索尔维会议
1912年秋,爱因斯坦以教授身份在苏黎世联邦理工学院工作。如今他已是这所学校的骄傲,而当初他连这儿的入学考试都未能通过。也是在这儿,他遇到了自己的妻子;还是在这里,他毕业时连一份不起眼的工作都得不到。
早在1910年,兰帕就想让爱因斯坦来布拉格任职,为此事他还咨询过理论物理学泰斗马克斯·普朗克。马克斯·普朗克写信到布拉格的教师委员会,说:“如果爱因斯坦的理论能被证实——我期待有那么一天,那他就是二十世纪的哥白尼。”如今,爱因斯坦已经笼罩在传奇光环之下,其成就被视为物理学界的转折点,堪比哥白尼。
1911年,少数几个世界著名的物理学家参加在布鲁塞尔举办的会议,会议讨论了现代物理学中的危机问题。与会者名单由物理和化学界领军人物瓦尔特·能斯特确定。人员包括英国的欧内斯特·卢瑟福(1871—1937)、法国的亨利·庞加莱(1854—1912)、保罗·朗之万(1872—1946)、德国的马克思·普朗克和瓦尔特·能斯特、荷兰的德瑞克·安图恩·洛伦兹(1853—1928)以及在巴黎工作的波兰人玛丽·居里(1867—1934)。毋庸赘言,爱因斯坦也是其中一位,他代表奥地利出席会议,同行的还有与他势不两立的维也纳人弗兰兹。这是爱因斯坦第一次有幸见到这么多伟大的科学家,他们的思想引领着当时的物理界。
比利时富翁欧内斯特·索尔维承担了这次会议的所有费用:与会者到布鲁塞尔的交通费、参会期间的生活费和每位与会者一千法郎的酬劳。索尔维是化学工业领域的成功人士,对过时的机械物理理论相当感兴趣。尽管研究困难重重,也发现不了什么新东西,但他特别享受物理学家们对其理论的关注和讨论。与索尔维有交情的瓦尔特·能斯特认为,索尔维的这一爱好不仅有利于科学应用,同时也满足了这位富人的精神追求。于是,他建议索尔维举办一次顶尖物理学家会议,讨论当前物理界的难点问题。索尔维自己也可借此机会向物理学家们陈述自己的研究观点。因此,会议在1900年的布鲁塞尔召开了,俗称“索尔维会议”。开幕式上,索尔维简要地阐述了他的理论。之后与会者积极讨论了物理学界的新动向。在闭幕式上的总结发言,索尔维对各位发言人的有趣发言和热烈讨论表示了感谢,并强调自己从他们身上收获了快乐。与会者在会上并没有对索尔维的理论提出批评,因为他承担了会议的全部费用,大家不想在索尔维的恩泽和科学信念之间产生良心上的任何不安。不过,这并没有动摇索维尔对自己理论的信心。相反,对科学研究的那份真诚有增无减。此后,他经常举办类似的会议活动。爱因斯坦因此成为这些会议的主要人物,发挥着重要作用。能斯特也希望利用这样的会议来促进科学研究进程。他也是一位深爱科学研究、注重实际运用的科学家。
层出不穷的新奇思想让全世界惊讶,人们惊讶这些思想的发展与出现,对爱因斯坦1912年的系列新思想更是惊叹不已,那时他才出道不足十年。不过,爱因斯坦更关注自己研究中的不足和差距。1911年,他在布拉格发表了万有引力的新理论,这一理论仅仅讨论了一种特殊情况,即匀强重力场的情况[17]。迄今发展的理论仍然不能针对空间重力场方向处处不同的情况做出完整的解答。
爱因斯坦用最简单的数学方法解决了他的理论问题。爱因斯坦觉得“高等数学中”的“高等”二字太过浮夸,使用“高等”字眼不是为了解决问题,相反有哗众取宠之嫌。现在,爱因斯坦的研究有了新方向。之前提到过,爱因斯坦在布拉格时就感觉到,发展一般理论需要更加复杂的数学方法,然而当时他尚未掌握。他与同事皮克谈及此事,因为皮克一直关注意大利数学家里奇和列维奇维塔的新理论。在苏黎世时,爱因斯坦发现与老朋友马塞尔·格罗斯曼做了同事,之后便一直向他学习数学新方法。通过与格罗斯曼的合作,爱因斯坦成功建构了重力场理论的初步框架,该框架包含了重力场运动的各种情况。1913年,尽管还有许多瑕疵,爱因斯坦还是著书出版了。一战期间,爱因斯坦将其整个理论体系再次著书出版,此时那些瑕疵才得以修正。这一问题,我们将在后面详细讨论。