爱因斯坦与诺贝尔奖.pdf

爱因斯坦与诺贝尔奖 首先我们了解一下诺贝尔奖的由来:诺贝尔奖是以瑞典著名的化学家、硝化甘油炸药的发明人阿尔弗雷德.贝恩哈德.诺贝尔的部分遗产（3100万瑞典克朗）作为基金创立的。诺贝尔奖分设物理、化学、生理或医学、文学、和平五个奖项，以基金每年的利息或投资收益授予前一年世界上在这些领域对人类作出重大贡献的人，1901年首次颁发。诺贝尔奖包括金质奖章、证书和奖金。1968年，在瑞典国家银行成立三百周年之际，该银行捐出大额资金给诺贝尔基金，增设“瑞典国家银行纪念诺贝尔经济科学奖”，1969年首次颁发，人们习惯上称这个额外的奖项为诺贝尔经济学。诺贝尔奖奖章 那么在了解一下爱因斯坦：爱因斯坦1900年毕业于苏黎世联邦理工学院，入瑞士国籍。1905年获苏黎世大学哲学博士学位。曾在伯尔尼专利局任职，在苏黎世工业大学、布拉格德意志担任大学教授。1913年返德国，任柏林威廉皇帝物理研究所所长和柏林洪堡大学教授，并当选为普鲁士科学院院士。1933年因受纳粹政权迫害，迁居美国，任普林斯顿高级研究所教授，从事理论物理研究，1940年入美国国籍。有一句熟悉的格言是：“任何事都是相对的。”但爱因斯坦的理论不是这一哲学式陈词滥调的重复，而更是一种精确的用数学表述的方法。此方法中，科学的度量是相对的。显而易见，对于时间和空间的主观感受依赖于观测者本身。那么爱因斯坦与诺贝尔奖有什么关系呢？在20世纪700人（次）的诺贝尔奖颁奖历史当中，恐怕爱因斯坦获奖时引起的麻烦最多，而获奖原因更是奇怪得独此一家。很早就不断有人提名他为侯选人，但由于种种几乎无法置信的理由却一直没有成功。1922年，他才终于获得了补发的1921年度的诺贝尔物理学奖。1909年10月，德国著名化学家奥斯特瓦尔德首先提名爱因斯坦为1910年诺贝尔物理学奖候选人，推荐理由是爱因斯坦狭义相对论的伟大贡献。以后他又于1912年、1913年再度提名爱因斯坦。那时反对相对论的势力很强，评奖委员会没有把奖给爱因斯坦情有可原。1912年，德国物理学家普林斯海姆推荐爱因斯坦（推荐理由还是他在相对论方面的成就）为获奖候选人时，写了一句很有分量的话：“我相信诺贝尔奖委员会很少有机会为一件具有类似意义的工作而颁奖。”从后来物理学的发展来看，普林斯海姆的话非常准确。但令人遗憾和惊讶的是，诺贝尔奖委员会却千真万确地没有因20世纪最伟大的理论之一相对论而颁奖给爱因斯坦。恐怕无论怎么说，这也是诺贝尔奖颁奖史上的极大缺憾。1919年11月，英国皇家学会会长 J.J.汤姆逊（1906年获诺贝尔物理学奖）就郑重宣称：“（爱因斯坦的引力理论）是牛顿时代以来最重要的进展，是人类思想上最高的成就之一。”当时科学界最有权威的人士之一的荷兰物理学家洛伦兹（1903年获诺贝尔物理学奖），在1 919年9月22日写信给埃伦菲斯特说：“（日食观测的结果）是所曾得到过的对一种理论的最光辉的证实之一，而且也很适于铺设通往诺贝尔奖的道路。”甚至连一开始劝爱因斯坦“不 要搞什么广义相对论，即使搞出来了也没有人信”的普朗克，也在1919年1月19日因广义相 对论的成就提名爱因斯坦为获奖侯选人，理由是他迈出了超越牛顿的第一步。1919年英国日食远征考察队以确凿的观测证明了爱因斯坦的新引力定律后，委员会的犹豫就颇让人费解了。1919年，许多以前获得诺贝尔奖的科学家继续提名爱因斯坦，其中包括瓦尔堡、劳厄、普朗克等人，原因是广义相对论；瑞典的物理化学家阿列纽斯（S.A.Arrhenius）因布朗运动提名爱因斯坦为获奖后选人。但委员会最后提出的报告中却认为，“如果爱因斯坦因为统计物理学而不是因为他的其他主要论文而获奖，那是会使学术界感到奇怪的”。意思是说爱因斯坦的统计力学论文的质量没有他的相对论方面研究的质量高；但是对于广义相对论，却又建议等到1919年5月29日的日食观测的结果出来以后再说。由于结果在1919年9月6日才正式公布（爱因斯坦的广义相对论被证实），结果1919年的物理学奖授给了“发现极隧射线的多普勒效应以及电场作用光谱线的分裂现象”的德国的斯塔克。1920年有更多的科学家提名爱因斯坦因广义相对论而获奖，因为1919年已经由观测日食证实了广义相对论的一个预言。玻尔也第一次开始提名爱因斯坦，他特别提到相对论是“第一位的和最重要的”，还说，“在这里，我们面临着物理学研究发展中最有决定性意义的进步”。1919年日食考察的结果有许多人提出了批评、质疑；而近日点效应，阿列纽斯不幸错误地附和了德国科学家革尔克的意见。革尔克于1916年曾提出，水星近日点的进动早就由德国物理学家格伯解决了。其实，爱因斯坦在1917年就正确地分析过，格伯的理论基础以及革尔克的意见是建立在相互矛盾的假说之上。结果1920年诺贝尔物理学奖在哈瑟伯格（Bernhard Hasseberg）的坚持下，授予了瑞士裔的法国一位冶金学家纪尧姆，原因是“发现镍钢合金的反常性以及它在精密物理学中的重要性”。几乎所有的物理学家包括纪尧姆自己对这一决定都大吃一惊，只有法国和瑞士人高兴。这一决定让不少人摇头。1921年，普朗克在一封简短而有力的信中，再次提名爱因斯坦因为广义相对论的贡献为获奖后选人，还有许多著名科学家如爱丁顿、赖曼等等，都提名爱因斯坦。瑞典乌普萨拉大学的奥席恩（C.Oseen）提名爱因斯坦因光电效应获奖。瑞典科学界在20世纪早期过分注重实验物理学，而将理论轻视为纯粹的猜想。哈瑟伯格在瑞典很有权威，他一直坚持认为精确测量“是使我们能够深入了解物理定律的根本和主要条件，是走向新发现的唯一道路，是科学进步的不二法门”。这正是霍尔顿（G.Holton）所说的“实验主义”哲学。这种哲学在1900年前后在物理学界十分流行，但是到了20世纪20年代前后，多数国家物理学界有了不同的看法，并且选择了不同的研究方式，但是瑞典物理学界（尤其是当权的乌普萨拉学派）的眼光仍然十分狭隘。哈瑟伯格和古尔斯特兰德等人甚至认为爱因斯坦的相对论是一种“病态”物理，侵蚀了以前人们所持的正确的信念，与西方文明的古希腊传统的真、善、美观念完全相反。他们认为爱因斯坦没有做过任何实验，他的理论不是由实验归纳出来的；他修改基本假设，将不同的物理领域归纳成为一个统一的理论。这对他们这些实验物理学家来说简直是形而上学的工作，不是科学的一部分，是科学中的达达主义（dadaism）的表现。阿列纽斯是斯德哥尔摩大学的教授，以前他因自己提出的电离理论受过乌普萨拉大学的压制，因此并不满意哈瑟伯格和古尔斯特兰德那种过分偏爱实验的狭隘态度，但是他对于爱因斯坦获奖仍然持不支持的态度。他说，1918年普朗克刚刚因为量子论获奖，再紧接着因量子论颁奖给爱因斯坦，不妥；如果真要因光电效应颁奖，就应该给予实验物理学家。他还建议，1921年干脆不颁发物理学奖。结果，1921年真的没颁奖给物理学，而其他4项奖照常颁发（当时还没有经济奖）。这也是诺贝尔奖史上的一次非常奇特的行为。1922年，推荐信又陆续寄到了委员会，推荐爱因斯坦的著名科学家越来越多。法国物理学家布里渊甚至在信上写道：“试想：如果诺贝尔获奖者的名单上没有爱因斯坦的名字，那50年代以后人们的意见将会是怎样。”这时，形势已经不再是爱因斯坦盼望得诺贝尔奖，而是诺贝尔委员会非得以某种授奖原因把诺贝尔奖授予爱因斯坦了。因为，爱因斯坦在科学界的名声如日中天。有些人认为，如果爱因斯坦不先得奖，再无法考虑其他候选人；有些人还说，爱因斯坦的威望已经比诺贝尔奖还要高。普朗克建议，1921年的物理学奖补发给爱因斯坦，1922年的给玻尔。委员会又让古尔斯特兰德写关于相对论的报告，其结果可想而知；但幸亏委员会这次让理论物理学家奥席恩来写光电效应的报告。这时哈瑟伯格已经去世，委员会的空缺由奥席恩填补，因此他的意见将会受到比以前更多的重视。奥席恩懂得理论物理学，虽然古尔斯特兰德仍然错误地坚持认为“为相对论辩是一个信仰问题”，但是没有人看重他的意见了；而且古尔斯特兰德知道奥席恩很懂得理论物理，也不敢挑战奥席的推荐。而奥席恩则充分显示出策略大师的水平。他采用两条策略：一，将授奖原因限制在光电效应定律上，不谈“理论”（即光子理论，当时很少人相信它）；二，指出爱因斯坦的成就，不同的研究者有不同的兴趣，这就避免光电效应不如相对论重要而又引起争论。对爱因斯坦更有利的是阿列纽斯到1922年转而支持爱因斯坦。这种转变的主要原因，是他到柏林亲自会见了爱因斯坦，亲眼看到柏林科学界对爱因斯坦的尊敬和爱戴；而原先他十分敬重的勒纳和斯塔克已经名望尽失，受到德国科学界主流的鄙视。于是，委员会决定绕过相对论这个“争论太多”的障碍，直接以光电效应定律的贡献把1921年空缺下来的物理学奖授予爱因斯坦，而将1922年的授予玻尔。1922年，大约是9月18日，诺贝尔奖物理学委员会主席阿列纽斯给爱因斯坦写的信中说：“你很有可能在12月份应该到斯德哥尔摩。如果那时您在日本，可能不太合适。”同一天，劳厄也写了一封信给爱因斯坦：“根据我昨天得到的可靠消息，11月份将着手诺贝尔奖的推选 工作，因此12月份你最好呆在欧洲。”可这时，爱因斯坦已经与日本 改造社 签订了合同，他不能违背合同。他于9月22日给阿列纽斯回信说：“合同已经使我非去日本不可，我不可能推迟我的旅行日期。希望不要因此取消对我的邀请，但我延后一段时间可以前往瑞典。”在大势所趋的形势下，爱因斯坦终于在1922年得到了1921年的诺贝尔奖，诺贝尔奖委员会虽然留下了种种遗憾和可供指责的地方，但是他们终于正确地把诺贝尔奖授给了最应该得到它的人。也许让爱因斯坦感到好笑的是，当他看到授奖通知时上面特别指出：他在获奖演说时仅限于正式的授奖理由，而不得提到相对论。上帝保佑，由于爱因斯坦要到日本作学术演讲，躲过了12月的正式授奖典礼。到次年7月去瑞典的哥德堡做演讲时，阿列纽斯却暗示说：“人们肯定会因相对论演讲而感谢您。”7月11日，爱因斯坦在2000名听众面前作了题为相对论的基本思想和问题的报告。瑞典国王古斯塔夫五世也在座聆听。爱因斯坦走向诺贝尔领奖台的曲折经历，也从另外一个层面反映了他的物理思想远远超越了他的时代，事实上他的重要论断都是在几十年以后被证实的，因此不愧为 100 多年来最伟大的天才科学家。