四一路投奔奇跡

我已完全解決了這個(gè)問(wèn)題。我的解決方法是分析時(shí)間的概念。時(shí)間是無(wú)法被絕對(duì)定義的，它與光信號(hào)速度之間存在不可分割的聯(lián)系。

摘自愛(ài)因斯坦1905年給米歇爾·貝索的信，告知其關(guān)于相對(duì)論的論證

從其對(duì)世界物理學(xué)的貢獻(xiàn)而言，公元1905年是愛(ài)因斯坦的“奇跡之年”，在這年中他所做出的成就使得他年僅二十六歲就成為世界上最偉大的物理學(xué)家。這一年，除了提交五篇重要論文外，他還花時(shí)間在一些刊物發(fā)表了二十三篇學(xué)術(shù)評(píng)論文章。這些文章都是利用專利局工作之外的業(yè)余時(shí)間完成的，對(duì)于愛(ài)因斯坦這樣一個(gè)當(dāng)時(shí)尚未在學(xué)術(shù)殿堂占有一席之地的年輕人來(lái)說(shuō)，這是非凡的成就。雖然跟當(dāng)時(shí)的物理學(xué)界并無(wú)聯(lián)系而且他的理論當(dāng)時(shí)還具有相當(dāng)爭(zhēng)議，愛(ài)因斯坦還是憑著理論給這個(gè)領(lǐng)域帶來(lái)的觀念的革新而一舉登上物理學(xué)理論研究的高峰。愛(ài)因斯坦在1905年所取得的巨大成就足以媲美牛頓的1666年。牛頓在這年里為近代物理學(xué)奠定了數(shù)學(xué)、引力和光學(xué)理論的基礎(chǔ)。

1904年與1905年之交，艾爾伯特·愛(ài)因斯坦正好二十五歲，已結(jié)婚兩年，兒子漢斯·艾爾伯特尚在蹣跚學(xué)步。他在位于伯爾尼的瑞士聯(lián)邦專利局擁有一份雖不那么有趣但頗受尊敬的工作，當(dāng)時(shí)任專利局的三級(jí)專利審查員。在波瀾不驚的工作和家庭生活之外，愛(ài)因斯坦想辦法擠出點(diǎn)滴時(shí)間思考物理學(xué)問(wèn)題，即便從寓所到辦公室短短二十分鐘的步行路程，他也見(jiàn)縫插針地用于思考。晚上，下班從辦公室回到家，安頓玩累了的一歲的小漢斯上床睡下，他便返回到書(shū)桌前投入物理學(xué)的天地。在給友人的一些通信中，愛(ài)因斯坦曾提及米列娃正幫助他做研究工作，但不知道她對(duì)此影響有多大。我們所能肯定的是夫婦倆一起討論愛(ài)因斯坦的觀點(diǎn)，毫無(wú)疑問(wèn)，米列娃聽(tīng)過(guò)愛(ài)因斯坦的論述后會(huì)給出一些反饋意見(jiàn)以有利于他理順自己的思路，她還鼓勵(lì)丈夫把想法變成論文。

不論他在繁忙的生活中如何全神貫注于物理學(xué)研究、為此付出多少努力，都是值得的。愛(ài)因斯坦在1905年所取得的成就令人嘆為觀止，他所發(fā)表的蔚為大觀的五篇重量級(jí)論文將作為最影響深遠(yuǎn)的著作載入物理學(xué)發(fā)展史冊(cè)。五篇論文中的一篇是愛(ài)因斯坦的博士論文，這篇論文對(duì)構(gòu)建原子真實(shí)存在的理論起到了推動(dòng)作用。另有兩篇?jiǎng)t建立了革命性的狹義相對(duì)論，為物理學(xué)指明了一個(gè)全新的領(lǐng)域，也給愛(ài)因斯坦帶來(lái)世界性的聲譽(yù)。第四篇把布朗運(yùn)動(dòng)中花粉的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)與原子的大小聯(lián)系起來(lái)。最后一篇涉及光量子理論領(lǐng)域，揭示了光電效應(yīng)的問(wèn)題，為現(xiàn)代物理學(xué)量子理論奠定了基礎(chǔ)，并為愛(ài)因斯坦贏得1921年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

1905的愛(ài)因斯坦在發(fā)表論文方面顯然不是一個(gè)新手。他的五篇科學(xué)論文都是以打印稿的形式提交給雜志的，第一篇是1901年提交的。所有論文都發(fā)表于頗有聲望的德文物理學(xué)雜志《物理學(xué)紀(jì)事》。但是，目前尚不清楚愛(ài)因斯坦當(dāng)時(shí)是否意識(shí)到他1905年的理論可能會(huì)引起多大的爭(zhēng)議或多么令人驚嘆。1905年5月，愛(ài)因斯坦在信中向朋友哈比希特描述最終揭曉的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的工作“研究輻射和光的能量特性，具有革命性的意義”。對(duì)于他的狹義相對(duì)論，愛(ài)因斯坦說(shuō)，這個(gè)理論的獲得，回想起來(lái)確實(shí)很有趣，就像是上帝朝我微笑著，引導(dǎo)著我一步一步向前走似的，慢慢地就完成了研究工作。

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愛(ài)因斯坦從一個(gè)很有啟發(fā)性的角度完成那篇“非常具有革命性”的關(guān)于光電效應(yīng)的論文，考察了光的產(chǎn)生和傳播過(guò)程。他于1905年3月17日把論文提交給《物理學(xué)紀(jì)事》雜志，三個(gè)月后論文得以發(fā)表。這篇論文圓滿地解釋了困擾科學(xué)家近二十多年的光電效應(yīng)現(xiàn)象，但更具價(jià)值的是：它為一個(gè)全新物理學(xué)領(lǐng)域，即量子理論奠定了基礎(chǔ)，認(rèn)為光以粒子形式存在，顛覆了大部分科學(xué)家們所持有的光以波形存在的理論。

一般的白光，如太陽(yáng)光，在一定條件下可以被分離成不同色的光。一顆水滴也能實(shí)現(xiàn)這種光線分離，這就是為什么下太陽(yáng)雨的時(shí)候能夠在天空中看見(jiàn)彩虹。但是光線里面包含著更多的東西，如肉眼看不見(jiàn)的光線，人們能看見(jiàn)的可見(jiàn)光只是電磁輻射中的一部分。長(zhǎng)久以來(lái)，人們一直以為電磁波是以波的形式傳播的。紅色光線在可見(jiàn)光中能量等級(jí)最低、波長(zhǎng)最長(zhǎng)，而在光譜中與可見(jiàn)紅色光線緊挨的紅外線屬于不可見(jiàn)光，無(wú)法用肉眼看到，它的能量等級(jí)比紅光更低，波長(zhǎng)更長(zhǎng)?，F(xiàn)在人們常用的遙控器就是用紅外線來(lái)切換頻道的。如果把電爐通上電源，然后把手放在底座上方，即使電爐絲還未受熱至變紅就能感覺(jué)到灼熱——讓你的手受熱的輻射就是紅外輻射。波長(zhǎng)比紅外線還短的輻射是微波，它能通過(guò)讓水分子快速運(yùn)動(dòng)而用于加熱食物。此外還有無(wú)線電波，這類輻射波長(zhǎng)更長(zhǎng)，人們常用它來(lái)傳遞無(wú)線電信號(hào)。