爱因斯坦传(23)

二三

　　可也就在1905年，哈比希特和索洛文先后离开伯尔尼。

　　富于创造性的奥林比亚科学院结束了辉煌的日子。1906年5月，在给索洛文的信中，爱因斯坦不无伤感地说：“你去后，我再没同什么人交往。甚至同贝索在回家途中惯常的谈话也中止了。”

　　1905年3月，爱因斯坦邀请哈比希特重返伯尔尼。

　　“敬请阁下莅临我们无尚光荣的科学院召开的几次会议，这样就可使它的成员增加百分之五十。”

　　此后不久，爱因斯坦又给哈比希特写了如下一封信：

　　“亲爱的哈比希特！我们之间现在笼罩着一种神圣的沉默，如果我用无足轻重的废话来打破它，似乎是一种亵渎。然而，在这个世界上一切高尚的东西难道不总是遭到这种命运吗？您究竟在忙些什么，您，冰冻的鲸鱼，干瘪的罐头式的灵魂片，而……我还能把充满百分之七十的忿怒和百分之三十的怜悯都扔向您的脑袋吗？您可以感谢这后面的百分之三十，由于它我才没有把装着切好的大葱和大蒜的铁罐寄给悄悄溜去过复活节的您。您为什么直到现在还没有把您的学位论文寄给我呢？难道您这可怜的人不了解，我将是高高兴兴地和津津有味地阅读它的几个男子汉中的一个吗？我答应回敬给您四篇作品，其中第一篇很快就寄去，因为我在等作者应得的赠阅本。它讲的是光的辐射和能量，是很革命的。

　　只要您先把自己的作品寄给我，您自己就会看到它。第二篇的内容是通过研究中性物质稀溶液中的扩散和内摩擦来测定原子的实际大小。第三篇证明：根据热的分子理论，悬浮在液体中大小为1／1000毫米的物体进行着分子热运动引起的可以觉察到的不规则运动。悬浮物体的这种运动，确实已被生理学家观测到了，他们称它为‘布朗分子运动’。第四篇作品是从动体的电动力学概念出发并将修改空间和时间的学说；这篇东西的纯动力学部分准会引起您的兴趣……您的阿尔伯特·爱因斯坦向您致敬！我的妻子和已满周岁好尖声哭叫的小傢伙向您致以友好的问候！”

　　§小公务员的大发现

　　在伯尔尼的岁月里，爱因斯坦在科学上取得丰硕的成果，第一批研究结果的问世，就像闪电划破了时代的夜空一般。1905年，对于26岁的爱因斯坦来说，是硕果累累的一年，对物理学史来说，则是革命的一年：相对论诞生出来了！

　　在这一年，来比锡出版的《物理学纪事》杂志上发表了三篇论文，作者是同一个人——阿尔伯特·爱因斯坦。一篇是讨论布朗运动的，用最有力的证据证明了分子的存在，它的作者在物理学史上占有光荣的一页。一篇是发展普朗克的量子论，提出了光量子假设，它的作者将因此获得科学界的最高奖赏——诺贝尔奖金。第三篇就是《论动体的电动力学》。这是相对论的第一篇论文。它开创了物理学的新纪元，它的作者的名字是和牛顿并列的。

　　一个26岁的青年，伯尔尼专利局里默默无闻的小职员，利用业余时间进行科学研究，在物理学三个未知领域里，齐头并进，同时取得巨大成果，这在科学史上，不能不说是一个奇迹。也许只有1665—1666年可以和1905年相媲美。当时瘟疫席卷英国，剑桥大学被迫关闭，23岁的牛顿回到故乡乌尔索普村。他在乡居期间，发明了微积分，发现了白光的组成，并且开始研究引力问题。

　　天才，一个真正的天才！人们也只好这样解释。

　　爱因斯坦当然不这么看。

　　他对为他写传记的作家塞利希说：“我没有什么特别的才能，不过喜欢寻根刨底地追究问题罢了。”

　　他也对一位物理学界的同行说过：“空间时间是什么，别人在很小的时候就已经搞清楚了；我智力发育迟，长大了还没有搞清楚，于是一直在揣摩这个问题，结果也就比别人钻研得深一些。”

　　但不管怎么说，爱因斯坦是物理学史上当之无愧的革命者。牛顿继承哥白尼、伽俐略和开普勒，完成了物理学的第一次革命，创立了牛顿力学。法拉第、麦克斯韦完成了物理学的第二次革命，创立了电磁场理论。以爱因斯坦为代表的新一代物理学家，则进行了物理学的第三次革命，创立了相对论和量子力学。

　　从时间顺序看，爱因斯坦在1905年的创造性研究中，最早的研究工作是分子物理学。

　　爱因斯坦关于热运动的主要研究内容，是用统计方法分析原子、分子运动问题以及研究运动和热之间的关系问题。在这方面，爱因斯坦的工作超过了奥地利天才的物理学家玻尔兹曼和美国科学家吉布斯的研究成果，他在物理学方面的探索深度胜过数学的论证。同时，在玻尔兹曼的思想引导下，他把概率作为热学的数学演算基础。

　　所有这些问题，都是爱因斯坦单独研究出来的，以致有人曾对玻恩说过，“统计力学的所有具有重要特点的新发现”全是爱因斯坦搞出来的。这位年轻的研究家研究分子物理学的明确意图是想借助于可靠的结果，为他笃信的原子论的正确性提供论据，因为当时原子论还处在争论之中。

　　许多人否定分子和原子的存在。他们说：“存在原子吗？存在分子吗？多大？什么样子的？”

　　爱因斯坦相信世界是物质的。他相信原子和由原子组成的分子是存在的。但是，怎样才能用最有力的证据证明原子和分子存在呢？他开始研究分子运动论。在那些失业的日子里，他已经开始研究分子运动论。现在，坐在专利局的办公室里，他要来研究布朗运动了。1827年，英国植物学家布朗在显微镜下观察，发现在液滴中浸泡的花粉粒子不停地在作不规则运动。后来，以发现者的名字把这种粒子的乱动称之为布朗运动。粒子越小，液体温度越高，运动就越激烈。

　　几十年来，无数学者为解释这种现象的奥秘，作了种种徒劳的努力。早在爱因斯坦前20年，法国物理学家曾经猜测，布朗运动是由于悬浮粒子受到显微镜下观察不到的液体分子的不规则碰撞所造成。这种富于想象的解释，在当时不仅缺少数学基础，而且没有任何的实验证明。

　　在《分子热运动论所要求的平静液体中悬浮粒子的运动》一文中，爱因斯坦以统计方法论证了悬浮粒子的运动速度及其颗粒大小与液体的粘滞系数之间存在着可用实验检验的数量关系。

　　爱因斯坦对于以前布朗运动方面的工作并不了解，他把显微镜下可见粒子的运动看作是显微镜下看不到的液体分子运动的表征。他用统计方法，解释了在他之前波兰物理学家斯莫鲁科夫斯基论证过的这种现象，并且作出数学表述。1908年，法国物理学家佩兰通过实验完全证实了“布朗运动的爱因斯坦定律”。由于这项工作，佩兰荣获了1926年诺贝尔奖金。

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