爱因斯坦

第二节 揭示分子与光量子之谜

　　爱因斯坦相信世界是物质的，相信原子和由原子组成的分子是存在的。但是，怎样才能用最有力的证据证明原子和分子的存在呢？在他从联邦工业大学毕业以后那些失业的日子里，他就开始思索这一问题了。

　　以前在工业大学的物理实验室里，爱因斯坦也曾经在显微镜下观察过布朗运动。已经过了多年，但是那种奇妙的现象表现粒子不规则的、永不止息的运动，仿佛仍在眼前。

　　1905年4月和5月，他把这一研究成果写成两篇论文：《分子大小的新测定法》和《热的分子运动论所要求的静液体中悬浮粒子的运动》。

　　法国物理学家佩兰作出了响应。三年后，他用极精细的实验证实了爱因斯坦的理论，计算了分子的大小。由于这项工作，佩兰荣获了1926年的诺贝尔奖。

　　铁的事实，迫使最顽固的原子论反对者奥斯特瓦尔德和马赫也不得不服输，声称“改信原子学说”了。一时甚嚣尘上的反原子论终于宣告彻底破产，爱因斯坦成功了。

　　1905年，爱因斯坦的第一篇著作《关于光的产生和转化的一个启发性观点》问世了。在以后的几年中，他还发表了几篇有关量子物理学的论文。

　　爱因斯坦的光量子学说，以最简练的方式阐明了“光电效应”，这种效应的基础是光与电子之间进行能量交换。

　　1923年，这一效应证实了光子的实在性，给人的印象极为深刻，从此以后光量子学说成为现代物理学必不可少的组成部分。

　　爱因斯坦关于光的新理论，究竟超过他同时代自然科学家的思想有多远，这从1913年柏林第一流的物理学家们的评论中可以一目了然。爱因斯坦被任命为柏林科学院院士时，他们在赞扬了他在科学上的多方面成就后，要大家特别重视他的光量子假说：

　　他在探索过程中，往往会超出预想目标，比如在光量子假说方面就是这样，因而对他作出评价不会太困难；在精密自然科学中，一次冒险也不做，便不会有真正的创新。

　　光量子假说在学术上具有划时代的意义，它是整个原子物理学进一步发展的基础。不论是1913年波尔提出的著名的原子模型，还是20世纪20年代初期法国物理学家德布洛伊天才的“物质波”假说，如果没有光量子假说，都是难以出现的。