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不只是科學家:愛因斯坦與他的鎂光燈生涯

不只是科學家:愛因斯坦與他的鎂光燈生涯

我們想讓你知道的是

西元1905年,26歲的愛因斯坦取得了博士學位,同年他也發表了關於光電效應、布朗運動、狹義相對論、質量和能量關係的4篇論文,取得了歷史性成就,該年被後人稱為愛因斯坦「奇蹟的一年」。

文:Pual Halpern
譯:王亭文

當你走在街上,隨意地搭訕陌生人,說出幾位物理學家的姓名,他可能不知道薛丁格是誰,又或許對普朗克一點概念都沒有,但一提到這個人,可說是無人不知、無人不曉,在物理史上,正有這麼一位家喻戶曉的巨星──亞伯.愛因斯坦(Albert Einstein, 1879 – 1955)。

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圖片來源:Physics Today
圖一、亞伯.愛因斯坦

眾所矚目的焦點

西元1905年,26歲的愛因斯坦取得了博士學位,同年他也發表了關於光電效應、布朗運動、狹義相對論、質量和能量關係的4篇論文,在物理學的4個不同領域中,取得了歷史性成就。該年被後人稱為愛因斯坦「奇蹟的一年」。

西元1915年,愛因斯坦發表了廣義相對論,他在裡面提到,重力並不是一種力,而是宇宙彎曲的副產物,這無疑顛覆了人們對於重力的概念,起初,這個理論指對學界造成迴響。然而。在西元1919年的日蝕觀測,幫助他證明了廣義相對論,自此這個理論一夕成名。

當時的美國社會相當仇外,但他們被愛因斯坦這位直言不諱的外國科學家深深吸引著,從那時開始,愛因斯坦古怪的性格及熱情,讓他不再單單是一位物理學家,而是媒體吹捧的明星。

在愛因斯坦提出廣義相對論3年半後,1919年5月,英國天文學家愛丁頓帶領了考察隊到西非的普林西比島去觀測日全食,目的是檢驗廣義相對論的預測。愛因斯坦認為光束在掠過太陽時,會因太陽周遭彎曲時空的影響而偏折。1919年的日全食恰好提供機會,讓愛丁頓此測量出此偏折角度,藉以證實或推翻廣義相對論。愛丁頓從日全食照片發現,光束偏折角度在誤差範圍內正好與愛因斯坦的理論預測相符,人們深信已久的古典力學就這樣子被推翻了,此消息立即成了當時全球報紙的頭版新聞,愛因斯坦開始聲名大噪。

當時在報章的科學報導剛興起,記者們捕捉到了這位科學界的明星,如同培養偶像,大肆讚賞及宣傳愛因斯坦,但是,難道些記者都完全理解愛因斯坦的學術研究嗎?當然不可能。絕大部分的記者都沒有受過當代理論物理的教育,要理解愛因斯坦的深奧的研究,形同紙上談兵,因此這些記者透過向其他專家探聽愛因斯坦理論的重要性,含糊地描述後加以渲染,刊載在報紙上供大眾閱覽。

讀者也意識到,其實他們根本看不懂愛因斯坦到底在研究什麼。他的研究被批上了一層神秘的面紗,如此的朦朧感甚至吸引了更多人,讓他的聲望水漲船高,愛因斯坦於西元1921年因為光電效應而獲得諾貝爾奬,他的名氣被推向了更高的巔峰。

西元1933年,因受納粹德國的迫害,愛因斯坦遷居美國,並擔任普林斯頓高等學術研究院教授,雇用了許多助理,繼續進行他的研究,他致力於找尋宇宙的第五個維度,然而這項研究依舊無果,在西元1945年他放棄了這項研究。隨著量子論的發展,越來越多證據顯示,量子力學應該是正確的。媒體開始轉換風向,吹捧薛丁格的研究,但愛因斯坦依舊對量子論不屑一顧。愛因斯坦開啟了量子力學的這扇大門,但卻一生都在努力證明量子力學的錯,結果是一個都找不到。

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圖片來源:Physics Today
圖二、普林斯頓高等學術研究院

愛因斯坦的地位,在第二次世界大戰之後更提升到了無與倫比的地位,當時他與利奧.希拉得向美國總統羅斯福上書,基於擔憂德國納粹成功製造原子彈,建議開始著手研發原子彈,說服了美國政府,啟動曼哈頓計劃,並在戰爭中成功引爆。這一切都歸功於愛因斯坦所提出的質能守恆理論,原本已經相當知名的他更是聲名大噪。但由於原子彈所造成的重大傷亡,也敗壞了愛因斯坦的良好名聲,美名與臭名並存,愛因斯坦成為了核能世代最重要的推手之一。

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圖片來源:Physics Today
圖三、一篇1934年的報導指出愛因斯坦致力於研究核能。

研究上的挫敗

然而,事情總不會那麼順利,經過那「奇蹟的一年」及輝煌的數年,愛因斯坦在研究上也遇到了許多的阻礙,他奠定了現代物理學兩大支柱之一,同時卻也被自己絆倒了。

在1920年代開始,愛因斯坦已經開始嘗試擴展廣義相對論,他認為能夠將電磁力及重力合併到一個均勻場內,當他發現愛丁頓的仿射幾何理論並不完備後,便激起了他想從事這份研究的熱忱,媒體也幫他廣告了一番。然而到了1925年末,他發現自己根本沒有辦法找到一個「沒有奇異點」的理論,因此他決定放棄這項研究。

西元1928年,愛因斯坦被診斷出了心臟病,而被迫休息。當時他正在思考絕對平行(Distant Parallelism)的架構,找尋一個可以統一重力及電磁力的方法。因此當他一恢復,便立即投入工作當中。西元1929年,愛因斯坦發表了這篇論文,他甚至認為這個理論超越了他以前的研究,是有生以來對於人類最大的貢獻。

當時他適逢50歲生日,僅管這篇論文依舊初步,而且缺乏實驗的佐證,依舊立即吸引了媒體的目光,並獲得了數篇來自知名期刊及報章的大篇幅報導,甚至1000本的期刊在短短3天內就銷售一空。當時量子論這門學派蓬勃發展,記者們卻還是願意為了報導愛因斯坦而鞠躬盡瘁,愛因斯坦著實是為媒體寵兒。

包立是愛因斯坦少數的知音之一,他精準地指出愛因斯坦絕對平行理論中,無法吻合廣義相對論預測的地方,例如重力會造成光的彎曲等等。當時包立也寫信給愛因斯坦,認為這個理論不可行,他總有一天一定會放棄這項研究。包立認為,這種理論頂多吸引的到記者的眼光,不用說美國物理學家,更別提歐洲物理學家了。


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