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119与索末菲谈量子论、次子爱德华、保罗·赫兹10.7-8(1 / 1)

爱因斯坦119与索末菲谈量子论、次子爱德华、保罗·赫兹107-8

1910年7月,爱因斯坦给慕尼黑大学理论物理学教授阿诺德·索末菲(注:arnoldsorfeld,1868年12月5日—1951年4月26日)写了封信,邀请其来苏黎世度暑假,并畅谈了自己目前对量子论的看法:

“非常尊敬的同事先生!

我犹豫了很长时间才给您写信,这是因为,一方面我非常希望请您在放暑假时来苏黎世,而另一方面我却又缺少勇气劝您这么做。因为关于辐射能的组成我还无法提出什么结论,甚至我的工作还无法暂告一段落。

不过,有一个问题我相信我看清楚了;看来无可辩驳的是,具有某种周期性的能量,无论出现在哪儿,都是以hv倍数的能量出现的。原则上讲,对更小份额的能量不能像对辐射或物质结构的振动那样再进行分解。

人孰无过;如果您发现我的推理中有缺陷我不会感到吃惊。不过,这种补救思想大概也会导致进退两难的境地。我也曾考虑过数不清的其他可能性,但总是回到这一结论上;如果不假设具有周期过程的能量的可分性是有限制的,那就无从下手。

亨德里克·安东·洛伦兹和马克斯·普朗克在《物理学年鉴》上所说的那些东西,对我来讲算不上什么新东西。

(注:洛伦兹在论文《洛伦兹1910a》中用了一些他以前在与爱因斯坦的通信中提出的关于对视网膜产生影响所需的少量的量子和光量子的空间维度的论据,对光量子的存在表示怀疑;

普朗克在论文《普朗克1910b》中则强调说需要以尽可能保守的方式在辐射理论中引入量子,他建议避免对麦克斯韦方程作修正,而把振荡器的能量当作hv的一个倍数——至少在它被激发时——来处理。)

我也并不相信,一种能对统计特性作出最简单的说明的粗俗的唯物主义的辐射点结构观可以行得通。因此,有我看来,麦克斯韦的那些方程对于真空情况是否能成立这个问题并不是根本性的,因为把它们与描述能量和有质动力的表达式一起来理解时,这些方程只有一个物理内容。

普朗克并没有就反对我对能量分布和辐射动量的统计学考虑提出任何合理的论据。而且没有继续就此问题撰文进行讨论(他对我的信没有答复)。”

另一方面,现在固体比热容方面的实验数据更多的支持自己固体比热容量子化的观点:

“现在看来相当肯定,在焓(热函方面),固态物质分子的行为本质上与普朗克的共振器是相似的。能斯特发现了在银和某些其他物质中得到了确认的关系,而我最近通过阅读得知,以钻石的热行为可以预见,它确实有一个吸收红外线的极大值(这个理论是从比热l=11μ而获得的,但所观察到的值则是l=12μ)。

(注:瓦尔特·赫尔曼·能斯特,whwaltherherannnernst,1864年6月25日-1941年11月18日,德国化学家和物理学家,因研究热化学,提出热力学第三定律的贡献而获1920年诺贝尔化学奖;

爱因斯坦1906年11月9日固体比热容量子化论文《普朗克的辐射理论和比热容理论》预测金刚石在λ=11μ处,将显示最大的吸收或是无吸收效应。)”

对目前光电效应的实验数据,爱因斯坦表示乐观,因为起码实验证明发射电子的动能不像经典电磁理论,也就是波动论预言的那样取决于入射光的强度:

“由于实验有一些异乎寻常的困难,因此我并不大在意这一事实,即这些结果尚未证明,最大的光电效应对v的依赖与金属的性质无关。

就目前而言,发射出的电子的最大速度并不取决于激光的强度这一事实对我来说更为重要。”

爱因斯坦目前最关心的还是这封信一开始提及的辐射能组成的最终结论,即辐射能量的量子论和波动论能否和谐统一的问题:

“在我看来。整个问题的关键就是:‘能量子(注:量子论)和惠更斯原理(注:波动论)是否能彼此相容?’

表面上看,不行,但上帝仍然知道怎样找到巧妙的解答。”

(注:惠更斯原理是研究波传播问题的一种分析方法,由荷兰物理学者克里斯蒂安·惠更斯提出。这个原理指出,球形波面上的每一点(面源)都是一个次级球面波的子波源,子波的波速与频率等于初级波的波速和频率,此后每一时刻的子波波面的包络就是该时刻总的波动的波面。

其核心思想是介质中任一处的波动状态是由各处的波动决定的。光的直线传播、反射、折射等都能以此来进行较好的解释。但是原始的惠更斯原理不能解释衍射现象,后来法国物理学家奥古斯丁·菲涅耳对惠更斯原理做了补充和完善,形成了惠更斯-菲涅耳原理,能够较好地解释衍射现象,并指出衍射现象是波叠加的结果。

需要注意的是,惠更斯原理是一种近似理论,虽然可以解释许多波动现象,但在一些复杂的情况下,如波的干涉和衍射等,需要使用更精确的理论来描述。同时,惠更斯原理也无法解释波粒二象性等量子现象,这需要引入量子力学的理论框架来进行描述。)

除了以上这些,爱因斯坦还表示自己很赞赏索末菲对狭义相对论进行四维形式化处理的论文,当然,美中不足的是四维方程的解不是以同样的方式出现在现实世界中:

“我非常欣赏您的新作(注:《索末菲1910b》)。您怎么能想到我都不知道如何来形容这项研究的美妙了?

对四维形式关系的讨论在我看来是一个进步,它可以与例如在二维的流体动力学和静电学中引入复值函数相美。在萨尔茨堡(注:去年9月的科学会议)与您的谈话中我也许没有把我在这方面的看法正确地表达出来。事情的条件(微分方程)在四维中是对称的;这一认识使得找出那些条件变得更容易了。

在我看来,四维探讨的意义的局限就在于这一事实,即在对我们来说有意义的那些方程的解中,这四个维不是以同样的方式出现的。”

在信的最后,爱因斯坦表示因为维也纳的反对,自己不会去布拉格德文大学任理论物理学教授:

“附言:我将不去布拉格。我从布拉格听说,部里提出了异议。”

7月27日,爱因斯坦给哈比希特写了封信,告诉他索洛文和埃拉特来了,并邀请他来苏黎世相聚:

“亲爱的康拉德·哈比希特先生!

索洛文来这里了,他很想再次见到您。若不是他刚好和埃拉特一起到山里作徒步旅行,他肯定会亲自给您写信的。所以,如果您愿意,请来看我们——最好是明天即星期四的下午或晚上来。

谨致最良好的祝愿。您的

爱因斯坦

关于这位大提琴演奏者还没有进一步的消息。”

7月28日,爱因斯坦和米列娃的次子诞生了,取名爱德华(eduardeste,1910年7月28日——1965年10月25日)。

7月30日爱因斯坦给伯尔尼的吕西安·查文(cienchavan,1868年-1942年)夫妇发了生子喜讯:

“我亲爱的朋友们!

我赶紧告诉你们,我的夫人又给我生了一个健康的小儿子。你们真诚的

爱因斯坦”

爱因斯坦以前在苏黎世做家教的雇主、苏黎世联邦理工学院历史学教授阿尔弗雷德·斯特恩(alfredstern,1846年-1936年)也收到了生子喜讯:

“尊敬的斯特恩教授先生!

我冒昧地告诉您我的夫人又给我生了一个男孩,我们给他取了个漂亮的名字叫爱德华。

谨向您和您受人尊敬的一家致以最良好的祝愿。您的

阿尔伯特·爱因斯坦”

8月1日,传说中收养了爱因斯坦和米列娃私生女莉色儿的、米列娃的女同学海琳·考夫勒·萨维奇(helenekauflersavic)一家同样收到了爱因斯坦次子出生的喜讯:

“我亲爱的朋友们!

我高必地告诉你们,鹳鸟给我们送来了一个健康的男孩。米列娃不久将写信把详情告诉你们。

你们真诚的

阿尔伯特·爱因斯坦

米列娃和我们的大儿子也向你们问好。”

8月2日星期二,爱因斯坦回复了外校寄宿生路德维希·霍普夫(dwighopf,1884年-1939年,博导为阿诺德·索末菲,注册听了爱因斯坦1910年夏季学期在苏黎世大学讲授的所有三门课程)借父母名义的赴宴邀请,说明自己最近很忙,因此,遗憾的不能去赴约:

“亲爱的霍普夫先生!

感谢您和您的父母友好的邀请。但是我不能去,因为我约了高卢先生(注:卡尔·高卢,karlgaule,力学研究生,6月23日挽留爱因斯坦的签名人之一)今天上午来研究所。

明天(星期三)我要去温特图尔看我的孩子(注:长子汉斯在温特图尔技术学校的数学和物理学教授阿道夫·格拉斯家做客)。以后我就又有时间了。您想什么时候来就来吧。最好您来之前给我寄张明信片。

谨向您和您的父母致以最亲切的问候。您的

阿尔伯特·爱因斯坦”

工程师拉斐尔·勒温科维奇(raphaelleowitsch,1883年-?)要来爱因斯坦这调试静电感应小机器的实验了,因此,8月11日爱因斯坦写了封明信片发往沙夫豪森邀请哈比希特兄弟最好明天来相聚研究下小机器的实验:

“亲爱的康拉德!

勒温科维奇先生明天(星期五)晚上又要来了。如果您也能来我就太高兴了。

谨致最良好的祝愿。您的

阿尔伯特·爱因斯坦

你们什么时候来做实验?”

就是劳布1909年5月16日信中提及的想独吞科研成果,把科研当成前途来看待的海德堡大学数学物理学的编外讲师保罗·赫兹(paulhertz,1881年-1940年),爱因斯坦也与其有了交往,此前1910年3月16日爱因斯坦在给劳布信的最后还让其代自己给赫兹致以最良好的祝愿。

现在8月14日爱因斯坦直接给赫兹写了信,赞赏了其对自己论文的批评意见,尤其难得是赫兹关注的物理学领域还是爱因斯坦比较热衷,对常人来说比较晦涩,而学界却不太重视的热力学领域。

保罗·赫兹1910年的论文对爱因斯坦1902年6月26日的《关于热平衡和热力学第二定律的分子运动论》和1903年1月26日的《热力学基础理论》的某些观点提出了批评意见,这冷饭炒的爱因斯坦相当舒服,导致自己的学术小兄弟雅各布·劳布都失宠了,他鄙视的家伙在爱因斯坦嘴里都成亲爱的赫兹先生了,还向其发出了面谈邀请:

“亲爱的赫兹先生!

读了您的论文我非常高兴。我很希望我们能面对面地就所争论的观点进行讨论,因为在《物理学年鉴》上进行论战并不是件好事。毫无疑问,我们会澄清一切问题并达成一致。最好您能到苏黎世我这里来。除了9月初外,我所有时间都在这里[注:爱因斯坦要参加9月6日在巴塞尔的瑞士物理学会(瑞士自然研究者协会)的会议,在会议上他宣读了7月15日的论文《论作用在磁场中铁磁性载流导体上的有质动力》]。

谨致最良好的祝愿。您的

阿尔伯特·爱因斯坦”

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