1907年,苏黎世联邦工业大学的克莱纳教授写信给爱因斯坦,建议他向伯尔尼大学申请“编外讲师”的职位,然后再申请苏黎世联邦工业大学的教授职位。
因为按当时的规定,先要当一段时间没有薪水的“编外讲师”,才能被任命为教授。
所谓编外讲师不是教师职位,大学或其他任何官方机关不发给薪金。爱因斯坦决定,在专利局工作的同时,提出到大学任教的申请。
6月17日,他寄了一封信给伯尔尼州当局,内附他的博士论文以及已经发表的17篇论文的副本及所学的全部课程简介。
果然,在1908年2月28日,爱因斯坦收到一封信,通知他的申请被伯尔尼大学接受了,并给予他授课的权利。爱因斯坦终于成了学术界的一员。
1909年7月,爱因斯坦第一次获得学术荣誉——日内瓦大学名誉博士,并应邀出席建校350周年的庆祝会。
庆祝盛典的莅临者们后来回忆,爱因斯坦的礼帽和普通的西服在法兰西科学院院士的绣花燕尾服、英国绅士的中世纪长袍以及来自全球二百多名代表的各式各样的名贵装束中,显得太普通了。
9月,他又到萨尔斯堡参加“德国自然科学家和医生协会”第81届年会。这也是他第一次应邀作学术报告。这也是爱因斯坦第一次同物理学界的同行们相会,大家已把他列入巨人之列。他在巨人中寻找普朗克。
“您就是爱因斯坦先生吗?”
会上有一位不认识的学者问道。
“是的。”
“我是普朗克。”
“是普朗克先生啊,我早就听说过您的大名了。”
爱因斯坦和这位著名的量子理论创始人普朗克第一次见面,很快就熟悉起来了,并成为了好朋友。
爱因斯坦说:“普朗克先生,我发表的论文,就是用您的理论做的基础。”
是的,爱因斯坦的狭义相对论研究时,为了证明一些现象,对普朗克的理论进行过研究。
普朗克激动地说:“你的论文我都仔细读过了,那可真是大胆的设想啊。”
“您有意见吗?”
“关于光是粒子的理论,下得有些武断,还需要再论证。”
“是的,我相信,将来的实验会解决这些问题的。”
由于爱因斯坦在《物理学年鉴》上发表的论文引起了极大的轰动,苏黎世的几所大学,都想聘请爱因斯坦去任教。
但是,爱因斯坦并不愿意当大学教授,他情愿在专利局工作。
原来,爱因斯坦认为,在大学讲课太浪费时间,还不如在专利局,可以有更多的时间去从事自己的研究。有的朋友劝他说:
“在专利局虽好,可是,如果你想有所成就,还是进入学术界为好,去做大学的教授吧。”
于是,爱因斯坦听从大家的劝说,担任了伯恩大学的特邀讲师。所谓特邀讲师,就是说,学校不发给老师薪金,只是从选听课的学生那里,交纳部分学费分给讲师。好在爱因斯坦还有专利局的工作,所以他也不太在乎这份工作。
因为爱因斯坦只顾专心于研究,所以,讲课的效果很差,没有几个学生听他的课。
这时,苏黎世大学也就是爱因斯坦就读过的联邦工业大学的克莱纳教授很想让爱因斯坦到他们学校去任教。
有一天,克莱纳教授突然来到爱因斯坦的课堂上。结果是可以预料的,克莱纳教授对他的课不满意,他说:
“爱因斯坦,你讲课的方法有问题,而且,讲的内容也太深奥了,这样谁能愿意听你的课呢?本来,我是想请你到苏黎世大学任教的。”
爱因斯坦毫不在乎地说:
“我从来没想过要去苏黎世大学任教。”
苏黎世大学的克莱纳教授虽然对爱因斯坦的讲课不满意,但是,爱因斯坦的名声使苏黎世大学最后还是决定聘用爱因斯坦。
1909年秋天,爱因斯坦带着妻儿,一起回到了苏黎世。因为爱因斯坦夫妇都在苏黎世读的大学,所以,他们回到这里,心情很好,很多好朋友都来看望他们。
米列娃也是十分高兴,她笑着说:
“回到这里,感觉好极了。”
在苏黎世大学,爱因斯坦担任力学、动力学课程,还主持了物理学讨论会。
刚开始,爱因斯坦的课讲得还不是很好,可是这次,他认真起来,因为他喜欢这些学生。
每次,上讲台讲课之前,爱因斯坦都要认真备课。上课之前,他总是微笑着向学生说:
“上次的课,有什么问题吗?”如果有人提问,他就会认真、详细地讲解。
课堂上,爱因斯坦从来不用讲义,而是边讲边做出许多复杂的问题。
对于学生,爱因斯坦不仅是一位教师,同时,他还是一位好朋友,他以一位朋友的身份和态度同学生们交往。在学校里,爱因斯坦的人缘也很好,不管是对谁,即使清洁工,他也会用温和的语气和他们说话。渐渐地,爱因斯坦在学生中和老师中得到了一致的好评。
可是,在学校里也有爱因斯坦非常讨厌的事,那就是校务会议。校务会议上,讲的都是一些与学术无关的问题或一些口号,每到这种时候,爱因斯坦都是在打呵欠中度过的。
学校里的人说:“爱因斯坦教授真是与众不同,他对待打扫卫生的女佣,都是用一样的态度。”
爱因斯坦就是爱因斯坦,他的独特个性并没有被装腔作势的学者风范所感染。
汉斯·坦奈在这期间听过爱因斯坦的讲课,他回忆说:
当爱因斯坦身着半旧上衣,下穿过分短的长裤登上讲坛的时候,当我们发现他胸前挂着一条铁质表链的时候,我们对新教授都不免心存怀疑。但他一开口讲话,就以独特的讲授方法征服了我们变冷的心。
爱因斯坦讲课时用的手稿是一个如名片大小的笔记本,上面写明他在课上想要阐明叙述的各种问题。可见爱因斯坦讲课的内容都是来自个人的脑海,我们也就成了思维活动的目击者。
像这样的方法对大学生来说更有吸引力;虽然我们习惯于风格严谨、四平八稳的讲课,这些讲课刚开始也吸引过我们,但在老师和同学之间却留下了一种隔阂感。
而在这里,我们亲自看到科学的成果是通过什么样的独创方法产生的。课后我们觉得,我们自己似乎也能讲课了。
爱因斯坦的科学思想和兴趣,使他能够在不懂物理学的人们中间找到交谈者。因为,对这些人来说,关于空间和时间的一般见解,未被传统概念所侵蚀,其原始质朴的直觉倒正是爱因斯坦物理观念的出发点。
在苏黎世,爱因斯坦与历史学家施恩特交往很多,还在大学生时代,他就喜欢到施恩特那里去。后来在施恩特80岁诞辰时,他还如此写道:
我大概不知道还有第二个人能在生活、见解和价值观念急剧动荡的时代保持这样不可思议的坚定不移。
爱因斯坦在联邦工业大学的年薪也是3500法郎,和专利局一样。但是,副教授的头衔却要有副教授的排场和消费。
米列娃不得不在家里收几个学生寄宿,挣一些钱来贴补开销。不过,手头拮据,这也是爱因斯坦的老问题了。他自有打发老朋友的办法,即说说笑话、开开心。
他对朋友说:“在我的相对论中,空间的每一点,我都放上一只表,可是在生活中,连在自己的口袋里放一只表,我都办不到。”
被柴米油盐搅得心烦意乱的米列娃时常与爱因斯坦发生摩擦。1910年6月,爱因斯坦的第二个儿子出生,取名爱德华。小儿子的出生也没能使爱因斯坦与米列娃的关系融洽起来。
两个人的个性都太强,就像钢刀砍在石头上,少不了迸出火星。米列娃觉得嫁给爱因斯坦埋没了自己的科学才能,她现在只能做一个喜欢空想的妻子,做一个庸俗的家庭主妇,太委屈了。而且,这位大学物理系出来的家庭妇女,操持家务的本领并不高强,家里时常搞得乱糟糟的。
她需要丈夫的帮助、关心和体贴,可爱因斯坦自己却像个永远长不大的“孩子”,他自己都需要别人的照顾和关心。
他也生生炉子,带带孩子,可心却完全扑在物理学上。如果让他在物理学和家庭生活之间作出选择,他会毫不犹豫地选择物理学。苏黎世造就了伟大的爱因斯坦,也给他的家庭悲剧揭开了帷幕。
1911年初,奥匈帝国波希米亚省的省会布拉格发来聘书,请他去当布拉格德国大学的正教授,爱因斯坦接受了。
与苏黎世相比,布拉格的待遇高,工作条件好。还有,马赫是那里第一任校长,开普勒曾经在布拉格附近工作过,这些都给爱因斯坦想象中的布拉格增添了一层诱人的浪漫主义色彩。
布拉格德国大学是1348年卡尔大帝四世创立后发展起来的一所历史悠久的大学。
1882年,在当时的政治条件下,两个民族已经达到难以共处的地步,被迫成立德国分校和捷克分校。
1867年,马赫在布拉格任实验物理教授时,被推选为布拉格德国大学的首任校长,从此在这里任教约30年,使这所大学闻名起来。1895年,马赫担任维也纳大学“综合学科的历史和理论”教授。
马赫的学生们提议,为爱因斯坦建立一个理论物理教研室,因为当时这位相对论的创始人已不仅是马赫关于力学观念批判的实践者,还是马赫认识论的拥护者。
爱因斯坦在书信中自称是马赫的学生。他认为本来应该把近代物理学家都看做是“力学家”,对这种见解的形成,爱因斯坦的确起了推动作用。
按照规定,在宣布委任之前,需要有被推荐人的推荐书。他们邀请德国最著名的理论物理学家普朗克做推荐人。
普朗克在推荐书中热烈地赞誉爱因斯坦:
要对爱因斯坦的理论作出中肯评价的话,那么可以把他比做20世纪的哥白尼,这也正是我所期望的评价。
在布拉格期间,爱因斯坦的名望如日中天,世界认识了爱因斯坦。欧洲的许多大学都向爱因斯坦发出讲学邀请,甚至大西洋彼岸、美国的哥伦比亚大学也发来邀请。
苏黎世联邦工业大学,即爱因斯坦的母校终于不敢怠慢自己的学生了,他们也打算请爱因斯坦来主持一个新开设的数学物理讲座。
面对这么多的邀请,爱因斯坦选择了母校。米列娃不喜欢布拉格,她想念苏黎世。她和爱因斯坦一样,把苏黎世当做自己的故乡。爱因斯坦对于母校总有一种依恋之情,而且他觉得,那里有格罗斯曼,解决引力问题需要他!
1912年秋天,爱因斯坦回到了母校,聘书的期限是10年。
在苏黎世,不仅工大的人们急切地等待着爱因斯坦。老朋友们,特别是格罗斯曼,也在焦急地等着他。老朋友在苏黎世会面了,爱因斯坦又得向格罗斯曼求援了。12年前,格罗斯曼曾帮助爱因斯坦不必去听数学课,但现在的爱因斯坦则需要数学了。
在布拉格时,皮克对爱因斯坦指出过的某些几何概念能帮助他在进一步推广相对论时克服困难,但这些指示还不够,还需要把弯曲概念不只运用于线和面,而且还运用于三维空间和四维空间。除了几何思维的深刻和明晰之外,除了为物理问题选择数学方法外,还需要广泛的和系统上的数学准备。
格罗斯曼又一次帮助了爱因斯坦。他与爱因斯坦进行了多次长谈,并把爱因斯坦领进了数学方法的园地,这些方法有助于爱因斯坦解决新的物理学课题。
1922年12月在东京演讲时,爱因斯坦详述了为建立引力场方程而寻求数学方法的历程:
如果所有加速系统是等效的,那么欧几里得几何对它们不可能都成立。抛弃几何而维持物理定律,就等于表达思想不用词语。我们必须先寻找词语才能表达思想。在此我们必须寻找什么呢?这个问题一直没有解决,到了1912年,我才突然认识到,高斯的曲面理论是解开这个秘密的关键,我认识到高斯的曲面坐标系意义深远。
然而,我当时还不知道黎曼已经以更深入的方式研究了几何学的基础。我突然想起,在读大学时盖泽先生给我们上的几何学课程中就有高斯理论。我认识到几何基础具有物理意义。
当我从布拉格回到苏黎世时,我亲爱的朋友、数学家格罗斯曼也在苏黎世。从他那里我首先知道很多朋友在这里,后来又知道了黎曼。因此我便问朋友,我的问题能否通过黎曼理论来解决。
格罗斯曼的鼎力相助使得广义相对论的研究前景明朗化了。