第九章原子物理的发展（第1页）

第九章　原子物理的发展

爱因斯坦执教柏林

1924年，爱因斯坦再次回到柏林。在周游各国时，爱因斯坦用各种语言向不同受教育程度的人群传播自己的理论思想，所以在柏林安顿后他并不能很快适应普通的物理教学。爱因斯坦更偏爱两种类型的演讲，一种是向毫无专业基础的门外汉以最简单清晰的方式解释他的理论，将科学的前沿发展生动形象地传授给大众；另一种是向专业水平很高的学生作高技术含量的报告，并和听众一起讨论自己当前关心的科研问题。

当时，爱因斯坦的名声吸引了许多外国游客，他们将爱因斯坦列为到柏林必看的“景点”之一，甚至连他是物理学家、数学家、哲学家还是梦想家都不清楚，只想一睹爱因斯坦的风采。有时候来听报告的游客太多，爱因斯坦就会在演讲时说：“现在稍微休息一下，对我报告的内容不感兴趣的人可以自行离开了。”通常，只有八九个学生会留下来，这样，爱因斯坦就不用再面对一张张茫然的脸，而能够高兴地和知己般的听众谈论自己心灵最深处的问题。

但是即使对于立志成为物理学家的学生，这样的报告也很难理解。再有天赋的学生也希望爱因斯坦能以更容易让人接受的方式教授他的理论。然而爱因斯坦并不愿意花过多精力在自己已经结束的课题上。他总是在寻找新的问题，探求新的答案。然而，愿意并且有能力自己思考这些新问题的学生是凤毛麟角的。

我之前曾经提到过，一开始，爱因斯坦对高等数学技巧在物理理论发展中的应用持怀疑态度。1908年，当闵科夫斯基用简单的四维几何形式来表述狭义相对论时，爱因斯坦认为这种形式太烦琐复杂，妨碍了人们抓住理论中的物理精髓。当马克斯·冯·劳厄（1879—1960）在第一本相对论教材中以优美的数学形式展现相对论时，爱因斯坦开玩笑说：“我自己几乎看不懂劳厄的书。”

当时，哥廷根大学是德国的数学教学科研中心。闵科夫斯基曾在那里执教，相对论的数学表达也在那里发源。爱因斯坦有一次又戏谑地说：“哥廷根那儿的人把我震住了，有时候我觉得他们不是在为物理理论建立更清晰的表达形式，而是为了展现他们数学家比我们物理学家聪明多了。”但是，哥廷根最伟大的数学家，被称为“数学界无冕之王”的戴维·希尔伯特（1862—1943）却意识到尽管爱因斯坦不关心表面的数学问题，但是他知道在什么时候应该怎样运用数学工具。希尔伯特曾经说：“在我们哥廷根的大街上随便找一个人，他对四维空间的理解都强过爱因斯坦。然而发现相对论的人是爱因斯坦，而不是我们数学家。”有一次，他还对一群数学家说：“你们知道为什么我们这代人中，爱因斯坦提出了空间和时间的最具开创性、意义重大的理论？这是因为他不了解任何时空的哲学和数学理论。”

在广义相对论中，爱因斯坦不得不借助于高等数学的一个分支，即“张量分析”（Tensoranalysis），来完整地描述四维非欧式空间中的物理现象。由于理论计算的复杂性，爱因斯坦发现自己需要一个数学功底扎实的助手。他更倾向于选择那些具有科学素养和雄心壮志，但又由于某些条件未能在公共机构找到工作的年轻人作为自己的助手。因此，他在柏林的第一批助手中有一个因麻风病导致身体缺陷而找不到工作的俄罗斯犹太人。不久之后，那个年轻人当然更希望能找到独立的教职。尽管他寄希望于爱因斯坦，但是由于自己可怕的外表，仍然没有学校愿意聘任他。他却迁怒于爱因斯坦，责怪爱因斯坦不尽心尽力帮助他找工作，最终和爱因斯坦闹翻。

那时爱因斯坦想找一个合适的助手并不容易。对于投身物理研究的年轻学生们来说，与爱因斯坦这样伟大的物理学家合作是一个再好不过的机会。不仅如此，爱因斯坦还富有人格魅力，是一个友好风趣并且很擅长聊天的人。但是，大学里的学生们课业繁重，为了顺利毕业疲于考试和争取学分。学生们更愿意到给他们代课、出考试题的老师那儿学习，跟着这样的教授做毕业论文。而爱因斯坦并不是常规的执教老师，因此只有很少的学生与爱因斯坦有私人的联系。所以，爱因斯坦只好请从其他国家来德国学习的留学生们做他的助手，因为这些留学生没有获得学分和毕业的压力，只为了跟着普朗克、能斯特[31]和爱因斯坦这样的德国杰出科学家学习。因此，爱因斯坦曾先后与前面提到的俄国人、匈牙利人科尼利厄斯·兰索士（1893—1974）、澳大利亚人沃尔瑟·迈尔（1887—1948）合作。后两位为爱因斯坦提供了很多帮助，并且对广义相对论的出版做出了宝贵的贡献。他们后来在美国的学校教书。

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