愛因斯坦靠甚麼得諾貝爾獎 ?

mca

昨天在會址的新春團拜中，有幾位朋友談及愛因斯坦，梅西爾 (不是法國的 Charles Messier   ) 更愛因斯坦，指他是負心的人。說實話，愛因斯坦的確扺，他的第一任妻子是大學同學，兩人寫了不少情愛詩，但婚後的第 12 年分居了，5 年後離婚，同年愛因斯坦另娶表妹，全家都因此難受和痛苦。第一任妻子所生的大兒子 Hans 不滿父親所為，但關係尚好，次子 Edward 卻恨父親引至神經失常，最後被送進精神病院渡過餘生，這是一部家庭悲劇。

愛因斯坦在 1905 年發表狹義相對論，但獲諾貝爾獎的時間和原因卻不是這樣寫的。1921 年，諾貝爾獎委員會在公告中說，由於愛因斯坦發現了光電效應，所以決定把該年度的物理學獎授予他。許多後人認為，光電效應的影響力無法和相對論相比，只是相對論在早年未成氣候，故此得獎才是光電效應。

在得獎以前，愛因斯坦發表過 4 篇震動世界的論文:

1.  “光的產生與傳播” --- 這是光電學 (photoelectric) 和量子力學 (quantum mechanics) 上的重要引導文獻。在此之前，當代人都認為光是一種波動 (wave)，它靠一種假想中的媒體  "乙太" (ether) 傳播，愛因斯坦在文中提出新的觀念：光由無數多的光子組成，光電的意思是指某些高能量光子照射物體表面能夠產電流的現象，一 "粒" 光子只能攜帶特定的能量級 (quantum energy)  E = h‧f   或寫成   E = h‧c / w，式中的 h 是普朗克常數，f 是相應光波的頻率，c 是光速，w 是光波波長，因此波長 100 nm 的紫外光較 1000 nm 的紅外光多十倍能量，波長 ~0.1 nm 的高能 X 射線可穿透金屬片。 (光電簡介 http://www2.slac.stanford.edu/vvc/theory/photoelectric.html)

2.  “微粒在靜止液體內的跳動” (又稱布朗運動 Brownian motion) --- 証明液體是由分子組成，加強當代人對物質由粒子組成的認識。(布朗運動簡介 http://www.aip.org/history/einstein/brownian.htm)

3.  “移動中物質的電力學” --- 後來引伸為狹義相對論 (special relativity)，叫狹義是因為理論中的物體運動限定在等速和低於光速條件下進行，從中又衍生了在接近光速時出現的質量增加、時間變慢、長度變短等效應。

4.  “物體的質量是否與其能量有關呢” --- 在文章內愛因斯坦提出世界知名的能質-質量互換公式 E = m c square。  

提起普朗克 (Max Planck)，他算是愛因斯坦的恩人，寫論文時愛因斯坦只是一位普通專利局職員，不易獲出版界垂青，普朗克見過他的文章後，認為非池中物，就准許愛因斯坦論文在他主編的德國物理期刊出。1913 年更推荐愛因斯坦到柏林大學任研究所主任要職，入職後兩三年愛因斯坦便發表了廣義相對論 (general relativity)，提出星光可被太陽的重力 (gravity) 彎曲；太陽重力把水星所在的空間弄彎，結果水星軌道的近日點位移較牛頓力學推算還要多 43 角秒 (每世紀計)；星光又可以被重力紅移，這三項與重力有關的預言都被不同的觀測和實驗証實，不過愛因斯坦後來補充說："不管有多少次的試驗，都是不能証明我是對的，但只需要一個試驗，就可証明我的理論錯了" (No amount of experimentation can ever prove me right; a single experiment can prove me wrong.)，到目前為止還未有一個試驗可以推翻相對論。

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[註]  本文部份內容參考小冊子《愛因斯坦及相對論》，宓正著，1999 年北京科學出版社。作者在美國大學教書時認識了 Hans 及其家人，所以寫了本書，書中註明重要資料的來源，前言由愛因斯坦長孫 (Bernard Einstein) 撰寫，他提到祖父的往事，可信程度佳。

suman

多謝分享.

梅西爾

這本書三聯書店有出新版：

http://www.cp1897.com.hk/product_info.php?BookId=9620419596

PTS

1# mca

Hi,
If we judge from the scientific importance/significance of Einstein's 4 papers, each should have "earned" him a Nobel Prize.  Remember the 2009 Prize? it is a direct consequence of the Photoelectric Effect!
All these papers fundamentally changed our view of the universe.  

PTS

mca

"發現" 未必代表成就，記得中國古代科技有不少屬世界首次發現，但開花結果卻在外國 !   從光生電的現象在十九世紀末已被人發現了，當時的人只知其然而不知其所以然，直至愛因斯坦、克布朗等人研究光子，世人對光電的理解和應用才得以進步。愛因斯坦以光電研究得諾貝爾獎或者是這個原因吧，不過諾貝爾獎委員會的決定未必和局外人的意願一致，最受人批評的就是 1967 年尾 Jocelyn Bell 發現脈沖星事件，得到1974 年度物理學獎是她的導師和另外一位科學家，Bell 連丁點獎也沒有，事後很多人非議，著名天文學家 Fred Hoyle 甚至說這是一宗醜聞。

去年高錕 (光纖) 和另外兩位 (CCD) 分享諾貝爾物理獎算是遲來的春天，如果早些頒獎更好了 (2001 年我以公司 R&D 身份與高錕作業務午飯，當時高錕狀態完全正常。)



Alan Chu