现代物理学家之父是爱因斯坦吗?

【专家解说】：现代物理学之父——爱因斯坦

在20世纪的科学奥林庇斯山上，爱因斯坦居于最高的荣誉地位。爱因斯坦属于少数最有资格代表和标志这个世纪人类思想和科学发展水平的天才之一。他以其创立了相对论的非凡智慧奠定了现代物理学乃至整个现代自然科学的基础，掀起并领导了一场变革科学观念的革命，极大地推动了人类文化的发展进程。爱因斯坦也是民主与和平的热切倡导者和坚持科学技术应造福人类的原则立场的科学工作者的人格榜样。就其影响的深远而言，在20世纪所有著名的科学家中，还没有一个人能够与他匹敌。

早期生活

阿尔伯特·爱因斯坦(AIbert Einstein 1879-1955)于1879年3月14日出生于德国的马尔姆。双亲都是犹太人。父亲赫尔曼·爱因斯坦是一个小业主，依靠亲戚的资助经营一家电器设备工厂。

幼年的爱因斯坦略显迟钝，四五岁时还不大会说话，在学校里表现也极为平常。4岁那年，父亲给了他一个指南针，引起了他强烈的好奇心，他觉得似乎有一种神秘的力量支配着那枚指针；这种惊奇感构成了他探索事物的原委的初始动力。

尽管双亲完全没有宗教信仰，但爱因斯坦在幼年时却深深地笃信宗教。到了12岁，他在阅读通俗科学书籍的过程中认识到，《圣经》里的许多故事都不是真实的。于是，他中止了宗教信仰而产生了一种真正狂热的自由思想，其结果对一切权威的怀疑。以后我们会看到，这种怀疑以及由此引发的批判精神是爱因斯坦在科学研究中的真正过人之处。

同一年，爱因斯坦得到了一本几何教科书，他贪婪地读了起来。几何原理的明晰性和可靠性给他以难以形容的印象。几何学的纯粹思维竟能达到如此可靠而又纯粹的程度，使他惊奇不已。他初次领略到理论和谐的美妙。这种理论和谐后来便成为他毕生追求的目标。

15岁那年，父亲的工厂再次倒闭，全家迁往意大利的米兰，只把爱因斯坦留在慕尼黑继续读书。爱因斯坦的数学成绩优异，其他科目却很糟。他不喜欢这所德国学校，也不想做一个德国人。他想去米兰和家人团聚。为了使这次逃跑显得全面些，他弄到了一张医院证明，说他神经衰弱，需要回家休养。实际上，这些努力是多余的，在他逃离学校之前，学校把他开除了，理由是他搞坏了班级的风气。逃跑变成了驱逐。

一到米兰，他就宣布放弃德国国籍。他接受了父亲的劝告，认识到想谋求职业必须先取得大学文凭，于是投考瑞士苏黎世联邦工业大学。他的优异数学成绩给人留下了深刻印象，却因其他成绩的拖累而没通过入学考试。大学校长建议他去中学补习一年，再来投考。他在瑞士阿劳市的阿尔高州立中学学习一年，17岁的时候终于考入苏黎世联邦工业大学师范系，学习物理和数学。在此期间，爱因斯坦生活窘迫，每月靠亲戚资助的100瑞士法朗生活。还要省20瑞士法朗交纳加入瑞士国籍的归化费。1901年爱因斯坦取得瑞士国籍，同年毕业。

毕业后，他想留校担任助教，遭到拒绝。随后他试图谋求中学或技校教师的职位，也没有成功，于是，只得担任家庭教师，偶尔也在中学替别人代课。1902年，他在朋友的帮助下得到一份固定的工作——瑞士伯尔尼市专利局专利审查员。1903年结婚，新娘是他在苏黎世的同学——塞尔维亚姑娘米列娃·玛丽琦。

辉煌的1905年

专利局的工作使爱因斯坦有了可靠的经济保障，而且工作并不繁重，使他能有许多空闲时间从事研究。爱因斯坦对此非常满意，甚至认为这是最适合物理学的工作方式——从事与物理无关的职业，闲暇时从事研究。

爱因斯坦博采众长为我所用。他广泛接触了各种不同的文化：牛顿、安培、休谟、斯宾诺莎、莱布尼兹、康德、马赫等各流派哲学著作，许多文学古著，德国古典音乐……他从这些不同的文化中，孜孜不倦地汲取营养，但从不定于一尊。如马赫对牛顿力学的批判对他很有启发，但马赫不重视理论思维、不承认原子存在却一直受他的批判。多元的文化品种，活跃的文化因子，在爱因斯坦的头脑中通过随机碰撞，产生出新的组合，于是创新力喷薄而出。1901年起，他开始在德文科学杂志《物理年鉴》上发表研究成果；1905年他的研究达到高峰。

那一年，《物理年鉴》发表了他的5篇论文。第一篇——《分子大小的新测定法》使他获得了博士学位。第二篇——《关于光的产生和转让和一个启发性观点》成功地把两个相互矛盾的光学理论——波动说和粒子说结合在一起，大胆地提出了光的量子化理论。这一学说澄清了长期存在于光学中的理论混乱，令人信服地解释了诸多费解的实验现象。值得一提的是，他的研究奠定了量子论的基础，由此衍生的波——粒二象性观点经过另一位物理学家——法国的德布罗意的发展，成为物理学家最基本的世界观，是现代物理学最重要的和最基本的概念之一。这一成就使他赢得了1922年的诺贝尔金。第三篇论文《在热分子运动论所要求的静液体中悬浮微粒的运动》讨论了涨落现象，阐明了几个非常重要但未能精确测得的物理常数的关系。尤为重要的是，爱因斯坦的工作打消了理论界对分子实在性的疑虑。

以上3篇论文已是辉煌的成就，但是与第14篇相比则显得黯然失色。 这篇题为《论动体的电动力学》的论文开创了一场真正的革命。20世纪初的物理学孕含着深刻的危机；在经典物理学的两大支柱——牛顿力学和经典电磁学——之间存在着难以调和的矛盾。为了解决这一致命的矛盾，许多物理学家做出了艰苦的努力，有些人甚至已提出了非常接近正确思想的方案，但是，只有爱因斯坦才敏锐地认识到，矛盾的核心在于牛顿的绝对时空观念。爱因斯坦认为，时间和空间都是相对的。他在向束缚人类向千年的经济和统摄科学界近300年的权威挑战。

爱因斯坦动情地说：“牛顿啊，请您原谅我。”牛顿是伟大的，牛顿力学的伟大成就曾使人们认为科学大厦已经构筑完美，后人所能做的不过是零星维修而已。但爱因斯坦认为真理在于无穷尽的探索，谁也没有权利以真理的化身自居，如果自以为占有了终极真理，那就会在“神的笑声”中塌毁。爱因斯坦最喜爱的格言是，对真理的追求比对真理的占有更可贵。而真理的追求需要独立思考，不囿于传统观念。他说：“发展独立思考和独立判断的一般能力，应当始终放在首位。”“马赫的真正传大，就在于他的坚不可摧的怀疑态度和独立性。”任何真理都是有条件的，牛顿力学只适用于宏观低速运动的条件。多么疯狂而又光辉的思想!这是通向真理的唯一途径。爱因斯坦的学说论述了匀速直线运动的坐标系中的物理现象，这一被称为“狭义相对论”的理论成为物理学革命的起点。在随后发表的5篇论文中，他进一步发展了相对论，阐明了质量与能量的关系，修正了经典物理学中的质量守恒和能量守恒定律，包括核弹在内的原子能利用都是以此为基础的。

长期以来，对于宇宙的传统观念，由一个人把它全部打翻了!难以设想，当人们接触爱因斯坦的光辉理论时该是何等惊讶!而这一切竟出自于一个年仅26岁的专利审查员之手

登上顶峰

爱因斯坦在科学界掀起狂飚，他的成就奠定了学者生涯的基础。1908年，他受聘为伯尔尼大学兼职讲师，次年又受聘为苏黎世联邦工业大学副教授，不久，升为教授。1911年他接受了奥匈帝国布拉格德国大学的教授职务。1913年，柏林请他担任威廉皇帝物理研究所所长，普鲁士科学院院士，柏林大学教授。1914年他赴德国就职，又重新获得德国国籍。

其后不久，第一次世界大战爆发。国家机器动员了一切力量支持这场罪恶的战争。爱因斯坦坚定地固守和平主义立场。他在各种场合宣扬反战思想，甚至加入了反战组织“新祖国同盟”。也许是他的学术盛名和“古怪”的名声救了他，否则这位科学巨匠早被当做破坏分子处决了。他遭到同事们的孤立，婚姻也濒临破裂。令人惊异的是，他的最伟大的科学成果，却正诞生于孤独的处境之中。

爱因斯坦认为狭义相对论也没有穷尽真理，他勇于创新，不断前进，于1915年又完成了广义相对论。在逻辑上，这是狭义相对论思想的延伸和推广，把匀速直线运动下的时空变换推广到变速运动和引力场存在的情况中。这是爱因斯坦最辉煌的成就，科学史上最伟大的发现。它极为深划而又普遍地描述了物理世界的状态，其核心在于时空在引力场的作用下的扭曲，变速运动即归结为扭曲时空中的自然运动。爱因斯坦彻底革新了时空、引力、质量、运动以及由此衍生的动量、能量等观念，从极简单的逻辑假定出发构造了描述宇宙的普遍而又统一、和谐的理论。就是这个激动了每一位物理学家的理论成为现代物理学的基础。

科学的晖光穿透了战争的喧嚣。英国科学家仔细地研究了爱因斯坦的理论。根据广义相对论的预言，光线在恒星附近将受引力场的作用而弯曲。英国皇家天文学会决定在1919年5月29日发生日全蚀时对这位敌国科学家的理论进行决定性的检验。两支远征队实施了这一计划，结果与爱因斯坦的预言完全相符。

相对论的成功使爱因斯坦在一夜之间成为举世瞩目的英雄。那只有少数人能看懂的深奥理论使他得到全世界的崇拜，相对论以及四维时空和爱因斯坦的名字联结在一起，成为家喻户晓的名词。各国大学纷纷授予他名誉教授称号，他开始应邀赴世界各地访问，讲学。在他50岁生日时，他收到了成千上万的礼物和难以计数的贺信、贺电，邮电局不得不专门为他设了一个信箱。在荣誉的包围和追逐中，他和第二个妻子——他的表妹爱尔莎依旧坚持着简单、朴素的生活方式。他没有被盛名所累，仍然专心研究，闲暇以演奏小提琴和湖上泛舟为乐。给他增加工资时，他惊讶地说这么多钱可让我怎么办呀!在欧洲讲学，他坚持坐三等车厢。日内瓦大学授予他荣誉博士学位的盛典上，他却头戴草帽，穿得普普通通，而且说不要“因为搞这样铺张浪费的盛宴而把我们烧死”。有一次，他的孩子问他为什么这样出名，他笑答：“你看，一个盲目的甲虫在一个球面上爬行，它意识不到走过的路是弯的，幸而我能意识到。”他还说：“我自己受到人们过分的赞扬和尊敬，这不是因为我的过错，也不是由于我的功劳，而实在是一种命运的嘲弄。”爱因斯坦非常厌恶物欲主义，他直言道：“我从不把安逸和享乐看做生活的目的——这种伦理基础，我叫它猪栏的理想。”爱因斯坦认为精神自由比物质享受重要得多，高尚得多。精神自由是科学进步的先决条件。这种自由“在于思想上不受权威和社会偏见的束缚，也不受一般违背哲理的常规与习惯的束缚。”爱因斯坦把内心的自由看得与外在的自由同样重要。人只有这样才能充分实现其价值，也才能推动科学、文化、社会的进步。因此，爱因斯坦的一生，可以说是追求精神自由境界的一生。

爱因斯坦淡泊名利，远离尘嚣，但同时却深切地关注人类尤其是犹太人的命运。他利用自己的声望和影响全力支持和平主义和犹太复国主义运动。他加入了国际联盟的国际知识分子合作委员会，广泛宣扬和平主义思想。他曾竭力宣传著名的“百分之二理论”。即只要有2％的人拒绝服兵役，战争就不会爆发。由于爱因斯坦的努力，这一思想传播甚广。他也为犹太复国主义运动作出了巨大贡献。犹太复国主义组织想在耶路撒冷创立犹太大学，为此，他们希望得到美国人的资助。1921年春·爱因斯坦和犹太复国主义运动领袖魏茨曼(后来的以色列总统)结伴前往美国募捐。爱因斯坦的美国之行引起巨大轰动。募捐非常成功。

正当爱因斯坦声名如日中天之际，对他的攻击也开始了。一战结束不久，德国反犹右翼分子掀起了反对相对论的逆流，爱因斯坦遭到恶毒攻击，甚至他的生命也受到威胁。随着纳粹势力的疯狂膨胀，排犹运动和灭绝人性的种族纯化思潮也有恃无恐，甚嚣尘上。1932年冬爱因斯坦赴美国讲学，归途中他得知希特勒已攫取政权。纳粹势力席卷德国，第三帝国挥起屠刀，对犹太人的清洗已全面展开。当爱因斯坦在比利时港口登陆时，他已无家可归了。

纳粹德国把爱因斯坦称为“犹太国际阴谋家”和“共产国际阴谋家”，动员了学术界对他进行声讨，并且悬赏2万马克要他的人头。爱因斯坦毫无畏惧，坚决斗争。他断然拒绝为纳粹“讲句把好话”，公开谴责法西斯毁灭“一切现存文化价值”，是一种“精神错乱状态”。他宣布放弃德国国籍，退出普鲁士科学院。在欧洲短暂停留后，他登船前往美国，受聘为普林斯顿高等学术研究所教授。在那里他渡过了最后的

英雄晚年

纳粹的倒行逆施震惊了爱因斯坦。他意识到德国已对世界和平和文明构成严重威胁，战争不可避免，要维护和平必须打败纳粹德国。他再次利用自己的影响参与政治活动。不同的是他一反过去的绝对和平主义立场，号召世界各国青年武装起来准备同纳粹德国作殊死的斗争，在二战危急关头，1939年8月，他担心希特勒率光研制出原子武器，曾上书美国总统罗斯福，建议美国制造原子弹。这封信促使美国大力发展核武器研制工作。然而，具体的研制工作爱因斯坦本人并没有参予。后来，他得知在并无必要的情况下，原子弹轰炸了无辜平民时，非常气愤．深感科学一定要为世界和平服务，而不能让核阴云笼罩于世界。于是，他在人生的最后l年，为和平事业奔走呼号，成了全世界著名的和平旗手。爱因斯坦以强烈的社会责任感与历史使命感，高扬着人文精神的大旗，预示着曾普遍对立的科学文化与人文文化的对话与交流，至今影响甚大。他多次强调科学要造福于人类，“关心人的本身，应当始终成为一切技术上奋斗的主要目标”。这种充满人文精神的科学观，在当今高新科技迅猛发展的时代，更显出熠熠光彩。

二战结束后，他从和平主义立场出发，致力于建立出界政府和永远消灭战争的运动。他认为建立世界政府是维护和平的最佳方案，建议把联合国改组为世界政府。他的政治活动的另一个重要内容是反对核战争，要求终止核武器研究，完全、无条什禁止核武器并清除现有核武器储备；反对美国扩军备战，反对限制和剥夺公民白由的麦卡锡主义。—些右翼分子污蔑攻击他是美国的“敌人”，威胁要取消他的美国公民身份，扬言要传讯他。爱因斯坦以大无畏的精神，拒绝传讯作证，声明即使“必须坐牢和准备经济破产”也决不屈服。

爱因斯坦关心世界和平与民主，但他的研究却从未因政治活动中止过。1952年，以色列政府推举他担任总统，他没有接受。广义相对论完成后，他主要致力于相对论的发展和完善工作。在理论物理的核心中蕴涵许多哲学问题，因此，他在晚年从事了相当多的哲学探索。在爱因斯坦的后期研究中，继续探索真理追求创新，最富雄心的是构造统一场理论的努力。爱因斯坦试图以统一形式的理论描述电磁场和引力场，如果这一理论获得成功，自然界的和谐与统一将得到最完美的阐述，而且根据爱因斯坦的设想，统一场理论将可以描述微观尺度的运动，量子论将作为大理论的一个推论。可惜他的努力没有成功。

最后，需要对爱因斯坦和量子理论的关系作一下说明。量子理论是与相对论并立的物理学革命的另一分支。1905年爱因斯坦在《关于光的产生和转化的一个启发性观点》一文中阐述了光的量子化思想。随后他又运用量子化方法处理的比热问题并取得巨大成功。但从1911年搁下量子理论研究转而从事相对论研究后，他没有再直接从事构造量子理论的工作，不过仍密切关注量子理论的发展。1924年爱因斯坦收到印度年轻的物理学家玻色寄给他的一篇论文，玻色提出一种把辐射看成光量子气的理论。爱因斯坦向学术界推荐了玻色的成果并加以发展。同年，法国的德·布罗意提出物质波假说，认为实物粒子具备波——粒二象性。这是量子理论的基本概念，然而当时没受到应有的重视。爱因斯坦研究了德·布罗意的理论，并提出了几种检验方案。正是爱因斯坦的支持使物理波理论最终获得了学术界的承认和被广泛地接受。

1927年，完成了构成新量子力学的综合，这个新理论本质上是统计的，它认为企图得到确定值的理论，在原则上是没有意义的。用它描述系统状态时，一般仅能给出概率值，而不能给出确定值。这种统计解释是爱因斯坦不能接受的，因为他信仰客观存在的世界中的完备性和秩序，追求理论的和谐与统一，而统计解释则与他的信仰抵触。从此，爱因斯坦与以玻尔为代表的坚持统计解释的科学家展开了旷日持久的公开论战。论辩一直持续到爱因斯坦逝世。迄今为止，大多数科学家支持玻尔的意见。不过，现在就做出孰是孰非的断言似乎为时尚早。可以肯定的一点是，许多重要的理论问题在两位伟人的论辩中暴露了出来并得以澄清。应该说，这也是爱因斯坦对理论物理的特殊贡献。

1955年4月18日凌晨1时25分，爱因斯坦在普林斯顿因病逝世。根据他的遗嘱，没有举行葬仪，也没设坟墓、纪念碑和纪念殿堂。然而，他的文化品格却具有永恒的价值和魅力，他已在人们心中树起了不朽的丰碑。

在我们的世界，爱因斯坦是支撑时代的巨人。多少代人将同我们一样以钦佩和感激的目光仰视英雄的身影。