1911年
1月初,爱因斯坦得到消息:奥匈帝国(哈布斯堡)皇帝弗朗兹·约瑟夫(Franz Joseph)已正式任命他为布拉格的德语大学理论物理讲座教授,并于4月生效。爱因斯坦还是理论物理研究所的所长,这是一个很有声誉的职位。同时,他要讲授力学和热力学课程,并领导一个物理学讨论班。薪金是瑞士所能提供的一倍,这使得爱因斯坦很难拒绝。该月,他向苏黎世当局提交了辞职信。3月末,爱因斯坦一家搬到这个迷人的城市。
加了薪金,爱因斯坦和米列娃就能在一个宽敞的有保姆房的公寓里过中产阶级的生活了。然而,米列娃对这次搬家并不感到愉快,因为布拉格人势利傲慢,除德国人外,谁也瞧不起。米列娃开始出现严重忧郁症的征兆,她的病症也遗传给家中的其他成员。后来,当爱德华长大成人时,他被诊断患有精神分裂症(当时称为早发性痴呆)。尽管爱因斯坦的生活更为富裕了,但家庭的气氛却日益沉闷。
1911年,(荷兰)乌德勒支大学和瑞士的苏黎世联邦工业大学都向爱因斯坦发出了工作邀请,第二年他就开始洽谈新的工作职位。推荐他到联邦工业大学的有玛丽·居里和著名的法国数学家、科学哲学家庞加莱——拓扑学的创始人和动力学系统的数学理论的奠基人。
与此同时,爱因斯坦第一次患上严重的胃病——这个病困扰了他终生。可是,他还是成了旧城的一个由范塔夫妇(Berta and Otto Fanta)经营的沙龙的常客;40年后,他们的侄女约翰娜(Johanna)成了爱因斯坦在普林斯顿的亲密朋友。在范塔夫妇的沙龙中,年轻的犹太知识分子每周聚集在一起,聊哲学和科学,就像爱因斯坦早年在伯尔尼同他的伙伴那样。11月,他在布鲁塞尔第一次索尔维会议上作讲演(见下面的论文34),这是世界上权威物理学家的聚会。爱因斯坦是最年轻的与会者,在会上他开始与玛丽·居里相熟识。
接近完工的“泰坦尼克号”,1500多人在她的处女航时遇难。
爱因斯坦表述了他关于广义相对论的第一个决定性的思想——引力对光的影响——并建议在日全食时对他的理论作检验。
玛丽·居里获得她的第二个诺贝尔奖化学奖,因为她通过发现元素镭和钋促进了化学的发展。物理学奖授予德国的维恩(Wilhelm Wien),承认他的支配辐射的定律对短波长有效。
卢瑟福考虑了能产生辐射的原子核的性质,把1910年的研究写入论文“物质对a和β粒子的散射和原子结构”(The Scattering of Alpha and Beta Particles by Matter and the Structure of Atom)并发表。文中他描述原子是一个被电子围绕的小的重原子核。在卢瑟福的领导下,德国的盖革制成了第一个能够检测并计录α射线的盖革计数器。荷兰的卡麦林·昂内斯发现了超导性,即某些物质在低温时能通电流而没有电阻。
船长阿蒙森和他的船员第一次到达南极
30.“单原子分子固体中的弹性性能和比热的关系”(Eine Beziehung zwischen dem elastischen Verhalten und der spezifischen Wärme bei festen Körpern mit einatomigen Molekul),Annalen der Physik 34(1911):170~174。
为了补充萨瑟兰(William Sutherland)关于固体的红外本征频率可能起源于这些物体的弹性振动的陈述,爱因斯坦补充说:带电离子是光学振动的源,而弹性振动是由整个分子的相互运动所引起。
31.“相对论”(Die Relativitätstheorie),Naturforschende Gesellschaft in Zürich,Vierteljahrsschrift 56(1911):1~14。
爱因斯坦在苏黎世自然科学家协会1月会议上宣读了这篇论文,这是他向苏黎世大学辞职后去布拉格前所作的告别演讲。他首次在文章中用了相对论(relativity theory)一词,在此之前他感到用相对性原理(relativity principle)是更准确的表述。在阐述狭义相对论的概念和原理方面,本文类似于前面的论文24,但本文更为通俗。
32.“关于固体中分子热运动的初步观察”(Elementare Betrachtungen über die thermische Molekularbewegung in festen Körpern),Annalen der Physik 35(1911):679~694。
这里爱因斯坦继续了他1907年开始的关于固体比热的工作。固体的热扰动被简化为原子的单色振动,而比热则根据辐射场中振子的量子化处理来决定。他说明了他的公式与低温时的测量不符的原因。
33.“论引力对光的传播的影响”(Über den Einfluss der Schwerkraft auf die Ausbreitung des Lichtes),Annalen der Physik 35(1911):898~908。
爱因斯坦回到了他关于引力的思考,并讨论了他关于静引力场的想法,推进了“半移动”(half-shift)的预测。在以前关于这一课题的论文中(亦见下面的论文36~38),他利用了两个重要的特征:等效原理(principle of equivalence)和光速的作用。在本文中,爱因斯坦采取更广泛的视角说明了,如果光线在一个加速参照系中弯曲,那末(如果理论是正确的)它必定被引力弯曲一个等效的量。爱因斯坦关于光线被引力场弯曲的预测,是对广义相对论的关键检验之一。
34.“论比热问题的现状”(Zum gegenwärtigen Stande des Problems der spezifischen Wärme),这是提交给1911年11月3日第一届索尔维会议的论文。后来发表在Arnold Eucken主编的Die Theorie der Strahlung und der Quanten(Halle a.s.:Knapp,1914),330~352。
爱因斯坦在这个向国际会议所作的报告中,详细阐明了他有关量子论的多方面的思想。