Đức coi Đông Đức như một nhà nước trái pháp luật, và theo Học thuyết Hallstein từ chối các quan hệ ngoại giao với bất kỳ nước nào (ngoại trừ Liên bang Xô viết) công nhận Đông Đức là một quốc gia riêng biệt. Đầu thập niên 1970, Ostpolitik do Willy Brandt chỉ đạo tiến hành một hình thức công nhận song phương giữa Đông và Tây Đức. Hiệp ước Moscow (tháng 8 năm 1970), Hiệp ước Warsaw (tháng 12 năm 1970), Thoả thuận của Bốn Cường quốc về Berlin (tháng 9 năm 1971), Thoả thuận Quá cảnh (tháng 5 năm 1972), và Hiệp ước Căn bản (tháng 12 năm 1972) giúp bình thường hoá quan hệ giữa Đông và Tây Đức và dẫn tới việc cả hai nước Đức cùng gia nhập Liên hiệp quốc. Cộng hoà Dân chủ Đức là một thành viên Liên hiệp quốc từ năm 1972 cho tới khi chấm dứt tồn tại vào năm 1989.


Năm 1989, sau sự giận dữ của công chúng về các kết quả của cuộc bầu cử chính quyền địa phương vào mùa xuân năm đó, mà bị cho là gian lận, nhiều công dân xin visa đi ra nước ngoài, hay rời bỏ đất nước một cách bất hợp pháp. Tháng 8 năm 1989 Hungary bãi bỏ các hạn chế biên giới của họ và mở cửa biên giới và hơn 13.000 người đã rời bỏ Đông Đức bằng cách đi qua biên giới "xanh" qua Tiệp Khắc vào Hungary và sau đó vào Áo và Tây Đức. Nhiều người khác biểu tình chống lại đảng cầm quyền, đặc biệt tại thành phố Leipzig. Kurt Masur, người chỉ huy Leipzig Gewandhaus Orchestra dẫn đầu đoàn đàm phán địa phương với chính phủ, và tổ chức các cuộc gặp gỡ với dân chúng trong nhà hát. Cuối cùng cuộc biểu tình đã buộc Erich Honecker phải từ chức vào tháng 10, và ông bị thay thế bởi một nhân vật Cộng sản ôn hoà hơn, Egon Krenz.


Ngày 9 tháng 11 năm 1989, vài đoạn của Bức tường Berlin bị phá vỡ, lần đầu tiên hàng ngàn người Đông Đức vượt qua chạy vào Tây Berlin và Tây Đức. Ngay sau đó, đảng cầm quyền tại Đông Đức rút lui. Dù có một số nỗ lực nhỏ nhằm tạo lập một nhà nước dân chủ Đông Đức, chúng nhanh chóng bị vùi lấp bởi những kêu gọi thống nhất với Tây Đức. Sau một số cuộc đàm phán (những cuộc đàm phán 2+4 được tổ chức liên quan tới hai nhà nước Đức và các cựu Cường quốc Đồng Minh (Hoa Kỳ, Pháp, Anh, và Liên bang Xô viết) dẫn tới thoả thuận về các điều kiện thống nhất nước Đức. Năm bang cũ của Đông Đức từng bị xoá bỏ năm 1952 được khôi phục. Ngày 3 tháng 10 năm 1990, năm bang chính thức gia nhập Cộng hoà Liên bang Đức, trong khi Đông và Tây Berlin thống nhất như một thành bang thứ ba (theo cùng kiểu như Bremen và Hamburg).


Tất cả thanh niên Đông Đức đều phải gia nhập NVA. Thời hạn phục vụ bắt buộc là 18 tháng, ngoại trừ vì các lý do y tế đặc biệt. Với những người từ chối nhập ngũ vì lý do đạo lý, có một loại nghĩa vụ quân sự được gọi là Baueinheiten (các đơn vị xây dựng) được thành lập năm 1964 dưới áp lực của nhà thờ Tin lành quốc gia. Tuy nhiên, phục vụ trong Baueinheiten không được khuyến khích, và có một số hậu quả sau khi hết hạn phục vụ tại đây - ví dụ, từ chối hay gặp khó khăn khi theo học cao học, vân vân.[cần dẫn nguồn] Riêng Đông Đức là nước có hoạt động khác cho những người từ chối nhập ngũ trong số các nước thuộc khối Đông Âu.[cần dẫn nguồn]


Năm 1952, như một phần của các cuộc cải cách để tập trung quyền lực trong tay Bộ chính trị của SED, năm Länder của Đông Đức bị xoá bỏ, và Đông Đức được chia thành mười lăm Bezirke (tỉnh), mỗi quận được đặt theo tên thành phố lớn nhất của nó: vùng Đất phía bắc Mecklenburg-Vorpommern được chia giữa Bezirke Rostock, Schwerin và Neubrandenburg; Brandenburg (bao quanh Berlin) được tái tổ chức thành Bezirke Potsdam, Frankfurt và Cottbus; Saxony-Anhalt được chia thành Bezirke Halle và Magdeburg; vùng Đất tây nam Thuringia thành Bezirke Erfurt, Gera và Suhl; cuối cùng, vùng Đất đông nam Sachsen được chia giữa Leipzig, Dresden và Karl-Marx-Stadt (trước kia và sau khi Cộng hoà Dân chủ Đức sụp đổ lại được gọi là Chemnitz). Thủ đô Cộng hoà Dân chủ Đức, Đông Berlin trở thành Bezirk thứ 15, dù nó vẫn giữ vị thế luật pháp đặc biệt trong Cộng hoà Dân chủ Đức cho tới năm 1968, khi những người dân Đông Berlin cùng toàn bộ người dân Cộng hoà Dân chủ Đức thông qua dự thảo hiến pháp mới. Từ thời điểm này trở về sau, bất chấp Vị thế Bốn Cường quốc và những sự phản đối của đồng minh phương Tây rằng Đông Berlin chỉ đơn giản là khu vực chiếm đóng của Xô viết tại thủ đô Đức, Đông Berlin được coi như một Bezirk như các tỉnh khác.


Dân số Đông Đức giảm đều đặn trong suốt thời kỳ tồn tại của nó, từ 19 triệu người năm 1948 xuống còn 16 triệu năm 1990. Khoảng 4 triệu người trong dân số năm 1948 là những người Đức bị trục xuất từ các khu vực phía đông giới tuyến Oder-Neisse. Chủ yếu đây là hậu quả của sự di cư – khoảng một phần tư người Đông Đức đã rời bò đất nước trước khi Bức tường Berlin được hoàn thành năm 1961, và sau thời điểm đó, Đông Đức có tỷ lệ sinh rất thấp. Điều này trái ngược với Ba Lan, có dân số trong giai đoạn đó tăng từ 24 triệu năm 1950 (hơi lớn hơn Đông Đức) lên 38 triệu (gấp đôi dân số Đông Đức).


Giống như các quốc gia xã hội chủ nghĩa Đông Âu khác, Đông Đức có một nền kinh tế tập trung kế hoạch hoá, tương tự như nền kinh tế Liên Xô, trái ngược với các nền kinh tế thị trường hay kinh tế hỗn hợp của hầu hết các quốc gia Tây Âu. Cộng hoà Dân chủ Đức gia nhập khối thương mại COMECON năm 1950. Các mục tiêu sản xuất, giá cả và việc bố trí cung cấp vật tư đều do nhà nước đề ra, chuyển các quyết định đó thành kế hoạch hay các kế hoạch cụ thể. Các phương tiện sản xuất hầu như đều thuộc sở hữu nhà nước. Ví dụ, năm 1985, các doanh nghiệp thuộc sở hữu nhà nước hay các hợp tác xã chiếm 96.7 phần trăm tổng thu nhập thực của quốc gia.


Với những người tiêu dùng Đông Đức, hàng hoá luôn thiếu hụt. Tới tận thập niên 1960 các loại hàng hoá căn bản như đường và cà phê vẫn thiếu thốn, dù có một số khác biệt; trong khi giá cà phê đắt (xấp xỉ 1US$ cho 200g), bánh mì giá chưa tới 1 cent. Năm 1989, thời gian một người phải chờ đợi để mua được một chiếc xe Wartburg mới khoảng 13 năm.[cần dẫn nguồn] Những người Đông Đức có bạn bè hoặc họ hàng ở Tây Đức (hay những người có thể tiếp cận ngoại tệ mạnh), và có tài khoản ngoại tệ Staatsbank có thể mua cả các sản phẩm phương Tây và sản phẩm chỉ dành cho xuất khẩu của Đông Đức tại Intershop. Cách khác để mua được các mặt hàng hiếm là qua công ty Jauerfood của Đan Mạch, hay qua công ty quá tặng qua thư Genex.