乘光電兮輕取諾貝爾(13)

07-17

馮八飛

689

2014-09-29

馮八飛

1919年11月7日愛丁頓讓愛因斯坦一夜成名，發現狹義相對論之後第14年，愛因斯坦終成科學史上最偉大的傳奇。在剛結束的第一次世界大戰中，德國是英國的死敵，而且剛剛被英國打敗。可德國人愛因斯坦提出的廣義相對論卻一巴掌掄倒了二三百年以來統治世界科學的牛頓力學，而證明這一點的卻是英國科學家！歐洲人厚重牢固的宇宙秩序突然之間雙重崩塌，幾千年來人類憧憬嚮往、驚嘆敬畏的滿天星星搖搖欲墜，眼看就要像雨一樣直接落到我們的腦袋上。天門開處，一種全新的、誰也不明白的宇宙新秩序從天而降。披著蓬鬆頭髮、衣衫不整的愛因斯坦用我們根本聽不懂的語言說話，而這個星球上所有最智慧的大腦都點頭表示他說得對！

新世紀[-2.46% 資金研報]的第一個十年，世界大戰、罷工和俄羅斯十月革命讓世界陷入一場空前的混亂，而這場混亂背後，是工業革命後人類在新世紀失控的集體精神騷動。愛因斯坦在正確的時間出現在正確的地點，一夜之間成為人類歷史上最偉大的科學英雄。他無愧於這個稱號，但他獲得這個稱號，卻是因為歷史的風雲際會。對愛因斯坦的崇拜能媲美披頭士和貓王普雷斯利，他的講演聽眾往往上千。根本不用打聽愛因斯坦在哪裡演講，只需看人流湧向哪裡就行了。聽眾中還有不少美國遊客，報告一結束，他們就沖向黑板爭奪愛因斯坦用過的粉筆頭。這是他們最珍貴的旅行紀念品。1921年6月13日愛因斯坦首次訪英時應邀入住海E登爵士家，他剛進大門，海E登的女兒得知站在眼前的便是大名鼎鼎的愛因斯坦時，竟激動得昏了過去。看官須知，海E登是爵士，他女兒並非沒見過世面的小家碧玉。她父親海E登後來回憶愛因斯坦也不吝讚美：「他與眾不同。他不願意引人注意，但那無庸置疑的天才卻驅使他前行，不讓他有片刻喘息。」

一

愛因斯坦一夜之間成為人類歷史上最快速爆紅的世界科學英雄。前無古人，後也很難再有來者。然而，叫座未必叫好。愛因斯坦爆紅，並不意味著他馬上贏得科學界的承認。出名就是得罪人，人越紅得罪的人越多。事實上，當時不份兒他的科學家占多數。至今已有700多人獲得諾貝爾獎，在這700多人中，愛因斯坦的獲獎故事是徹頭徹尾的《傲慢與偏見》的物理學版，值得在下在此細細介紹。

看官須知，愛因斯坦獲得諾貝爾獎提名非常早。1909年10月，愛丁頓證實廣義相對論之前10年，德國著名化學家、愛因斯坦從ETH大學畢業時拒絕幫他找工作的奧斯特瓦爾德教授就第一個提名愛因斯坦獲1910年諾貝爾獎，理由是狹義相對論。後來他又於1912　年、1913　年二度提名愛因斯坦。1912年聯合推薦人、德國物理學家普林斯海姆的推薦信有句話分量很重：「我確信諾貝爾獎委員會很少有機會頒獎給一件意義如此重大的工作。」現在我們都知道他說得對。可愛因斯坦3次都沒獲獎。普朗克這位偉大的物理學家剛開始還勸愛因斯坦「不要去搞什麼廣義相對論，即使搞出來了也沒人信」，卻於1919　年1月19日以廣義相對論提名愛因斯坦。愛丁頓證實星光彎曲之後，當時科學界頂尖權威之一、荷蘭物理學家洛倫茲（1903　年諾貝爾物理獎得主）也在給友人的信中說，日全食的觀測結果讓大家有理由提名愛因斯坦獲獎。

1921年提名愛因斯坦的人更多了，可當年諾貝爾物理學獎最後竟空缺。看官不要驚訝，這種事兒嚴格來說還要算諾貝爾獎委員會的傳統。這個委員會很多成員並非所評專業的專家，因此諾貝爾獎評選爭議一直不斷，愛因斯坦雖然貴為人類最偉大的物理天才，但在諾貝爾獎這兒卻沒能例外。看官喝茶，聽我把這個空缺的故事從頭講來。

1919年愛丁頓證明廣義相對論，普朗克、勞鶴等人提名愛因斯坦獲獎，瑞典物理化學家阿列紐斯則提名愛因斯坦因「布朗運動」研究獲獎。委員會的最後報告卻認為：「如果愛因斯坦因為統計物理學成果……而非因為他的主要論文獲獎，那會讓學術界驚詫」，意思就是說愛因斯坦的統計力學成果（即布朗運動研究）科學價值沒有相對論高。這當然不錯。但他們建議等1919年5月29日愛丁頓日全食觀測結果公布後再討論廣義相對論，可觀測結果等到9月6日才正式公布，堪堪錯過諾獎評選時間。最後，1919年的物理學獎授予德國人斯塔克。儘管日全食觀測結果證實廣義相對論，但愛因斯坦錯過了評選時間，楞是沒趕上這一撥兒。

第二年（1920）更多科學家提名愛因斯坦因廣義相對論獲獎，包括量子力學創立人玻爾，他特別提出相對論是「第一和最重要的」。量子力學與廣義相對論差不多等於敵我矛盾，但玻爾卻稱讚廣義相對論是「物理學研究發展中最具決定性的進步」。委員會於是讓阿列紐斯寫報告評估廣義相對論。他是1905年諾貝爾得主、德國實驗物理學家倫納德和1919年諾貝爾獎得主斯塔克的好朋友，而這倆都是種族主義者，更不幸的是，愛因斯坦是猶太人。於是，受到兩個德國好友影響的阿列紐斯在評估報告中指出紅移效應尚未被實驗證實，1919年日全食觀測結果還有許多人質疑。在阿列紐斯堅持下，愛因斯坦出局，最後1920年諾貝爾物理獎在瑞典皇家科學院院士、諾貝爾獎物理委員會成員哈瑟伯格堅持下授予瑞士裔法國冶金學家紀堯姆。全世界物理學家，包括紀堯姆自己，都對這一決定大吃一驚，只有法國人和瑞士人高興。

1921　年普朗克以一封簡短有力的信再次提名愛因斯坦因廣義相對論獲獎，愛丁頓等紛紛附議，瑞典烏普薩拉大學的奧森則提名愛因斯坦因「光電效應」獲獎。諾貝爾委員會於是讓阿列紐斯去評估「光電效應」，讓烏普薩拉大學眼科醫學教授、1911年諾貝爾生理學/醫學獎獲得者古爾斯特蘭德去評估廣義相對論。古爾斯特蘭德根本不懂物理，更甭說相對論了，但他偏要鑽進物理學評選委員會，而且自不量力地要去決定物理學獎給誰！這個古爾斯特蘭德在瑞典很有權威，而他用他的全部權威反對愛因斯坦。他私下說過：「絕不能讓愛因斯坦獲獎，哪怕全世界都支持他！」他嚴厲批評相對論未被實驗證明，而且沒有經過時間的考驗。這個否定可稱人類科學史上最大的笑話之一：徹底改變了人類時間和空間觀念的廣義相對論，居然被一個醫生認為「沒經過時間的考驗」。而且，愛因斯坦居然就因此未能獲獎！這種故事在諾貝爾獎評選史上多次、反覆出現。因此，沒得諾貝爾獎，並不證明你的貢獻一文不值。得了諾貝爾獎，也並不證明你就一定比別人強多少。

除了古爾斯特蘭德之外，愛因斯坦的敵人還包括那位哈瑟伯格。搞實驗物理學的一般都看不上搞理論物理學的，而哈瑟伯格正是瑞典實驗物理學權威。當時瑞典物理學界的當權派是烏普薩拉學派，這幫人基本都是搞實驗物理學的，古爾斯特蘭德醫生也來自烏普薩拉大學，他們都把屬於理論物理學的廣義相對論看作科幻小說。哈瑟伯格躺在病床上還強烈反對廣義相對論，他白紙黑字寫道：「考慮頒獎給一個猜想，極其不智。」哈瑟伯格和古爾斯特蘭德等人後來直接稱廣義相對論為「病態物理學」，批評它侵蝕亞里斯多德物理學，與古希臘傳統的真善美觀念背道而馳。就是說，他們認為廣義相對論純屬假惡丑。

與他們不同，阿列紐斯是斯德哥爾摩大學教授，他提出電離理論時也遭烏普薩拉學派封殺，而且他並不像哈瑟伯格和古爾斯特蘭德那樣盲目崇拜實驗，但他也不支持愛因斯坦獲獎，理由是1918年普朗克已因量子論獲獎，緊接著又因量子論頒獎給愛因斯坦，不妥；而如果真要頒獎給「光電效應」，也應該頒給一位實驗物理學家，而非被大家看作理論物理學家的愛因斯坦。於是，他建議1921年諾貝爾物理學獎空缺。結果，1921年諾貝爾物理學獎就空缺了，其他4個獎項照常頒發（當時還未設經濟獎）。諾貝爾獎是一部奇特有趣、精彩紛呈的歷史。儘管如此，像1921年這樣奇特的頒獎，在諾貝爾歷史上仍屬少見。

二

青山遮不住，畢竟東流去。1922年推薦愛因斯坦獲獎的著名科學家排山倒海，10年內愛因斯坦總共被提名6次，法國物理學家布里淵甚至寫道：「試想：如果諾貝爾獲獎者名單上沒有愛因斯坦，那50年後的世界將會怎麼看？」這時的關鍵已經不是愛因斯坦因為什麼理論獲獎，而是他必須獲獎！愛因斯坦的科學威望已經遠遠超出諾貝爾獎，如果不給他獎，諾貝爾獎將無地自容。此時普朗克提出合理化建議：將1921年物理學獎補頒愛因斯坦，而1922年物理學獎頒給玻爾。諾貝爾獎委員會又讓古爾斯特蘭德去評估相對論。但這次委員會放棄了阿列紐斯，而讓理論物理學家奧森去評估「光電效應」。這時連上帝都在幫愛因斯坦：堅決反對愛因斯坦的哈瑟伯格久病之後掛了，奧森遞補為評獎委員會委員。而1921年這個奧森就已經提名愛因斯坦因「光電效應」獲得諾貝爾獎。

光電現象是德國著名物理學家赫茲1887年發現的，但正確解釋光電效應，源自愛因斯坦在奇蹟年（1905）發表的第一篇論文「關於光的產生和轉化的一個啟發性觀點」。讓廣大實驗物理學家沒話說的是，這篇論文確實經過了「時間的考驗」。它發表後11年（1916），美國科學家密立根通過精確的物理實驗證實了光電效應。光電效應理論當然傑出，它開啟了光量子理論的大門，但與廣義相對論相比，它基本相當於西瓜王前面的一粒芝麻。

古爾斯特蘭德的評估堅持認為相對論沒有經過「時間的檢驗」，但這個眼科醫生最後沒敢挑戰理論物理學家奧森對「光電效應」的評估。

更重要的是，此時已是諾貝爾獎物理學委員會主席的阿列紐斯也轉而支持愛因斯坦。他此前到訪柏林會見愛因斯坦，親眼看到柏林科學界對愛因斯坦的尊敬和愛戴，原先他十分敬重的倫納德和斯塔克名望掃地，被德國科學界主流唾棄。

誰無暴風勁雨時，守得雲開見月明。這一年，愛因斯坦要風得風要雨得雨，天時地利人和一把抓完，諾貝爾獎委員會終於被迫做出一個順應人心的決定：他們接受普朗克的建議，繞過他們認為還沒有得到實驗證明的廣義相對論，以「光電效應」把1921年空缺的物理學獎補授愛因斯坦，而將1922年的物理學獎授予玻爾。因此，這兩個物理死敵，是同一年獲得諾貝爾物理學獎的。

天作之合。

諾貝爾獎委員會正式的頒獎書面文字是：「由於愛因斯坦發現光電效應定律以及他在理論物理學領域的其它工作，特向愛因斯坦授予獎金。」其實就是說，他們也知道相對論更重要，但頒獎理由卻是光電效應。

那麼，到底啥子是「光電效應」？

我們大家都知道，金屬表面在光照之下會反光。但是這個反光並非只是光線，其中還包含著從金屬表面射出來的電子。這些電子就是「光電子」，這種效應就是光電效應。光波長小於極限波長時，反光才能發射電子，對應的光頻率就稱為極限頻率。極限波長取決於金屬材料，而發射電子的能量取決於光的波長，與光的強度無關，這一點用牛頓力學「光的波動性」無法解釋。與「光的波動性」相矛盾的還有光電效應的瞬時性。按牛頓的「光的波動性」理論，如果光線較弱，那就需要照射一會兒，金屬中的電子積累了足夠的能量，才能飛出金屬表面。可事實是只要光的頻率高於金屬的極限頻率，無論光的亮度強弱，光電子的產生幾乎是瞬時的，不超過十的負九次方/秒。這裡正確解釋只能是，光是由與波長有關的嚴格規定的能量單位組成的。這個能量單位，就是光量子，或稱光子。

愛因斯坦終於在1922年獲得了1921年諾貝爾獎。這不是諾貝爾給愛因斯坦面子，而是愛因斯坦給諾貝爾面子。想想吧，如果愛因斯坦沒獲得諾貝爾獎，我們肯定不會為愛因斯坦惋惜。但我們肯定會為諾貝爾獎惋惜。列位看官，這不是我的意見，這是世界科學史史學家的意見。他們一致認為愛因斯坦對物理學的貢獻至少值5個諾貝爾物理學獎：光量子理論、狹義相對論、廣義相對論、玻色——愛因斯坦凝聚、激光理論，個個都是大號諾獎級別。

其實，他還至少應當獲得一次諾貝爾和平獎。

事實上，由諾貝爾評審委員會來評審愛因斯坦能否獲獎，這本身就多少有點可笑。而依我看，奧森本人倒應當因為他的提議獲得諾貝爾智慧獎。將來我要真發了大財，錢多得實在沒地兒花，就去諾貝爾設個智慧獎，規定可以發給去世的科學家，因為第一個獎要給奧森。

三

1922年9月18日，諾貝爾獎物理學委員會主席阿列紐斯致信愛因斯坦，委婉地說：「您很可能需要於12月份前往斯德哥爾摩。如果那時您身在日本，也許不太合適。」同一天，好友、1914年諾貝爾物理獎獲得者勞鶴也致信愛因斯坦：「根據昨天的可靠消息，11月開始推選諾貝爾獎候選人，因此12月你最好獃在歐洲。」他們這麼說，是因為他們知道愛因斯坦與日本東京的出版社「改造社」簽訂了合同，這個時間得前往亞洲。愛因斯坦卻不願意因為可能獲得諾貝爾獎而違反合同。他9月22日給阿列紐斯回信說：「合同規定我非去日本不可，我不能推遲旅行……希望不要因此取消對我的邀請，我稍後可以前往瑞典。」

1922年11月10日，一份諾貝爾委員會的電報送到愛因斯坦的柏林家中，電文十分簡短：「茲授予您諾貝爾物理學獎，余函詳」。

愛因斯坦遠比星光彎曲的天才之路，終於直達天庭！

仔細看歷史，很少有平坦的天才之路。不經歷風雨，怎麼見彩虹，沒有人能隨隨便便成功。因此，最後站在代表社會承認的領獎台上，很多通常淡定的獲獎者都會淚流滿面。

愛因斯坦沒有淚流滿面。

他根本就沒流淚。

他甚至沒有站在領獎台上。

事實上，他根本不在斯德哥爾摩。他這時正在亞洲。1922年12月10日的頒獎典禮上，是德國駐瑞典大使納爾多尼代他領的獎。

這個代領本身也是一個故事。當年愛因斯坦在瑞士要求退還德國國籍，德國烏爾姆市政府照準，並未挽留這個學習成績不怎麼樣的猶太少年。5年後他申請瑞士國籍，瑞士也並未張開雙手熱烈擁抱他，收的費用差點兒讓愛因斯坦破產，而且把他的祖孫三代問了個底兒掉。當時，德國和瑞士都不怎麼歡迎愛因斯坦。現在而今眼目下，他獲諾貝爾獎啦！他自己還沒得到正式通知，瑞士和德國已經為了代他領獎打起來了。瑞士駐瑞典大使馬上宣布愛因斯坦是瑞士人，因為他持瑞士護照。因此，諾獎理應由他代領。緊接著，德國駐瑞典大使納多爾尼收到柏林普魯士科學院電報：「愛因斯坦是德國人」。然後，瑞士外交部正式致送公函給德國駐瑞典大使館：愛因斯坦是瑞士人。一個月後，德國的普魯士科學院致函德國文化部：經查，有確切文件證明愛因斯坦於1920年5月4日宣誓成為德國國家公務員。德國的國家公務員，當然是德國人啦！此事到頒獎日也沒爭出結果，惟一沒爭議的是獲獎者為愛因斯坦。當時德國政府破例同意愛因斯坦同時擁有瑞士國籍，所以他也就沒有大聲抗議，最後，到底是德國大使代他領了獎。

那麼，愛因斯坦是在哪兒得知他自己獲得諾貝爾獎的呢？

且聽下回分解。