柏林大学是德国一所综合性高等学府,原名柏林弗里特里希·威廉大学,成立于1809年,首任校长是德国著名哲学家费希特,此后黑格尔、洪堡为其主要负责人。学校主楼位于著名的菩提树下大街。该校贯彻教学与科研相结合的方针,采取讲课、讨论与研究相结合的教学形式。教师享有较大的学术自由,学生则根据自己的爱好选修各种课程,选择自己的钻研方向,在导师指导下从事科研工作。1842年创建德国第一个物理实验室。
该校每年都拒收过不少本国的“高考状元”,理由是对这些“好学生”的综合素质并不满意。马克思和恩格斯均曾在此就读。中国的周恩来、郭沫若、罗家伦、王淦昌等亦曾在该校深造。
从1913年到到1933年,爱因斯坦任教于此。
1919年是爱因斯坦的整40岁生日,是他光辉灿烂的一年,也是20世纪人类科学史上最值得怀念的一年。(有意思的是,这一年对于在遥远东方的咱们中国也是极有意义的一年,五四运动的爆发,使中国人民开始逐渐觉醒,历史进行时由近代走向现代。)
爱因斯坦在1915年建立的广义相对论,进一步揭示了四维时空同物质的统一关系,指出时空不可能离开物质而独立存在,空间的结构和性质取决于物质的分布,它并不是平坦的欧几里得空间,而是弯曲的黎曼空间。根据广义相对论的引力论,他推断光在引力场中不是沿着直线而会沿着曲线传播。
广义相对论认为,由于有物质的存在,空间和时间会发生弯曲,而引力场实际上是一个弯曲的时空。爱因斯坦用太阳引力使空间弯曲的理论,很好地解释了水星近日点进动中一直无法明白的43秒。广义相对论的第二大预言是引力红移,即在强引力场中光谱向红端移动。20世纪20年代,天文学家在天文观测中证实了这一点。1916年他预言的引力波,在1978年也得到了证实。
广义相对论的第三大预言,是引力场使光线偏转。最靠近地球的大引力场是太阳引力场。爱因斯坦预言,遥远的星光如果掠过太阳表面,将会发生1.7秒的偏转。这一理论预见,在1919年由英国天文学家在日食观察中得到证实,当时全世界都为之轰动。
此年,在英国天文学家亚瑟·斯坦利·爱丁顿的鼓动下,该国派出两支远征队,分赴两地观察日全食。经过认真的研究,他们得出最后的结论:星光在太阳附近的确发生了1.7秒的偏转。
英国皇家学会和皇家天文学会正式宣读了观测报告,确认广义相对论的结论是正确的。会上,著名物理学家、皇家学会会长汤姆孙(这位老先生曾经许多年都对爱因斯坦进行过尖锐批评)说:“这是自从牛顿时代以来所取得的关于万有引力理论的最重大的成果”,“爱因斯坦的相对论是人类思想史(也是科学史)最伟大的成果之一”。
一位法国物理学家曾经这样评价爱因斯坦:“在我们这一时代的物理学家当中,爱因斯坦将位于最前列。他现在是、将来也还是人类宇宙中最有光辉的巨星之一。”“按照我的看法,他也许比牛顿更伟大,因为他对于科学的贡献,更加深入地进入了人类思想基本要领的结构中。”
爱因斯坦成了新闻人物,他与他的相对论在西方成了家喻户晓、红极一时的名词。虽然没有谁知道相对论究竟说的是什么,但谁都认为爱因斯坦是位了不起的“神人”。1919年11月10日,美国《纽约时报》刊登新观察证实相对论的消息,形容这是爱因斯坦理论的大胜利。
特别是在爱因斯坦获得1921年度诺贝尔奖以后,他更成了全世界最著名的人物、最伟大的科学家,称为“物理教皇”。
爱因斯坦因在光电效应方面的研究,被授予1921年度诺贝尔物理学奖。在瑞典科学院的公告中并未提及相对论,原因是认为相对论还有争议。
爱因斯坦在1916年写的那本通俗介绍相对论的书《狭义相对论与广义相对论浅说》,到1922年已经再版了40次,还被译成了十几种文字,人人争睹为快,洛阳纸贵,广为流传。
许多国家元首要接见他,请他去作客,盛宴款待他;许多重大会议或活动要请他出席,当主要嘉宾;许多女性为他倾倒、疯狂,崇拜他,经常成群结队地将他围得水泄不通,要求与他约会(这未免不让爱因斯坦夫人爱尔莎如临大敌,紧张兮兮);许多人要和他握手拥抱、合影留念,请他签名留言;许多报社、电台记者或职业作家要采访他,给他写传记;许多名牌大学要聘请他为客座、兼职教授,授予他名誉博士学位。1919年12月,爱因斯坦接受了德国唯一的名誉学位:罗斯托克大学的医学博士学位。
在不到1年的时间内,爱因斯坦获得了以前的在世科学家从未有过的知名地位。但同时,所谓“人怕出名猪怕壮”,他也招来了德国和其他国家的沙文主义者、军国主义者和排犹主义者的恶毒攻击,甚至多次遇到被暗杀的危险。
一篇报道文章评价说,这一“超越伽利略、牛顿,超越康德的最高真理”,终由“天空深处的神谕”所揭示。
从1919年开始,世界科学家便分为两种:相对论的赞成者,与反对者。后者主要来自德国物理学界。从1920年开始,德国物理学界便开始了对相对论的非常不友善、经常有脱离物理学意义的攻击。1905年诺贝尔物理奖得主伦纳德,物理学家斯塔克、格尔克和生物化学家威兰德这些德国科学权威,心照不宣地组成神圣同盟以攻击相对论。
他们始终无法证明相对论不成立,后来索性也不费这个劲儿了,干脆直接从政治下手,将相对论称为“犹太物理学”、“布尔什维克物理学”,并向政府呼吁建立“德意志物理学”。他们对爱因斯坦的批判,充满人身攻击。
这些科学家让人开始怀疑千古名言“科学是没有国界的”。
科学当然没有国界。但作为科学研究承载者的科学家,显然是有国界的。
而且泾渭分明。
狂热的沙文主义,让这些曾经非常正直的科学家也丧失了独立思考的头脑,而成为叔本华笔下的“庸人”--没有知识需求和批判的人。
也难怪爱因斯坦虽然生长于德国,且曾长期在德国工作,却对自己的这个“祖国”素无好感。
而在妻子爱尔莎看来,全欧洲都把爱因斯坦看作了一个“激烈的革命因素”。他未被授予诺贝尔奖,都是由于他的“左倾”思想,并敦促他“停止那些愚蠢的讨论吧”。她还告诉爱因斯坦,在柏林有“一篮子的信件”等他回去查看;并说,“半个世界”的人都在购买德国犹太艺术家赫尔曼为爱因斯坦作的画像,并寄来索求他的签名。
获得诺贝尔奖。
1922年10月的一个深夜,北欧瑞典首都斯德哥尔摩,秋寒刺骨。在温暖明亮的市政厅,瑞典皇家科学院院长郑重宣布,一个犹太人获得1921年度诺贝尔物理学奖。
这世界无论评什么奖,获奖者都自有难与外人道的心路历程。因为评选标准很难统一和完美,想赢得“众望所归”,难于上青天。反正诺贝尔奖在“众望所归”方面肯定远非众望所归。不信者可参见诺贝尔文学奖的评选--当然,社会科学领域的标准比自然科学更难确定。
这一年却是个例外。
盖此人确乎早已众望所归。
此人,乃德籍犹太人阿尔伯特·爱因斯坦。
从1905年开始,全世界反复提名爱因斯坦为诺贝尔物理奖获得者。但评审团资深成员、1911年诺贝尔医学奖获得者加尔斯特兰德,却一口咬定相对论未经过时间的验证,年年一票否决。被誉为“彻底改变了人类时空观”的相对论,居然因一个医生说它“未经过时间的验证”而不能获奖,令整个评审团哭笑不得,却也无可奈何。
1921年,科学院年轻成员奥森轻而易举打破僵局:他提名爱因斯坦的光电效应理论。光电效应理论与相对论,属于芝麻与西瓜的关系,可评审团明知此乃“捡了芝麻丢了西瓜”,却依然强烈支持芝麻:重要的已经不是爱因斯坦为什么获奖,而是他必须获奖!加尔斯特兰德未料到奥森剑走偏锋,变起腋肘之间,一时不知无从反对,只好勉强同意。
奥森登高一呼,天下景从,并非他德能服众,实乃爱因斯坦众望所归。
看来,奥森本人也应当因为这个提议而给他颁发“诺贝尔机智奖”。
爱因斯坦获诺贝尔奖,根本谈不上是诺贝尔奖给他面子。
实际上是他给诺贝尔奖面子。
这并非哪一个人的意见,而是整个世界物理学界和科学史学界的意见。这些难得佩服别人的大腕认为,爱因斯坦至少应当获得5次诺贝尔奖:光电效应、狭义相对论、广义相对论、玻色——爱因斯坦凝聚、激光理论,个个都是大号诺贝尔奖级别。他还至少应当获得1次诺贝尔和平奖。
事实上,由诺贝尔评审委员会来评审他能否获奖,这本身就多少有点可笑。
皇家科学院院长话音还未落地,所有记者已经冲出房门,开始疯狂寻找:
爱因斯坦在哪里?哪里?
谁能第一个找到他做专访,谁第二天就能在新闻界成名成腕儿。
史书记载,爱因斯坦未给任何一个欧洲记者这个机会。
他根本不在欧洲。12月10日颁奖典礼上,也是德国驻瑞典大使代他领的获奖证书。
直到2年后,即1923年7月,爱因斯坦才带着第二任太太爱尔莎,来到瑞典的港口城市哥德堡,接受了1921年度诺贝尔奖金。
爱因斯坦已于1922年8月8日携爱尔莎绕游亚欧,这天正在驶往上海的海上。他于11月13日已从瑞典驻上海总领事那里得知自己获奖,这个荣誉巩固了他所称的“变幻无常的名声”。
上海贵为中国开风气之先的第一商埠,可上海记者当时却完全没有意识到爱因斯坦获奖的意义,虽然他们对爱因斯坦的发言评价颇高:“他说起话来声音温柔,根本没有经常能够在德语中听到的刺耳的音调。”(《民国日报》1922年11月15日第10版。)
更滑稽的是,由于当时美国《时代》周刊在报道爱因斯坦的事迹与近况时,提到了他与其第一任、第二任妻子,以及两个儿子之间的一些小故事;于是,中国部分媒体在文章中竟然捕风捉影,因为爱因斯坦的两次婚姻而把他说成是“花花公子”。
他们怎么也不看看,在自己国家的土地上,三妻四妾、老婆成群、拥红倚翠、莺歌燕舞的大清遗老遗少、封建地主官僚、新旧军阀、民国要员、各种富商还多着呢!他们怎么不说说这些人呢?
相对论被证实。
虽然诺贝尔奖获得者个个都是本领域全世界的翘楚,但世界人民通常对他们都所知甚少。他们通常都是在获奖之后才终于一夜成名天下知。
爱因斯坦却是个例外。他在获奖之前很久就已经一夜成名天下知了。
他的那一夜,不在1922年的斯德哥尔摩,而在3年前的伦敦。
爱因斯坦的远见卓识、洞察乾坤领先于他的时代如此之远,以至于连他的拥护者也很难用当时的技术来验证相对论的真伪。事实上,直到21世纪,全世界的顶尖科学家们还在孜孜不倦地求证(或试图证伪)他的理论。
1919年5月29日,一个英国人证明了相对论。
该英国人是剑桥大学天文台长爱丁顿。
后来广义相对论发表时,《纽约时报》宣布“全世界只有12个人懂广义相对论”,意思是此物曲高和寡。爱因斯坦对此的回应是:世界上可能只有12个人懂相对论,但世界上却有几十亿人借此明白了世界上没有什么是绝对的。
过了几天,《纽约时报》记者告知爱丁顿一个更加极端的论断:“地球上只有三个半人理解相对论。”爱丁顿立刻低下了天文台长硕大的头。记者赶紧安慰说:“您不必如此谦虚。我们都知道您肯定是其中之一。”哪知这位爱翁却立即抬头反驳说:“对不起,我不是谦虚。刚才我是在想另外那半个人到底是谁?”
就是这个爱丁顿,在1919年5月29日率领观测队,携大批器材赶到西非几内亚的普林西比岛,趁日食时拍摄了一批照片(为保客观,当时还有另一个观测队去了巴西的索布拉尔村同步拍摄),并将其中的16张送到英国皇家学会。
在两张重叠的底片上,可以清晰地看到,当一条笔直的星光越过日食的太阳边缘时,它竟然真如爱因斯坦预言的那样发生了弯曲!
出生比牛顿晚45年的英国诗人蒲柏曾赋诗赞扬牛顿说:“自然界和自然规律都隐藏在黑暗之中,上帝说,让牛顿出生吧!于是一切都是光明!”
日食时白天变黑,而这一天无疑是牛顿力学的黑暗日。因此有人对蒲柏的话狗尾续貂曰:“魔鬼说:‘让爱因斯坦降生吧!’于是世界重又坠入黑暗。”
9月22日,爱因斯坦好友、荷兰物理学家、诺贝尔奖获得者洛伦兹给他拍来电报传达喜讯。5天之后,爱因斯坦给在柏林的母亲波林寄了张明信片:“今天有个好消息。洛伦兹拍了电报给我,他说英国的科学探险队证明,太阳确实造成了光线的弯曲。”
改变人类宇宙观、创造人类历史的伟大科学事件,就只值这么几个平淡无奇的词汇!
1919年11月6日,爱丁顿在伦敦向英国皇家学会和皇家天文学会联席会议宣布:爱因斯坦关于太阳引力场可致光线弯曲的预言正确。
台下全体科学家呆若木鸡,如丧考妣。
没有人比他们更明白,要是爱因斯坦对了,那牛顿就错了。牛顿错了,那他们几十年的科学生命就血本无归。
第二天,《泰晤士报》头版头条是《光线确实弯曲,牛顿神话破灭》。
大西洋彼岸的《纽约时报》更有意思,它的头条是“俄国爆发革命”,但接下来却以更大的标题写道:“爱因斯坦的胜利”,副题是:“恒星出现在它们不应出现的位置,不过据说暂时不必担心”。
该报称美国公众已开始怀疑九九乘法表,而学生们则拒绝做几何题。
在巴黎,相对论成为社交美女口中的最爱,讨论歌剧和音乐会已经老土。而在柏林,所有的啤酒馆里传颂着同一个名字:爱因斯坦。是的,一战战败的德国,还没有谁受到战胜国如此高度的集体追捧。
在1905年发表那惊世骇俗的5篇论文14年之后,成名的那一夜终于降临。年仅40岁的爱因斯坦一夜之间名满全球,成为物理学的新“教皇”,人类历史上第一个纵横世界的科学英雄。
爱因斯坦当然希望赢得世界承认,否则他也不会在伯尔尼组织那个总共只有3个成员的业余“奥林匹亚科学院”。不过,当荣誉排山倒海而来时,他的心理却非常矛盾。1930年他说:“命运的讽刺在于,人们给了我超乎寻常的赞叹和荣誉,其实我既非大恶,亦非大贤。”
很多人生导师奉此为爱因斯坦的伟大谦虚,欣然拿来作为普度众生的教材。
这是爱因斯坦最大的悲剧。他堪称人类历史上的被误解之王。
什么是误解?就是我本来说的是1,你却以为我说的是2,而且从此坚持我说的是2,哪怕我本人再三告诉你,我说的是1。
其实,爱因斯坦虽然伟大,但从来没有谦虚过。他几乎每一句说的都是实话。他确实“既非大恶,亦非大贤”。
可是他成名太早,所以他不得不一生都忙于向世人有一说一。令他痛苦的是,他说了一生,全世界的人还是认为他说的是2。
仍在继续搞研究。
爱因斯坦虽然成了世界上最伟大的科学家,成了“物理教皇”,从那时起,他不得不顺从这种声望,但是,他的策略是不理那一套,他拒绝自己的言谈举止、生活习性发生任何变化。更重要的是,他并未停止自己的科研工作。
漫长艰难的探索广义相对论建成后,爱因斯坦依然感到不满足,要把广义相对论再加以推广,使它不仅包括引力场,也包括电磁场。他认为这是相对论发展的第三个阶段,即统一场论。
1922年1月,爱因斯坦完成了关于统一场论的第一篇论文。
1923年12月,爱因斯坦第一次推测量子效应可能来自过度约束的广义相对论场方程。
1924年,爱因斯坦发现了“波色-爱因斯坦凝聚”。
1925年以后,爱因斯坦全力以赴去探索统一场论。开头几年他非常乐观,以为胜利在望;后来发现困难重重,他认为现有的数学工具不够用。
从1925年到1955年这30年中,除了关于量子力学的完备性问题、引力波以及广义相对论的运动问题以外,爱因斯坦几乎把他全部的科学创造精力都用于统一场论的探索。
1926年,爱因斯坦被选为苏联科学院院士。
1928年以后,爱因斯坦转入纯数学的探索。他尝试着用各种方法,但都没有在统一场论上取得具有真正物理意义的结果。
1929年3月,爱因斯坦50岁生日,整个柏林乃至全世界人民为他隆重举行庆典活动,而他本人则躲到了郊外,以避免生日庆祝会。6月28日,爱因斯坦获得德国物理界最高荣誉--“普朗克奖章”,这同样也是众望所归。
1937年,在两个助手合作下,爱因斯坦从广义相对论的引力场方程推导出运动方程,由此进一步揭示了空间--时间、物质、运动之间的统一性。这是广义相对论的重大发展,也是爱因斯坦在科学创造活动中所取得的最后一个重大成果。
在统一场理论方面,爱因斯坦始终没有成功。但他从不气馁,每次都满怀信心地从头开始。由于他远离了当时物理学研究的主流,独自去进攻当年没有条件解决的难题,因此,同20世纪20年代的处境相反,他晚年在物理学界非常孤立。著名的爱氏研究专家亚伯拉罕·佩斯甚至说:“爱因斯坦在1925年之后就应该去钓鱼,而不是继续做研究。”
多年来,哥本哈根学派一直强烈反对爱因斯坦后期的科研活动,曾在文集《阿尔伯特·爱因斯坦:哲学家-科学家》中对他进行尖锐批判。1949年1月,爱因斯坦撰写了著名的《对批评的回答》一文,对他们进行了反批判。
爱因斯坦总是无所畏惧,毫不动摇地走他自己所认定的道路。直到临终前一天,他还在病床上准备继续他的统一场理论的数学计算。
直到爱因斯坦去世后,自20世纪60年代以来,广义相对论和引力论的研究,由于实验技术和天文学的巨大发展而受到广泛重视。
今天的全球科学家们,寻找比统一场论包含内容更广泛、能够统一解释各种基本相互作用的理论,是理论物理学研究的中心问题之一。
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