四一路投奔奇跡

我已完全解決了這個問題。我的解決方法是分析時間的概念。時間是無法被絕對定義的，它與光信號速度之間存在不可分割的聯(lián)系。

摘自愛因斯坦1905年給米歇爾·貝索的信，告知其關于相對論的論證

從其對世界物理學的貢獻而言，公元1905年是愛因斯坦的“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家。這一年，除了提交五篇重要論文外，他還花時間在一些刊物發(fā)表了二十三篇學術(shù)評論文章。這些文章都是利用專利局工作之外的業(yè)余時間完成的，對于愛因斯坦這樣一個當時尚未在學術(shù)殿堂占有一席之地的年輕人來說，這是非凡的成就。雖然跟當時的物理學界并無聯(lián)系而且他的理論當時還具有相當爭議，愛因斯坦還是憑著理論給這個領域帶來的觀念的革新而一舉登上物理學理論研究的高峰。愛因斯坦在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奠定了數(shù)學、引力和光學理論的基礎。

1904年與1905年之交，艾爾伯特·愛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，當時任專利局的三級專利審查員。在波瀾不驚的工作和家庭生活之外，愛因斯坦想辦法擠出點滴時間思考物理學問題，即便從寓所到辦公室短短二十分鐘的步行路程，他也見縫插針地用于思考。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，他便返回到書桌前投入物理學的天地。在給友人的一些通信中，愛因斯坦曾提及米列娃正幫助他做研究工作，但不知道她對此影響有多大。我們所能肯定的是夫婦倆一起討論愛因斯坦的觀點，毫無疑問，米列娃聽過愛因斯坦的論述后會給出一些反饋意見以有利于他理順自己的思路，她還鼓勵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研究、為此付出多少努力，都是值得的。愛因斯坦在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論文將作為最影響深遠的著作載入物理學發(fā)展史冊。五篇論文中的一篇是愛因斯坦的博士論文，這篇論文對構(gòu)建原子真實存在的理論起到了推動作用。另有兩篇則建立了革命性的狹義相對論，為物理學指明了一個全新的領域，也給愛因斯坦帶來世界性的聲譽。第四篇把布朗運動中花粉的不規(guī)則運動與原子的大小聯(lián)系起來。最后一篇涉及光量子理論領域，揭示了光電效應的問題，為現(xiàn)代物理學量子理論奠定了基礎，并為愛因斯坦贏得1921年的諾貝爾物理學獎。

1905的愛因斯坦在發(fā)表論文方面顯然不是一個新手。他的五篇科學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雜志《物理學紀事》。但是，目前尚不清楚愛因斯坦當時是否意識到他1905年的理論可能會引起多大的爭議或多么令人驚嘆。1905年5月，愛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獎的工作“研究輻射和光的能量特性，具有革命性的意義”。對于他的狹義相對論，愛因斯坦說，這個理論的獲得，回想起來確實很有趣，就像是上帝朝我微笑著，引導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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愛因斯坦從一個很有啟發(fā)性的角度完成那篇“非常具有革命性”的關于光電效應的論文，考察了光的產(chǎn)生和傳播過程。他于1905年3月17日把論文提交給《物理學紀事》雜志，三個月后論文得以發(fā)表。這篇論文圓滿地解釋了困擾科學家近二十多年的光電效應現(xiàn)象，但更具價值的是：它為一個全新物理學領域，即量子理論奠定了基礎，認為光以粒子形式存在，顛覆了大部分科學家們所持有的光以波形存在的理論。

一般的白光，如太陽光，在一定條件下可以被分離成不同色的光。一顆水滴也能實現(xiàn)這種光線分離，這就是為什么下太陽雨的時候能夠在天空中看見彩虹。但是光線里面包含著更多的東西，如肉眼看不見的光線，人們能看見的可見光只是電磁輻射中的一部分。長久以來，人們一直以為電磁波是以波的形式傳播的。紅色光線在可見光中能量等級最低、波長最長，而在光譜中與可見紅色光線緊挨的紅外線屬于不可見光，無法用肉眼看到，它的能量等級比紅光更低，波長更長?，F(xiàn)在人們常用的遙控器就是用紅外線來切換頻道的。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到灼熱——讓你的手受熱的輻射就是紅外輻射。波長比紅外線還短的輻射是微波，它能通過讓水分子快速運動而用于加熱食物。此外還有無線電波，這類輻射波長更長，人們常用它來傳遞無線電信號。