星光闪耀时:从“奇迹年”到广义相对论(5)

 
星光闪耀时:从“奇迹年”到广义相对论(5)
2015-11-19 11:18:31 /故事大全

爱因斯坦迸发出惊人创造力的1905年,最终被他以一个简洁而优美的公式将“奇迹年”推向顶点。在给哈比希特的一封信中,爱因斯坦写道:“我还想到了这篇电动力学论文的另一个推论,即相对性原理与麦克斯韦方程相结合时,要求质量成为一个物体所含能量的直接量度。光携带质量。这种考虑很有趣也很诱人,但谁知道呢,也许善良的上帝在嘲笑整件事情,而且也许一直就在牵着我的鼻子走。”《物理学纪事》在1905年的9月27日收到了他的论文:《物体的惯性依赖于它所包含的能量吗?》。它仅有三页,只包含三步。它的结论十分优雅:质量与能量是同一物体的不同表现,两者从根本上可以互换。用来描述这一关系的公式惊人地简洁:L=mV2。在1912年前,爱因斯坦一直用字母L表示能量,后来他才在手稿上将L划去,换成了E;他也用V表示光束,后来换成了更常用的C。

爱因斯坦充满直觉的思维方式,使得他对音乐的热爱和品味成为许多传记作家的关注点。从青春期到大学时代,音乐都伴随着爱因斯坦创造性的生活。16岁时,爱因斯坦曾发誓要成为一名理论物理学家,从此只会为物理学和康德的《纯粹理性批判》而陶醉,为了庆祝,他用小提琴演奏了莫扎特的奏鸣曲。他喜欢巴赫和莫扎特结构复杂、具有宿命论色彩的音乐;韩德尔很有趣,但有点浅薄;贝多芬过于夸张;勃拉姆斯的“大部分作品对我来说没有内在的说服力”;施特劳斯很有才华,但“仅仅只考虑外在的效果”;德彪西“多姿多彩,优美无比,但结构上比较贫乏”;瓦格纳“可不合我的品味”。人们很少谈到科学中的“品味”,但人们相信,爱因斯坦在音乐和科学方面的品味是密切联系的,虽然音乐对相对论的形成有什么样的直接影响,至今仍然没有定论。我们仅能知道的是,他把音乐和物理都看成是一种必须心灵直觉感知的柏拉图式的形式。

在物理圈内,人们并没有立刻认识到爱因斯坦早期论文的革命性质。从狭义相对论首次发表到其自身充分确立并进入教材(劳厄的《相对原则》,1911年),中间经过了6年的时间。

1915,柏林:广义相对论

1913年7月,柏林科学界的巨头马克斯·普朗克来苏黎世,在联邦工学院的爱因斯坦办公室里,说明了邀请爱因斯坦去柏林的来意。他开出的条件很诱人:爱因斯坦将被选为普鲁士科学院的新增院士,薪水相当丰厚;他将担任一个新建的物理研究所的所长,还将成为柏林洪堡大学的教授。虽然他将获得德国国籍,但仍可以保留其瑞士国籍。爱因斯坦说,他需要花好几个小时好好想想。于是普朗克偕妻子乘缆车到附近的山里游览。爱因斯坦告诉普朗克,他到车站去接时会带着暗号。如果拒绝,他会拿一朵白玫瑰,如果接受,则会拿一朵红玫瑰(另一种说法是白手帕)。普朗克一行走出车站,他们欣喜地发现,爱因斯坦接受了邀请。

爱因斯坦对日耳曼的事物比较反感。少年时代,他就对普鲁士特色的阅兵式避之不及,也厌恶德国人的僵化刻板。在工业和文化的民主程度上,普鲁士和柏林都远远落后于苏黎世。他曾在信中写道,柏林人“人文素养不足”,相较于法国、英国人的言谈,颇为粗俗野蛮。未满17岁时,爱因斯坦就中断了在慕尼黑的高中学业,申请撤销他在德国南部符腾堡的国民身份,以避免在当地服兵役。如今,他已和家人在瑞士定居了下来,工作稳定,氛围也对他的性格。而且,他已经34岁,最有创造力的时期或许已经过去(有一种公论:除了少数几个特例,理论物理学中一切真正伟大的发现都是由30岁以下的人做出的)。他并不清楚自己是否还能像德国人所期待的那样,成为“可以获奖下蛋的母鸡”。但普朗克开出的优越条件吸引着他。在给朋友的信中,爱因斯坦写道:“我将到柏林任科学院院士而不承担任何义务,活像一尊木乃伊”,“我抵挡不住就任新职的诱惑,因为那样一来,我就可以摆脱一切责任,全身心地投入到沉思默想之中”。

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