中时电子报独家披露-科学人物理特刊

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1、【中時電子報獨家披露-科學人物理特刊】愛因斯坦小職員大遺澤愛因斯坦（AlbertEinstein）可說是20世紀物理學的代表人物。當愛因斯坦的相對論全然推翻時空的絕對性，在此之前，時空具絕對性的論點主宰了物理學界達兩世紀之久。 １９０５物理奇蹟年【吳俊輝-中時張毅民】94.10.101905年愛因斯坦發表了五篇重要論文，對後世科學甚至日常生活有了重大的影響。因此聯合國將科文組織為紀念愛因斯坦，訂2005為世界物理年。1905被成稱為物理奇蹟年，除了相對論外，光電效應其實才是愛因斯坦獲得諾貝爾獎的論文。...... 撰文／斯

2、蒂克斯翻譯／王孫崇（中央研究院物理研究所博士後研究員，主要研究實驗核子物理、複雜系統及生物資訊）（更多詳細內容，請看本期《科學人》）科學人世界物理年特刊當時，這位26歲的專利局辦事員除了幾年前才被退回的博士論文之外，並沒有什麼研究成果；他也只在閒暇時間，或在上班時間偷空從事物理研究。但是他卻魯莽地宣稱當代物理學家膚淺，並且努力驗證他的論點。除了狹義及廣義相對論之外，他的其他著作也推動了量子力學及現代統計力學的發展。愛因斯坦的研究還提供分子存在及其行為的證據，讓化學及生物科技受益匪淺。讓人訝異的是，這些高見有許多都是出現在1

3、905年這奇蹟的一年中，愛因斯坦所發表的一系列論文裡。如此豐碩的個人科學成就，史上僅有一例可與之比擬，就是最早被稱為奇蹟年的1665~66年，那時牛頓待在家鄉躲避瘟疫，因而開始他在微積分、重力論及色彩理論的奠基工作。國際物理學界已經宣佈2005年為世界物理年，以紀念愛因斯坦的百年貢獻。物理及工程界裡諸多領域的科學家，窮盡整個20世紀來測試、了解並應用愛因斯坦的想法。眾所周知，愛因斯坦的質能互換公式（E=mc2）是原子彈原理，以及所有因原子彈而衍生之歷史故事的核心。愛因斯坦對光電效應的解釋，也為光電二極體和電視映像管等技術奠

4、下了基礎。100年後的今天，科技人員仍然在嘗試利用愛因斯坦的理論來開發新事物。透過實驗充份探究一項新理論所需的時間長短，可當做衡量一個天才的標準；從這角度來看，愛因斯坦的評價還在往上衝：一個用來檢驗廣義相對論各項預測的探測器最近才發射。然而，物理學家並不會等到所有答案都出現了才問下一個問題。目前物理學界最熱切的目標，就是超脫於愛因斯坦之外：超越愛因斯坦的想法，並解開愛因斯坦花了30年直到臨終仍未能解決的難題。很明顯的，廣義相對論和粒子物理並無法完整描述物理學，因為粒子物理的本質是量子力學，把廣義相對論和量子放在一起，就像油

5、和水般不相容。愛因斯坦努力了數十年，卻仍然找不到能夠統合相對論與電磁學的理論架構。他希望找出具確定性的物理學，而不像量子力學是架構在或然率和非因果性之上，也因為如此，所以他離開了量子力學這個他協助建立的學科。然而，現今一代的科學家對基本作用力的了解比愛因斯坦更全面，而且面對挑戰時也不會對量子力學預設偏見，因此他們正奮力發展自己的統合理論。至於成功的獎勵，對勝出的物理學家來說，就是如同愛因斯坦和牛頓般英名不朽；對一般人而言，則是得以一窺宇宙的本質和嶄新的技術，雖然這些內容對我們來說，就像黑洞與量子電腦對於百年前的人一樣，是那

6、麼的深奧難懂。想超越愛因斯坦，就必須了解他的所有成就。1905年春天，這位自嘲是「專利局奴役」的年輕人，寫了一封信給朋友哈比希特（ConradHabicht），說他有一堆不重要的嘮叨要發，意指他將寄出一系列論文。其中他唯一指稱「很有革命性」的一篇，與相對論無關，但卻為他贏得1921年諾貝爾獎，並於1922年領獎。那就是1905年3月完成的〈一個關於光的產生與轉換的啟發性看法〉，將普朗克（MaxPlanck）的量子理念加以推廣。所謂普朗克量子說，是指發熱物體的能量具有特定的不連續能階，因此其發射或吸收的能量是不連續的。這是1

7、905年愛因斯坦發表的五篇重要論文之一，他利用量子概念來解釋光電效應，說明帶靜電的金屬被光照射時會釋放電子的原因。他認為光是由粒子（即後來所知的光子）組成，這與當時認為光是波的主流思想大相逕庭。這篇論文發表於1905年6月的《物理年報》，為光的粒子波動二重性鋪下道路，而這二重性正是量子力學的基礎。後來，光電效應也成為許多技術的根基。那時愛因斯坦還沒有拿到博士學位。瑞士蘇黎士大學退回了他在1901年遞交的博士論文，那是關於氣體運動理論的尋常研究。愛因斯坦幾乎放棄了他稱為「喜劇」的博士學位計畫，但1905年他決定再試一次。根據

8、他的妹妹馬雅所說，愛因斯坦先遞出他的狹義相對論，但是蘇黎士大學覺得這「有點不可思議」。於是他就挑了4月30日完成的〈決定分子維度的新方法〉，這篇終於在7月被接受。據說這篇論文的靈感，是愛因斯坦在他與好友貝索（MicheleBesso）茶敘時得到的，席間愛因斯坦沉思液體黏度與被溶解的糖分子大小的相關性。他