普朗克和爱因斯坦的师友情

作者:魏德勇来源:蝌蚪五线谱发布时间:2021-01-11

两人亦师亦友的交情,是建立在科学研究基础上的友谊,也是彼此之间理解和支持的友谊。

“普朗克就是因此而专心致志于这门科学中的最普遍的问题,而不使自己分心于比较愉快的和容易达到的目标上去。我常常听到同事们试图把他的这种态度归因于非凡的意志力和修养,但我认为这是错误的……”1918年4月,柏林物理学会为著名物理学家马克斯•普朗克举行60岁生日庆祝会,天才科学家爱因斯坦在会上朗诵了慷慨激昂的祝词。

普朗克向爱因斯坦颁奖

普朗克向爱因斯坦颁奖(来源:物理学网)

这些话,没有一句是应酬之语。普朗克和爱因斯坦亦师亦友,交情匪浅,在科学界传下佳话。他们都是有科学创见且懂艺术的顶级科学家,也是物理学的代名词。他们的相交故事,要从“爱因斯坦年”(1905年)的一次聚会说起。

高山流水有知音

1905年初春,瑞士伯尔尼专利局的技术员爱因斯坦受邀到德国普朗克庄园参加一个由顶级科学家参与的家庭派对,派对的主题是物理和音乐的交流。 

普朗克庄园的主人正是柏林大学物理学教授、闻名西方的热力学权威普朗克。他不但对执力学研究颇深,还精通音乐,擅长弹钢琴和拉大提琴,曾担任慕尼黑大学学生演唱会的作曲。他与爱因斯坦的相识极为偶然。一个月前,他在《物理学大事记》杂志看到一篇关于相对论的论文后,主动联系尚未出名的作者爱因斯坦。两人交流甚欢,有相见恨晚之意,普朗克遂邀请爱因斯坦到庄园做客,做深度交流。

这一年,普朗克47岁,爱因斯坦26岁。从双方的年龄和社会影响力来看,爱因斯坦自然有受宠若惊之感。

普朗克(右一)、爱因斯坦(左二)等科学家在一起交流

普朗克(右一)、爱因斯坦(左二)等科学家在一起交流(来源:文汇网)

聚会现场,普朗克弹钢琴,爱因斯坦拉小提琴,他们共同演奏贝多芬的名曲。两人都是被科学耽误的音乐家,而对音乐和物理的喜爱使他们成为知音。不过当时谁也没想到,他们所创立的量子论和相对论后来居然成为现代物理学的两大支柱。

演奏结束,众人边品红酒边交流物理,其乐融融。普朗克和爱因斯坦则谈起量子理论及黑体辐射公式的运用问题。

“听说您今年要写几篇论文,其中一篇用量子理论解释光电效应,对吧?”普朗克很看重这位小自己21岁的年轻人,因为他弄不清对方脑中到底有多少新奇的想法。

“是的。您发现黑体辐射公式都5年了,可很多人还不认可量子理论,” 爱因斯坦说话很直接,“但愿我的论文可以让更多人相信这个新奇的理论。”

“非常感谢。您的论文发表后,我也可以全面阐述黑体辐射公式,并总结量子理论了。”普朗克愉快地说。

普朗克庄园聚会后的3月18日,爱因斯坦对外发表了一篇名为《关于光的产生和转换的一个启发性的观点》的天才级论文。此文认为光可以看作粒子,本身是有能量的,光子是量子的形式之一,这就是著名的“光电效应”。量子论由普朗克建立,爱因斯坦丰富此理论并提出新的“光电效应”,两人因此分别获得1918、1921年度诺贝尔物理学奖。他们的友谊在科学研究中得到升华。

鼎力支持称伯乐

“奇迹年”本是天才物理学家牛顿的专利,意指1666年他创立万有引力等学说,奠定了经典物理的基础。1905年,爱因斯坦一口气发表了6篇“惊天动地”的论文,一举奠定了现代物理学的基础,所以科学界称这一年为“爱因斯坦奇迹年”。6篇论文中的第1篇,即《关于光的产生和转换的一个启发性的观点》。

从这篇论文开始,普朗克更加关爱爱因斯坦,并充分利用自己的地位对这位物理新秀进行实质上的帮助和支持。

德国官方2马克硬币使用普朗克的肖像(来源:物理学网)

德国官方2马克硬币使用普朗克的肖像(来源:物理学网)

当年6月,爱因斯坦向德国物理学权威杂志《物理学年鉴》投了一篇名为《论动体的电动力学》的论文。作为杂志的主编,普朗克第一时间看到此文时,不禁拍案叫好。然而对文章是否发表,他还是有些犹豫:一则文中提到的相对论(即狭义相对论)没几个人看得懂(之前爱因斯坦在其它场合提到过),德国人更难认可这位同胞的超级贡献;二则《物理学年鉴》是权威杂志,以“半个世纪前敢于拒发未经认可的能量守恒定律论文”而著称,发文章十分谨慎。

尽管如此,普朗克不但及时向德国物理学界介绍狭义相对论,还顶着压力发表《论动体的电动力学》一文。这是爱因斯坦当年发表的第4篇天才级论文。

论文发表在欧洲引起轩然大波,德国更是出现一些反对狭义相对论的机构,争相批判爱因斯坦。对此,普朗克不但著文赞同狭义相对论,还在各种集会上对爱因斯坦表示支持,他成为相对论的最早庇护人。

学术支持外,普朗克还对爱因斯坦施以伯乐般的关爱。他知道,爱因斯坦不擅长讲课,虽然从伯尔尼专利局调到伯尼尔大学任副教授,但讲课浪费了很多时间。经过再三考虑,他让人给爱因斯坦发去一份特殊的聘书,书上有这样的话:“特聘爱因斯坦先生为柏林洪堡大学讲席教授,可自由选择是否授课。”

共同参加柏林物理学会会议的普朗克(中)和爱因斯坦(来源:物理学网)

共同参加柏林物理学会会议的普朗克(中)和爱因斯坦(来源:物理学网)

后来,由普朗克领衔的四位最有名望的学者联名上书德国教育部,建议增选爱因斯坦为普鲁士科学院院士。那一年是1913年,距相对论得到证实、爱因斯坦大红大紫还有6年!

正义发声被免职

一战过后,德国纳粹党头子希特勒疯狂迫害犹太科学家。1933年秋,出身犹太家庭的爱因斯坦被迫去了美国,后来不得已加入美国国籍。希特勒恼羞成怒,先让人查抄爱因斯坦的住所,焚烧所有书籍,查封银行账户,然后发动宣传机器,称爱因斯坦是“祖国的叛徒”,并悬赏十万马克买他的人头。

刚从国外旅游归来的普朗克得到消息后,心急如焚。经过缜密的思考,作为德国威廉皇家学会主席的他向德国科学院发出一份义正辞严的声明:“爱因斯坦先生是杰出的物理学家之一。他在我们科学院发表的著作对本世纪物理学的巨大贡献只有开普勒和牛顿的成就可与之媲美……我认为说这些话之所以必要,首先是为了让后代不要以为爱因斯坦先生在科学院的同行们不能充分理解他对科学发展的意义。”

普朗克为科学和友谊而“改变”(来源:物理双月刊网)

普朗克为科学和友谊而“改变”(来源:物理双月刊网)

希特勒看到这份声明很生气。他没有当场发作,而是等到一年多后借其它理由免去了普朗克的主席职务。

后记

普朗克的赏识和帮助,让爱因斯坦终生铭记。两人亦师亦友的交情,在岁月的洗礼中愈加醇厚。那是建立在科学研究基础上的友谊,也是彼此之间理解和支持的友谊。除了前文所述普朗克60大寿时,爱因斯坦发自内心的真诚祝辞外,1947年普朗克逝世后爱因斯坦所致悼词也略见一斑。悼词对普朗克进行公正的评价,其中几句是这样的:

“一个以伟大的创造性观念造福于世界的人,不需要后人来赞扬。他(普朗克)的成就本身就已经给了他一个更高的报答……(量子论)粉碎了古典力学和电动力学的整个框架,并给科学提出了一项新任务:为全部物理学找出一个新的概念基础。” 

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【主要参考文献】

1. 论文《普朗克与狭义相对论》,作者刘闯,《科学文化评论》2007年第4卷。

2. 论文《量子纠缠背后的爱因斯坦》,作者程鹗,《河南大学学报》2011年第2期。


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