1913年

1913年

在米列娃因剧烈腿疼几成残废时,爱因斯坦和她的婚姻关系继续恶化。但爱因斯坦并不因此分心,他仍忙于研究他的新引力理论,并试图避免思念埃尔莎。他停止与她通信有九个月之久,但当她寄给他一封生日贺信后,又恢复通信。后来在春天,他和米列娃安排时间去巴黎旅行,爱因斯坦在那里作一次讲演,他们夫妇是寡居的两次诺贝尔奖获得者玛丽·居里的客人。

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女权运动者为要求选举权在华盛顿哥伦比亚特区游行

夏末,爱因斯坦和米列娃与居里夫人和她的两个女儿一起到阿尔卑斯山的恩加丁山谷旅游。米列娃不能和其他人一起步行爬山,但很喜欢新鲜空气和美丽风景。9月,爱因斯坦带他的两个孩子到匈牙利去看望他们的外祖父母,由于米列娃的要求,汉斯·阿尔伯特和爱德华在当地塞尔维亚东正教教堂受洗。他们的父亲对于任何宗教组织都不感兴趣,没有出席洗礼。爱因斯坦到达维也纳时,关于他的新引力理论的讲演的消息就上了当地主流报纸。米列娃回到苏黎世家中时,爱因斯坦去了趟柏林,他在那里除了处理一些事务外,还与埃尔莎幽会。

爱因斯坦和他的朋友、数学家格罗斯曼联名发表了一篇关于广义相对论的论文。爱因斯坦说明物理原理,格罗斯曼写了有关高等数学的部分。

11月,爱因斯坦当选普鲁士科学院院士,柏林大学聘请他任研究教授,兼任即将建立的威廉皇帝物理研究所所长。他接受了聘任。

当爱因斯坦一家计划迁往柏林之时,第二次巴尔干战争扩大到东南欧。米列娃的家乡塞尔维亚,也是饱受战争蹂躏的国家之一。

在科学界,玻尔在其经典性论文“论原子和分子的构造”(On the Constitution of Atoms and Molecules)中表述了他的原子结构理论。这是关于量子力学理论的首次阐述,其中,玻尔把原子类比于太阳和行星,原子核在中心,电子在核周围的轨道上绕行。玻尔用[电子]从一个轨道跃迁到另一个轨道而不穿过轨道之间的空间来说明原子吸收和发出能量。同时,莫塞莱(Henry Moseley)研究了元素的X射线谱。可悲的是,他于1915年在加利波利的一次战斗中丧生。

法国物理学家法布里(Charles Fabry)和比松(Henri Buisson)报道了臭氧层的存在,臭氧是阳光和氧气的光化学反应产生的气体。现在我们知道,环绕地球的臭氧层几百万年来对地球上生命的演化起着重要的作用,保护我们的行星免受太阳紫外线的损害。

施魏策尔(Albert Schweitzer)是后来同爱因斯坦通信的朋友,也是爱因斯坦钦佩的人,他在法属刚果兰巴雷尔开办了他的医院,把现代医护引入非洲丛林。

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巴拿马运河工程开工

诺贝尔物理学奖授予荷兰的卡麦林·昂内斯,奖励他对低温下物质性质的研究,此项研究导致液氦的产生。卡麦林·昂内斯与爱因斯坦一直保持友好关系,他是莱顿大学实验物理教授和实验物理研究所所长。化学奖授予瑞典的维尔纳(Alfred Werner),奖励他关于分子中原子的键合关系的研究,这项研究开辟了研究的新领域,特别是有机化学中的新领域。

39.“光化学当量定律的热力学推导”(Deduction thermodynamique de la loi de l'equivalence photochimique),Journal de physique3(1913):277~282。

这是3月末爱因斯坦给法国物理学会所作讲演的发表版本,探讨论文35之补充所涉及的课题。

40.《广义相对论和引力理论纲要》(Entwurf einer verallgemeinerten Relativitätstheorie und einer Theorie der Gravitation)(with Marcel Grossmann),Leipzig:Teubner,1913。

在本书中爱因斯坦和格罗斯曼研究了与引力理论有关联的弯曲空间和弯曲时间。他们实际上提出了广义相对论的所有要点,除了一个惊人的忽略:引力方程不是广义协变的。爱因斯坦立即通过“空穴论证”(hole argument)来调和这种广义协变性(generally covariant)的缺失,但“空穴论证”试图建立的广义协变的引力场方程将没有物理意义。爱因斯坦直到1915年末在他的广义相对论的最终表述中才采纳引力场方程。在本书中,爱因斯坦撰写物理学部分,格罗斯曼撰写数学部分。当爱因斯坦在1914年迁往柏林时,他同格罗斯曼的合作结束了。亦见下面有关空穴论证的论文44。

41.“引力理论的物理基础”(Physikalische Grundlagen einer Gravitationstheorie),1913年9月9日向瑞士自然科学家协会第96次年会所作的讲演,直到第二年才发表于Naturforschende Gesellschaft in ZürichVierteljahrsschrift 58(1913):284~290。

在这次讲演中,爱因斯坦给出了他的引力理论的精练和明晰的表述。他强调物理内容,而略去了高等数学的细节,讨论了从狭义协变到广义协变的演化,指明引力场方程仍在广义协变性的框架之外。

42.“论引力问题的现状”(Zum gegenwärtigen Zustande des Gravitationsproblems),Physikalische Zeitschrift 14(1913):1249~1262。

这是爱因斯坦于1913年9月23日在维也纳举行的德国自然科学家和医生协会的第85次会议上的讲演稿的发表版本。除了讨论他自己的工作,特别是前面的论文40外,他还涉及了诺德斯特罗姆(Gunnar Nordström)——爱因斯坦理论的重要竞争者——的标量理论(scalar theory)。爱因斯坦的结论是,只有经验才能证明两个之中哪一个是正确的。在讲演后,与会者作了进一步讨论。

43.“作为科学家的马克斯·普朗克”(Max Planck als Forscher),Die Naturwissenschaften 1(1913):1077~1079。亦见The Collected Papers of Albert Einstein,vol.4,Writings,1912~1914,561~563。

爱因斯坦写道,德国物理学家普朗克既是一位科学家,又是一位艺术家,他的科学成就显示出艺术家的创造性。在1918年普朗克六十寿辰和1948年普朗克逝世时,爱因斯坦都撰文庆贺和悼念。