我所知道的愛因斯坦
張海潮
愛因斯坦, 猶太人, 1879 年生於德 國。 17 歲入瑞士蘇黎世聯邦工業大學 (簡稱 ETH)。 大學四年, 他把大部分的時間花在探 索科學, 做實驗和研讀科學和哲學中偉大先 驅人物的著作。 他的主要興趣在物理, 但卻對 物理課程失望; 尤其是物理教授 H. Weber, 在 Weber 的課中學不到 Maxwell 的電磁理 論, 以致於當 Weber 在1912年去世時, 愛因 斯坦竟對友人表示 「Weber 的死, 對 ETH 是件好事」。
雖然如此, 愛因斯坦卻讚賞 Hurwitz 和 Minkowski 兩位傑出的數學老師。 不過由於 對自然科學的興趣超過數學, 並且覺得數學 分成許多過份專門的領域, 而不想在這樣專 精的領域中耗去一生。
1905 年, 提出三篇畫時代的論文: 光量 子假說, 布朗運動, 和特殊相對論。 並且向蘇 黎世大學提出博士論文, 他當時任職於伯恩 的專利局, 這個工作是他大學時代的好友數 學家 M. Grossman 幫忙找的。 愛因斯坦將 博士論文獻給 M. Grossman, 不只是因為他 們的友誼, 還加上 Grossman 對他的 「救命 之恩」。
1913 年發表與 Grossman 合著的論文
「廣義相對論和引力理論綱要」 在 1922 年的 京都演說中, 愛因斯坦回憶起這個工作, 他說
「如果所有的系統都是等價的, 那麼歐氏幾何 就無法全然成立。 但是捨幾何而就物理, 就好 像失語的思考。 我們在表達思想之前必須先 找到語言,. . .。我突然發現高斯的曲面論正是 解開這個奧秘的鑰匙. . ., 但我不知黎曼已經 深刻地研究了幾何的基礎。」
當時愛因斯坦找 Grossman 幫忙到圖 書館查閱是否有一種幾何可以處理愛因斯坦 思索的問題, Grossman第二天就回話給他, 說確有如此的幾何–黎曼幾何。
黎曼雖然早在 1854 年就提出了他對微 分幾何的看法, 但是一直要到愛因斯坦把微 分幾何引進廣義相對論作為數學工具以後, 才廣為發展。 愛氏本人雖然並未直接證明任 何微分幾何的定理。 但是當他發現在思索廣 義相對論的數學語言時, 竟然在半個世紀前 就有黎曼的微分幾何架構在等著他, 他不得 不說出 「. . .純粹數學的建構可以使我們發現 觀念和它們之間聯繫的法則, 開啟我們對自
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然現象的理解. . .」 如此這般對純數學的溢美 之辭。
1922 年 11 月 10 日, 瑞典科學院秘書在 一封電報中告訴愛因斯坦 「. . . 因為你在理 論物理的工作, 特別是你發現了光電效應的 法則, 決定將去年 (1921) 的諾貝爾物理獎 頒贈予你, 但不考慮你的相對論和重力理論 . . . .」
為何暫不考慮? 主要是在當時有一些物 理學家還無法接受愛因斯坦的相對論, 因此 有人提出以光電效應來給獎, 但即使如此, 仍 然可以說得上實至名歸。
1933 年 普 林 斯 頓 高 等 研 究 所 聘 請 愛 因 斯 坦 擔 任 數 學 所 的 教 授, 其餘 五 位 是 Alexander, Morse, Von Neumann, Weyl 和 Veblen。
1935 年與 Podolsky 和 Rosen 合作發 表挑戰哥本哈根學派的論文宣稱量子力學對 實在的描述是不完備的。
1939 年愛因斯坦寫信給美國羅斯福總 統要求發展原子武器, 防止德國搶先製造原
子彈, 但是他的基本態度是反戰的, 只是在面 臨到納粹對人類造成的浩劫時, 基於他對德 國科技的了解, 不得不爾。 戰後他仍然得面對 麥卡錫法西斯份子的威脅, 1954 年 3 月被麥 卡錫公開斥責為 「美國的敵人」。 11月愛因斯 坦在 「記者」 雜誌上發表聲明, 不願在美國當 科學家, 而寧願做一個水電工或是小販, 為在 麥卡錫主義陰影下的知識份子抗議, 而美國 水電業工會也決議贈給愛因斯坦榮譽會員的 名義。
1955 年 4 月 18 日去世, 在追思禮拜中, 以歌德的悼席勒詩向他致敬, 其中的一句是
「全世界都感謝他的教誨」。
(本文取材自:
1. Pais, The science and the life of Albert Einstein.
2. 凡異出版社, 紀念愛因斯坦文集。)
—本文作者曾任教於台灣大學數學系,今年 六月退休—
