A.爱因斯坦

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爱因斯坦在维也纳演讲,1921年,图片来源:Albert Einstein Archive, Jerusalem, Ferdinand Schmutzer

  爱因斯坦,A.汉语拼音:Aiyinsitan;德语:Albert Einstein,1879年3月14日-1955年4月18日),美籍犹太裔物理学家,20世纪最伟大的自然科学家之一。因“对理论物理的贡献,特别是发现了光电效应”而获得1921年诺贝尔物理学奖。总共发表了300多篇科学论文和150篇非科学作品。他卓越的科学成就和原创性使得“爱因斯坦”一词成为“天才”的同义词。生于德国符腾堡乌耳姆一个经营电器作坊的犹太人家庭,卒于美国新泽西普林斯顿。1880年随全家迁居慕尼黑。父亲和叔父在那里合办一个为电站和照明系统生产电机、弧光灯和电工仪表的电器工厂。在任工程师的叔父等人的影响下,爱因斯坦较早地受到科学哲学的启蒙。

  1894年,全家其他人迁到意大利米兰。继续在慕尼黑上中学的爱因斯坦因厌恶德国学校窒息自由思想的军国主义教育,自动放弃学籍和德国国籍,只身去米兰。1895年转学到瑞士阿劳市的州立中学,1896年进瑞士苏黎世联邦理工学院师范系学习物理学,1900年毕业。由于他的落拓不羁的性格和独立思考的自学习惯为教授们所不满,大学一毕业就失业。

  1900年春取得瑞士国籍。1902年被伯尔尼瑞士专利局录用为技术员。他利用业余时间开展科学研究,于1905年在物理学三个不同领域中取得了历史性成就。同年,以论文《分子大小的新测定法》取得苏黎世大学的博士学位。1909年离开专利局任苏黎世大学理论物理学副教授。1911年任布拉格德国大学理论物理学教授。1912年任母校瑞士苏黎世联邦理工学院教授。

  1914年,应M.普朗克W.H.能斯特的邀请,回德国任威廉皇帝物理研究所所长兼柏林大学教授,直到1933年。在此期间1920年曾应H.A.洛伦兹P.厄任费斯脱的邀请,兼任荷兰莱顿大学特邀教授。回德国不到4个月,第一次世界大战爆发,他投入公开的和地下的反战活动。经过8年艰苦的探索,于1915年建立了广义相对论。爱因斯坦和相对论在西方成了家喻户晓的名词,同时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。

  1933年1月纳粹攫取德国政权后,爱因斯坦是科学界首要的迫害对象,幸而当时在美国讲学,未遭毒手。3月他回欧洲后避居比利时,9月9日发现有准备行刺他的盖世太保跟踪,星夜渡海到英国,10月转到美国普林斯顿,在新建的高级研究院任教授,直至1945年退休。1940年取得美国国籍。

  1939年他获悉铀核裂变及其链式反应的发现,在匈牙利物理学家L.西拉德推动下,上书罗斯福总统,建议研制原子弹,以防德国占先。第二次世界大战结束前夕,美国在日本两个城市上空投掷原子弹,爱因斯坦对此强烈不满。战后,为开展反对核战争的和平运动和反对美国国内法西斯危险,进行了不懈的斗争。1955年因主动脉瘤破裂逝世。

生平[编辑 | 编辑源代码]

童年与青年时期[编辑 | 编辑源代码]

4岁时的爱因斯坦,摄于1882年
14岁时的爱因斯坦,摄于1893年
1904年时的爱因斯坦
晚年时的爱因斯坦

  爱因斯坦于1879年3月14日出生在德意志帝国符腾堡王国乌尔姆市。他的父亲赫尔曼·爱因斯坦(Hermann Einstein)是一名商人。他的母亲宝琳·柯克(Pauline Koch)是一位音乐家。爱因斯坦一家是不遵循犹太教规的犹太人。

  爱因斯坦出生后不久,便于1880年举家迁往慕尼黑,同年10月爱因斯坦的父亲与叔叔在新居住地创建了一间电机工程公司,专门设计与制造电机机器。

  爱因斯坦在其幼年时代并没有展现很大的天赋。有故事说他直到三岁才开始说话。但是阿尔伯特·爱因斯坦档案馆驳斥这一説法。他在他上的第一所学校里成绩很好,是一个思维敏捷、聪明,有时甚至十分叛逆的学生。他的成绩在优(sehr gut,1分)良(gut,2分)间徘徊。在语言方面不是十分出色,但在自然科学方面却表现十分出众。爱因斯坦常读科普书籍,并总是设法获得有关当下科研水平概况的书。特别是亚龙·贝恩斯坦(Aaron Bernstein)所著的《自然科学通俗读本》(Naturwissenschaftlichen Volksbücher)对他兴趣的形成及其今后道路产生了重大影响。他五岁时对袖珍罗盘着迷,并开始受训于私人学拉小提琴

  1888年,进入路易博德文理中学(Luitpold-Gymnasium,校址此后几番变迁,1965年改名为阿尔伯特·爱因斯坦文理中学)。1894年,全家又迁至意大利米兰。十五岁的爱因斯坦本当留在学校,考完德国大学资格入学考试(Abitur)才离开,但由于常遭老师训斥以及常触犯德意志第二帝国时期学校的纪律与秩序,爱因斯坦因此固执决定肄业,随其父母同往米兰。

1896至1914年于瑞士[编辑 | 编辑源代码]

进入大学

  爱因斯坦并未依照其父亲的意愿读电机工程学,而是依他家一好友的建议于1895年申请了瑞士苏黎世联邦理工学院,由于没有德国大学资格入学考试成绩,爱因斯坦需要当年夏天参加该校入学考试,不过爱因斯坦并未在考前抓紧复习,格罗斯曼虽借了笔记给爱因斯坦来准备,而是选择去了北意大利游玩,因此,十六岁的他——身为当时最小的参考者,没有通过此次考试。他的自然科学考得很不错,但法语没考好。该校校长赫尔岑推荐他去瑞士的阿劳州立中学学习一年。在阿劳州立中学学习的这段时光中使爱因斯坦感到十分愉快,这所学校的的理念是“概念思考是建立在‘直观’之上的”,完全符合他的需求。1896年十月,爱因斯坦参考瑞士大学入学考试(Matura),10月3日的成绩单上显示他有五科目皆取得最好的成绩(瑞士,6分)。

  1896年,爱因斯坦进入苏黎世联邦理工学院师范系学习物理学,该校物理教授海因里希·弗里德里希·韦伯(Heinrich Friedrich Weber)很讨厌爱因斯坦,曾对他说:“你很聪明,但有个缺点,你听不进别人的话”,为此爱因斯坦的女友米列娃·马里奇时常与韦伯教授冲突,指责这是对爱因斯坦的不公。1899年6月,爱因斯坦在实验室的一场爆炸中手部严重烧伤。

毕业

  1900年毕业,没能如愿留校担任助教,只能靠当“家教”维持生活。1901年取得瑞士国籍。1902年在大学同学格罗斯曼(M. Grossman)的父亲协助下,被伯尔尼瑞士专利局录用为技术员,从事发明专利申请的技术鉴定工作。他利用业余时间开展科学研究,于1905年在物理学三个不同领域中取得了历史性成就,特别是狭义相对论的建立和光量子论的提出,成为了物理学理论的革命。翌年1月15日,凭借论文《分子大小的新测定法》,取得苏黎世大学的博士学位。 1904年时的爱因斯坦

奇迹年

  爱因斯坦在1905年发表了六篇划时代的论文,分别为:《关于光的产生和转化的一个试探性观点》、《分子大小的新测定方法》、《基于热分子运动论的静止液体中悬浮粒子的运动研究》、《论动体的电动力学》、《物体的惯性同它所含的能量有关吗?》、《布朗运动的一些检视》。因此这一年被称为“爱因斯坦奇迹年”。100年后的2005年因此被定为“世界物理年”。

  1905年3月,德国《物理年鉴》发表《关于光的产生和转化的一个试探性观点》(Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt),认为光是由分离的粒子所组成。爱因斯坦解释光也是由小的能量粒子(光量子)组成的,并且量子可以像单个的粒子那样运动。“光量子”理论把1900年普朗克创立的量子论大大推进一步,揭示了微观世界的基本特征:波动—粒子二元性。

  1905年5月11日,德国《物理年鉴》发表一篇用布朗运动解释微小颗粒随机游走的现象的论文《热的分子运动论所要求的静液体中悬浮粒子的运动》(Die von der molekularkinetischen Theorie der Wärme geforderte Bewegung von in ruhenden Flüssigkeiten suspendierten Teilchen)。这篇论文是对布朗运动这种平移扩散的开创性研究。

  1905年6月30日,德国《物理年鉴》发表《论动体的电动力学》(Elektrodynamik bewegter Körper)一文。首次提出了狭义相对论基本原理,论文中提出了两个基本公理:“光速不变”,以及“相对性原理”。

  1905年9月27日,德国《物理年鉴》刊出《物体的惯性同它所含的能量有关吗?》(Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig? ),认为“物体的质量可以度量其能量”,随后导出了E = mc²的公式。

  爱因斯坦1908年兼任伯尔尼大学的兼职讲师。1909年离开专利局任苏黎世大学理论物理学副教授。1911年任布拉格德国大学理论物理学教授,1912年任母校苏黎世联邦理工学院教授。

1914至1932年:德国柏林岁月[编辑 | 编辑源代码]

  1914年,应马克斯·普朗克瓦尔特·能斯特的邀请,回德国任威廉皇家物理研究所所长兼柏林洪堡大学教授,直到1933年。1920年应亨德里克·洛伦兹和保罗·埃伦费斯特的邀请,兼任荷兰莱顿大学特邀教授。第一次世界大战爆发后,他投入公开和地下的反战活动。

  1915年爱因斯坦发表了广义相对论。他所作的光线经过太阳引力场要弯曲的预言,于1919年由英国天文学家亚瑟·斯坦利·爱丁顿的日全蚀观测结果所证实。1916年他预言的引力波在1978年也得到了证实。爱因斯坦和相对论在西方成了家喻户晓的名词,同时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。

  1917年爱因斯坦在《论辐射的量子性》一文中提出了受激辐射理论,成为激光的理论基础。

  爱因斯坦因在光电效应方面的研究,获授予1921年诺贝尔物理学奖。不过在瑞典科学院的公告中并未提及相对论,原因是认为相对论存在争议。

1932至1955年:美国普林斯顿的岁月[编辑 | 编辑源代码]

  1933年1月纳粹党攫取德国政权后,爱因斯坦成为科学界首要的迫害对象,幸而当时他在美国讲学,未遭毒手。3月他回欧洲后避居比利时,9月9日发现有准备行刺他的盖世太保跟踪,星夜渡海到英国,10月转到美国担任新建的普林斯顿高等研究院的教授(与普林斯顿大学非同一机构),直至1945年退休。1940年他取得美国国籍。

  1937年爱因斯坦曾经探访住在美国加州的查理·卓别林

  1939年他获悉铀核裂变及其链式反应的发现,在匈牙利物理学家利奥·西拉德推动下,上书罗斯福总统,建议研制原子弹,以防德国抢先。第二次世界大战结束前夕,美国在日本广岛长崎两个城市上空投掷原子弹,爱因斯坦对此表示强烈不满。战后,为开展反对核战争和反对美国国内右翼极端分子的运动进行了不懈的斗争。

  1955年4月,爱因斯坦被诊断出患有主动脉瘤,18日午夜在睡梦中感到呼吸困难,主动脉瘤破裂导致大脑溢血破裂,而逝世于普林斯顿。一位名叫托马斯·哈维的医生在验尸过程中,在未经爱因斯坦的家人允许下,私自取下爱因斯坦的大脑保存,这位病理医生希望未来神经科学界能够研究爱因斯坦的大脑,以发现爱因斯坦那么聪明的原因。为遵照爱因斯坦的遗嘱,他死后并没有举行任何丧礼,也不筑坟墓,不立纪念碑,骨灰撒在永远保密的地方,目的是不会令埋葬他的地方成为圣地。爱因斯坦的后半生一直从事寻找统一场论的工作,不过这项工作没有获得成功,对此,著名的爱氏研究专家亚伯拉罕·派斯曾说:“爱因斯坦在1925年之后就应该去钓鱼,而不是继续做研究”。现在,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。

科学贡献[编辑 | 编辑源代码]

  爱因斯坦的科学生涯开始于1900年冬天,至1904年,他每年都写出一篇论文,发表于德国《物理学杂志》。头两篇是关于液体表面和电解的热力学,后转而研究热力学的力学基础,1902~1904年间的三篇论文都属于这一领域。1902年的论文就是从力学定律和概率运算推导出热平衡理论和热力学第二定律。1904年的论文认真探讨了统计力学所预测的涨落现象,发现能量涨落(或体系的热稳定性)取决于玻耳兹曼常数。他把这一结果大胆地用于辐射现象,得出辐射能涨落公式,使他于1905年在辐射理论和分子运动论两个方面同时作出重大突破。1905年,爱因斯坦在科学史上创造了除I.牛顿之外的又一个奇迹年,他在物理学的三个不同领域(布朗运动分子实在性光量子论狭义相对论)作出了有划时代意义的贡献。

布朗运动和分子实在性[编辑 | 编辑源代码]

  关于分子原子是否存在的问题,即使在化学物理学上有许多研究成果表明它们的存在,但科学家、哲学家中仍有些人持反对意见。1895年以来,以W.奥斯特瓦尔德为代表的“唯能论”和以L.玻耳兹曼为代表的“原子论”展开了激烈辩争。玻耳兹曼在斗争中深感孤独、忧闷,导致精神失常于1906年自杀。布朗运动是1827年植物学家R.布朗发现的,它显示出悬浮水中微粒的无规则运动。爱因斯坦的博士论文是研究布朗运动的前奏。他反对那些认为布朗运动可能导致第二种永动机存在的说法,并确信布朗运动使我们在显微镜下可以证实我们称为分子的那种热运动。由于分子的实在性是统计物理学的物质基础,因此爱因斯坦曾以多种方式研究它,并进而提出测定阿伏伽德罗常数N的方法。

  爱因斯坦的博士论文理论计算的N值,经第二年修正和后来J.B.佩兰的指正为6.6×1023。此前,爱因斯坦在论光电效应的论文中,利用黑体辐射长波极限,测得N=6.17×1023。在1905年5月发表的和1905年12月完稿的有磁布朗运动两篇论文中,爱因斯坦共提出另外三种测定N值的方法。1907年在《普朗克辐射理论和比热理论》一文中,提供了一种N值测定法。1910年,爱因斯坦又利用临界浮光测定N值。各种各样的方法得到近似的N值,让人们确认了分子的实在性。对此作出多种实验验证的佩兰曾指出,此后“要对分子假设持敌对态度,那将是困难的”。奥斯特瓦尔德也在1908年不得不认输,承认“充满空间的物质是由原子组成的”。佩兰因布朗运动的实验研究获1926年诺贝尔物理学奖。

光量子论[编辑 | 编辑源代码]

  1905年3月写的论文《关于光的产生和转化的一个推测性的观点》把普朗克1900年提出的量子概念扩充到光在空间中的传播,提出光量子假说,认为:对于时间平均值(即统计的平均现象),光表现为波动;而对于瞬时值(即涨落现象),光则表现为粒子。这是历史上第一次揭示了微观客体的波动性和粒子性的统一,即波粒二象性。这篇论文还把玻耳兹曼提出的“一个体系的熵是它的状态的概率的函数”命名为玻耳兹曼原理。他用光量子概念轻而易举地解释了光电现象,推导出光电子的最大能量同入射光的频率之间的关系。由于他的光电效应定律的发现,爱因斯坦获得了1921年诺贝尔物理学奖。爱因斯坦的光量子论,遭到几乎所有老一辈物理学家的反对,但他仍坚持不懈地发展它。1906年他把量子概念扩展到物体内部的振动上,基本上说明了低温条件下固体的比热同温度间的关系。1916年他发表了《关于辐射的量子理论》论文,提出关于辐射的吸收和发射过程的统计理论,从N.玻尔1913年的量子跃迁概念,推导出普朗克的辐射公式。论文中提出的受激发射概念,为20世纪60年代蓬勃发展起来的激光技术提供了理论基础。在光量子论所揭示的波粒二象性概念的启发下,1923年L.V.德布罗意提出物质波理论。爱因斯坦审查德布罗意关于物质波理论的博士论文,确认该文的价值。1924年当爱因斯坦收到印度青年物理学家S.玻色关于光量子统计理论的论文时,便把这理论同物质波概念结合起来,提出单原子气体的量子统计理论。这就是关于整数自旋粒子所服从的玻色-爱因斯坦统计量子统计法)。受爱因斯坦这项工作的启迪,E.薛定谔把德布罗意波推广到束缚粒子,于1926年建立了波动力学。美国物理学家A.派斯认为:“爱因斯坦不仅是量子论的三元老(指普朗克、爱因斯坦和玻尔)之一,而且是波动力学唯一的教父。”

狭义相对论[编辑 | 编辑源代码]

  1905年6月爱因斯坦写了一篇开创物理学新纪元的论文《论动体的电动力学》,完整地提出狭义相对性理论。该文在很大程度上解决了19世纪末出现的古典物理学的危机,推动了整个物理学理论的革命。他从自然界的统一性的信念出发,考察了这样的问题:牛顿力学领域中普遍成立的相对性原理,为什么在电动力学中却不成立?根据M.法拉第的电磁感应实验,这种不统一性显然不是电磁感应现象所固有的,问题一定在于古典物理理论基础。他吸取了E.马赫对牛顿的绝对空间与绝对时间概念的批判,从考察两个在空间上分隔开的事件的“同时性”问题入手,否定了没有经验根据的绝对同时性,进而否定了绝对时间、绝对空间,以及“以太”的存在。他把伽利略发现的力学运动的相对性这一基本实验事实,提升为一切物理理论都必须遵循的基本原理;同时又从斐索实验和光行差概念出发,将光在真空中总是以一确定速度c传播而不论光源运动与否这一基本事实提升为原理。要使相对性原理和光速不变原理同时成立,不同惯性系的坐标之间的变换就不可能再是伽利略变换,而应该是另一种类似于洛伦兹1904年发现的那种变换。对于洛伦兹变换,空间和时间长度不再是不变的,但包括麦克斯韦方程组在内的一切物理定律却是不变(即协变)的。原来对伽利略变换是协变的牛顿力学定律,必须加以改造才能满足洛伦兹变换下的协变性。这种改造实际上是一种推广,是把古典力学作为相对论力学在低速运动时的一种极限情况。这样,力学电磁学也就在运动学的基础上统一起来。1905年9月,爱因斯坦写了《物体的惯性同它所含的能量有关吗?》一文,揭示了质量m和能量E的相当性,E=mc2,由此解释了放射性元素(如镭)所以能释放出大量能量的原因。这为20世纪40年代实现的核能的释放和利用开辟了道路。

广义相对论[编辑 | 编辑源代码]

  狭义相对论建立后,爱因斯坦把相对性原理的适用范围推广到非惯性系。他从伽利略发现的引力场中一切物体都具有同一加速度这一事实找到了突破口,于1907年提出了等效原理:“引力场同参照系的相当的加速度在物理上完全等价。”并且由此推论:在引力场中,钟要走得快,光波波长要变化,光线要弯曲。爱因斯坦认为等效原理的发现是他一生中最愉快的思索。1912年初,他意识到在引力场中欧几里得几何并不严格有效。同时他还发现:洛伦兹变换不是普适的,需要寻求更普遍的变换关系;为了保证能量–动量守恒,引力场方程必须是非线性的;等效原理只对无限小区域有效。解决这些问题,他在数学上遇到了困难。1912年他离开布拉格回到苏黎世母校工作。在M.格罗斯曼教授的帮助下,他学习了黎曼几何张量分析。他们于1913年发表了重要论文《广义相对论纲要和引力理论》,提出了引力的度规场理论。这是首次把引力和度规结合起来,使黎曼几何获得实在的物理意义。可是他们当时得到的引力场方程只对线性变换是协变的,还不具有任意变换下的协变性。1915年10月至11月他集中精力探索新的引力场方程,于4、11、18和25日接连向普鲁士科学院提交了4篇论文。在第一篇论文中他得到了满足守恒定律的普遍协变的引力场方程,但加了只允许幺模变换下的限制。第三篇论文中,根据新的引力场方程,推算出光线经太阳表面所发生的偏折是1″74(这一预言于1919年由爱丁顿等通过日食观测得到证实);同时还推算出水星近日点每100年的剩余进动值是43″,同观测结果完全一致,完满地解决了60多年来天文学中一大难题。第四篇论文《引力的场方程》中,他放弃了对变换群的不必要限制建立了真正普遍协变的引力场方程,宣告“广义相对论作为一种逻辑结构终于完成了”。

  1916年6月爱因斯坦研究引力场方程的近似积分,发现一个力学体系变化时必然发射出以光速传播的引力波。引力波的存在曾引起一些科学家的异议。1974年开始,通过4年测定射电脉冲双星PSR1913+16的周期变化,许多人认为它完全符合引力波阻尼理论所作的预言。1979年宣布间接证实了引力波的存在。在强引力场情况下,广义相对论有许多独特的结论。如J.R.奥本海默根据广义相对论预言,恒星在核能用尽之后,如果质量足够大,就不可避免地会演变成黑洞。1967年发现脉冲星并证实为中子星后,认识到天空中的确存在着强场天体。天鹅座X–1现在被认为可能就是一个黑洞。1917年爱因斯坦用广义相对论的结果来研究整个宇宙的时空结构,发表了开创性论文《根据广义相对论对宇宙学所作的考察》。像他多次以一篇论文开创一个领域一样,这篇论文宣告了相对论宇宙学的诞生。在探索宇宙学中爱因斯坦首先指出无限宇宙与牛顿理论之间存在着难以克服的内在矛盾。根据牛顿力学不能建立无限宇宙这一物理体系的动力学。从牛顿理论和无限宇宙这两点出发,根本得不到一个自洽的宇宙模型,因此必然是:或者修改牛顿理论,或者修改无限空间观念,或者二者都加以修改。爱因斯坦放弃了传统的宇宙空间三维欧几里得几何的无限性,根据广义相对论建立了静态有限无界的自洽的动力学宇宙模型。在这个模型中,宇宙就其空间广延来说是一个闭合的连续区。这个连续区的体积是有限的,但它是一个弯曲的封闭体,因而是没有边界的。他在宇宙学的研究中引进用动力学建立宇宙学模型的方法。引进了宇宙学原理、弯曲空间等新概念。而且主张,宇宙的体积是无限的或是有限的这个问题,只有依靠科学而不是依靠信仰才能解决。他曾说:“科学研究能破除迷信,因为它鼓励人们根据因果关系来思考和观察事物。”因此,无论是同意或反对他的宇宙观念的人,都不能不承认爱因斯坦在宇宙学中写下了十分光辉的一页。

统一场论[编辑 | 编辑源代码]

  爱因斯坦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,而且要把相对论和量子论统一起来,为量子物理学提供合理的理论基础。他希望在试图建立的统一场论中能够得到没有奇点的解,可用来表示粒子,也就是企图用场的概念来解释物质结构和量子现象。最初的统一场论是数学家H.外尔于1918年把通常的四维黎曼几何加以推广而得到的。对此,爱因斯坦表示赞赏,但指出这一理论与一切氢原子都有同样光谱的事实相抵触。接着数学家T.F.E.卡鲁查于1919年试图用五维流形来达到统一场论,得到了爱因斯坦的高度赞扬。他1922年完成的第一篇统一场论的论文就是与卡鲁查的理论相关的阐述。1925~1955年,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,爱因斯坦几乎把全部的科学创造精力都用于统一场论的探索。1937年从广义相对论的引力场方程推导出运动方程,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,也是他在科学创造活动中所取得的最后一个重大成果。可是在统一场论方面,他始终没有成功。他碰到过无数次失败,但从不气馁,每次都满怀信心地从头开始,一直到临终前一天,还在病床上准备继续统一场论的数学计算。历史的发展没有辜负他,20世纪70年代和80年代一系列实验有力地支持电弱统一理论,统一场论的思想以新的形式显示它的生命力,为物理学未来的发展提供了一个大有希望的前景。

和平卫士、唯理论者[编辑 | 编辑源代码]

  爱因斯坦在科学思想上的贡献,只有N.哥白尼、牛顿和C.R.达尔文可以与之媲美。可是他同时以极大的热忱关心社会,关心政治。他说:“人只有献身于社会,才能找出那实际上是短暂而有风险的生命的意义。”他爱憎分明,有强烈的是非感和社会责任感。1933年他同刚上台的纳粹进行斗争时,他的挚友M.von劳厄劝他采取克制态度,他斩钉截铁地回答:“试问,要是G.布鲁诺、B.斯宾诺莎、伏尔泰和A.von洪堡也都这样想,这样行事,那么我们的处境会怎样呢?我对我说过的话没有一个字感到后悔,而我相信我的行为是在为人类服务。”他一贯反对侵略战争,反对军国主义和法西斯主义,反对民族压迫和种族歧视,为人类进步和世界和平进行不屈不挠的斗争。1914年第一次世界大战爆发时,他在一份仅有4人赞同的反战宣言上签了名,随后又积极参加地下反战组织“新祖国同盟”的活动。他对1917年俄国十月革命和1918年德国十一月革命都热情支持。第一次世界大战后,他致力于恢复各国人民相互谅解的活动,结果事与愿违。1933年纳粹的得逞,使他改变了反对一切战争和暴力的绝对和平主义态度,号召各国人民起来同这帮吃人的野兽进行殊死的武装斗争。出于对法西斯的憎恨,促使他于1939年建议罗斯福总统抢在德国之前研制原子弹。第二次世界大战后,原子弹成为人类安全的极大障碍。他向全世界人民大声疾呼,要尽全力来防止核战争。他逝世前7天签署的《罗素–爱因斯坦宣言》,是当代反核战争和平运动的重要文献。爱因斯坦关心受纳粹残杀的犹太人的命运。第二次世界大战后他始终强调以色列同阿拉伯各国之间应“发展健康的睦邻关系”。1922年底到1923年初,爱因斯坦赴日本讲学曾两次路过上海。第一次路过上海时,瑞典驻上海总领事将他获1921年底诺贝尔物理学奖的消息正式通知爱因斯坦本人,大学生在南京路上将爱因斯坦高高举起。两次在上海的见闻使爱因斯坦对处于水深火热中的中国劳动人民的苦难寄予深切同情。

  爱因斯坦的科学成就和社会政治活动都同他的哲学思想密切相关。主要受到三方面的影响:首先是如列宁所说的作为一个严肃的科学家所必然具有的自然科学唯物论(爱因斯坦称为“实在论”)的传统。其次是他终生景仰并作为自己人生榜样的斯宾诺莎的唯理论思想。这主要是相信自然界的统一性和合理性,相信人的理性思维能力。第三方面的影响来自D.休谟和马赫的经验论和他们的批判精神(爱因斯坦称之为“怀疑的经验论”)。休谟要求一切在传统上被认为是先验的东西都回到经验基础上来,这是哲学史上的重大突破。马赫对牛顿的绝对空间概念的批判,也给爱因斯坦很大启发。由于爱因斯坦坚持唯理论的唯物论,他对实证论(包括操作论)思潮采取抵制态度。1927年开始关于量子力学的解释问题同以玻尔为首的哥本哈根学派之间的长期激烈争论,就是基于这样的认识。他把对方的观点归于实证论,认为它必然导致唯我论。他是把统计理论用于量子物理学的先驱,但他对统计性的量子力学感到不满足,认为这只是过渡性的,不完备的,不能为量子理论的进一步发展提供理论出发点。他感觉到他的“科学本能”同当时理论物理学界流行的哲学倾向格格不入;他虽然孤单,但依然信心十足,且常用德国启蒙思想家G.E.莱辛的名言来自勉:“对真理的追求要比对真理的占有更为可贵。”爱因斯坦的一生,正是这种永不固步自封地对真理的探索精神的体现。

社会活动[编辑 | 编辑源代码]

爱因斯坦和锡安主义[编辑 | 编辑源代码]

1921年,爱因斯坦和其妻艾尔莎·爱因斯坦在纽约迎接锡安主义的领袖们,包括以色列未来的总统哈伊姆·魏茨曼和妻子薇拉·魏茨曼、梅纳赫姆·乌什金以及本-锡安·莫新森

  爱因斯坦是左翼锡安主义运动的重要支持者,同时也支持以色列-阿拉伯合作的努力。他支持在英属巴勒斯坦托管地建立犹太人家园,但是开始时反对建立一个有边界、军队和世俗权力的犹太国家。

  有人认为爱因斯坦是一个文化锡安主义者,因为他主张一个以色列-阿拉伯二族混居的国家。荷兰出版公司Querido收集了11篇爱因斯坦的文章,汇集成《我眼中的世界》一书。爱因斯坦在前言中将该书“献给德国的犹太人”。面对德国日益高涨的军国主义,爱因斯坦在著述和演讲中呼吁和平。

  联合国最后决定以巴分治,划分了新以色列国的边界,战争立刻爆发。1948年,爱因斯坦等人在《纽约时报》上发表公开信,就戴尔亚辛村屠杀阿拉伯村民一事强烈抨击梅纳赫姆·贝京的自由党,并将该党称作“纳粹和法西斯党”。公开信明确表示,如果自由党继续掌权,以色列前途堪忧。1948年5月,美国政府承认以色列国。爱因斯坦称这一举动“完成了我们(犹太人)的梦想”。爱因斯坦在1948年美国总统选举中支持副总统亨利·华莱士的进步党,因为华莱士持支持以色列的立场。

  爱因斯坦是耶路撒冷希伯来大学监事会监事。在他1950年遗嘱中,爱因斯坦将其作品的著作权赠予希伯来大学。现在许多爱因斯坦著作的原件存放在希伯来大学的爱因斯坦档案馆中。

  1952年以色列总统魏茨曼去世后,有人呼吁爱因斯坦出任以色列第二任总统。爱因斯坦婉拒说,同人打交道,他“既无能力又无经验”。他后来写到:“我为以色列国的邀请所深深感动,但哀伤并惭愧的是,我无法接受。”

爱因斯坦和反对纳粹主义[编辑 | 编辑源代码]

  从1930年代直至二战,爱因斯坦一直建议美国政府向想逃离欧洲的犹太人颁发签证。他曾为锡安主义组织募款,并在1933年参与发起了国际救援委员会。

  在德国,“德意志物理”运动成员出版了抹黑爱因斯坦的小册子和教科书。诺贝尔奖得主菲利普·莱纳德和约翰尼斯·斯塔克把爱因斯坦的工作称为“犹太物理”,并发起一场运动把它们从德语词汇中清除出去。教授爱因斯坦理论的学者都上了黑名单,比如维尔纳·海森堡。菲利普·莱纳德宣称,爱因斯坦质能方程不是爱因斯坦的发明,而是德国学者弗里德利希·海森诺尔的雅利安杰作。

二战和曼哈顿工程[编辑 | 编辑源代码]

  1939年,包括流亡物理学家列奥·西拉德在内的一组匈牙利学者上书华盛顿,揭露纳粹德国正在进行的原子弹研究。但他们的警告受到冷落。爱因斯坦、西拉德以及其他流亡科学家爱德华·泰勒和尤金·魏格纳“把警告美国人民视为己任:德国科学家也许会赢得制造原子弹竞赛的胜利;希特勒会毫不犹豫的使用这种武器”。1939年夏,二战开始前几个月,爱因斯坦被説服借助其崇高声望和西拉德一同写信给罗斯福总统。他们还建议美国政府注重并直接介入铀和相关裂变反应的研究。

  该信件被认为是“在美国介入二次世界大战之前开展严肃核武器研究最重要的激励因素”。罗斯福总统不能冒险让希特勒先掌握原子武器。因为爱因斯坦的信件以及和罗斯福总统的面晤,美国加入了研制核武器的竞赛,依托其巨大的材料、金融和科技资源展开了曼哈顿计划。美国成为在二战中唯一一个成功研制出原子弹的国家。

  对爱因斯坦而言,“战争就是瘟疫,……他呼吁我们抵抗瘟疫”。但在1933年,当希特勒攫取德国政权后,“他彻底的放弃了‘和平主义’……事实上,他催促西方大国为德国的又一次进攻做准备。”1954年,爱因斯坦对老朋友林纳斯·鲍林说:“我一生中犯了一个巨大的错误:我签署了那封要求罗斯福总统制造核武器的信。但是犯这个错误是有原因的:德国人制造核武器的危险是存在的。”

家庭[编辑 | 编辑源代码]

爱因斯坦与米列娃,1912年

  爱因斯坦与塞尔维亚数学家米列娃·马里奇在结婚前曾有一个女儿丽瑟尔·爱因斯坦(Lieserl Einstein,1902—1903?)。关于丽瑟尔的命运有诸多猜测。爱因斯坦最后一次提到她是在1903年9月一封给米列娃的信里。爱因斯坦和米列娃结婚后生了两个儿子汉斯·阿尔伯特·爱因斯坦与爱德华·爱因斯坦(Eduard Einstein)。爱因斯坦的二儿子爱德华・爱因斯坦受米列娃家庭遗传的影响患精神分裂,一生未娶。

  爱因斯坦的第二任妻子爱尔莎·爱因斯坦是他的亲戚,他们的曾祖父都是鲁伯特·爱因斯坦(Ruppert Einstein)。这个婚姻从1919年到1936年维持到爱尔莎逝世。大儿子汉斯·阿尔伯特·爱因斯坦是美国伯克利加州大学的水利工程教授,他有三个孩子,大儿子伯尔尼哈德·凯撒·爱因斯坦(Bernhard Caesar Einstein)是一名物理学家,二儿子克劳斯·马丁(Klaus Martin,1932–1938),以及养女伊芙琳(Evelyn)。伯尔尼哈德有五个孩子,其中最大的孩子托马斯·马丁·爱因斯坦 (Thomas Martin Einstein)是一名整形外科麻醉师。伯尔尼哈德的二儿子保罗·迈克尔·爱因斯坦是一位小提琴家。

  爱因斯坦在旅行时每天都要给妻子艾尔莎和继女玛格特与伊尔斯写信。那些信件后来被捐赠给希伯来大学。玛格特·爱因斯坦要求在她去世20年之后方能公开那些私人信件(她于1986年去世)。希伯来大学爱因斯坦档案馆的伍尔夫(Barbara Wolff)告诉BBC,爱因斯坦从1912年到1955年之间写了3,500页私人信件。

  伯尔尼哈德·凯撒·爱因斯坦的书信记录了爷爷爱因斯坦的一些轶事。他说爱因斯坦最珍爱的物品是小提琴和烟斗;为了躲过医生发布的“禁烟令”,曾经在街上捡别人扔掉的烟头,揉碎后放进烟斗里吸。伯尔尼哈德还回忆起他八岁的时候,爱因斯坦曾带他在一个无风的日子出航。在船上,爱因斯坦花了三个小时跟他讲关于肥皂泡的一些数学性质。当然小伯尔尼哈德一点也听不懂。他们之间第一次谈论物理的时候,伯尔尼哈德已经25岁。

荣誉与纪念[编辑 | 编辑源代码]

  • 德国波茨坦有一座阿尔伯特·爱因斯坦科学公园。公园中的爱因斯坦大厦是一座天文观测台。
  • 美国首都华盛顿DC有一座爱因斯坦的青铜雕像。这座雕像位于美国国家科学院(National Academy of Sciences)西南角的宪法大道上。
  • 1955年8月,在爱因斯坦去世四个月之后,第99号元素被命名为“锿”(Einsteinium),以纪念爱因斯坦的贡献。
  • 1965年到1978年,美国邮局曾发行一套“著名美国人”系列邮票,其中包括爱因斯坦,面值8美分。
  • 1973年3月5日发现的小行星2001被命名为爱因斯坦。
  • 爱因斯坦卫星是哈佛-史密松天体物理中心和美国宇航局联合制造的X射线观测卫星,于1978年11月13日发射升空。其原名为HEAO-2,为纪念爱因斯坦诞辰100周年而用他的名字命名。
  • 1990年,爱因斯坦的名字被镌刻在沃尔哈拉德国名人纪念堂。这个纪念堂位于德国巴伐利亚州的雷根斯堡(Regensburg)。
  • 1999年《时代》杂志将爱因斯坦评选为20世纪风云人物。
  • 国际纯粹和应用物理联合会把2005年定为国际物理年,以纪念爱因斯坦的“奇迹之年”100周年。
  • 2008年,爱因斯坦进入美国新泽西州名人堂。
  • 爱因斯坦十字和爱因斯坦环是引力透镜效应的产物,曾被广义相对论所预言。

还有一些荣誉和奖励以爱因斯坦的名字命名:

  • 阿尔伯特·爱因斯坦奖是一个理论物理学的奖项,1951年首次由普林斯顿高等研究院颁发,奖金15,000美元。后来奖金降至5,000美元。爱因斯坦曾经做过该奖评委。
  • 阿尔伯特·爱因斯坦奖牌由瑞士波恩的阿尔伯特·爱因斯坦学会设立并颁发,1979年首次颁发,奖励那些在与爱因斯坦有关的事物上作出杰出贡献的人。
  • 阿尔伯特·爱因斯坦和平奖由位于芝加哥的阿尔伯特·爱因斯坦和平基金会设立,奖金为50,000美元。
  • 阿尔伯特·爱因斯坦世界科学奖由世界文化委员会设立,1984年首次颁发。其宗旨在于激励科学研究和技术研发,奖金为10,000美元。

另外,“爱因斯坦”一词还是耶路撒冷希伯来大学的注册商标。