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爱因斯坦126首笔赞款、劳布、麻省理工刘易斯10.11

    爱因斯坦126首笔赞款、劳布、麻省理工刘易斯10.11

    1910年11月1日,爱因斯坦收到了柏林大学化学教授、1902年诺贝尔化学奖获得者赫尔曼·埃米尔·费舍尔(HermannEmilFischer,1852年10月9日—1919年7月15日)的一封信件。

    信中除了已不太鲜见的对爱因斯坦科学成就的赞誉,更石破天惊的是伴随着这封信,爱因斯坦收到了首笔科学赞助款,由爱因斯坦自由支配,不受任何限制,爱因斯坦的一个新时代开始了,他在向财务自由的道路上开始了飞奔,终于可以开始不用为柴米油盐而忧虑了。

    赞款的来源是德国富人,助推者则是德国化学家和物理学家瓦尔特·赫尔曼·能斯特(1864年6月25日-1941年11月18日,1920年诺贝尔化学奖获得者),1910年3月他在去沃州的洛桑市的途中刚刚拜访了爱因斯坦,盛赞其为玻尔兹曼再世,是德国人的骄傲,这也是这笔赞款最初的由来:

    “致苏黎世爱因斯坦教授先生

    非常尊敬的教授先生:

    尤其自能斯特先生对您关于杜隆-珀蒂定律的结论进行实验检验以来,您关于热力学领域的伟大的理论性论文在自然科学界引起了轰动,我们这里的人也经常讨论这些论文。”

    这段对爱因斯坦的赞誉指的是1906年11月9日的固体比热容量子化论文《普朗克的辐射理论和比热容理论》。1910年2月17日,能斯特提交了一篇论文(能斯特1910),该文得出结论说,比热的状况从质的方面讲与爱因斯坦的理论是一致的,进一步的研究使能斯特在1年以后得出结论,他的实验结果是对量子理论的出色的确认,尽管比热容在低温下的状况与这些预见并不十分吻合(能斯特1911b)。

    而杜隆-珀蒂定律定律则是物理学中描述结晶态固体由于晶格振动而具有的比热容的经典定律,由法国化学家皮埃尔·路易·杜隆和阿列克西·泰雷兹·珀蒂于1819年提出,内容为:无论晶体属于何种类型,其比热容均为3R/MM,其中R为普适气体常数,MM为摩尔质量。尽管杜隆-珀蒂定律形式极为简单,但它对多数晶体在高温下热容的描述仍是十分精确的。不过,在低温下,由于量子效应逐渐明显,此定律不再适用,适用的是爱因斯坦开创的固体比热容量子化理论,以及后来1912年德拜虑到比热容应是原子的各种频率振动贡献的总和而改进的爱因斯坦模型。

    接着,赫尔曼·埃米尔·费舍尔在信中赞美了德国人的优秀代表——爱因斯坦、普朗克和能斯特——并表示德国富人要赞助优秀德国人的科学研究:

    “我偶然与我在化学工业的一位熟人(注:弗兰茨·奥本海姆)谈及此事。他很高兴像您、普朗克先生和能斯特先生这样一些德国学者已经在这个重要的领域居于领先地位,他认为,德国的富人们有责任为促进这些光辉的事业提供财政上的支持。”

    费舍尔在信中提及的在化学工业的熟人是弗兰茨·奥本海姆(FranzOppenheim,1852年-1929年),他是苯胺制造股份公司[AktiengesellschaftfürAnilinfabrikation(Agfa)]的董事,与费舍尔和能斯特一起,为创建德国威廉皇帝化学研究所发挥了重要的领导作用。

    赞美和交待了德国富人对爱因斯坦的敬仰之后,费舍尔在信中向爱因斯坦通报了赞助款的具体数目,并强调接受赞助款没有任何前提条件,使用上也不受任何限制,这就是天上掉的馅饼:

    “由于理论自然科学家为获得必要的文献已经支付了相当多的费用,这位先生愿为促进您的工作提供总计15000马克供您使用,可分3次付款,每次付5000马克,第一笔钱可马上汇出,另外两笔将分别在1911年和1912年汇出,我要特别指出,接受这笔赞助款不要求您承担任何责任,您使用这笔钱也不会受任何限制。

    一旦您通知我您接受赞助,我将安排把第一笔5000马克给您汇去。

    谨致敬意。”

    11月2日,喜获赞助的爱因斯坦在苏黎世物理学学会发表了演讲,题为《论玻尔兹曼原理及由此得出的某些推论》,其内容为他刚于10月8日投稿的临界乳光理论解释天空为何为蓝色的论文《关于均匀流体及混合液体在临界状态附近的乳光现象的理论》。

    11月4日,爱因斯坦给学术小兄弟雅各布·劳布回了一封信,感谢其寄给自己的小册子,同情了其在菲利普·莱纳德手下悲催的生活,并告诉了他咨询的美国物理化学副教授吉尔伯特·刘易斯(GilbertLewis,马萨诸塞州坎布里奇麻省理工学院副教授)的通信地址:

    “亲爱的劳布先生!

    首先,非常感谢您寄来的这本很受欢迎的具有真正艺术价值的小册子。随后就是疯狂的莱纳德带来的所有痛苦了!看来您把其他因素考虑进去是对的,我很高兴能对您有所帮助。

    吉尔伯特·刘易斯的通信地址是:波士顿市麻省理工学院物理化学研究实验室。”

    虽然在10月11日给劳布的信中爱因斯坦认为自己去布拉格德文大学就职理论物理学教授已经基本确定了,但在这封信中他表示此时他尚未收到聘书,他还在信中表示自己正在不借助光量子论来解决辐射问题,对此他信心满满,后来这一问题的研究成果为一年后爱因斯坦在1911年11月3日第一届索尔维会议的演讲(索尔维会议是20世纪初一位比利时的实业家欧内斯特·索尔维创立的物理、化学领域讨论的会议),现状第二论文《论比热容问题的现状》:

    “到目前为止我尚未收到去布拉格的聘书。目前,我对解决辐射问题很乐观,我将不借助光量子来解决这个问题。我有极大的好奇心想知道这个问题会有怎样的结果。也许不得不放弃目前形式的能量原理。(注:能量守恒定律只具有统计上的正确性。)”

    在信中爱因斯坦这次不仅第二次明目张胆的的让劳布向两人曾经鄙视的保罗·赫兹(PaulHertz,1881年-1940年)问好,还让劳布转交他针对赫兹的研究所写的论文:

    “请代我向赫兹致以亲切的问候。我写了一篇关于他的论文的短文(注:1910年11月30日的短评《对保罗·赫兹所撰<论热力学的力学基础>一文的评述》),现在随信寄去,这样他就可以告诉我他是否同意这篇短文的观点了。”

    (注:1910年8月14日爱因斯坦给赫兹写信,赞赏了其对自己论文的批评意见,尤其难得是赫兹关注的物理学领域还是爱因斯坦比较热衷,对常人来说比较晦涩,而学界却不太重视的热力学领域。

    保罗·赫兹1910年的论文对爱因斯坦1902年6月26日的《关于热平衡和热力学第二定律的分子运动论》和1903年1月26日的《热力学基础理论》的某些观点提出了批评意见,这冷饭炒的爱因斯坦相当舒服,导致自己的学术小兄弟雅各布·劳布都失宠了,他鄙视的家伙在爱因斯坦嘴里都成亲爱的赫兹先生了,还向其发出了面谈邀请。)

    爱因斯坦在信中还告诉劳布自己收到了日本陆军炮兵与工程学校的教员石原纯(JunIshiwara,1881年-1947年)写的几篇关于相对论的论文,此前1909年3月日本人桑木彧雄(AyaoKuwaki,1878年-1945年)在伯尔尼就已拜访了爱因斯坦:

    “最近,我收到了一位日本人写的几篇讨论相对论的论文,其中一篇是论有质动力的。在我看来,这是这么久以来关于这一课题惟一的一篇有点意思的文章。我觉得,对于具有常数μ(注:磁导率)和e(注:介电常数)的物质而言他的结论是正确的。但他的讨论中也含有(iB)(注:i是电流密度矢量,B是磁感应强度),这样,他的结论对硬磁体(磁化盘)来说可能很难站得住脚。”

    在爱因斯坦1910年7月15日的论文《论作用在磁场中铁磁性载流导体上的有质动力》就正式否决了公式(iB)。在论文中爱因斯坦通过金属圆盘通电磁化的作用和反作用力相等的思想实验理论论证了1908年5月7日运动媒质电动力学第二论文《关于施加于静止在电磁场中的物体上的有质动力》中提出的磁场中的一个载流导体会受到一个有质动力F为电流密度矢量i和磁场强度H矢量的矢积,而不是和磁感应强度B矢量的矢积(本作《爱因斯坦91》公式6a)。

    爱因斯坦这封信中对劳布提到的日本人石原纯在1909到1918年的10年间则用德文发表了38篇科学论文(其中与相对论有关的有27篇),而且是爱因斯坦1922年访日的促成者之一,并在爱因斯坦访日期间担任其学术翻译,后来更成为世界上第一套爱因斯坦文集(日文版)的主要编译者[安孙子诚也2005]。

    现在苏黎世联邦技术大学实验物理学教授皮埃尔·外斯(PierreWeiss,1865年3月25日-1940年10月24日)已经做了相干射线单独吸收后是否还相干问题的干涉实验,此前1908年7月爱因斯坦曾就此问题咨询过巴赛尔大学实验物理学教授奥古斯特·哈根巴赫(AugustHagenbach,1871年-1955年)(《爱因斯坦94》)。

    对皮埃尔·外斯干涉实验的结果爱因斯坦不感到意外,因为他并不认为光量子就是具有点状特征的能量,其在传播过程中也保持着个体性的观点,这在1909年5月23日爱因斯坦回复5月6日洛伦兹的长信中进行过详细阐述,爱因斯坦当时构想的是光量子的奇点理论(《爱因斯坦105》):

    “外斯已经做了干涉实验。但是我不再那么好奇,因为我(现在)不再相信所谓占据空间的光量子。

    我还不确切地知道我什么时候去莱顿,也许是在1月下半月吧(注:莱顿大学邀请爱因斯坦去访问讲学)。

    谨致最良好的祝愿。您的

    阿尔伯特·爱因斯坦”

    在信最后的附言部分,爱因斯坦让劳布告诉保罗·赫兹把自己针对赫兹的研究所写的论文寄回给自己或者直接给《物理学年鉴》的编委威廉·维恩:

    “请告诉赫兹先生把这篇短文给我寄回来,如果能直接把它交给维恩先生那就更好。”

    在附言的最后,爱因斯坦终于想起要安抚下学术小兄弟了,告诉他可以在给美国麻省理工学院物理化学副教授吉尔伯特·刘易斯(GilbertLewis)的信中提自己的名字,好使,而且他还准备向其他人推荐劳布,看来劳布在菲利普·莱纳德手下过的不愉快啊:

    “如果您给刘易斯先生写信可以提一下我,我已经准备向他或其他的人推荐您。”