四 愛因斯坦在布拉格
「在日全蝕時,靠近太陽的恆星就可以看見了,所以用實驗來驗證這個理論結果是可能的。」
⒈蘇黎世大學教授
⒋布拉格的猶太人
這個時期愛因斯坦的助手是個叫諾黑爾(Nohel)的年輕人,波希米亞農莊一個小農的兒子,整個幼年是跟在耕犂後面長大的。他有一種農人特有的寧靜儀表,不像其他猶太人總帶著一點神經質。他告訴愛因斯坦許多有關波希米亞猶太人的情形,他們的談話,漸漸地使愛因斯坦對猶太人與四周世界的關係問題產生興趣。諾黑爾告訴他,猶太農人及商人在日常生活中都使用捷克語。可是在安息日卻用德語,德語和猶太語(Yiddish)十分接近,可用來代替希伯來語,因為希伯來語在日常生活中早已被揚棄了。
蘭柏心目中的人選,既能傳授馬赫的精神,又可以算是有特殊能力的人共有兩位,第一個是格斯塔.賈曼(Gustav Jaumann),他是布爾諾(Brno)理工學院的教授;另一個才是愛因斯坦。賈曼在某些方面和馬赫很接近,特別反對在物理學中引進原子及分子的觀念。即使當人們已經普遍接受物質是原子構成的觀點,並且可以用極簡單而理想的方式來表白這些現象,他仍然堅持馬赫的偏好,嘗試要建立一套連續體的物質理論。他有極高的天賦及想像力,因此,他也自認是個遭時不遇的天才,因而產生一種過分的虛榮和敏感。但是愛因斯坦卻不同,他受馬赫的影響是精神上而非文字上的,我們由布朗運動理論的論文中就可以看得出來,愛因斯坦並沒有跟隨馬赫而揚棄原子學說。
布拉格大學是中歐最古老的大學,十九世紀的後半期,大學裡有德國及捷克籍教授,他們各用本國語言講授,但是由於政治上的紛爭,造成了愈來愈多的麻煩。一八八八年,奧國政府乃決定把大學分成兩部分,這就產生了德國與捷克兩個大學。也許是個很有趣的巧合,德國大學的第一任校長就是恩斯特.馬赫。
在這種情形之下,即使對這種敵視態度不以為然的德國人也很難和捷克人打上交道。捷克人對任何關懷的字眼都會敏感地以為是侮辱。他們懷疑任何想侮辱他們的人並且責難這些人。因此,德國人就很難和捷克人保持友誼關係。所以愛因斯坦很難和他們打交道也就不足為奇了。他不贊同同事們的觀點,也不附和他們那種侮辱性的小故事。他並沒有和任何捷克人交上朋友,但是卻有捷克學生去聽他的課,並在他指導之下做研究,這在德國大學中是少有的。
到蘇黎世使愛因斯坦第一次得到了肯定的社會地位。當大部分的Privatdozent擠身教授之列後,都會自覺成為要人,因為他們可以對那些小講師們頤指氣使,也不須受學校行政當局的拘束。然而對愛因斯坦而言,這並不值得滿足,因為他沒有吃過Privatdozent的苦頭,也沒有任何欲望去宰制别人,而且他也並不期望這個位置能帶給他什麼大的樂趣。
另外一次,刻卜勒和譚丘再度辯論到贊成或反對哥白尼系統或是譚丘系統的問題,這一次他們更把注意力放在一些在可觀測的事實及其邏輯推論上,布羅德描述這兩個人的態度如下:
克萊納教授建議愛因斯坦在柏恩的大學中擔任Privatdozent,這樣子過一段時間後他就可以被提名為教授。雖然他不怎麼喜歡做正規的教課演講,但他終究還是接受了忠告。也因為如此,他的演講常常準備得不够充分,而且學生們也不是被強迫非去不可,因此聽課的學生很少。再加上愛因斯坦當時正處在新發現的漩渦中,很難把授課的材料安排得恰到好處,以便讓中等資質的學生接受。克萊納教授有一次到柏恩來聽他的課,課後他對愛因斯坦說,這樣的演講是無法適合學生程度的,愛因斯坦回答說:「我並不希望成為蘇黎世大學的教授。」
於是我們見到,依照十九世紀的力學,與愛因斯坦的光與運動理論,實驗室L相對於慣性系統F的加速度,對於L中發生的物理現象是可以量度得到的,雖然我們很難說在何種情況之下一個系統F可以當做慣性系統。而這時慣性系統扮演的角色也不過就是牛頓力學中的「絕對空間」。
「我沒什麼可說的……我仍然沒做決定,也沒法子做決定,此外,我們的技術來源及經驗,都還不够讓我們對這個問題做任何肯定的答覆。」
他的出發點在於變更下面這個問題:牛頓力學到底能够提供多少可能性,可以讓我們由這個實驗室中進行的實驗來決定整個房間是否相對於一個慣性系統改變速度?我們已經曉得,當L系統是慣性系統時,牛頓的兩個定律:慣性定律與力都成立,由日常生活的經驗我們就可以知道,當L相對於一個慣性系統做加速度運動時,這些定律顯然就不成立了。
「難道你這樣就滿意了嗎?刻卜勒!對這個狀況?我所指的是藝術根本要點的不確定性,難道這種缺乏肯定的結果不會窒息你嗎?這種無耐難道不會奪去你所有的快樂嗎?」
⒌小說中刻畫的愛因斯坦性格
然而即使是像柏格曼這樣聰明而狂熱的猶太民族主義者,在當時仍然無法使愛因斯坦對民族主義發生興趣。他主要的興趣仍然在宇宙問題。至於國籍問題及猶太人與四周世界的關係,對他來說並無特別意義,他認為這些緊張都是人類愚蠢的表現,這是人類一種無法根除的天性,他沒想到當時這種麻煩日後竟也發展到宇宙次元裡。
「這有點離題太遠了!」刻卜勒仍然帶著微笑;「不管什麼教廷,我們考慮的只是假說的本身,而不是皇上的喜好。」
他在「譚丘布拉的贖罪」一書中,描述丹麥的偉大天文學家譚丘布拉晚年在布拉格的生涯。小說主題是在描寫譚丘布拉和年輕天文學家刻卜勒之間的性格衝突。刻卜勒原本是譚丘布拉邀請去擔任為助手的,刻卜勒年輕且富創造性的觀念和譚丘布拉的偉大經驗及觀察能力相結合。布拉格流傳著說,在塑造刻卜勒時,布羅德主要是採用愛因斯坦的人格作經緯。不管布羅德這麼做是有意或是無意的,刻卜勒這個角色的確刻畫得栩栩如生,認識愛因斯坦的每一個人讀過這本書後都會認出來他就是書中的刻卜勒。著名的德國化學家W.納斯特看過後也說:「你就是那個刻卜勒。」
在基本力學中,這個情況可以敍述如下:相對於一個加速或旋轉的實驗室的物體運動,不能够僅靠加在物體上的萬有引力或電力來計算,反彈或向心力所產生的加速度也必須被考慮在內。通常說來,這些加速度乃是由於在這種特定情況之下慣性力的出現所產生的。我們如此稱呼它乃是因為它是由於質量相對於慣性系統的慣量(inertia)而產生的。
「譚丘已經竭智殫慮了……即使他努力要把刻卜勒說成是個狡猾、陰險的人,是個權術家,但是他心裡明白這是不符事實的,刻卜勒是個和權術家完全相反的人。他從來不追求固定的目標。事實上,當他處理一切不屬於他科學範疇內的事務時,他都把它當作夢幻。他甚至連自己是否快樂都不知道。他的精神混亂至此境地而自己卻不知道……他對自己的所做所為也不必負責……他的那些快樂,若是其他人追求這樣的快樂,就必須在他的意識上付出無休止的痛苦代價。刻卜勒是單純無邪的;這種無邪就是他幸福的冠冕,而這種圍繞著他的幸福,不會給他帶來任何的負擔,他自己甚至也覺察不出來……他確定對幸運毫無知覺。他坐在譚丘對面的桌旁,當譚丘的心思輾轉起伏不已時,他直直地坐著像一尊彫像,眼光注視著遠方,鎮定沉著地坐著,絲毫無睹於譚丘的坐立不安……」
愛因斯坦和這類人截然不同,他不願只灌輸知識,他寧可把許多他感興趣及他思慮過的東西大量地傾授給學生,職是之故,他把重點放在目前興趣之所在。再加上他那種藝術家的性格,他不願意僅靠一本教科書來教一門功課;同時,他也不可能把全副精力花在教書上。因此,他的演講雖與眾不同,但他卻不是個好的課堂教授,他沒有能力讓一整年的課程都保持著固定的程度和精采,但他在科學學會、國會或廣大聽眾前的單獨演講卻非常生動,能讓每一個人留下終生不滅的印象。
愛因斯坦給人的第一個印象是很糟的,他對每個人的
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態度都一樣,不管是學校的行政首長或實驗室的工友,都沒有什麼分别。由於他在科學發現上的成就,他的內心深處已經有了一種安全感,幼年時代成為他負擔的那種壓力已經不再有了。他看出自己已經處在行將獻身一輩子的工作中,在這個工作上,他可以得到寧靜。因此,和這些工作相形之下,日常生活上的細節問題就變得毫不重要了。事實上他也覺得自己很難正經地面對這些日常問題,因此和其他人交往的態度,就成了唯一的娛樂了。他用滑稽的眼光來看日常生活上的一切,這種態度可從他所說的話中表現出來,他有極明顯的幽默感。當有人不管有意或無意地說了一句很可笑的話時,愛因斯坦的反應是非常強烈的,他那種由內心深處發出來的大笑聲,是最能吸引人注意的特徵之一。對那些生活在他四周的人來說,他的笑聲是快樂的泉源,無形中增加了他們的活力。但是有時候人們會覺得笑聲中含有些許嘲弄的意味,這多少也造成了一些人的不愉快。那些有社會地位的人們,當然不願意在宇宙自然問題的襯托之下,把自己的無知,在這種笑聲中現形出來。然而對低層階級的人而言,愛因斯坦的性格卻是令人愉快的。不管别人對愛因斯坦的假說怎麼想,他給他的理論提出了一個肯定觀察的驗證。雖然日全蝕的機會並不多,並且只有在有限的區域才觀察得到,但是天文學家們都被激起從事刺|激冒險旅程的願望。然而一共花了三年的時間,直到一九一四年才籌够了足用的裝備與器材,於是派遣了一支探險隊去從事觀測。但是就在探險隊即將成行時,第一次世界大戰爆發了,探險隊成了俄國的俘虜,觀測因此未能成行。
我們似乎可以引幾段布羅德描寫刻卜勒性格的章節,或許因此可以發現愛因斯坦性格的某些層面。詩人的筆調可能要比科學家來得動人些。
在一次由政府負責的人口調查中,一位政治學教授把傳單分給學校裡的每一個教員查閱,督促他們把家裡的佣人都填成德國籍,即使他們本來是捷克人也罷,他的理由是:主人只配和主人講話;既然主人是德國人,那麼佣人使用的語言必然也是德文。
愛因斯坦是否一直都是個好老師?他喜歡這份工作嗎?如果拿這些問題問一問他的學生或同事,我們可以得到許多不同的意見。
愛因斯坦的談話中常愛攙雜著一些無傷大雅的笑話及揶揄,常叫人哭笑不得。說這些笑話時,他總像個頑皮的孩子似的,故意提出一些複雜的問題,這樣的態度常會變成苛刻的嘲弄,有時甚至給人一種犬儒主義的印象。因此愛因斯坦給他人的印象,一方面是有點孩子氣,一方面則是犬儒主義。除外,他還是個十分有趣和生氣勃勃的人,能使同伴們獲得極多的經驗。當你和他接近時他那種本來對陌生人深具同情及熱心的態度,會馬上縮回殼裡去,從這一點可以看出他第二種性格的變化。
愛因斯坦的目標就是要把「絕對空間」由物理學中除去。看起來這並不是一個簡單的工作,事實上,像反作用及向心力等在火車上就可以看到的簡單現象,除了用絕對空間之外就無法解釋。一九〇五年愛因斯坦的相對論處理的只限於直線等速運動,在這一方面則毫未提及。一個新的觀念,被引進了物理學中導致了一個更深遠的改變。就像我們常見的,當我們發現難題是相關於另一個未解決的問題時,這個難題就算解決了。當人們在L中觀察一輛小車子的運動或是光線的偏折時,見到的加速度可能是由於其他的原因而產生,而非真正由於實驗室的加速度。也許是由於真正的加在小車子上的力產生的,依照牛頓力學,外力必然產生加速度。我們如何辨别這兩種完全不同問題所產生的效應呢?對於直接由人或機械儀器所加的外力我們可以用下述的辦法:用兩個不同質量的小車子,如果同樣的力加在兩者之上,由牛頓定律知,動量(質量與速度的乘積)的改變等於外加的力,輕車的加速度將比重車大,但是如果加速度是經由慣性力產生則其大小應相同,於是這當中就有分别了;真正外力所生的加速度(例如推拉之力)視物體之質量而定,而反作用或向心力所生之加速度則與質量無關。
「不!我並不快樂,我從來就沒快樂過。」刻卜勒頑強地重複著,然後他溫和地補充道:「我也並不要求快樂。」
另外一位愛因斯坦比較接近的同事是莫里茲.文特尼茲(Moritz Winternitz),是梵文教授,有五個孩子,愛因斯坦對他們很感興趣,他曾說:「我真想看看這一批同一家工廠出來的成品是什麼樣子。」文特尼茲有一個小姨子,愛因斯坦演奏小提琴時常由她作鋼琴伴奏。她是位老小姐,一生全部奉獻在教授鋼琴上,因此也養成了她那種獨裁的性格,對愛因斯坦說話的樣子就像是對學生一樣,愛因斯坦常說:「她對我非常嚴厲,像軍隊中的士官長一樣。」
愛因斯坦離開布拉格時和我之間也發生了一則有趣的小故事。我所以把自己扯了進去,是因為這件事與我們這個時代繁複的歷史變化有關。在奧國大學,教授們必須有一套制服,樣子有點像海軍軍官的制服,一頂三角形鑲翎的帽子,滾上寬大金邊的外衣和長褲,一件暖和厚重的黑外套,還有一柄佩劍。奧國教授只有在宣達職務,宣誓效忠,或在榮獲奧國皇帝召見時才穿它。愛因斯坦只在一次正式場合穿過一次。因為這套制服十分昂貴,而且他在離開之後就再也用不著了,所以我就以半價買下了。但在愛因斯坦交給我之前,他那八歲的兒子對他說:「爸!送掉制服之前,你得穿上它帶我到蘇黎世街上走一趟。」愛因斯坦答應了,他說:「我不在乎,頂多别人會以為我是個巴西的將軍!」
譚丘「開始因為沒法子由任何一邊得到結論而覺得失望;但是刻卜勒卻似乎因為這種不確定性而覺得醺醺然,充滿了快樂和活力。決定得愈困難,愈不清楚,他就愈覺得自己處在一種玩笑的心境裡。他這個人平常是非常乏味的,但在面臨『自然』這個大謎題時,他的整個人就都擴張起來,他毫無困難地抓住了主題,愉快地從各個方向去攻擊它,並且深深地沉浸其中。當譚丘刻薄地說:『也許自然律只是個偶然罷了』時,刻卜勒的聲音都會變得不尋常地充滿了歡娛。」
刻卜勒安寧、沉默的本性在譚丘的熱情之下,當然會引起一些不自在。布羅德描述譚丘對刻卜勒的感覺,差不多就等於是愛因斯坦同事對他的態度:
然而愛因斯坦注意到,有一種真正的「力」,它分給一切物體的加速度都是相等的。這種力就是萬有引力。遠溯至伽利略時代我們就知道了,除去空氣摩擦力的效應,一切物體不管其質量如何,都以同樣的速率下墜。牛頓並不以為這和他的運動定律有什麼不合的地方。他僅僅假設他的萬有引力定律,說物體所受的萬有引力大小與其質量成正比。地球表面上物體所受的萬有引力大小以常用術語言之即為其重量。如果我們把它用W來表示,則牛頓的假設可以用數學式表為W=Mg,此處M為物體的質量,g是一個地球某一點的常數。牛頓定律告訴我們這個力Mg應該等於動量的改變,也就是質量與加速度的乘積Ma,於是Mg=Ma,質量M消去,我們得到a=g,由萬有引力所產生的加速度和質量無關,其值為g,對任何物體皆然,同樣還是和伽利略相同的結果。
在愛因斯坦到任時,這兩個大學是完全分立的,兩所大學的教授彼此之間也沒有任何關係。即使是同一門科目的教授彼此之間也沒有任何私人的接觸。不過經常會有兩位布拉格的化學教授互相交往,他們第一次會面是在芝加哥的國際會議上,當時已經有一群德國人散佈著「優秀種族」的論調,反對和「劣等種族」交往,大部分的德國教授對政治都不大感興趣,或者因為膽小不願觸犯這一群人,因此他們很少和捷克人接觸。
他停頓了一下,臉上露著滿足的笑容,他完全沉浸在自我之中,可是譚丘卻被激怒了,打斷了他的話道:
「你不快樂?」譚丘張大著眼瞪著他,「你不——那麼你還缺什麼?你要的是什麼?除掉那些你已經獲得的之外你還想要些什麼?——啊!呸!真無恥!你還不承認你很快樂?你是世界上最快樂的人!是的,你是不是要我告訴hetubook.com•com你?難道你自己不覺得,好!讓我替你點破吧,你是否正走在正途上,唯一的正途之上呢?……不,我指的不是外表的成就,以及圍繞著你的那些讚揚,而是指內心的,內心的,難道你一定要我說出來嗎,刻卜勒?內在地,在科學的中心處,你正走在正途上,一條由上帝所祝福的路上;這是人類所能遇到最高貴也是最幸福的命運了。」
這可從他演講的態度上看得一清二楚。當愛因斯坦想過一個問題之後,他總覺得必須盡可能地把它用不同的方式表達出來,以便使那些和他思想模式不同、教育背景不同的人都可以瞭解。他喜歡把他的觀念表達給數學家、實驗物理學家、哲學家,甚至沒受過科學訓練而願獨立思考的人們,並讓他們了解。至於那些和他無關的物理問題,如果他也想到易解的表達方式的話,他也很喜歡討論它。
然而,抑制這些性格的則是另一種支配他極深的性格。我已經提到過他厭惡和任何人發生私底下的深入關係,這種性格使他在學生、同事、朋友及家庭中始終是個孤獨的人。還有他從沒有一般人那種學院式的虛榮。對大部分的教授而言,他們反映在年輕人身上的人格,只是教師們人格的重複,和教授本身性格的翻版而已。這種性格,對某些人來說通常是個缺點,但也是教書這行業中的一種資產。這常常使得某些人甘願獻身教育工作,而表現出一種大公無私甚至自我犧牲的精神。分析到最後,這雖只是一種自我表現的慾望,但是以教師為職業,多少總是要委屈本性的,他必須把大部分的時間花在服侍學生上。愛因斯坦沒有這種虛榮心,他的人格也不需要複製,因此他也從不準備為此而犧牲自己,由於這個緣故,他和學生的關係也就處在一種很奇特的情況之下。
我也只穿了一回,那是在宣誓效忠時穿的,之後就一直擺在箱子裡。六年之後奧國王朝垮了,捷克共和國在布拉格成立,對皇帝的效忠宣誓,改成了對共和的效忠宣誓,教授們不再需要制服了。我把制服留下來只為了紀念法蘭茲.約瑟與愛因斯坦。俄國十月革命後不久,大批的難民來到布拉格,其中有不少軍官,我妻子對我說:「幹嘛把這麼好的一件衣服藏著不用呢?外頭有這麼多人受凍,我認得一位前哥薩克騎兵的司令官,他買不起冬天外衣,愛因斯坦這件外衣看起來倒十分像個高級騎兵軍官的外衣,它能讓那個將軍高興且暖和些。」我們把外套送給他,但是他對它的光榮歷史似乎沒什麼興趣。制服的其餘部分,包括那把佩劍,都留在德國大學裡,一九三九年納粹侵入捷克時,大學成為納粹在東方的碉堡,愛因斯坦的劍想必也變成了納粹軍官的戰利品,「國際猶太科學」(International Jewish Science)之象徵的最終敗亡——直到一九四五年紅軍進入布拉格。
按照規定,候選人的名字排妥後,還須視其成就而定,愛因斯坦由一九〇五年到一九一〇年之間所發表的東西,已經給予科學界極深的印象,因此被排在首位,賈曼居次。但是教育局卻先把位置給了賈曼,因為奧國政府不希望把這樣一個位置讓給外國人,但是奧國政府沒有考慮到賈曼的虛榮及敏感,賈曼說道:「如果將愛因斯坦排在首位,是他們認為他的成就比較大,那麼這樣一所只追求現代化,而視真正美德於不顧的大學有什麼值得稀罕呢?」賈曼拒絕了,於是政府克服了他們對外國人的歧視,而把位置給了愛因斯坦。他對於出國覺得有些不安,他的妻子也不願意離開蘇黎世,但最後還是接受了。決定的因素是,這是他一生中第一次獲得一個有適當收入的正教授職位。
這一種由粗淺觀察者常加在愛因斯坦身上的描述「單純幸福的外表」,其實只是一種幻覺。譚丘的名聲是由於他建立了一套宇宙系統,融合協調了舊有的托勒密(Ptolemy)及新的哥白尼系統,當他聽到刻卜勒對他這個系統表示了一些意見時,他非常地驚奇。他心裡一直懷疑刻卜勒贊成的是哥白尼及其根本的新理論。但是刻卜勒在譚丘面前總是盡量避免表示他對這個問題的意見。他只和他討論一些具體的天文學問題,而不談任何普遍理論。譚丘覺得這是一種逃避,因此總是逼著他說。終於刻卜勒回答他了:
一九一〇年秋,布拉格的德國大學理論物理學教授位置出缺,這個職位一向都是由學校教授們共同推薦,再由奧國皇帝同意後任命,最後交付教育部執行。然而,對候選人的選擇有決定影響力的是物理學家安東.蘭柏(Anton Lampa),他是教育方面的激進改革者,終其一生都在從事最新教學法的引介,由反動力量的影響中爭取教學的自由,並且為最大多數人爭取科學及工藝教育機會的普及。但是他這種高度的精神和科學能力之間卻有很大的距離,尤其他又是野心勃勃的,所以總是不能滿足。他又是個倫理觀念很強的人,因此常強迫自己壓制這種野心,但是結果卻使得這種野心在下意識中作祟得更厲害。他的哲學觀念主要是源於恩斯特.馬赫的實證哲學,他曾是馬赫的學生。因此他一生的目標就是要傳佈馬赫的學說,替他招來更多的信徒。當安插理論物理學教授這個位置的問題來臨時,蘭柏發現這是選擇一個肯用馬赫精神來教授物理學之人的好機會;同時他也常夢想能躋身於那些天才之流,他要的必須是最傑出的科學家,而非平凡的教授,他瞭解自己並沒有什麼天分,但還能接納一個傑出的人。
一九〇五年愛因斯坦在柏恩發表的那些研究結果,對瑞士大學中的物理學家來說是很不尋常的,和他在專利局的卑微職位也很不相稱。於是馬上就有人想請他到蘇黎世大學去教書。當時物理方面的主持人是克萊納(Kleiner)教授。他知道在愛因斯坦論文中所表現出來的是不平凡的天賦,但是他也並不十分瞭解它。幸好他認為盡力把愛因斯坦請到大學教書乃是他分內的事。
愛因斯坦很喜歡蘇黎世,這兒使他有賓至如歸的感覺。他也覺得此處比其他地方更易於安身。尤其和學生及同事之間的相處現在也變得融洽多了,這對愛因斯坦來說是一種很大的激勵。但是行政工作及教書對他的吸引力仍然不大,有時還會帶來不少的困擾。這主要是由於愛因斯坦人格上具有那種和社會的相矛盾性,和像他這樣富有創造力的人還得被拘限在一些他認為不重要的事務上的關係。
藉著這個原理愛因斯坦可以預測新的光學現象,人們因此可以觀察並做實驗以檢驗他的理論是否正確。依照牛頓力學,萬有引力對光線的路徑沒有影響。但是依照恆等原理,萬有引力可以用一個加速運動來代替,後者如我們前面提到的,會對光線的路徑發生影響,一束平行於實驗室地板的光線,當實驗室被加速時就不再平行了。因此愛因斯坦的結論說,光線在萬有引力場中會被迫彎曲。光線曲折的程度由於本身的巨大速度而顯得非常微小,沒有什麼實際可行的天體實驗可以測驗出來,不過愛因斯坦建議,這個效應經由在固定恆星射到地球的光線經過太陽表面時也許可以觀察得到。在這個情況下,萬有引力的強度與方向都不是均勻的了,而是由太陽中心發出一股力,其強度隨距太陽表面的距離增加而減小,愛因斯坦歸結說:必定會有一種偏折使光線朝內彎曲。由於耀眼的光芒,所有的星靠近太陽時都無法看見,愛因斯坦在他的論文中指出:
因此,在一九〇九年,不管教育局的政治偏見,及大牌教授們的杯葛,愛因斯坦終於受任為蘇黎世大學的教授——特任。
「於是譚丘心中怒火爆發,但為了不讓刻卜勒覺察出他的改變,他承受了最大的痛苦……事實上他並不妒羨刻卜勒的成就,然而刻卜勒博得的聲名多少總會激起他一種近於嫉妒的情緒。刻卜勒一向給他的感覺是令他敬畏的。對譚丘來說,刻卜勒那種對工作的平靜態度,以及不易受外在喧擾的能力,簡直就像個超人,他那種近乎漠然的樣子是不可思議的,就像來自遙遠冰凍地區的微風……他想起那首大家熟知的民歌,歌裡敍說一個人把心賣給魔鬼以換得一件防彈的盔甲。刻卜勒就是一個這樣的人,他沒有心,因此世界上也就沒有什麼值得他害怕的東西,他不會有任何情感,也不會有任何愛情,因此,和-圖-書他自然也就不會有其他的感覺。『但是我需要愛,要錯。』譚丘喃喃地自語:『我必須在這個地獄裡到處流浪,看著他在單純且幸福的澄藍蒼穹上飄盪,像個無邪的天使。但他真是這樣子嗎?他的缺乏同情心是否過分殘忍了些?』」
照愛因斯坦的說法,這個結論和牛頓所說的是一樣的!實驗室相對於慣性系統的直線等速度運動,是無法以實驗室裡的力學實驗量出來。一九〇五年愛因斯坦把這個原理擴大應用到光學實驗。同樣他把物體運動的加速度性質包括了光學現象進去。於是愛因斯坦把假說推進了一步說,即使觀察光線的傳播也不可能斷定實驗室是只處於加速度狀態,或是處於等速運動同時受一外加的萬有引力場。愛因斯坦把這個原理稱之為「萬有引力與慣性力恆等原理」,或簡稱為恆等原理。
布拉格擔任教授的時期,愛因斯坦不但建立了他的新萬有引力論,同時更進一步地發展了他柏恩時代就開始的光之量子理論。他的假說認為紫光量子的能量要比紅光量子來得大,似乎和光化學作用的實驗結果相符合。每一個懂照相的人都會知道,紫光對照相底片的感光能力要比紅光來得強。愛因斯坦最初的假設和他的光子理論十分相似,他認為分子化學分解的發生,是由於吸收了單一光量子。在一九一二年發表的一篇論文「論光化學恆等定律的熱力學基礎」;他證明他的假設和熱力學的普遍定律也是相符的。
另一位教授,有一天和一個同事走在一塊兒,看見路邊的一塊屋牌搖搖欲墜的樣子,他說:「沒關係,它落下時很有可能會砸到一個捷克人。」
安東.蘭柏是愛因斯坦最親近的同事,他的父親是個捷克籍的司閽者。在捷克人中,常常可以看見子女們受了知識及學習慾望的驅使,大半都會開創出一條自己的出路來。雖然父親是捷克人,但是在德國人家工作,因此蘭柏進的就是德國學校。他能够同時說得一口流利的德語和捷克語,當他由高等學校畢業時,他面臨了進德國大學或捷克大學的抉擇,最後他選擇了前者,隨後成為馬赫的學生。然而儘管如此,他還是同一般德國人一樣瞧不起捷克人。他是那種拒絕買一張用兩種文字同時印行的明信片的人,他要的是只印有德文的明信片,如果郵局的職員是個捷克人的話,就會說那種明信片已經賣光了,於是教授先生就會指責一番,一場舌戰於焉展開。
愛因斯坦知道萬有引力的這種性質使我們不可能決定實驗室相對於慣性系統運動的加速度。當我們觀察實驗室中的小車子在加速時,我們沒法子判斷這個加速度到底是由實驗室整體的加速度,或是由莫名的某種外物存在而生的萬有引力所引起的。愛因斯坦把他的銳利分析能力投入這個縫隙,立下了力學重建的基礎。在他早年的論文中,他仍然把運動與光的傳播相聯,一九一一年他發表了一篇論文,題名為:「萬有引力對光線傳播的影響」。
那時候蘇黎世大學的理論物理教授剛好出缺,蘇黎世的教育局是主管大學的,對這個位置已有了計劃。教育局的多數成員屬於社會民主黨,在蘇黎世,他們有一個黨員同志算是最合適的,既符政治立場也合於科學要求。這個人就是菲特烈.阿德勒(Friedrich Adler),愛因斯坦在蘇黎世理工學院的同學,他當時是蘇黎世大學的Privatdozent,他的父親是奧地利社會民主黨的領袖,因此他成為蘇黎世當局心目中的最佳人選。而且,他也是一個對真理具有狂熱信仰的人,他對物理學有興趣主要是由於物理學的哲學面。他是那種令人敬佩,絕不會無緣無故放棄他所抱持之真理的人。當他知道學校可能請到愛因斯坦時,他對教育局說:「如果學校能爭取到像愛因斯坦這樣的人,那麼推我出來就是荒唐至極的事情,我坦白地說:就研究學問的物理學家而言,我是萬萬比不上愛因斯坦的。這樣一個大好機會,使我們能够得到一個對我們有益,且可提高學校水準的人,怎麼能因政治立場不同而失之交臂?」
「為什麼不能順從任何人?……我剛對你說過,唯有你能服侍君王你才能服侍真理。親愛的刻卜勒,順從眼前的現實吧,這會使你活得更舒適更簡單,這是事實啊,我知道你走你那條神聖的道路時,對任何東西都不屑一顧,既不左轉也不右轉;但是,如果為了真理的緣故而辜負了自己,是不是就顯得比較不神聖了呢?『狡猾如蛇,溫和如鴿子』,耶穌基督曾這樣對他的門徒說過,你不是蛇,你不會束縛住自己,也不會辜負自己,因此你服侍的是你自己而非真理;也就是說,服侍你自己的純真與神聖。但是我就不然,我見到的不只是自我,我還見到我和許多其他人之間的關係,在我使用精巧儀器決定去服侍真理之前,我必須和這些人一起生活。在人群之中工作,可以說是最接近基督的了,即使是受限制於君主的好惡之下,也總比生活在狂喜的夢中而忘記了一切勞動與苦惱來得好些。」
被任命為布拉格大學的教授,使愛因斯坦成為猶太教社會的一份子。這種關係只是形式上的,而且各種接觸也很少,但這個時期,正是他從幼年以來,第一次感到猶太社會的問題。
這時,在布拉格,已經有一群猶太人想在猶太人中發展一種獨立的生活方式,他們不願意看見猶太人夾在德國人與捷克人之間掙扎。這個團體深受猶太哲學家馬丁.布伯的半神秘觀念的影響。他們是猶太民族主義者。但是當時他們的注意力不在實際政治,而在藝術、文學及哲學方面。愛因斯坦被引介而進入這個團體,認識了法蘭茲.卡夫卡,並和其中的雨果.柏格曼(Hugo Bergmann)及馬克斯.布羅德(Max Brod)成了莫逆之交。
柏格曼當時是大學圖書館裡的職員,年輕力壯,金髮碧眼,溫和有禮,聰明而且充滿了活力。他是布拉格年輕人團體中的主要人物,他們的目的不是想用傳統的猶太教為基礎以建立一種新的猶太文化生命,他們對非猶太世界所表現的也是同情的瞭解,而非仇視或盲目地模仿。柏格曼所依據的不光是猶太作家及哲學家的理論,並且還包括了德國哲學家費希特(Fichte)的見解,費希特宣揚的是發揚國家的精神。
他有兩個特殊性格可以使他成為一個好老師。第一個是:他總想對四周的人表示友善。第二則是他的藝術感,這種感覺使得他不但要把自己的思想編織得非常清晰且合邏輯,還要設法用一種美學的趣味把它表達出來,讓自己及每一個聽眾都能欣賞。也就是說,他喜歡把他的觀念傳達給別人。
⒐離開布拉格
在接近的同事當中,最吸引他的是名叫蓋爾.匹克(Georg Pick)的數學家,他的年齡要比愛因斯坦大上二十幾歲,就做人和科學上的成就而言,他都是很特出的一個人。在數學研究上更有極強的創造力,在他所發表的許多簡明論文中,許多簡單列出的觀念,後來都被發展成為數學中獨立的分枝。然而他的科學成就卻從來沒有得到應得的地位,他是猶太人的後裔,天生一副不肯妥協的傲骨,認為凡是對的就絕不放棄,也不做任何讓步,退休後以八十餘歲的高齡死在納粹集中營裡。當馬赫在布拉格擔任實驗物理學教授時,年輕的匹克是馬赫的助手,愛因斯坦最喜歡聽匹克回憶有關馬赫的事,匹克尤其喜歡重複馬赫的一些話,這些話後來幾乎都出現在愛因斯坦的理論中。匹克還是個小提琴能手,藉著他,愛因斯坦認識了一群音樂愛好者,也因此參加了室內樂,常常跟他們在一起舉行四重奏之夜。
愛因斯坦把牛頓相對論普遍化,把光學現象包含進去;因此我們應該可以用光線代替物體運動來找出實驗室的加速度。如果一道光線的方向是平行於實驗室地板,實驗室此時尚未加速,則當實驗室加速時,光線將不再平行於地板,而會偏折,觀察這個偏折的大小,就可以使我們計算實驗室的加速度。
然而定期的演講卻十分令他厭煩,為要使篇篇講辭精釆就必需把整個課程的材料組織安排妥當,使它能够一整年都引人入勝。也就是說,演講者得對每一個個別問題都有極高的興趣。但若像每個教師把整個人都投入將討論的材料上去時,那他就不再有時間從事自己的研究了。所有的創造活動都需要非常多的hetubook.com.com思考與反省,粗心的觀察者常會把這些當成是浪費時間。
例如:L是一列火車,如果在L上慣性定律成立,那麼也就是說當我站在車廂裡,我就可以在同一點隨便站多久都不會受到外力壓迫。然而經驗告訴我們,唯有在火車沿直線做等速率運動時才是如此。當車子突然停止,如果我不花點力氣的話我就會跌倒。同樣在車子發動時或繞圓圈時亦然。只要速度繼續改變,我就得花點力氣讓自己站立不倒。當速度恢復到等速時,我就可以站著而不必扶持。這也就顯示著,我所花去用來支持的力量就可以做為我是否在一個慣性系統中的證明,即使這最簡單的經驗也可以告訴我,煞車煞得愈快,我就得用愈大的力量來支持。較廣義地說,加速度愈大,需要的力量也愈大。
愛因斯坦在學校的辦公室中望著正對辦公室一座長滿美麗花草和樹叢的公園,他注意到早晨來此散步的只有女人,下午則只有男人,有些人是獨自陷入沉思,有的則成群地熱烈討論。於是他問別人這個奇怪的公園到底是幹什麼的?結果他才知道這原來是隸屬於波西米亞省精神療養院的公園,園中散步的人都是療養院中不須強制的無害病人。我第一次到布拉格時,愛因斯坦叫我看看這個景象並替我解釋,並且開玩笑地說:「那些瘋人們不必為量子論操心。」
然而在接受這個職位時,還有一個困難要克服,八十幾歲的老皇帝法蘭茲.約瑟夫堅持認為:只有屬於為大家所認可的教會成員才可以成為大學裡的教師。他拒絕任命任何違反這個規矩的人,這是大學裡提名愛因斯坦的那些朋友告訴他的。自從離開慕尼黑高等學校之後,他從未成為任何教會的正式成員,但是為了避免這種困難,他說他是猶太教的附從者,自孩提時期就已經隸屬了。他並未經過任何正式儀式,但是在那些必須填寫的表格上,他不得不簡單寫下他的宗教信仰「猶太教」(Mosaic)。
「我非常希望天文學家們能够重視眼前這個問題,雖然以上的這些推理可能會不够充分甚或有怪異之處。」
愛因斯坦抵達布拉格時,看起來不太像個德國的大學教授,倒像個義大利的收藏家,尤其他還有位斯拉夫人的太太。他完全不像一般德國大學中的教授。大家都知道他不僅僅是個普通的物理學家而已,而且是個特出的天才,因此每個人都希望見見他。
依照當時德國大學的規矩(蘇黎世大學也一樣),除非曾經當過Privatdozent,否則便沒有被任命為教授的可能。Privatdozent在西歐及美國的大學中沒有相當的職位可以代稱——一個在科學上有成就的年輕人,可以申請到大學裡教書,他不要盡什麼義務,可以隨心所欲地教,但是學校不付薪水,只能由聽課的學生那兒得到一些微薄的酬勞。因此Privatdozent的人數沒有限制,這個制度的好處在於每個年輕人都可以有表現自己教書能力的機會,而學校也可以由這許多候選人當中來選擇教授。其缺點則是:實際執行起來時,就只有那些有人事背景支持的人才能真正獲選,愛因斯坦則屬於後一種情形。
這個時候,愛因斯坦開始被光的二重性所引起的矛盾深深地困擾著:由於折射、繞射所顯示的波動性質,以及由光電效應及化學反應表現的粒子性質,他面對這個問題的心境可以用下面這件小事來表示:
⒉應聘至布拉格
但是在德國教授的家庭及個人之間的談話中,其優越感及對捷克人的敵意卻是十分明顯的。德國人中流傳著不少有關捷克人如何在不恰當場合中顯露出滑稽行為的故事,其情況可用下面幾個例子加以說明:
⒏萬有引力對光之傳播的影響
另一次譚丘與刻卜勒又談到科學家在採取一項假說之前,是否該考慮到統治者或富人信仰及意見的問題:
就在愛因斯坦到達布拉格不久後,他接到母校蘇黎世理工學院發給他的理論物理學教授聘書。理工學院隸屬於瑞士聯邦,是比蘇黎世大學更大、更重要的一所學校,蘇黎世大學是愛因斯坦任教的第一所學校,屬於蘇黎世州。愛因斯坦猶豫著是否要返回蘇黎世,最後由他太太做了決定,在布拉格她一向都感到不自在,而蘇黎世恰好又是她在學生時代就夢寐以求的理想地方。
愛因斯坦通知布拉格大學當局他要在一九一二年暑期結束之後離開。但是由於他那種和官方形式格格不入的性格,沒有把辭職應該填的一些表格送給行政當局。維也納的教育局並沒有接到任何這種情況下應該送達的申請表。人們可以想像得到,當局沒法依照規定結束愛因斯坦的任命,一定會感到不快。有關「愛因斯坦案件」的文件多年來一直懸缺著,幾年後愛因斯坦到維也納去演講,他的朋友告訴他,教育局裡的官員仍然還為他這一段空白的紀錄耿耿於懷,愛因斯坦的本性一向不希望叫任何人感到不快,於是他去拜訪教育局,道歉之後,再填妥了應填的文件,檔案架上的黑點才算消失。
刻卜勒激動地說:「這正是我所要爭論的要點,我們只能順從真理本身,不能順從其他任何人。」
譚丘呼吸加速,不由得站起來道:「至少哥白尼的系統尚未得到證明,既然他和聖經相違背,我也不必要冒犯教廷陛下,我當然沒有理由採信它。」
另一方面,猶太人和德國人之間的關係也發生裂痕。起初在布拉格城內,有少數的德國人和猶太人保持友好關係,約為同盟地共同對付反抗的捷克人,但是這種良好關係在愛因斯坦來到布拉格時已經破壞了。當種族歧視理論及傾向(日後變成了納粹的教條)在德國本土尚未出現時,在蘇臺德區的德國人中卻已經有了極大的影響力。因此,布拉格的德國人就產生了一種矛盾的心情。他們想和猶太人好好相處以便共同對付捷克人,但是又想讓蘇臺德區的德國人把他們當成純粹的德國人,這便不得不表現出敵視猶太人的態度。這種情況在猶太人和他們最痛恨的仇敵在咖啡廳裡狹路相逢時更是表露無遺!
首先承認牛頓所假定的萬有引力數值,愛因斯坦用他的恆等原理很簡單的計算出光線由恆星發出剛好擦過太陽表面時,將會偏離其原有路徑約〇.八三秒的弧度。因此如果在日全蝕時有人拍下太陽附近的恆星照片,然後和太陽不在該處時的恆星位置照片相比較,就可以預期有所不同。既然光線是彎向太陽,則星的位置必須是移離太陽,其大小則視光線經過太陽時的接近程度而定。愛因斯坦在他論文的結論中這麼說:
德國大學裡,有些教師通常都把自己的時間安排得有條不紊,他們把課堂上每一分鐘都計劃出來,剩下的就作為自己研究的時間。但是這樣子安排,他的時間都被佔滿了,沒有任何時間可以容納那些預料不到的事,或放在那些和科學或教書無關的問題上,也沒有時間沉思,或和不速之客談話。這樣下來,他們就會變得毫無趣味,唯一的一點創造力與想像力就都集中在他們的科學研究和教育學生上了。在日常社交生活中,他們總讓人聯想到榨扁了的檸檬,口中說不出一句讓別人感興趣的話。這樣的教授屢見不鮮,甚至在最傑出的教授中也不乏其人,這些人當然不會是真正富有創造力的人。
愛因斯坦突然離開布拉格引起了許多謠言。布拉格一家最大的德文報紙的主筆斷言,愛因斯坦是由於他的名氣及天才受到同事的排擠才被迫離去的。其他人則以為是因為他是猶太人,受到行政當局的惡劣待遇才不願再在布拉格待下去。愛因斯坦對這些說法覺得非常驚異,因為他在布拉格十分愉快,對奧國人的性格也有很好的印象。他不願給任何人造成不愉快的印象,因此他給維也納奧國大學教育的負責人寫了一封信。在我接任布拉格的職位之前,我拜訪了這位先生,他是個波蘭人,見到我時用波蘭禮節擁抱我,像是多年老友一樣,談話中,他很熱情地把愛因斯坦的來信說給我聽:「我由愛因斯坦那兒收到一封極體人意的信,讓我覺得我好像從來沒有收過大學教授的來信似的,展讀再三,感到了極大的滿足,尤其是當政府由於愛因斯坦而備受責難的時候。」
⒎狹義相對論的廣義化
在上述情況中,小車子原是靜止於實驗室中的,但是這並不一定是必須的,事實上如果起初這輛小車子等速做直線運動可以使和-圖-書問題更為簡化。這種情形最常見的就是遊樂場中的轉盤或是繞圓形前進的火車。就如前一種情況一樣,L中產生一個向外的力量沿著轉動軸向外。這種力量物理學上稱之為「向心力」,它和車子煞車或發動時的反作用力完全相同。
在布拉格,猶太人的地位在很多方面都顯得十分特殊。在布拉格使用德語的居民中幾乎大半都是猶太人,佔德國總人口的百分之五算是相當重要的了。德國人的文化生活幾乎和捷克人分離,戲院分開,教室、球場、音樂會等等也分開,因此,這些組織及事務在在都得靠猶太人支持,所以在大多數捷克人的眼中,猶太人和德國人並沒有什麼兩樣。愛因斯坦到達布拉格時,正是第一次世界大戰前夕,捷克人覺得自己被迫驅向戰爭,而這場戰爭並不是為了爭取他們本身的利益,反而是那些他們所痛恨的德國人的利益。他們把一切德國人及猶太人都當成是敵對政權的代表,認為他們在城裡監視他們,並為敵人做情報工作,的確,有一些猶太人學德國人,也去當警察,做壓迫者的工具,但主要的猶太民族卻遭到唾棄。
愛因斯坦由下面這個想法出發:在一個實驗室L中,例如一個電梯,可以垂直上下運動,實驗安排得可以觀察物體相對於電梯的運動。如果電梯由一條纜繩繫著使它相對靜止於地球,那麼任何物體B都以重力加速度下墜,不管其質量與成分如何。但是如果電梯本身也讓它受地心引力自由墜下,則任何(自由下墜)物體相對於電梯都不會有加速度。一切物體顯示彷彿沒有萬有引力存在。我們只觀察相對於L(電梯)的運動,我們就無法斷定L是個和萬有引力場並存的慣性系統,或者沒有萬有引力而L只是自由下墜。把結果表示得更一般化:我們不可能用力學的實驗在實驗室中決定加速度到底是由慣性力或萬有引力產生的。
「我並不快樂,」刻卜勒簡單地回答:「我從來就沒有快樂過。」
愛因斯坦和匹克差不多天天見面,一齊討論許多問題。在他們經常的漫步中,愛因斯坦總會把嘗試擴展相對論時所遭遇到的數學困難告訴他,那時,匹克就會建議愛因斯坦:義大利數學家李奇(Ricci)與李維.齊維塔(Levi-Civita)所建立的「絕對微分學」(Absolute Differential Calculus),正是進一步發展愛因斯坦理論的最佳數學工具。
布拉格有個習俗,每個新來的教授必須去拜訪其他的同事,由於他那良善的本性,使他接受了朋友的勸告,做了許多必要的拜訪,多達四十餘次。他也決定利用這個機會順便看看布拉格這個富有羅曼蒂克的古城。因此他的行程是依照住家的位置排定的。所有經由這樣結識愛因斯坦的人,都會為他那自然的本性,開懷的笑聲以及眼神中流露的友善目光所吸引,但是愛因斯坦很快就發現這種拜訪是令人厭煩的,他覺得把時間花在談論瑣碎的事情上是一種浪費,於是突然地停止拜訪了,那些他未曾拜訪過的教授覺得很奇怪,都有被冷落了的感覺,因此有人以為他太驕傲或太反覆無常,而事實上真正的理由是這些人所住的地方愛因斯坦不太感興趣,或者是教員手冊中這些人的名字排在太後面了。
當時馬克斯.布羅德是個興趣廣泛的天才作家。對哲學及歷史問題很有興趣。他的小說內容大多在描述捷克人及布拉格和波希米亞其他居民的生活形態,文體簡明清晰,充滿了十分理性的心理分析過程。
最滑稽的一點是,如果仔細品量種族起源的話,布拉格的捷克人與德國人根本沒有絲毫的分別。個人國籍歸屬的問題其實不過是個人嗜好的問題,因為這常常提供了個人的求生機會。
⒊布拉格時代的同事
譚丘有點忿懣,覺得自己的生活基本原則被冒犯了。「但是若沒有皇上及富人的支持,我們就無法製造昂貴的儀器,科學真理也就因此而無法得到證明了……皇上幫助我們與真理;因此我們在這方面更應尊重他們,順從他們的喜好。」
由上面這個簡單的思考,我們可以設計一個方法來決定實驗室L的加速度⒜:觀察一個物體相對於L的一面牆壁的運動。例如:我們考慮一輛停在L地板上的小車子,能够自由往任何方向運動。只要實驗室沿直線做均勻速度運動,這輛小車子就靜止在L中不動,但是如果實驗室突然改變了它的速度,則小車子就會相對於L中的一面牆運動,就像它受了顛簸一樣。由於這個反彈小車子在L中量到的加速度a,其大小將和a相等,但是方向相反。對於這小車子,相對於慣性系統F而言,是不受任何外力的自由物體;因此由慣性定律得知,它的運動是直線而等速的。另一方面,小車子相對於F的加速度,等於小車子相對於L的加速度a₀與實驗室相對於F的加速度a之和,既然總加速度必須為零,所以a+a₀=0,於是a₀=-a,如上所述。因此觀察L中小車子相對於L的加速度a₀,我們就可以算出實驗室中相對於L系統的加速度。
⒍做教授的愛因斯坦
由這種性格,人們一定會以為他必定是個很好的教師。確實如此,尤其當一個問題因為科學、歷史或方法論上的理由引起他的興趣時,他的演講一定會讓聽眾如痴如醉。他的演講之所以能引人入勝,完全是基於他那種不平凡的天賦,他可以避免任何修辭效果,任何誇張,任何形式及感情作用,而把任何題材都化成最簡單的邏輯形式,然後用最藝術、最心平氣和的方式把最簡單的形式表達出來,使它沒有絲毫的迂濶之處,然後再用一些適當而醒目的畫片來加深聽眾的印象。此外他還加上一些幽默感,一些無傷大雅的笑話,以及混合著像小孩子剛接到聖誕禮物時的那種驚喜與快樂的心情來講述。
這種對任何形式及儀式的忽視態度是愛因斯坦性格中非常重要的一個特點。尤其是一般儀式大半都是沉悶無聊的。因此愛因斯坦對參加葬禮有極大的反感。有一次在某個葬禮的行列中,他對走在他身邊的助手說:「參加葬禮只是為了取悅我們四周的人,它本身實在毫無意義,這就像我們每天擦亮鞋子,目的不過是為免於讓別人批評我們的鞋子髒罷了。」
愛因斯坦離開布拉格之前,特别答應她下一個推薦給她的理論物理教授一定也會拉小提琴。我到布拉格接替愛因斯坦的位置時,愛因斯坦把她介紹給我,她當時就要我拉小提琴以示證明,但是非常遺憾的,我只得告訴她,我這一輩子從來沒有碰過小提琴,「好哇!愛因斯坦騙我!」她說。
由經濟觀點來看,特任教授的地位並無利可圖,收入絕不比在專利局時來得多,反而使他不能過那種隨便簡單而愉快的波希米亞式的生活。現在,他已頗有地位,雖然生活上仍自奉甚儉,但仍免不了許多無謂的消費,這些都是社會地位招來的。為了改善經濟情況,他太太不得不幫忙處理學生膳宿的工作。他曾經開玩笑地說:「我的相對論理論替宇宙的每一處都安置了一座鐘,可是卻沒有能力在家中安一座鐘。」
在蘇黎世及布拉格,愛因斯坦致力於解決因他的相對論(一九〇五年柏恩)而引起的許多問題。依照牛頓力學的相對論,實驗室的運動速度無法以觀察實驗室中物體運動的情形來決定。一九〇五年,愛因斯坦把這個原理的應用擴展到光學現象,於是不論是觀察物體或光線都無法決定實驗室的運動速度。然而這一切唯有在運動是沿直線等速時方才為真。但是到那時為止它似乎和愛因斯坦的理論相符合,如果說,人們可以由L系統(實驗室)中的實驗來決定此系統是否相對於F系統做變速運動。因此由實驗室中所做的實驗,我們就可以得知實驗室運動的某些情形,也就是說,雖然速度本身無法知道,但是我們可以知道它改變的大小及方向(加速度)愛因斯坦認為這種情況不能令他滿意。關於這點恩斯特.馬赫曾經做了一個假設,他說在L系統上觀察時,我們觀察到的加速度並不是相對於一個想像中的慣性系統,而是相對於無窮遠處的恆星。於是實驗室中的事件就要受到這個遙遠恆星的影響。然而馬赫的這種建議只是留下了一件計劃而已。從來沒有人把他演成一個物理理論,且真正地去計算到底恆星對L事件中會有怎樣的可以觀測得到的影響。愛因斯坦的任務就在連接這道鴻溝。