1914年

1914年

当第一次世界大战在欧洲爆发之初,爱因斯坦开始了他的“柏林岁月”。人们现在开始接近他,听取他对非科学问题的意见,这主要是因为他对他的和平主义主张是如此地直言不讳。

许多物理学家继续对相对论表示怀疑,因为他们没有必要的工具和方程去理解它,而且没有人从实验上证明它。爱因斯坦继续在他的出版物和讲演中阐明他的思想,人们可以在下面所列文章——这是他于1914年发表的17篇谈话录和出版物的一个样板——中看到这一点。在这些文章中也包括他在柏林普鲁士科学院的就职演说。

4月,在迁居柏林之前,爱因斯坦继续通过书信同埃尔莎保持关系;现在,在到了柏林之后,他们更是难舍难分了。虽然米列娃从未目睹爱因斯坦的隐情,但她与朋友的通信和谈话表明她已有所怀疑并理所当然地感到不快:因为他冷淡她,并随意离开他们在柏林维尔默斯多夫地区的公寓。最后,在7月末,米列娃经过多次剧烈的情感波动,带着孩子离开了柏林,回到了苏黎世,准备最终的离婚。

在爱因斯坦人生中那个个人感情动荡的夏天,就在米列娃和孩子们离开德国后不久,战争在欧洲爆发了。在塞尔维亚少年普林西普(Gavrilo Princip)刺杀费迪南大公(Archduke Francis Ferdinand)之后,奥德两国要求把塞尔维亚的恐怖分子绳之以法,但塞尔维亚和它的盟国拒绝了。于是奥国向塞尔维亚宣战,德国向塞尔维亚的盟国俄国和法国宣战。

当战争扩展到欧洲其他部分之后,德国社会各阶层被要求以某种方式支持战争。爱因斯坦作为一个瑞士公民,没有被要求这样做。事实上,他宣称自己是一个和平主义者。现在,他首次公开发表了对非科学问题的意见。他签署了一份由他家的一个朋友尼古拉(Georg Nicolai)医生起草的和平宣言,向欧洲人而不是向民族主义者(德国人)呼吁保持理智。他参加了反战集会,其中一次集会是由致力于建立“欧洲联盟”的和平主义组织主持的,该组织后来在1916年被取缔。历史证明,爱因斯坦的呼吁没有一个奏效。尽管他知道孩子们在中立的瑞士比在德国安全,但他仍然想念他们,为他们担忧。

一组德国天文学家到俄国观测日全食并检验爱因斯坦的新引力理论。但在日食的那一天,第一次世界大战爆发,德国科学家被拘禁。

戈达德(Robert H.Goddard),现代火箭推进技术之父,在美国开始他的火箭试验,虽然他发射的第一枚火箭是在12年之后。

诺贝尔物理学奖授予爱因斯坦的好友、德国人冯·劳厄,奖励他观察到X射线被固体衍射的现象。甚至在获得这一荣誉之前,爱因斯坦就认为劳厄是最富有天才的青年理论物理学家之一,而劳厄也是爱因斯坦在第二次世界大战之后仍然尊敬的少数德国科学家之一。诺贝尔化学奖授予美国化学家理查兹(Theodore Richards),奖励他精确测定为数众多的化学元素的原子量。

44.“广义相对论和引力理论的基础”(Prinzipielles zur verallgemeinerten Relativitästheorie und Gravitationstheorie),Physikalische Zeitschrift 15(1914):176~180。

这是对空穴论证的详细阐述,它意味着度规张量(metric tensor)gμν不能被广义协变的场方程单独地决定。这一论证对于重建爱因斯坦关于时空流形(spacetime manifold)的坐标描述与其物理性质之间的关系的早期理解是重要的。爱因斯坦通过重述所有有关的细节和在以前的论文中的解来回答古斯塔夫·米(Gustav Mie)对(前面)论文40的批评。

45.“论引力理论”(Zur Theorie der Gravitation),Naturforschende Gesellschaft in ZurichVierteljahrsschrift 59,part2,Sitzungsberichte(1914):4~6。

这是1914年2月9日(爱因斯坦应柏林之聘而离开苏黎世之前不久)在苏黎世自然科学家协会的会议上所作告别演说的印刷版。爱因斯坦综述了引力论的理论方面,并作出结论说引力理论只可能有两种版本:诺德斯特罗姆的标量理论或爱因斯坦—格罗斯曼理论。

46.“论相对性问题”(Zum Relativitätsproblem),Scientia 15(1914):337~348。

爱因斯坦对探索地球运动的效应的失败作了广泛的引述。

47.“广义相对论的形式基础”(Die formale Grundlage der allgemeinen Relativitätstheorie),Königlich Preussische Akademie der WissenschaftenBerlin),Sitzungsberichte(1914):1030~1085。

按照诺顿(John Norton)在他的文章(“How Einstein Found His Field Equations”)中的说法,这一重要的综述文章是想通报1913年“纲要”理论(前面论文40)的全部内容:“主要的新颖之处是理论的数学表述。依靠以前与格罗斯曼合作的工作,爱因斯坦利用变分原理(variation principle)表述了他的引力场方程。利用这种更丰富的数学结构,爱因斯坦提供了一个证明,表明他的理论与空穴论证有最大的协变相容性(covariance compatible);也就是说,在他与格罗斯曼引入的‘合适的各坐标系’之间在‘正当的’变换下协变。”

48.“基于广义相对论的引力理论的场方程中的协变性”(Kovarianzeigenschaften der Feldgleichungen der auf die verallgemeinerte Relativitätstheorie gegründeten Gravitationstheorie)(with Marcel Grossmann),Zeitschrift für Mathematik und Physik 63(1914):215~225。

为了加强(前面)论文40和47中所阐述的理论之间的内部一致性,作者利用了一个作用原理来推导关于gμν的场方程。

49.“就职演说:理论物理学原理”(Antrittsrede),Königlich Preussische Akademie der Wissenschaften(Berin),Sitzungsberichte(1914):732~742。

在普鲁士科学院的这个讲演中,爱因斯坦感谢欢迎他进入科学院的院士们,在科学院他可以专心致志地研究(在这里他没有教学任务)。他还以相对论为例讨论了一个理论家如何进行他的工作。1933年希特勒上台以后,爱因斯坦辞去院士。

50.“对量子论的贡献”(Beiträge zur Quantentheorie),Deutsche Physikalische GesellschaftVerhandlungen 16(1914):820~828。

爱因斯坦试图以新的方式,完全根据热力学,推导出普朗克辐射定律和能斯脱热力学第三定律。此证明引入了量子假说。

51.“告欧洲人书”(Aufruf an die Europäer),1914年10月与Georg Nicolai和Wilhelm Foerster一起署名。

在爱因斯坦关于非科学课题的第一个公开声明中,他对93个德国知识分子和艺术家为第一次世界大战开始时德国的军事行动辩护的宣言作出了反应。这个反对声明是和平主义者、医生和医学与生理学教授尼古拉起草的,由爱因斯坦、尼古拉、弗尔斯特和比克(Otto Buek)联合署名。虽然这个宣言广泛流传,但它要在1917年才正式出版,作为尼古拉的《战争的生物学》(The Biology of War)一书的前言。德国的极端民族主义者认为尼古拉是一个叛国者,他在1920年1月被禁止教学。