1917年
在美国参战并加入协约国时,爱因斯坦写了第一篇宇宙学论文,勾画了他的第一个宇宙模型。他假设宇宙是球对称的、平坦和静态的。
是年初,爱因斯坦首次出现了严重肠胃病症状,在两个月内体重减少了56磅。他花了四年时间才摆脱这种痛苦。埃尔莎很乐意照料他,因为他现在住在往来方便的柏林申贝格区她的四层公寓的斜对面。12月,他又得了腹腔溃疡,不得不卧床数月。
在苏黎世,米列娃也病了,病情与爱德华相似。虽然战时医院和疗养院一般都满员了,但米列娃和爱德华都还能住院疗养。爱因斯坦曾想他是否应该把汉斯·阿尔伯特带到柏林。但因为害怕米列娃对此会作出的反应,所以在米列娃住院时,这孩子住在亲友家中。这时,爱因斯坦把过半的薪金寄给米列娃和孩子们,此外还要供养他生病的母亲,所以他开始担心他是否有能力照顾好每一个亲人。虽然在德国许多人都在忍饥挨饿,好的食物十分稀缺,但他还能从他和埃尔莎在南德的亲戚和他在瑞士的朋友赞格尔那里得到食物。在他的信中,爱因斯坦时常提到德国的食物短缺,对于他已很脆弱的消化系统来说,这确是一个问题。
是年终,爱因斯坦同汉斯·阿尔伯特的紧张关系有所缓和,他的儿子开始给他写了一些更富感情的信。
10月,在爱因斯坦到达柏林约三年半以后,威廉皇帝物理研究所终于成立了,爱因斯坦是首任所长。研究所的任务是促进物理学和天文学研究。
在维也纳,弗洛伊德写了《精神分析引论》(Introduction to Psychoanalysis)。英国通过“巴尔福宣言”承诺在它控制下的巴勒斯坦建立一个犹太人的国家。
在加州威尔逊山,100英寸反射望远镜安装完成,爱因斯坦于1931年访问该地。
诺贝尔物理学奖授予在爱丁堡工作的英国人巴克拉(Charles Glover Barkla),因他发现了元素的特征伦琴辐射。而化学奖奖金,又一次存入化学部的专门基金会。
列宁(Lenin)“致俄国公民”的演说宣告苏维埃联盟成立
66.《狭义和广义相对论浅说》(Über die spezielle und die allgemeine Relativitätstheorie:Gemeinverständlich),Braunschweig,Germany:Vieweg,1917。
在这本书中,爱因斯坦对相对论作了通俗介绍。他发现这很难写,但他感到别无选择而必须这么做,如果他的理论要被人理解的话。这本书是一个巨大的成功,在1917~1922年出了14版——而且现在还在出版。爱因斯坦在以后的几版中作了小的修正。随之被译成其他的文字,相对论终于被全世界更透彻地理解了。
67.“广义相对论中的宇宙学考察”(Kosmologische Betrachtungen zur allgemeinen Relativitätstheorie),Königlich Preussische Akademie der Wissenschaften(Berlin),Sitzungsberichte(1917):142~152。
春天,爱因斯坦发表了第一篇宇宙学论文。在平衡广义相对论场方程的尝试中,他引入了一个“宇宙学常量”(cosmological constant)。这使他能够描绘一个与当时他和所有其他人所设想的宇宙相符的宇宙:这是一个封闭的、静态的、与众星系有同样广延的球,本身既不扩张,也不坍缩;如果没有这个宇宙学常量,不受对抗的重力会引起宇宙坍缩。所有现代的宇宙学都起源于这篇论文,在此文中爱因斯坦首次把广义相对论应用于宇宙学问题。
可是,12年后,天文学家哈勃(Edwin Hubble)在加州威尔逊山天文台发现星系都在迅速离开地球,宇宙确实在膨胀。他证明了后来称为“大爆炸”(big bang)的理论,这是曾在麻省理工学院学习的比利时天主教神父和天文学家勒梅特(George Lemaître)提出的。爱因斯坦于1931年1月在威尔逊山天文台见到哈勃(又于1933年在帕萨迪纳见到勒梅特)后,否定了宇宙学常量,说这是他一生中最大的错事(或错话),并在(下面的)论文171中公开取消了它。据说,爱因斯坦在听到勒梅特详细介绍了他的理论之后,站起来赞扬说:“这是我听到过的所有关于宇宙创生的最美、最令人满意的说明。”
新近的实验证明,有某种东西使万物比在早期的宇宙中退离得更远更快。科学家现在相信,宇宙学常量Λ是说明这一现象的最好候选者。
68.“论辐射的量子理论”(Zur Quantentheorie der Strahlung),Physikalische Zeitschrift 18(1917):121~128。
本文是对光子的深入分析,它也证明了普朗克热辐射定律可以从一些与以跃迁概率为基础的原子结构量子论相符的假设推导出来。爱因斯坦表述了在定态间出现辐射跃迁的普遍统计法则。特别是,他引入了辐射的受激发射的可能性,这是激光器(laser)光辐射的受激发射放大(light amplifcation by the stimulated emission of radiation)的基本原理。
69.“梦魇”(Der Angst-Traum),Berliner Tageblatt,1917年12月25日。
在这一篇短文中,爱因斯坦提出了是否应该废除中学生的毕业考试的问题。爱因斯坦倾向于废除这类考试,认为这些考试在检验学生的知识方面并不成功,过分依赖于临时的死记硬背。他感到考试是无用而且有害的——一个教师可以从多年的教学过程来评判学生,这比仅仅根据一次毕业考试要好得多。学生在考试前常做恶梦,因为他们的整个未来依赖于通过考试。