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愛因斯坦傳

作者:聶運偉
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第五章 柏林(一) 一 紅玫瑰

第五章 柏林(一)

一 紅玫瑰

愛因斯坦說:「沒關係,我在橋上等你就是。」
金融龍頭衷心地支持日爾曼皇帝的計劃,宣佈建立以受過加冕禮的倡議者的名字命名的協會和研究所。「威廉皇家協會」應該是由銀行家和工業家們組成的,他們對研究所提供資助。給他們中的每一個人授予元老稱號、特製的長袍,和參加有皇帝出席的隆重午宴的權利。在德意志為上的德國人心目中,有誰會反對這種前途呢?
還有一點,愛因斯坦此時對自己的創造性有了一種隱隱的憂慮。他曾對蘇黎世的摯友說過:
女傭人發窘地告訴愛因斯坦,說主人吃完午飯正在午睡。
總之,到一九一四年末,愛因斯坦可以回顧說,這一年給他的私人生活和職業都帶來了巨大的變化。廣義相對論中一些關鍵性問題把他難住了,而且仍然是在孤軍奮戰,但他對相對論的前途依然充滿信心。果然,一年之後,愛因斯坦糾正了自己概念上的錯誤,完成了相對論。理解相對論的人越來越多了,許多人開始積極投入到推動相對論發展的研究中來。
這個一攬子方案,真不愧是網羅愛因斯坦的妙計。它是普朗克的浪漫主義,和能斯特的實幹精神合作的產物。
「德國歡迎的是物理學家,相對論的創立者……」能斯特的政治家風度與外交辭令恰到好處。
「要是我手裏拿一束白玫瑰花,就是『不去柏林』;要是拿一束紅玫瑰花,就是『去柏林』。」
第三,聘愛因斯坦為柏林大學教授。愛因斯坦教授有授課的權利,只要他有興趣,但卻沒有講課的義務。講多講少,講課的內容和時間,均由他自便。大學裏的一切事務,他可一概不必過問。
對於相對論的前景的歧議,是一九一三~一九一五年這個時期的特點。這一特點在愛因斯坦一九一四年七月二日的普魯士科學院就職講話中更能體現出來。愛因斯坦說:
他們算是摸透了愛因斯坦的心思,愛因斯坦不能不動心了。
再說米列娃怎麼辦呢?雖說此時兩人關係緊張,但米列娃畢竟還是自己的妻子。德國人看不起斯拉夫人,斯拉夫人也不喜歡德國人。柏林那種匆忙和刻板的生活,米列娃是永遠不會喜歡的。
第一,請愛因斯坦擔任正在籌建中的威廉皇帝物理研究所所長。這個建議似乎很奇怪。隨便誰來領導一個研究機構,恐怕都比這位心不在焉、思想常在雲端翱翔的愛因斯坦教授強。可是不要緊,所長是代表地位和榮譽。他如果高興,可以出些主意,如果不高興,也可以撒手不管,日常事務自有常務秘書辦得妥妥貼和*圖*書貼。
這兩個大學者,來蘇黎世幹什麼?
在這個世界上,還企求什麼呢?安定的生活環境,良好的工作條件,充裕的研究時間,不受任何束縛和干擾,全心全意進行相對論研究,實在是巨大的誘惑。
在柏林,愛因斯坦同新環境進行科學交往的基本形式是每週一次的物理學討論會。愛因斯坦待在柏林的年代,一直都舉行這種討論會。第一流的物理學家們聚在一起,討論、演說、爭吵,為新物理學的誕生殫精竭慮,貢獻出人類最傑出的智慧。
普朗克、能斯特放出的「釣鉺」是誘人的:
這時的愛因斯坦,只屬於相對論。他的意識被加速運動的相對性問題、引力問題、空間幾何屬性對空間中發生的事件的依賴性問題吸引住了。他無時無刻不在思考這些問題。
下午四點鐘,愛因斯坦收起手上計算的紙和筆,又去了施圖姆普夫教授家。
一九一三年夏天,兩位年過半百的、德高望重的權威學者,風塵僕僕地從柏林來到蘇黎世。這兩個學者一個是普朗克,一個是能斯特。
「沒關係,我過一會兒再來。」
「這一點我們同意。可是,在這十二個人裏,倒有八個在柏林呢!」普朗克、能斯特自負地大笑起來。
「一點也不!我不論在什麼地方都可以做我的事。難道我在橋上考慮問題會比在家裏少嗎?這不可能。」愛因斯坦有他自己的道理。
一九一四年五月,愛因斯坦給蘇黎世的胡爾維茨寫信發牢騷:
普朗克回憶說,有一次,他約愛因斯坦一起去參觀波茨坦天文臺。他們說好在指定時間在一座橋上會面。普朗克恰好有些瑣事,擔心不能準時到。
愛因斯坦陷入了猶疑不定之中。
第二,選愛因斯坦當普魯士科學院院士。一般院士是沒有薪水的榮譽頭銜,但愛因斯坦就任的是實任院士,年薪一千二百馬克。
一九一四年秋,愛因斯坦為《普魯士科學院會議報告》寫了一篇長篇論文。這篇論文的主要目的是進一步系統地、詳盡地討論與格羅斯曼合作的第一篇論文中所用的方法和所取得的成果。對張量分析和微分幾何的簡述幾乎占論文篇幅的二分之一。愛因斯坦清楚地認識到有必要用自己的方式解釋這些技術;這些技術對於愛因斯坦和其他大多數物理學家來說都是新鮮的。這篇論文中還含有物理學中的幾個新特點。首先,愛因斯坦反對牛頓的轉動絕對性記點。例如,牛頓常用轉動的裝滿了水的水桶來說明問題。相反,愛因斯坦強調說:「我們無法區別『離心場』和『引力和-圖-書場』,我們可以把離心場當作引力場。」論文還有一個勝人一籌之處,愛因斯坦第一次得出了點粒子運動的測地線方程式,並且證明它有正確的牛頓極限。張量理論還包括紅移和光彎曲的早期成果(依然是舊值,是正確值的一半)。最後一個成果是他對時空性質的重要評論,這是愛因斯坦第一次提到時空性質問題,即「根據我們的理論,空間的獨立性是不存在的。」
這是一種需要勇氣的非凡眼力。
「你的出生之地,你真正的祖國在等待著你!」普朗克以他自以為最神聖的感情勸說著愛因斯坦。
能斯特更是一個政治型的大學者。一方面,他是二十世紀最大的化學家之一,另一方面,他又特別感興趣於德意志民族的對外擴張。有人說能斯特是一個具有驚人的積極性和能量的人,是一個天生的組織家,一位深邃的和獨創的思想家。
「柏林的先生們把我當成豢養的產卵雞,可連我自己也不知道,我還能不能下蛋!」
還有一次,愛因斯坦得知他在柏林的同事,心理學專家施圖姆普夫教授對與空間有關的感覺和表像感興趣。本來按照禮儀,新院士應——拜訪老院士,愛因斯坦一直沒完成這項他永遠不會的活動。這下可好,禮儀拜訪與感興趣的話題正好結合起來。於是愛因斯坦在一天早晨前往拜訪施圖姆普夫教授。
「不過這會耽誤您的時間了,」普朗克不安地說。
戰爭影響了對愛因斯坦理論的驗證,但並無法阻止愛因斯坦創造性的思維成果。戰爭期間,愛因斯坦出版了一本書,並撰寫了大約五十篇論文,這是他一生中最有成果最富於創造力的時期。
「但是,」愛因斯坦打斷他們的話,笑著說:「這算得了什麼呢?相對論是算不了什麼的。朗之萬說過,全世界只有十二個人懂相對論。」
可是接受在柏林的工作,愛因斯坦的內心並不是坦然的。
由於沒有預約,主人恰巧不在家。女傭人問他要不要留話。他說不必了,過一會兒再來。獨自一人在公園待了幾個鐘頭後,愛因斯坦再次敲響了施圖姆普夫教授家裏的門。
「對於您們選舉我擔任貴院正式院士,我表示由衷感謝。我謹此聲明,接受這一選舉。並深深感謝您們,使我在你們中間獲得一個職位,從而使我擺脫職業的負擔,能夠全心全意獻身於科學工作。當我一想到自己每天思想上暴露出來的弱點,就會對這一崇高褒獎顯露出惴惴不安的心情。但是,有一種想法促使我鼓起接受這次選舉的勇氣,那就是對一個人來說,所期m•hetubook•com•com望的不是別的,而僅僅是他能全力以赴和獻身於一種美好事業。正是在這一點上,我覺得自己還是能勝任的。」愛因斯坦在一九一四年四月去了柏林,並且在柏林一直定居到一九三二年十二月。遺憾的是,米列娃沒有,她從此沒有再跟隨愛因斯坦了,他們分居了,一個家庭終於破裂了。
挑選學者的具體工作就由普朗克和能斯特負責。普朗克和能斯特聯名向上司報告:只有把愛因斯坦請來,柏林才能成為世界上絕無僅有的物理學研究中心。
普朗克在歡迎致詞中,也禮貌地指出愛因斯坦的相對論原理還缺乏足夠的實驗證據。大家都期待能組織考察團在一九一四年八月一四日觀測日食,以之驗證愛因斯坦設想的光彎曲現象。可由於第一次世界大戰的爆發,希望成了泡影。
這篇論文還帶來一個好處,促使愛因斯坦在一九一五年初開始與利維-西維塔通信。西維塔指出了一些技術上的錯誤。這些錯誤引起了愛因斯坦的警覺,對此他非常感激,他終於找到一位熱衷於他工作的內行。
女傭人打開門,說:「主人起床了。」愛因斯坦微笑著對女傭人說:「耐心和恒心是會得到酬報的。」
愛因斯坦也笑了。確實,柏林是當時自然科學研究的中心。一流的設施,一流的人才,確實是研究與推廣相對論的最佳地點。
「可是,我是個和平主義者,」愛因斯坦說,「德國真的會歡迎我嗎?」
普朗克是量子論的天才創始人,也是一個具有廣泛科學興趣和敏銳直覺的物理學家,他還是高度評價相對論的內在嚴整和諧的第一人。他理解到或者說感覺到愛因斯坦的理論將長期決定物理學的研究方向,這些研究將帶來不能預先確定的、但對科學和文化的所有領域無疑是重大的成果。普朗克使用了他在科學院院士中無可爭議的權威,不只是科學上的,還有道德上的權威,全力讚譽著愛因斯坦。普朗克出身貴族、循規蹈矩、舉止文雅沉著、姿態端莊,在柏林官場以及德意志年輕軍官中都廣泛受到敬仰。
愛因斯坦尷尬地起身告辭,連連道歉。
普朗克與能斯特完全迷惑了。
觀光?旅遊?都不是,他們是帶著德意志的使命來拜訪愛因斯坦的。
柏林科學院早已盼望愛因斯坦了。一九一一年,諾貝爾獎金獲得者,物理化學創始人范特霍夫逝世後,柏林科學院就想物色一位繼承人擔任常務院士。當年老力衰的倫琴謝絕接受這個職務後,柏林科學院想到的人選就是愛因斯坦。一九一三年七月十日,在普魯士皇家科和_圖_書學院學部全會上,愛因斯坦以四十四票對二票,榮膺為正式院士。在由普朗克、能斯特、盧本斯和瓦爾堡簽署的推薦書上寫道:
後來,所有參加過討論會的學者們,都在自己的回憶中,一再提到這種難忘的科學討論會。在他們的回憶中,最突出的形象就是愛因斯坦。他深刻的思想、無拘無束的個性、誠摯親切的作風,都讓人難以忘懷。可這位新院士,除科學討論會外的官方會議,他從不參加,也無任何興趣。
「從理論觀點來看,這理論還不能完全令人滿意,因為剛才所講的相對性原理偏愛於勻速運動。從物理學觀點來看,不可給勻速運動以絕對的意義。如果這是正確的話,那麼就產生了這樣的問題:這種講法是不是也應當擴充到非勻速運動上去呢?已經弄明白,如果人們以這種擴充了的意義來提出相對性原理,那麼就得到相對論的一種無歧義的推廣。人們由此得到了包括動力學的廣義引力論。可是在目前,我們還沒有一系列必要的事實,可用來檢驗我們提出這樣假定的原理是否得當。」
愛因斯坦一點也不惱火,他平靜地說:
在德國人眼裏,愛因斯坦無疑是個「怪人」。年紀小小時就毅然放棄自己的出生之地,不做德國人。忠君、愛國、英勇、服從,這些德國人心目中的崇高品德,常常受到他的嘲笑,他把這些東西叫做愚蠢和盲目。顯然,要把這樣一個「怪人」拉回到德國精神文化生活的中心,該要具有極大的吸引力才行。
一九一三年十二月七日,愛因斯坦在從蘇黎世給柏林科學院的信中寫道:
老院士見到聞名已久的新院士,十分高興。不料剛一落座,客人馬上就談起廣義相對論中的空間概念,而且是滔滔不絕。可惜,這位著名的心理學家對數學一竅不通,客人滿嘴的數學術語,使他墮入了雲霧中。等到愛因斯坦發現主人的困窘,時間已過去了四十幾分鐘,拜訪時間早就該結束了。
愛因斯坦作出了一個浪漫的決定。
「關於這一點,即使是懂得相對論的物理學家,他們的觀點,依然是有分歧的。」
威廉皇家研究所準備吸收最優秀的科學家們參加,他們可以獲得比較優厚的酬勞,沒有教學任務,有權進行任何個人感興趣的研究。設想這些研究,將會帶來累累碩果不是沒有根據的。
一九一三年十一月十二日,選舉得以確認。
當普朗克、能斯特懷著忐忑不安的心情從郊外返回蘇黎世火車站時,一束紅玫瑰花在愛因斯坦手裏盛開著,他們的心放下了。
「出乎意料,在這裏我的生活安排https://www.hetubook•com•com得還算順利;我內心的平靜,只是由於人們在每件瑣事上對我苛求才遭到破壞,譬如我該穿什麼樣的衣服,要不然某些所謂長者就會把我歸入社會渣滓之列。」
在柏林,愛因斯坦立刻被一家重要德國時報《沃西奇日報》的編輯們包圍了,編輯們要愛因斯坦向讀者解釋相對論。一九一四年四月二十六日,愛因斯坦第一次在德國報紙上發表文章,題名《關於相對論原理》。這篇文章深入淺出地介紹了狹義相對論。最後一段用疑問句開頭:「上面所概述的狹義相對論是本質上完整的理論呢?還是僅僅代表了深遠發展的第一步呢?」愛因斯坦告訴讀者,他認為第二句是對的,但他同時坦率地告訴大家:
「這樣吧,」愛因斯坦面對難題時的幽默又表現出來了:「你們二位先生先去玩幾天,等你們再回蘇黎世,我到車站來接你們。」
剛到柏林,愛因斯坦的生活比較平靜,結識了許多新朋友,人們出於禮貌和景仰,也很少挑剔他、非議他。可沒過多久,不拘一格的愛因斯坦式的生活習慣,還是引起了刻板的德國先生們的議論,德國人的繁文縟節同樣讓愛因斯坦覺得彆扭。
當時的德國,專門的國家的科學機構,或由政府倡議,私人投資建立,不斷的湧現。在這些機構中,理論研究應當帶來毫無疑問的,但預先不可能確定的,實際效果。為了從英國那裏奪取科技和工業發展的優勢,以「鐵血政策」重新劃分市場、原料產地、投資場所,日爾曼帝國特別強烈地希望使理論思維的實力集中於增強工業和軍事競爭的勢力。
「簽名人十分明白,他們為這麼年輕的學者呈請科學院正式院士的任職,是異乎尋常的。然而他們認為,由於他本人的非凡成就,足以證明他符合院士條件,從科學院本身的利益出發,也要求盡可能為這樣的特殊人物提供應選機會,儘管推薦人對被推薦人的未來無法作出擔保,但他們根據被薦人現在已經取得的學術成就,都能滿懷信心地認為,他完全符合國家最有聲望的科學機構院士的條件。推薦人進而堅信,對於愛因斯坦進入柏林科學院,整個物理學界將會認為,這是科學院的一項特別重大的收益。」
在他看來,移居普魯士首府,這個德意志軍國主義和帝國主義的老窩,像是背叛了自己的政治和道德信念。中學時代,他離開出生地,就是企圖從那時起能放棄德國國籍,以便與軍事操練和「黷武氣息」一刀兩斷。可現在難道還要返回普魯士軍國主義的大本營,去安家定居?甚至還要去當普魯士皇家機構的官員?
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