萨尔茨堡会议——爱因斯坦开始进入物理学家核心层.docVIP

萨尔茨堡会议 ——爱因斯坦进入物理学家核心层的开端 杨庆余 （徐州师范大学物理学与电子工程学院 江苏 徐州 221116） 摘要：1905年，在瑞士伯尔尼专利局担任专利审查员的26岁的爱因斯坦，向德国《物理学纪事》投了三篇论文，其中两篇《论动体的电动力学》和《关于光的产生和转化的一个启发性观点》的论文作为他在萨尔茨堡会议上进一步阐述的主题，并成为他进入世界一流物理学家核心层的契机。 关键词：爱因斯坦，普朗克，光量子假说，萨尔茨堡会议 〔中图分类号〕： 〔文献标识码〕：A 〔文章编号〕：080186 萨尔茨堡（Salzburg）是和德国巴伐利亚州毗邻的奥地利中西部萨尔茨堡州的首府，1909年9月19日到25日，第81届德国物理学家和医学家会议［一般又称为德国科学家大会（Natur forscherersammlung）］在这里举行，爱因斯坦（Einstein Albert）首次参加这样高级别的会议，他向萨尔茨堡许多德语区的第一流物理学家作了关于狭义相对性和量子问题的演讲，这次演讲引起了很大的轰动，是爱因斯坦被接纳为世界一流物理学家核心层的开端。 1、爱因斯坦的两篇论文 爱因斯坦是有史以来独具慧眼的伟大天才，他那独立思考能力和合乎理智的傲慢品格使他对于所谓“神圣的科学知识大厦”采取极其严峻的批判态度，凡其他人往往愿意作为事实接受下来的东西在他看来却似乎是难以置信的；1905年，当他在瑞士伯尔尼专利局（Patent office in Bern）担任“三级专利审查员”时就向德国《物理学纪事》（Annalen der physik）第17卷投了三篇论文，这些论文的每一篇都会使他赢得垂诸久远的声名；它们的巨大影响远远超出自然科学范围而深入到人类的全部思想和观念；其中两篇论文《论动体的电动力学》（On the Electrodynamics of Moving Bodies）和《关于光的产生和转化的一个启发性观点》（On a Heuristic Viewpoint Concerning the Production and Transformation of Light）成为他在1909年9月萨尔茨堡会议上进一步阐述的主题。 在1905年之前就已经有人清楚地意识到了对时间和长度要下一个精确和可操作的定义，同时性在概念上也有清楚的见解，尽管这种认识仅局限在力学领域。爱因斯坦利用新的实验数据修正了所有这些概念，他在《论动体的电动力学》的论文中所建立的理论在逻辑上完全具有坚实、完整和公理性的基础；该文深刻地分析了空间和时间概念，构成了我们通常所说的“狭义相对论”（Special relativity）的基础；随后几个月之内他又提出了质量和能量的普遍相当性的假设，得到了著名的等式：；它使早期的质量守恒原理和能量守恒原理寿终正寝。1907年，爱因斯坦提出利用发生放射性衰变原子的原子量M及其最终产物的原子量总和这两者之间的差值来计算所释放的能量，用以验证质能关系式的有效性。 量子领域的革命是普朗克（Max Planck）1900年的一篇非凡论文，其中引入了E＝hν这个著名的关系式，肯定辐射的能量以分立的小束产生，并与辐射的频率成正比。普朗克的发现要求对经典物理学的基本理论进行修正，在这一点上不仅普朗克本人。而且还有许多物理学家当时都没有立刻认识到。爱因斯坦可称得上是第一个认识到量子理论的出现预示着一次科学危机的人，在普朗克的论文发表之后，他以这样简短的形式表达了他的心态：“好像基础从下面被抽掉了一样。”量子理论的发现不仅标志着一个新概念的诞生，而且还标志着老的原理要被淘汰，或者要被修正。1905年，爱因斯坦成功地利用了基于经典物理学的玻尔 收稿日期：2008.3.10 作者简介：杨庆余（1961—），江苏省连云港人，徐州师范大学物理学与电子工程学院教授，主要研究方向：物理学史。 兹曼统计来引入光量子，并发表在《关于光的产生和转化的一个启发性观点》一文中，该文提供了瑞利勋爵（Rayleigh John）、琼斯（Jeans James）和洛伦兹（Lorentz Antoon）一类保守思想家所给不出的但却是必不可少的新的促进因素——使“辐射问题”最终变成了“量子问题”。爱因斯坦就是想用引入电磁辐射的微粒结构来消除在物质的原子结构问题上所产生的“形式差别”，从而期望避免普朗克在黑体辐射理论中所遇到的那些困难，也使大多数物理学家开始认识到普朗克的作用量子并不囿于辐射公式而具有更为广泛的意义。 20世纪初叶，物理学界对接受狭义相对论和量子论的过程饶有趣味，正如理论物理学家和科学史家派斯（Pais Abraham）所说：“狭义相对论不像量子论在最初25年里那样，其逻辑基础始终模糊不清。在20世纪初，如果物理学家们不能接受量子论，那是因为它看起来（实际上