第6章　索爾維的會議

1909年10月，愛因斯坦一家從伯爾尼搬回蘇黎世，在他們當年作為大學情侶的舊地開始心情舒暢的新生活。米列娃很快懷上了他們第二個兒子。

對愛因斯坦來說，教學是一個新的挑戰。還在專利局期間，他曾幾經努力爭取到伯爾尼大學一個沒有工資的代課職位。第一學期，沒有學生來上他的課。好朋友貝索拉了另外兩個專利局朋友來捧場。第二學期，剛有了一個學生卻很快就退了課。課堂里除了那幾個朋友，就只是自己對物理學一竅不通的好妹妹。因為無法向這些人收費，他只好停了課。[11]54也難怪蘇黎世大學的教授們會對他的教學能力放心不下。

有了正規教職后，愛因斯坦在蘇黎世大學全力以赴，每天花很大精力備課。他的工資不高，因此依舊衣著邋遢不修邊幅。但與其他教授不同，他完全沒有架子，在課堂上積極與學生互動，還經常邀請學生課后去酒吧咖啡館神侃，因而大受歡迎。只是有一天他猛然醒悟：重新回到學術殿堂之后，他能用來思考物理問題的時間反而比在專利局時少了很多。[5]130

雖然他已經名聲在外，蘇黎世大學的同道對這個新來的副教授并沒多加注意。直到有一天，愛因斯坦再次迎來一位不速之客。

早在愛因斯坦奇跡年的年底，柏林大學的沃爾特·能斯特（Walther Nernst）提出了一個大膽的猜想：所有物體在溫度降至絕對零度時，它的“熵”（entropy）都會變成零。熵是一個熱力學概念，是對物體有序程度的衡量。普朗克當初用以推導黑體輻射的熱力學第二定律便是關于熵的：孤立系統中的熵總會增加，即越來越無序。

能斯特比同校的普朗克稍微年輕，但名氣已經不相上下。他的研究領域更接近化學，是當時正興起的“物理化學”專業的領軍人物。他把自己的猜想稱為“定理”，其實并沒有任何理論或實驗上的證據。為了尋找根據，能斯特對低溫下固體的比熱發生了興趣。

愛因斯坦當初在專利局資料中只查到了導師韋伯的數據。他不知道在韋伯之后不久，蘇格蘭的詹姆斯·杜瓦（James Dewar）也做過比熱測量。與韋伯靠天吃飯而必須苦等寒冬季節不同，杜瓦開創了低溫制冷技術。他率先實現了氧氣、氫氣在極低溫下的液化，并以發明沿用至今的保溫瓶——“杜瓦瓶”——而著名。也是在1905年，杜瓦發表了極其低溫下的比熱數據，大大擴展了韋伯的結果。愛因斯坦也算僥幸，他的簡單模型與韋伯的數據符合得非常好，但如果包括了杜瓦的新成果反倒會顯得差強人意。[8]

愛因斯坦的比熱論文在1907年發表后一直無人問津。在薩爾茨堡會議上，他因為專注于光的本質也沒有在演講中提及這個重要發現。倒是沒有去開會的能斯特在1910年偶然發現了那篇論文，頓時如獲至寶。因為愛因斯坦關于比熱在絕對零度時趨于零的預測與他那熵趨于零的猜想幾乎等價，而愛因斯坦提供了背后的物理原因。

1910年3月初，能斯特親自跑到蘇黎世與愛因斯坦會面。這個大名人的到來在名不見經傳的蘇黎世大學引起不小的轟動，總算讓當地教授們對他們身邊的年輕副教授刮目相看。

正是在那之后，愛因斯坦的比熱理論才引起廣泛注意。能斯特和他的學生們進行系統的低溫比熱測量，肯定了愛因斯坦的預測。不久，愛因斯坦簡單化的定性模型由索末菲和他的學生彼得·德拜（Peter Debye）推廣成嚴格的定量理論。

而能斯特猜想的“定理”更是一躍成為熱力學的第三定律，現代物理學的基石之一。量子的概念由此進入了熱力學。

愛因斯坦小家庭在蘇黎世的幸福生活沒能持續多久。很快，他接到來自遠方的好消息：捷克的布拉格大學有一個正教授席位，幾經斟酌之后決定聘請愛因斯坦。

那時大學里的副教授不是獨立的職位，只是輔助相應正教授的附屬。正教授席位因此非同小可。對愛因斯坦來說，這是他職業生涯的大飛躍。雖然妻子米列娃因為不愿意離開蘇黎世的溫馨環境而極力反對，他還是不愿意舍棄這個來之不易的機會。捷克當時屬于奧匈帝國，有著一整套陳規陋習。愛因斯坦不得不收斂起他那施瓦本人的倔強，既同意加入奧地利國籍，又違心地在文件中撤回他沒有宗教信仰的選項，填上了自己隸屬信奉摩西（Moses）的猶太教（Mosaism）。[2]163-164

1911年1月，他成為布拉格大學的教授。工資也漲了1倍。

那年秋天，比利時的實業家歐內斯特·索爾維（Ernest Solvay）在能斯特的游說下拿出一筆資金，由普朗克和能斯特出面遍灑英雄帖，邀請了19位最杰出的物理學家聚會討論他們面臨的最迫切問題：輻射與量子。年僅32歲的愛因斯坦是收到請柬的最年輕一位。他還應邀在會上做專題報告。

這樣的高檔次國際學術會議在當時是絕無僅有（圖6.1）。在索爾維的財力支持下，教授們下榻布魯塞爾最豪華的飯店，享受最高級的招待。在那一個星期里，他們沒有任何生活羈絆，可以盡情地爭論物理問題。

10月29日，會議開幕。已經73歲高齡的索爾維洋洋灑灑地論述了他的世界觀和對科學發展的看法。物理精英們正襟危坐，在禮貌地聆聽、感謝他的指導之后才開始他們的議程。

出于能斯特的安排，愛因斯坦的報告在最后一天，題目是《比熱問題的現狀》。雖然會議的主題是“輻射與量子”，他驚訝地發現光量子概念并沒有被排上日程。于是，他在介紹了自己四年前研究比熱的成果后又自作主張地用相當的篇幅討論黑體輻射同時是波動和微粒的本質，繼續兩年前在薩爾茨堡的話題。

這一次輪到德高望重的主持人洛倫茲站出來回應。他也再次指出愛因斯坦的觀點完全與麥克斯韋理論矛盾，似乎不值一哂。那年年初，愛因斯坦在搬家去布拉格途中曾專門繞道荷蘭拜訪洛倫茲。他們雖然在量子問題上意見相左，但這年齡上相差了四分之一世紀的兩人已經成為互相傾慕的好友。

這是愛因斯坦第一次在國際級專家面前亮相。他曾經對這個難得的機會滿懷希望，結果卻頗為失落。在他眼里，與會者大多老生常談、了無新意。幾天下來，他在學術上毫無收益。

但他也不是完全空手而歸。他在這次會議上第一次見到法國的瑪麗·居里夫人（Marie Curie）以及與她同來、她已故丈夫當年的學生保羅·郎之萬（Paul Langevin）。就在會議期間，諾貝爾獎委員會宣布將那年的諾貝爾化學獎授予居里夫人，表彰她發現、分離鐳元素等貢獻。這是居里夫人繼與丈夫一起獲得1903年諾貝爾物理學獎后第二次獲得這個殊榮。愛因斯坦對居里夫人仰慕已久，在會議上一見如故，開始他們延續終身的友誼。

愛因斯坦對索爾維會議的失望也許更多來源于自己的心境。會議的主題“輻射與量子”正是他最關心的課題。然而，1911年的愛因斯坦已經不是1909年薩爾茨堡會議上那個朝氣蓬勃的施瓦本青年。在這兩年里，他一直致力于尋找推廣麥克斯韋方程，使其容納光量子的途徑。但他屢戰屢敗，已經覺得身心俱疲、山窮水盡，再也找不到突破口。也許，洛倫茲的確一語成讖：麥克斯韋方程不可撼動。[5]153-154

在這個群英薈萃的場合，他也沒能捕捉到新的思想火花。

米列娃的預感沒有錯，布拉格那個陌生的地方的確不適合他們。愛因斯坦在那里無論工作還是生活都不太如意，遠不如在蘇黎世時的愜意。他辦公室的窗外倒是一個寧靜、漂亮的公園。他經常看到一些人或規規矩矩、若有所思地散步，或激情地辯論。但奇怪的是早晨那里全是女性而下午全是男性。他打聽之后才知道原來隔壁是一家瘋人院。愛因斯坦不禁對來訪者感慨：你看，樓下也還有一些不是整天操心著量子理論的瘋子。[2]166

蘇黎世也在記掛著愛因斯坦。當年曾在大學考試、專利局職位上幫過大忙的好朋友格羅斯曼已經是他們母校蘇黎世聯邦理工學院的數學教授。他聯合當地學者為愛因斯坦在那里爭取到一個正教授職位（圖6.2）。在布拉格不到一年之后，愛因斯坦再次搬家，衣錦還“鄉”。他們的導師韋伯那時正好去世，避免了不必要的尷尬。愛因斯坦冷酷地評論：韋伯的去世對學校來說是件有利的事情。[16]118,[2]175-177

其實，蘇黎世也已經容納不下這顆正冉冉升起的新星了。

1913年7月的一天，能斯特再次來到蘇黎世。這次他還帶來了普朗克。兩位學術名流攜手到這偏僻所在，只有一個目的：說服愛因斯坦接受他們的聘請去柏林大學。

自從兩年前第一次來這里見到愛因斯坦之后，能斯特就對這個他稱之為“玻爾茲曼再世”的年輕人深為傾服，當時就有了將他招攬至柏林大學的念頭。能斯特不僅是一位卓有成就的科學家，還是一位善于經營、運作的活動家，同時在學界、政界、商界游刃有余。在科研之外，他曾發明一種電燈，賺過大錢。在他和普朗克聯手操作下，他們為愛因斯坦量身定制了一個非同尋常的席位。

雖然愛因斯坦還年輕，但能斯特和普朗克保證他會立即被接收為普魯士科學院成員，并能通過科學院領取一筆薪金。同時，愛因斯坦會被聘為柏林大學的教授和即將成立的理論物理研究所主任。在豐厚的工資之外，他們解釋那會是一個不需要承擔任何教學任務的教授席位、不需要經手任何行政管理的主任職務。這樣，愛因斯坦可以全心全意、隨心所欲地專注于自己的科研。這在當時的大學里是前所未有的特殊待遇，尤其是一個剛剛才過而立之年的后起之秀。為了促成這個席位，富裕的能斯特還自掏腰包捐了款。

這一切的確都投準了愛因斯坦所好。不到兩年的教授生涯已經讓他感覺教學的疲倦，正巴不得能擺脫這個負擔。為了表現矜持，他讓那兩位大教授坐火車出游，自己好有點時間“慎重考慮”。他許諾會帶上花在車站迎候他們歸來：紅花意味著他決定接受聘請，白花則表明他要留在蘇黎世。當普朗克和能斯特回來時，他們非常高興地看到站臺上微笑著的愛因斯坦，手里舉著一枝紅玫瑰。[2]178-179

為了兌現諾言，普朗克、能斯特、魯本斯和另一位柏林大學教授、也參加了索爾維會議的德國物理學會主席埃米爾·瓦爾堡（Emil Warburg）聯手給普魯士科學院寫了一封提名信。他們一再強調愛因斯坦是一個不尋常的天才，因此需要、也值得非凡的待遇。在信中，他們熱情洋溢地對愛因斯坦贊不絕口，指出“在日益豐富的現代物理中，幾乎不存在一個愛因斯坦沒有做出過顯著貢獻的領域。”

同時，他們也沒忘了指出這個年輕人的不足之處：“有時候，他可能會在推測中迷失目標，比如他的光量子假說。但這并不能當作貶低他的根據。因為要在科學中引進真正的新思想，就不能不經常地冒一些風險。”[12],[8]

1913年，距離普朗克絕望之際引入量子概念已經過去了十二年，愛因斯坦提出光量子概念也有了八年之久。以他一己之力，愛因斯坦將量子概念從電磁波推廣到原子振動、熱力學，揭開了一個新的普適理論的序幕。但此時此刻，在這些權威人物的眼里，他的這些努力并不是革命性的創新，而只是一個可以被諒解的魯莽。

那十來年里，愛因斯坦一直是量子理論的獨行俠，一個不可理喻的施瓦本人。

1911年索爾維會議的主題是“輻射與量子”，但與會者并沒有花太多功夫談論量子。金斯關于黑體輻射的報告居然完全沒有提及新的量子理論故而讓愛因斯坦深為失望。顯然，普朗克對量子的理解還只局限于解決黑體輻射這一實際問題的手段。他和能斯特邀請的名單也表明了這一點。他們中僅有個別人沒有參與過黑體輻射研究，而只因為他們在其他領域的貢獻受邀。

雖然居里夫人因為諾貝爾獎引起了轟動，但她幾乎沒有參與會議的學術討論。因為她所從事的放射性研究和發現的新元素與“輻射與量子”沒有關系。同樣地，來自英國、獲得諾貝爾獎不久的歐內斯特·盧瑟福（Ernest Rutherford）也插不上嘴。沒有人提及他半年前剛發表的相當新穎、奇異的原子模型。那也與量子沾不上邊。

但至少盧瑟福自己覺得非常有收獲。這是他第一次近距離接觸量子理論。通過愛因斯坦的講解，加上能斯特的推崇，盧瑟福體會到量子概念的重要。他回到曼徹斯特后就禁不住向一位碰巧來訪的年輕人滔滔不絕地轉述了在會上聽到的一切。[16]71

那個小伙子來自丹麥，名叫玻爾。

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(1)　照片中索爾維的腦袋明顯比較大。他照相時并不在場，是后期添加進去的。