第5章 大放异彩的1905年

爱因斯坦在伯尔尼专利局工作的那些年，正是他思想活跃的年代。物理学历史的发展正经历着一个令人困惑同时也预示着一场伟大的革命即将到来的时期。当历史的需要呼唤一位伟人出现时，他以矫健的步伐走向了历史舞台。

五个星期之内，他完成了《论动体的电动力学》这篇论文。虽然只有短短的3000字，一个划时代的理论——相对论诞生了。为了这篇3000字的论文，他苦思冥想了将近10年。

1905年6月，他将这篇论文寄给了当时世界物理学界最权威的杂志——莱比锡《物理学年鉴》。

早在1905年的3月和5月，爱因斯坦还曾将他当时新完成的另外两篇论文《关于光的产生和转化的一个启发性观点》和《热的分子运动论所要求的静液体中悬浮粒子的运动》，先后寄给了《物理学年鉴》。这篇相对论论文已经是他爱因斯坦当年寄去的第三篇论文了。

同时，他还将自己4月份完成的一篇关于分子运动理论的论文《分子大小的新测定法》寄给了母校苏黎世联邦工业大学，作为申请博士学位的论文。这篇论文爱因斯坦自己认为分量比那三篇要轻得多，因此未寄往《物理学年鉴》。

他又为《论动体的电动力学》这篇重要论文写了一篇补充性论文《物体的惯性同它所包含的能量有关吗》，这两篇论文同时成为开创相对论的重要论文。论文完成后，爱因斯坦也将它寄给了《物理学年鉴》。

他先后寄到《物理学年鉴》去的三篇论文，竟同时在1905年9月该杂志的第十七卷上发表了出来。后寄去的一篇，也在随后的第十八卷上发表了。

而另外那篇寄到苏黎世联邦工业大学去的论文，则为论文的作者轻松地摘下了博士的桂冠，并且当年就在伯尔尼发行了单行本。后来爱因斯坦又将它寄给了《物理学年鉴》，发表在1906年第十九卷上。

当时像《物理学年鉴》这样著名的权威科学刊物，谁能在它上面发表一篇论文就是一件很了不起的事，而爱因斯坦的这五篇论文，竟全部都是在它上面发表的，而且其中三篇还发表在同一期上。在同一期刊物上发表同一位作者的三篇论文，这在《物理学年鉴》的历史上从未有过，更不用说这三篇论文还同时在20世纪物理学新开辟、新发展起来的三个主要的未知领域里——相对论、量子论和分子运动理论都取得了重大的突破：其中一篇为走入迷宫的分子运动新理论开辟了新的研究方向；另一篇为作者赢得了诺贝尔奖金；而最后一篇则不但是开创了物理学的一个新理论，而且也开创了物理学的一个新世纪。说它们是在三个未知领域里取得了重大的突破也是远远不够的，其中两篇论文，更是构成20世纪辉煌的物理学新大厦的两根最主要的支柱——相对论和量子论的奠基性作品。

德国伟大的物理学家、1954年诺贝尔物理学奖获得者波恩，在庆祝爱因斯坦70岁寿辰的文章中建议，将1905年的《物理学年鉴》定为人类全部科学文献之中最卓越的卷册，他写道：“依我之见，全部科学文献之中最卓越的卷册，就要数莱比锡《物理学年鉴》1905年第十七卷了。这一卷里登载着爱因斯坦的三篇论文，其中每一篇论及一个不同的主题，而且每一篇现在都被公认是杰作，是物理学一个新的分支的起源。”由于这5篇论文的发表，1905年被看成是物理学创造奇迹的一年，《物理学年鉴》被看成是创造了奇迹的期刊，而爱因斯坦本人则被看成是创造了奇迹的人。

而当人们发现这位创造了奇迹的人，不是什么著名的学者和教授，竟是一个专利局的普通小职员的时候，这个奇迹就变得更加神奇了。

一个26岁的青年——伯尔尼专利局里默默无闻的小职员——利用业余时间进行科学研究，在物理学三个未知领域里，齐头并进，同时取得巨大的成果。这在科学史上，不能不说是一个奇迹。也许只有1665～1666年可以和1905年相媲美。当时瘟疫席卷英国，剑桥大学被迫关闭，23岁的牛顿回到故乡乌尔索普村。他在乡居期间，发明了微积分，发现了白光的组成，并且开始研究引力问题。

爱因斯坦对为他写传记的作家说：“我没有什么特别的才能，不过喜欢刨根问底罢了。”他也对一位物理学界的同行说过：“空间时间是什么，别人在很小的时候就已经搞清楚了，我智力发育迟，长大了还没有搞清楚，于是一直在揣摩这个问题，结果也就比别人钻研的深一些。”但不管怎么说，爱因斯坦是物理学史上继牛顿之后的又一座高峰，一位科学的革命者。

1905年快过去100年了，人们即将跨越一个新的世纪。回首这要过去的一个世纪，物理学取得了惊人的进展，这些进展是与一个伟大的名字爱因斯坦分不开的。1949年获得诺贝尔奖的法国物理学家戴布劳格利说过一段话：“20世纪上半叶取得了物理学上最惊人的突破，这成为科学史上辉煌的一章。就在这短短的几十年中，物理学中耸立起两座丰碑，它们在今后几个世纪中将一直巍然屹立着，这就是相对论和量子理论。相对论是阿尔伯特·爱因斯坦富有创造力的思想的成果。量子理论的首块基石由普朗克奠定，但量子理论中的最重要的进展也应归功于爱因斯坦。”而爱因斯坦在这两个伟大理论中的贡献，正是发端于他在1905年所写的论文。

在1905年短短的几个月中，爱因斯坦创造了如此丰富的科学研究成果，确实是科学史上的奇迹。更令人钦佩的是，所有这些贡献竟是一个在学术机构大门以外默默无闻工作于伯尔尼专利局的年轻小职员做的。他在完成本职工作的前提下，完全靠利用业余时间自己摸索，没有任何的学术联系，甚至和这一行的前辈也基本上没有接触，更没有名师指导。若干年以后，他在与自己的学生利奥波特英费尔德谈起自己的科学经历时说，一直到30岁左右，他还从来没有见到过一位真正的理论物理学家。英费尔德曾风趣地补充说：

“除非是在镜子里。”然而爱因斯坦成功了。这需要多么大的毅力！他付出了多么大的代价！正如爱因斯坦自己在1933年所写的那样：“一旦这种想法的正确性得到了承认，最后成果就水到渠成了。任何聪明的大学生理解这些成果都不会有什么困难。但是，在一个人茅塞顿开、恍然大悟之前，在黑暗中探索能感受到但又表达不出的真理的那些年代里，那种强烈的求知欲望，那种时而有信心时而又产生疑虑的心理变化，只有亲身经历的人才能知道是什么滋味。”