第一节 小公务员的大发现

》一文中，爱因斯坦以统计的方法论证了悬浮粒子的运动速度及其颗粒大小与液体的黏滞系数之间存在着可用实验检验的数量关系。1908年，法国物理学家佩兰通过实验，完全证实了“布朗运动的爱因斯坦定律”。由于这项工作，佩兰荣获了1926年诺贝尔奖。

    爱因斯坦对于热运动的研究，不仅对专业学科十分重要，而且在认识论上还具有重大意义。它说明：某些自然科学家否定和怀疑原子论是没有道理的。爱因斯坦对分子观念的证明是令人信服的，以至连马赫和另一位原子论的坚决反对者奥斯瓦尔德也声称“改信原子学说”了。

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    爱因斯坦多年的不懈努力终于开花结果。

    爱因斯坦对于布朗运动的理论研究，成功地继承了过去分子物理学的工作，并使它获得了完满的结果。他在光学理论方面的研究工作是同已经取得的发现分不开的。不过，这一研究工作，一开始就具有革命性：它意味着科学发展史上的一次“飞跃”。

    1905年，爱因斯坦的另一篇论文《有关光的产生和转化的一个试探性观点》问世了。在以后的几年中，他还发表了几篇有关量子物理学的论文。

    在光的新理论中，爱因斯坦以普朗克1900年提出的假设为基础，认为：在热辐射过程中，能量的放出和吸收都是以不连续方式进行的；能量的最小数值叫量子，它的数值取决于基本作用量h-—“普朗克常数”，每次放出和吸收的辐射能都是这个数值的整数倍。

    爱因斯坦在思想方法上没有任何保守性，他很少顾及权威和因袭的教条，因而进一步发展了普朗克的思想，迈出了勇敢的第一步。

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    爱因斯坦敢于对权威提出质疑。

    他认识到，正确运用普朗克假设之后，光的学说便焕然一新：虽然光是在空间连续传播的一种波动现象，但光仅能集中于特定地点，产生物理作用。因此，光具有不连续的颗粒特性，它可以是一束光量子，即“光子”。

    爱因斯坦用下面的比喻解释过光子假说和普朗克理论的相互关系：“如果啤酒总是装在可容一品脱的瓶子里出售，由此完全得不出啤酒是由等于一品脱的不可分割的部分所组成的结论。”

    爱因斯坦的光量子学说，以最简练的方式阐明了“光电效应”，这种效应的基础是光与电子之间进行能量交换。这样便解释了光束打到金属上时，为什么能把电子从其表面上拉出来。这些电子在脱离金属表面之后的动能，与光源的强度无关，而完全取决于其颜色，在紫外光的情况下，电子的动能最大。10年之后，美国实验物理学家密立根的研究证明：爱因斯坦对于光电效应的解释是正确的。

    爱因斯坦关于光的新理论，究竟超过他同时代自然科学家的思想境界有多远，这从1913年柏林第一流的物理学家们的评论中可以一目了然。当爱因斯坦被任命为柏林科学院院士时，他们在赞扬了他在科学上的多方面成就后，要大家特别重视他的光量子假说：“他在探索过程中，往往会超出预想目标，比如在光量子假说方面就是这样，因而对他作出评价不会太困难。在精密自然科学中，一次冒险也不作，便不会有真正的创新。”

    爱因斯坦关于光的新理论，在哲学上从两个方面说来是重要的：其一，证明了普朗克在热辐射问题上发现的量子现象并非是辐射现象所特有，而在一般物理过程中都有表现。这样，由于普朗克的发现而动摇了的旧的形而上学观念，即大自然不作飞跃的观点彻底垮台了。其二，爱因斯坦的研究结果，揭示了光的两重性。原来光既是微粒，又是波动。于是，光的辩证矛盾得以证实。

    爱因斯坦的发现使惠更斯和牛顿彼此对立的光学理论统一起来，在更高一级上成为天才的假说。它是自然界中辩证法的光辉范例。后来，爱因斯坦也时常感到遗憾，因为人们都认为他是“相对论之父”。他在“相对论争论”中曾经对荷兰朋友说过：“为什么总是在我的相对论上饶费口舌？我还干了其他有用的、或许是更好的事情嘛！”

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    爱因斯坦的贡献不止限于一个领域。

    创始人，他仍然是科学史上最伟大的物理学家之一。他有关热运动、光量子理论和固体比热等问题的研究，对于自然科学的进一步发展有着极其重要的意义。然而，相对论无疑是他最重要的成就。与他其他的研究工作相比，相对论对自然科学思想体系产生了更深远的影响，它的作用远远超出哲学思想的范畴。它引起了一场最激烈的争论，也正是它点燃了爱因斯坦誉满天下的火炬。确实，爱因斯坦如果不是相对论的相对论的数学公式是举世闻名的：E=mc 2在今天几乎变成了成语。它表明能量（E）的转换与相应的质量（m）的转换是分不开的；而光速（c）的平方是比例系数，表示质量可以转换为能量。爱因斯坦关于质量和能量等价性的发现，简化了物理守恒定律的内容。长期以来，彼此分立的质量守恒和能量守恒定律，现在可以合并为一条定律：对于一个闭合的物质系统来说，质量和能量的总和在所有的过程中是不变的。

    我的一句话感受

    学习就需要有一种刨根问底的劲头，一旦遇到问题，就要多问几个“为什么”，积极寻找答案。