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42名垂科学史的信件和6月下旬短评1905 5642（第1页）

爱因斯坦42名垂科学史的信件和6月下旬短评1905.5-6

人一有了收获和欢乐就喜欢宣扬出来，跟人分享，以增加自己的快乐度，并释放自己高昂的激情，自1905年3月17日向《物理学年鉴》投稿光量子论文《关于光的产生和转化的一个试探性的观点》开始，爱因斯坦已经高速的思索了2个月，创作了三篇后来名垂科学史册的论文，关于光量子和布朗运动的论文投给了《物理学年鉴》，理论推导测定分子大小的论文投给了苏黎世大学以申请博士学位，不仅后世认为此时的爱因斯坦收获满满，就是他自己当年也认为自己收获颇丰，因而他此时心情十分激动。在心情愉悦、振奋之余，奥林匹亚科学院院长爱因斯坦便于1905年5月18日给经常不来伯尔尼参与奥林匹亚科学院会议的院士康拉德·哈比希特写了一封催问下属近况的信件，其实主要目的是分享一下自己最近科学事业有所收获的好心情，这封信后来也因为包含了1905年爱因斯坦奇迹年的前四篇论文的信息，尤其是提及了威名赫赫的狭义相对论而名垂史册。

继1905年3月6日爱因斯坦给哈比希特发了两封明信片后，爱因斯坦已经2个月没信件骚扰哈比希特了，因此，在5月18日的信中爱因斯坦首先表示两人之间最近很沉默，并还美其名曰“神圣的沉默”：

“亲爱的哈比希特！

在咱俩之间笼罩着一种神圣的沉默，倘若现在我用某种无足轻重的废话来打破它，我就会感到我似乎是在亵渎。不过，这个世界上高尚的东西不是总免不了要遭此命运吗？

那么您究竟在忙些什么？您这冷冻的鲸鱼，您这熏干的罐装的灵魂片，您爱是什么就是什么吧，我真想把满腹70%的愤怒和30%的怜悯统统扔向您的脑袋！您只有这后30%可以一谢，多亏了这点怜悯，我才没有在您如此胆小以致复活节（注：4月23日）都不露面后，把一听装满切好了的洋葱和大蒜的罐头给您寄去。”

接着，爱因斯坦埋怨起了哈比希特还没有把自己近2年前就已于1903年7月11日提交给伯尔尼大学的博士学位论文《论斯坦纳圆系列》寄给自己，并就此分享起了自己最近创作的3篇论文和1篇论文（即狭义相对论）草稿：“可您为什么还不把您的博士论文寄给我呢？您这可怜的家伙难道不知道，在1又二分之一个会津津有味并高高兴兴地拜读这篇大作的伙伴中，我就是其中之一吗？我答应您以4篇论文作为回报，其中第一篇也许不久就给您寄去，因为我很快就会收到免费赠送的抽印本了。这篇论文讨论的是辐射和光能的性质，是很有革命性的，只要您先把您的大作寄给我，您就会看到它。第二篇论文的内容是，通过研究中性物质的稀释溶液的扩散和粘滞度来测定原子的真实大小。第三篇根据热的分子理论的假设证明，悬浮在液体中的0.001mm数量级的物体必定在进行着一种由热运动引起的可观察到的无规运动；事实上，生理学家们已经观察到了（但未解释）微小的、无生命的悬浮物体的这类运动，他们把这类运动称之为布朗分子运动。第四篇论文目前还只是个草稿，内容是运动物体的电动力学，该文将修改时空理论；该文的纯运动学部分肯定会引起您的兴趣。”

就在信件的上述部分，爱因斯坦概括了自己近期已经创作出的三篇论文，并提及了已有草稿的第四篇论文，其关于运动物体的电动力学。这部草稿版论文便是后来名闻天下的狭义相对论论文，爱因斯坦后来说创作这篇论文总计花费了5-6星期。

在信的最后部分，爱因斯坦简述了好友索洛文悲惨的生活：“索洛文还像从前一样给私人授课，他还不能参加考试（注：为获得在中等学校授课许可证而在伯尔尼大学学习）；我很为他感到难过，他的处境很糟，而且看上去疲惫不堪。可是我想，要劝他把生活条件改善得更好一点也不可能——您知道他这个人！

特此致意，您的

阿尔伯特·爱因斯坦”

爱因斯坦在信中向哈比希特提及的第四篇论文尚在完善之中，后来1922年爱因斯坦提及了自己最终决定把狭义相对论付诸文章的最后推动力——贝索。那天伯尔尼天气晴好，爱因斯坦去拜访自己的好朋友贝索，在与他交谈中，起初爱因斯坦对以太和光速问题产生了动摇，准备放弃了，就在与贝索的交谈中，他脑海中灵光乍现，忽然想出了以太和光速矛盾问题的解决办法，那一现的灵光据说是在那一刻爱因斯坦突然意识到了同时的相对性，即时间是相对的，不是绝对的：“对时间概念的分析是解决问题的关键，时间无法被绝对地定义，时间与信号速度之间存在着不可分割的联系。关键在于认识到，在一个观察者看来似乎是同时的两个事件，在另一个快速运动的观察者看来却是不同时的。我们不能说哪个观察者是绝对正确的。换句话说，我们无法宣称两个事件是绝对同时的。”

由此，爱因斯坦投入了又一番高速的思索和论文创作中，时间为期5-6星期，直到拿出了狭义相对论的论文。在狭义相对论问世前夕的1905年6月下半月，爱因斯坦还为《物理学年鉴》增刊再次撰写了几篇短评：

1、《评卡尔·弗雷德里克·斯洛特的“论熔解热”》：

作者以熔解热L（绝对）熔解温度T1和恒压下比热容Cp之间的一个关系式为基础，这个关系式他在以前通过基本的分子论考察已经推导出来，它近似地由公式L=0.382CpT1来表达。这个公式在粗略的近似下证明对于元素以及化合物都是有效的。又指出了若干物质（硫、磷），即使是近似地，这个公式也不成立。顺便应该指出，此关系式和其常数的数值可以推广到固体的聚集态，这是对应态定律的一个推论。最后，作者通过分子论考察（这里将不重述）得到如下的见解，即如果人们把简单固体的原子看做是线性谐振子，人们就得到理论和经验的最佳符合。

2、《评卡尔·弗雷德里克·斯洛特的“从一个热力学方程得出的结论”》：

从人们熟悉的方程（dQdv）T=T·（dpdT）v得出了有关物体在热力学温度零度附近时的行为的若干结论，这是在这个完全没有说明的假设的条件下作出的，这个假设是：（dQdv）T在T值为无限小时有有限值。

3、《评埃米尔·马蒂亚斯的“直线等分线常数a和对应状态定律”》：

如果人们用y指一种液体及其饱和蒸汽的密度的函数，它线性地依赖于温度，那么，关系式y=△[1+a（1+m）]成立，其中△指临界密度，m指温度，并以临界温度为单位，a指一个常数。如果对应态定律被严格满足，a必定是一个普适常数。根据有关37种物质的实验数据已证明情况并非如此。而对于大多数已被考查的物质a只稍稍偏离于1，而对于难以液化的气体，这个量取的值小得多，对于氢这个值为0.236。作者现在发现，即使量b=a√Θ（Θ=绝对临界温度）也不是一个普适常数，然而它对于一些具有类似化学组成的物质具有几乎相同的值；他提议将物质分为“系（具有几乎相同的b的物质）”和“群（具有近似地相等的a的物质）”。

4、《评马克斯·普朗克的“论克劳修斯的不可逆循环定理并论熵的增加”》（注：两位大人物的著作，首先在学术上支持爱因斯坦的学术界名人就是马克斯·普朗克，当然，此时普朗克尚未注意到爱因斯坦，不过为时不远了）：

在回答奥尔先生对作者（注：普朗克）关于热力学基本定律的处理提出的若干反对意见时，作者说明了他使用“可逆”和“不可逆”这两个词时意思同克劳修斯相同。他否认他是以不同于他定义上述概念的方式使用它们的。作者承认，除非人们要使用气体的（分子）运动论，否则人们就不能谈论一种混乱地运动的气体的任何小部分的温度和密度以及它们的熵。最后，他发现奥尔先生提出的论证路线原则上同开尔文勋爵提出的相同，并且其中包含了循环论证。

5、《评埃德加·贝金汉姆的“论热力学研究中面临的某些困难”》：

作者从讨论奥尔先生的一篇论文开始并表示他同意该文所包含的批判考察的结果。此外，他表示相信，如果没有进一步的假设，不可能——像开尔文勋爵表述的那样——从第二定律推导出克劳修斯不等式∫dQT<0。这篇论文也包含对奥尔先生的论文的若干批判性评述。

6、《评保罗·朗之万的“关于运动论的一个基础性公式”》（注：法国物理学家保罗·朗之万又是一位大佬，爱因斯坦后来的好友）：

作者报道说，假设在分子和作用于分子的外力之间有任意的作用定律，他已经用麦克斯韦-基尔霍夫方法严格地解决了两种气体的扩散问题，这里他只需要一种图解积分。在分子是一些只能有无限小变形的弹性球，并且外力并不作用在分子上的情况下，关于一种气体（分子质量m1），扩散到另一种分子（分子质量m），作者得到：D=3{16σ2M√[（πhm·m1）（m+m1）]}

这里D指扩散常数，σ指两种不同的分子的半径之和，M是每单位容积分子“m”的数目，h是一个分子的平动能量的平均值的倒数的34。玻尔兹曼运用克劳修斯的近似方法发现：D=2{3σ2M√[πh（m+m1）]}

当m和m1很不同时，这两个公式差别特别大。文章进一步报道说，在常压下当两个不同的分子以反比于分子中心间距离的n+1次幂的力彼此排斥，那么扩散系数就像T32+2n那样变化。作者又应用这个理论到气体中电荷位置的变化。他发现，关于带电粒子施加在中性分子上的极化力的假设不足以说明它们的小迁移率，但是在干燥空气中并在正常温度下，人们必须赋予负离子的直径为赋予中性分子的2倍，赋予正离子的直径为赋予中性分子的3倍。对于火焰，作者发现，从经验结果可以得出结论，负电荷载体的质量比正电荷载体小1000倍，而后者的质量等于氢原子的质量；因此，前者相当于阴极射线，后果相当于极隧射线。

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