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爱因斯坦110苏黎世的生活、布朗旋转、致敬赫佐格09.10-11(1 / 1)

爱因斯坦110苏黎世的生活、布朗旋转、致敬赫佐格0910-11

1909年10月15日,爱因斯坦正式开始了自己苏黎世大学理论物理学副教授的生涯,其年薪为4500法郎,教学任务是理论物理,每个星期6-8个课时,还要负责指导一些实习课程。

在苏黎世大学的1909/1910年的冬季学期(1909年10月18日到1910年3月5日)中,爱因斯坦开设了三门课:力学概论、热力学和物理讨论班。

爱因斯坦的备课讲义参考了多种不同的教本,而且他常常自己推导授课内容,而不是抄录教本,据爱因斯坦的学生汉斯·坦纳回忆他通常只带明信片大小、包括授课提纲的纸片到课堂上来,细节部分则课堂上实时重建,当然重建中也偶有失败的时候。

爱因斯坦授课的另一个特点是重视基本原理和物理概念的阐述和讨论,这反映了爱因斯坦重视探讨和理解实际物理理论图景,也就是重视理解物理意义的阐述和寻求,这也是其科研创作的特点。

爱因斯坦的授课也注重对当时的物理学前沿问题的阐述和应用,这在其分子运动论和统计物理学的相关授课中最明显。

由于爱因斯坦从伯尔尼搬到了苏黎世居住,因此作为瑞士公民他需要通知伯尔尼驻军司令部自己的新住址,并且到警察局登记他的住址的变化情况,但此时他没有时间做这事了,并于10月19日写信给自己在伯尔尼的私人学生吕西安·查文(cienchavan,1868年-1942年)帮助处理此事:

“亲爱的查文先生!

我把我的兵役证和居住许可证寄给您,并请您费心通知地区军警司令部以及警察局我的居住地变迁的情况。一切已经开始。尽管工作繁重,但我非常喜欢我的新职业。

谨致真诚的问候。

阿尔伯特·爱因斯坦”

任职苏黎世大学副教授后,爱因斯坦与1900年9月曾经求职助教的对象、曾经的数学老师、苏黎世联邦理工学院数学教授阿道夫·胡尔维茨(adolfhurwitz,1859年3月26日-1919年11月18日)也有了交往,10月22日星期五他写短信给胡尔维茨要求推迟到下周二去见他:

“非常尊敬的同事先生!

很遗憾,明天我不能来了,因为我有些客人。我可否在星期二下午5点来?

谨致最良好的祝愿。

阿尔伯特·爱因斯坦”

后来爱因斯坦与胡尔维茨结下了深厚的友谊,他成了胡尔维茨家周末音乐会的常客,他有时还帮助解决胡尔维茨女儿的数学作业题。

来到苏黎世后,爱因斯坦与自己现实中的守护天使、伯尔尼专利局的推荐者、现在的苏黎世联邦理工学院数学教授、好友马塞尔·格罗斯曼(1878年4月9日-1936年9月7日)相见也更加容易了,他经常在午饭后拜访格罗斯曼,就一些复杂的几何和微积分运算寻求他的帮助,最终格罗斯曼把开拓广义相对论的数学工具——非欧几何——交给了爱因斯坦,两人还根据爱因斯坦的物理构想对广义相对论进行了卓有成效的数学构建,甚至接近完成了最终的广义相对论场方程。

更令爱因斯坦意外的是他现在与主动退出了与其竞争克莱纳争取到的副教授职位,并极力帮助其就职的奥地利社会民主党领导人的儿子弗里德里希·阿德勒(friedrichadler,1879年-1960年)成了邻居,他们两家人走的更近了,阿德勒在10月28日给父亲的信中写道:“通过与爱因斯坦深入交谈,我越来越认识到我对他的好评是公正的。”

晚上,爱因斯坦与阿德勒经常在一起讨论物理学和哲学,为了不受孩子或妻子打扰,他们往往会去三层建筑的顶楼讨论。阿德勒向爱因斯坦介绍了皮埃尔·迪昂的著作《物理学理论的目的与结构》,其比马赫更具整体论色彩的观点对爱因斯坦的科学哲学产生了一定的影响。

阿德勒特别佩服爱因斯坦独立思考的能力,他认为爱因斯坦有一种不受他人所左右的品质,反映出内心的自信而非傲慢。爱因斯坦则劝阿德勒埋头钻研科学,而不是热衷于政治。

经过伯尔尼时代7年的社会锤炼后,30岁的爱因斯坦在作人为事方面也更加圆润通达,这从他对这一时期的一件小事的处理上可以看出来。据汉斯·坦纳回忆,一天爱因斯坦收到了普朗克寄来的一篇论文,并发现了其中的证明错误,他将论文拿给学生看,让他们尝试找出其中的错误,学生们寻错失败后,爱因斯坦指出了论文的错误。

此时,学生们建议写信给普朗克,向他指出这个错误,但以前动不动就像好斗的公鸡似的跟人学术论战的爱因斯坦却决定息事宁人:“我们不需要告诉他犯了一个错误。毕竟结果是正确的,只不过证明错了。我们只需写信告诉他实际证明应当是怎样的就可以了。重要的是实质内容,而不是数学证明。”

10月29日,爱因斯坦给亚琛技术大学的物理学编外讲师埃德·梅耶(edgaryer,1879年-1960年)写了封回信,阐述了自己对照相敏感阀的看法:

“亲爱的梅耶先生:

非常感谢您的来信和您有关照相的敏感朗的研究。”

综合各种资料,爱因斯坦认可照相曝光过程中底片会有复原、恢复原状的逆转现象,因此在照明强度足够弱的情况下,会出现基本结构不显影的状态,所以,摄影不适用于检测小的光强度是否会产生化学作用的问题,这类问题的检测最好采用类似光电效应作用原理的方法。

在信的最后爱因斯坦还要求梅耶不要客套的称呼自己,并给了梅耶自己在苏黎世的通信地址:

“最后,我想请您别那么客套地称呼我,我希望您把我当作一位同志。谨致最良好的祝愿。您的

阿尔伯特·爱因斯坦

由于要讲课,我很长时间设写信了。对于讲课,我还不习惯,真把我累坏了。我的地址是osonstr12号。”

11月1日,爱因斯坦给苏黎世州教育局写了封信,要求教育局帮助自己报销搬家费用:

“非常尊敬的教育局局长先生!

本信的签署者,到目前为止还是伯尔尼联邦专利局的一名技术专家,已被本州政府1909年5月7日的决议任命为苏黎世大学的理论物理学副教授。鉴于他囊中羞涩,他恳请教育局帮助他支付搬家费用。随信附上所说的账单。

谨致敬意

阿尔伯特·爱因斯坦教授博士

osonstr12号”

11月4日,苏黎世州教育局局长海因里希·恩斯特(herichernst,1847年-1934年)给州政府写了报告,要求支付爱因斯坦225法郎的搬家费,州政府2天后同意了此项报销申请。

11月5日,爱因斯坦在新的人生阶段依然没忘记骚扰康拉德·哈比希特,这次的骚扰理由是自己收不到保罗·哈比希特的回信,自己有点着急了,同时他还邀请康拉德来苏黎世一起过圣诞节假期:

“亲爱的康拉德!

我很担心,因为我给保罗寄了几张明信片他都设有回信。请马上写信告诉我是否一切顺利。我请您在圣诞节放假期间到我这里来住几天,这样咱们可以一起工作。

谨致衷心的问候。您的

阿尔伯特·爱因斯坦

我的夫人也向您致以良好的祝愿。

地址:osonstr12号

也许您可以在圣诞节前的一个是期天来。”

巴黎索邦大学的物理化学讲师让·巴蒂斯特·佩兰(jeanbaptisteperr,1870年9月30日-1942年4月17日)1909年发表论文公布了自己对布朗运动旋转值的测定,实验结果符合爱因斯坦的理论预测,对此,爱因斯坦十分高兴,于11月11日给佩兰写了封信表达了自己的高兴之情:

“非常尊敬的同事先生!

您可以想象得出我怀着多么巨大的兴趣研究了您的文章。我本来认为对布朗运动的研究不可能如此精确;您对这个材料进行了研究,这是值得庆幸的。我没料到,对转动的测量真的能实现。我原来只不过把它当作是一种很好的消遣。”

(注:1905年12月19日布朗运动第二论文《关于布朗运动的理论》第四部分《把推导出的方程应用于布朗运动》提出了悬浮球在液体中绕它的直径作无向位摩擦的自由转动的平均转动值理论公式,即本作《爱因斯坦57》公式22。)

爱因斯坦在信中阐述说分子大小的精确测定有非凡的重要意义,因为这可以检验普朗克辐射公式的有效性,而普朗克辐射公式对物理学的发展具有至关重要的的意义:

“我觉得,对分子大小的精确测定有着非凡的重要意义,因为用这种测定比用辐射测量能对普朗克的辐射公式做出更精确的检验。由于普朗克的辐射理论也能导致对原子的绝对大小的测定,这种测定自称具有严格的有效性,因此,普朗克的值和您的值之间的差异:

61·1022(普朗克)和706·1022(佩兰),

引起了人们的关注。由于必须承认普朗克的公式显然只是以理论为基础的,因而人们就更关注这一差异。从我连同这封信一起给您寄去的这几篇文章中,您可以明白为什么普朗克的公式是否正确这个问题对我来说如此重要。”

因为对布朗运动的实验研究,让·巴蒂斯特·佩兰后来获得了1926年诺贝尔物理学奖。对这位新近进入自己视野的实验物理大神,爱因斯坦也兴趣满满,要求佩兰把自己的大作寄给自己,即使与自己的工作无关也没事:

“最后,我想衷心地感谢您对我个人表示出的友好之情,并请您继续把您那些令人钦佩的论文寄给我,即使它们并不涉及我的研究领域也无妨。您也可以把[我们的]这些抽印本和您的论文一起寄给外斯教授(注:皮埃尔·外斯,pierreweiss,法国物理学家,1865年3月25日-1940年10月24日)。

谨致最良好的祝愿。您的忠实的

阿尔伯特·爱因斯坦”

11月17日,爱因斯坦回复了留在伯尔尼的好友米歇勒·贝索(1873年-1955年)的明信片,表示自己已经看到了照相敏感阀的论文(10月29日与埃德·梅耶信中探讨了此事),并明白光化学过程不适于检测量子假说:

“亲爱的米歇尔!

十分感谢你寄来的明信片。我已经读过了《展望》上发表的那篇文章。看来光化学过程的逆转现象,尤其在对应于较弱的照明度的那些过程中,是自发地发生的。由此会出现一种动态平衡,从而随着时间的增加,反应不再进行。激发阀大概是明显的。因此,看来光化学过程不适于用来检验量子假说。”

在信中爱因斯坦向贝索表示自己的授课工作很忙,没时间搞科研,已经与贝索曾经的恩师苏黎世联邦理工学院机器制造专业教授、工程热力学专家奥列尔·斯托多拉(aurelstodo,1859年5月10日-1942年12月25日)见过面了,米列娃和小机器都不太正常,恩师克莱纳教授也很古怪:

“我要讲课,所以总是非常忙。这样,我实际的空闲时间比在伯尔尼时要少。但是在这个过程中也能学到很多东西。对光量子只作了一点思考而且还不成功。

我又与斯托多拉谈了一次。他是个很好的人,并托我向你问好。

(注:贝索在1891年-1895年在苏黎世联邦理工学院机械工程系就读时听了斯托多拉的课,并将其内容传给了爱因斯坦。)

由于米列娃没有康复,失去了心理平衡。

(注:米列娃这一时期有些抑郁,而且到苏黎世不久又怀孕了。)

哈比希特和小机器在这儿。它能产生万分之一伏的电压。接触器的情况还不正常。

克莱纳很古怪,但还能忍受。

(注:阿尔弗雷德·克莱纳教授,爱因斯坦的博导,帮助爱因斯坦入职苏黎世大学副教授的主导者。)

余言再叙。谨向你和你的家人致以衷心的问候。你的

阿尔伯特

osonstr12号”

11月18日,爱因斯坦给埃德·梅耶(edgaryer,1879年-1960年)写信,继续了9月28日梅耶放射性衰变涨落研究公式推导的研究,并以“哈利路亚”欢呼自己的失误:

“亲爱的梅耶先生!

哈利路亚!您是对的!由于疏忽,我漏了最后那个积分。”

在信中爱因斯坦根据更正的公式推导了电极上电量的涨落情况,并要求梅耶不要奉承自己:

“您的来信给我很大快乐。但您不应该那么奉承我。我开的课的工作量很大,比我预计的大多了,因此我不可能有那么多时间享受沉思默想之乐了。有时间我将读读坎贝尔(注:诺曼·坎贝尔,norancapbell,1880年-1949年)的论文;无论如何,我给您提供的这个公式肯定是正确的。

(注:诺曼·坎贝尔的论文批评了梅耶对放射性γ衰变中的涨落问题的研究。)

谨向您和您的家人致意。您的

阿尔伯特·爱因斯坦

我夫人向你们致以真诚的问候。”

11月份,爱因斯坦夫妇与传说中收养了他们私生女莉色儿的、米列娃的女同学海琳·考夫勒·萨维奇(helenekauflersavic)依然有书信交往,甚至与他的家人也在现实的交往中:

“亲爱的海琳!

我们和您的那位出色的堂兄弟在一起非常开心,他没有理由不姓考夫勒……这个值得自豪的姓。

糟糕的是,他现在在布雷西亚,而我并不是惟一希望他再次来这里的人。谨向您、您的丈夫和您的那些小家伙致以亲切的问候。

您的

阿尔伯特·爱因斯坦”

11月30日,爱因斯坦副教授首次行使了自己的教授职权,对别人的博士论文发表了专家意见,这位幸运者名为赫尔曼·斯库普(herannschuepp,1884年-1971年),博士论文题目为《在突然制动情况下刚体运动的变化》。

更令人悲伤却又略带温情的是斯库普的博导为不久前刚去世的苏黎世联邦理工学院机械工程学教授、苏黎世联邦理工学院的院长、1895年9月对首次报考理工学院的神童爱因斯坦半“买账”的阿尔宾·赫佐格(aibherzog,1852年-1909年),冥冥之中的奇妙巧合,因此,爱因斯坦副教授对赫佐格的遗弟子态度也相当温和:

“这篇论文探讨了由刚体组成的力学系统的速度的急剧变化问题。

该文先(第1-第14页)明确地阐述了有关这类过程已知的理论;在一个补遗(参见第11页)中,作者对阿佩尔(apell)的理论作了更一般的表述,以便能更得心应手地把这个理论应用于解决专门的问题。

随即(第12-第29页),这个普遍性理论被用来计算:由车轮和车体框架因(被视作刚体的)道路不平而经历的速度变化(颠簸)在一行驶的汽车中所引起的表观摩擦阻力。作者的计算既准确又方便,随后,他把计算结果(参照莫林or的实验)与经验做了比较(第29第-37页)。尽管所使用的实验材料,还没有丰富到足以为构成这个理论基础的假设做出完全的确认,但是,通过巧妙地运用这些有限的可利用的观察材料,作者还是成功地使人们觉得他的结果的有效性似乎是可信的。

在这篇论文的最后部分,作者又一次运用这个普遍性理论,对所谓杆链的行为从运动(颠簸)的瞬时作用的原因方面进行了研究。在第37-第44页,他探讨了在颠簸时链节处于直线状态的情况。这篇论文的余下部分(第45-第52页)讨论了用复原缓慢、十分柔软的弹簧代替杆链的某些结果。

这篇论文通篇叙述明确,条理清晰,思考镇密,而且——就这个题目所允许的程度而言——行文简练。

因此,按照如上所述,这里所讨论的论文证明了作者有独立从事科学研究的能力,并且由于作者在其他各方面也满足了获得博士学位的各项规定,我建议接受他的申请。

阿尔伯特·爱因斯坦”

阿尔宾·赫佐格指导的这篇博士论文于12月21日获得了系里全体一致的同意,赫尔曼·斯库普则于1910年4月4日被苏黎世联邦理工学院授予博士学位。

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