愛因斯坦80斯塔克約稿1907.9-11 截止1907年9月,1905年奇跡年的五大論文已經問世滿2年了,就在這年的9月,愛因斯坦終於迎來首次聲譽名望地位收獲的季節,前有普朗克的信件交流、後又勞厄的拜訪,現在與愛因斯坦因為1907年3月17日的論文《論相對性原理的一種新的檢驗的可能性》而結緣的約翰內斯·斯塔克(1874年-1957年,漢諾威技術大學的實用物理學和攝影學講師和物理學助教)又給愛因斯坦送來喜訊。 斯塔克是期刊《放射性與電子學年鑒》的編委,他代表期刊向愛因斯坦約稿介紹愛因斯坦的理論,而且這隻不過拉開了愛因斯坦在理論期刊界備受關注的序幕,奇跡兩年後愛因斯坦終於聲名鵲起了。 9月25日,愛因斯坦給斯塔克回信,答復了他的約稿邀請,並表示自己對自己所創理論的相關文獻掌握的並不豐富: “非常尊敬的教授先生! 我將很高興地完成您要求為《放射性與電子學年鑒》撰寫的報告(注:介紹狹義相對論,後來論文名為《關於相對性原理和由此得到的結論》),隻是請告訴我您要這份報告的大概目期。我也應當指出,我本人無法完全了解已發表的有關這一課題的每篇東西,因為在我空閑的時候圖書館就閉館了。除了我自己的工作外,我已經知道了亨德裡克·安東·洛倫茲的一篇論文(1904),埃米爾·科恩(注:Emil Kohn,1854年-1944年)的一篇論文,莫根森(注:庫爾德·馮·莫根森,Kurd von Monsengeil)的一篇論文,以及普朗克的兩篇論文,關於這一課題的其他理論文章我就不知道了。如果您知道其他有關的出版物並提醒我注意,那將是對我的巨大幫助。十分尊敬您的 阿爾伯特·愛因斯坦” 10月3日,德國萊比錫的托伊布納(B.G.Teubner)出版社直接來了約書稿詢問: “愛因斯坦博士 尊敬的先生! 在今年9月中旬於德累斯頓舉行的自然科學家大會上(注:德國自然科學家和醫生協會第79次年會於1907年9月15至21日舉行),我從在我那裡的一位物理學家(注:威廉·維恩)朋友處聽說了您的有趣的實驗。請允許我借此信詢間一下:這些實驗是否已經到了您準備讓更多的讀者了解它們的階段?無論如何,如果您有出版著作的計劃,我的出版社願隨時為您效力。我敢肯定,我們會很快就這些事宜達成協議。尊敬您的 B.G.Teubner” 10月4日,約翰內斯·斯塔克回復了愛因斯坦9月25日的信件,給他提供了幾份關於動體動力學的參考文獻: “非常尊敬的同事! 十分感謝您能負責我請您撰寫的報告。您大概熟悉普朗克最近發表在《柏林科學院論文集》上的那篇長文《論運動係統的動力學》。如果您需要,我可以給您寄一本抽印本。您可能也已經注意到了勞厄在最近一期《物理學年鑒》上發表的那個短的通訊。最後,我關於普朗克工作的一個評論不久也將發表。除了這些以及您提到的那些外,是否還有什麼別的已發表的著作我就不知道了。 您的稿子如能在12月1日前送來,我將十分高興。 尊敬您的 約翰內斯·斯塔克” 10月9日,愛因斯坦在蘇黎世聯邦理工學院的數學老師(1896年-1902年)、現在的哥廷根大學(1902年以後)數學教授赫爾曼·閔可夫斯基(1864年6月22日-1909年1月12日)也給愛因斯坦發來了信件,索要狹義相對論論文: “親愛的博士先生: 在我們的研究班(注:閔可夫斯基與人共同指導了一個關於數學物理學的偏微分方程的研究班),我們也想討論您關於電動力學有趣的論文。如果您還有您在《物理學年鑒》第17卷上發表的那篇文章的抽印本並且能給我們寄來一本,我將非常感激(注:1905年6月30日的《論動體的電動力學》)。我最近在蘇黎世,而且很高興從不同方麵聽到了您的科學成功所顯示出的巨大影響。 謹致最良好的問候。您的忠實的 赫爾曼·閔可夫斯基” 11月1日,愛因斯坦回復了斯塔克10月4日的信件,感謝他提醒自己注意普朗克關於沃爾特·考夫曼實驗檢測電子的電磁質量與速度的依賴關係,即相對論性質量的工作: “非常尊敬的教授先生! 您的來信和明信片均已收到。您提醒我注意普朗克關於考夫曼(注:沃爾特·考夫曼,Walter Kaufmann,1871年6月5日-1947年1月1日,波恩大學實驗物理學教授)實驗的文章使我獲益匪淺;我以前不知道普朗克已經開展了有關這個課題的研究。” (注:1890年-1891年間,沃爾特·考夫曼在柏林工業大學與慕尼黑工業大學學習機械工程,1892年在柏林洪堡大學與慕尼黑大學學習物理,並於1894年獲得了博士學位。從1896年開始,考夫曼在柏林各大學以及哥廷根大學的物理研究所裡擔任助手。1899年,考夫曼進入波恩大學擔任教授。在柏林物理研究所工作了一段時間之後,他應邀前往哥尼斯堡大學教授實驗物理學並擔任物理學院的院長,並在此執教至1935年退休為止。隨後,他還在弗萊堡大學擔任過客座講師。 1901-1903年,考夫曼第一次證實了電子的電磁質量與速度的依賴關係,後稱相對論性質量。然而他的測量數據並沒有精確到能分辨出洛倫茲理論和亞伯拉罕理論的程度。 1905年底他完成了更高精度的實驗。是考夫曼首先討論了愛因斯坦的狹義相對論,他認為,盡管愛因斯坦的理論基於完全不同的條件,在邏輯上也更有說服力,但對於觀測者來說,洛倫茲理論和狹義相對論兩種理論是等價的,並由此談到了“洛侖茲-愛因斯坦理論”。值得注意的是,考夫曼聲稱他的實驗結果可以在解釋亞伯拉罕理論的同時駁倒相對論。在很長一段時間內,該實驗的結果一直顯得對支持相對論的一方相當不利。 另一方麵,阿爾弗雷德·布赫雷爾(1908年),諾曼(1914年)等其他物理學家紛紛得到了支持“洛侖茲-愛因斯坦理論”的實驗結果,並與亞伯拉罕理論發生矛盾。不過隨後,有人指出考夫曼、布雷赫爾和諾曼1904年之後的實驗結果的精確度仍然不足以分辨這兩種理論。直到1940年,亞伯拉罕的理論才最終被推翻。) 在信中,愛因斯坦還向斯塔克通報了自己已經完成了斯塔克約稿的第一分部,並對自己創作中的約稿進行了簡評: “現在我已經完成了為您的《放射性與電子學年鑒》撰寫的文章的第一部分;目前正利用我的空閑時間為第二部分勤奮地工作,遺憾的是,我的空閑時間太少了。我估計,按印刷頁計算,整篇文章的篇幅大約為40頁。我的確希望在本月底把手稿給您寄去。 我計劃以這種方式來寫此文:通過它的幫助,任何人都能夠比較容易地了解相對論理論及其應用。我已經盡自己所能,十分慎重地解釋了所使用的假設;我依次引入每一條假設,並按同樣的順序追溯了它們的推論。我更注重的是數學闡述的直觀性和簡明性而不是描述的一致性,希望這樣能使文章更令人鼓舞。 尊敬您的 阿爾伯特·愛因斯坦” 11月9日,柏林的普朗克也給愛因斯坦發來了自己關於考夫曼實驗的論文,並隨附了信件: “非常尊敬的愛因斯坦先生! 應您的要求,我把我的《關於考夫曼偏轉測量的討論的補遺》和《討論》一起郵寄給您。不過我想馬上補充一句,考夫曼先生後來對β射線產生的離子在電容器板極之間的電場上產生的影響進行了計算,並得出結論說電場是非常接近於均勻的。考夫曼的計算結果不久就會發表在《物理學學會報告》上。十分感謝您親切的來信和所提供的消息,它們對我很重要。勞厄先生也對我談起了他與您非常愉快的會麵。 您最忠實的 馬克斯·普朗克” 普朗克認為考夫曼的結果與愛因斯坦的理論和洛倫茲的電子理論的預言不一致,也許是由於考夫曼在測量電子的荷質比的過程中用以使電子偏轉的電場產生了電離效應,結果引起了電場的非均勾性,從而有效地減弱了電場強度。而考夫曼的計算結果則反駁了普朗克的主張。可是,第二年斯塔克又對這一反駁進行了辯駁。 11月15日,蘇黎世的理查德·洛倫茲也給愛因斯坦發來了信件,不過索要的不是關於狹義相對論的論文,而是愛因斯坦關於布朗運動和熱力學基礎的論文。 (注:理查德·洛倫茲,Richard Lorenz,1863年-1929年,瑞士聯邦技術大學電化學和物理化學教授,不是提出洛倫茲變換和洛倫茲力的荷蘭理論物理學家、1902年諾貝爾獎物理學獎獲得者、數學家、經典電子論的創立者亨德裡克·安東·洛倫茲) 近期愛因斯坦收到的信件郵寄的地址都是伯爾尼專利局阿爾伯特·愛因斯坦博士先生,找書苑 www.zhaoshuyuan.com 理查德·洛倫茲在信中還尊稱愛因斯坦為“非常尊敬的博士先生”: “非常尊敬的博士先生! 過些日子我將作個講演,我打算在其中盡可能全麵地討論您的絕妙研究。雖然我從您發表在《物理學年鑒》上的大作《論熱的分子運動學理論所要求的懸浮在靜態液體中的粒子的運動》中摘錄了一些資料,但我還沒有您關於熱力學基礎的論文[《物理學年鑒》9和11](注:1902年6月26日的《關於熱平衡和熱力學第二定律的分子運動論》和1903年1月26日的《熱力學基礎理論》)。——如果您還有它們的抽印本的話,能否各送我一本?請先接受我最真誠的謝意 您的忠實的 理查德·洛倫茲教授博士” 斯塔克的約稿的確給愛因斯坦帶來了好運,由斯塔克1907年9月的約稿開始,愛因斯坦的索稿和約稿片約就隔三差五的出現,他的狹義相對論已經引起了學界的關注,而他關於布朗運動和熱力學基礎的理論也得到了有些相關領域學者的興趣,從斯特克9月約稿起,經過近3個月的辛勤工作,愛因斯坦終於完成了斯塔克的約稿,這篇約稿論文算是愛因斯坦對自己1905年奇跡年最光輝的業績狹義相對論和第一個理論創作高峰工作的總結,就是在這篇論文中愛因斯坦還最早提起了下一個理論創作高峰期的代表作——廣義相對論的核心思想——等效原理。