1905年，一个物理奇迹年

　　100年前，26岁的天才物理学家爱因斯坦，一口气完成了6篇具有划时代意义的论文，包括现代物理学中三项伟大的成就：分子运动论、狭义相对论和光量子假说，影响了百年来的物理发展。这一年被称为“奇迹年”。

　　在这一“奇迹年”100周年来临之际，全球物理学界一致呼吁2005年为“世界物理年”。该倡议由欧洲物理学会首先提出，得到国际纯粹与应用物理联合会的一致通过。2004年 6月，联合国大会第58次会议通过决议，确立2005年为“国际物理年”。2005年全球物理学界将组织一系列活动，纪念相对论诞生100周年，纪念爱因斯坦逝世50周年。

　　“奇迹”，似乎是指某种超自然力量的现象或事件，应该与立足于实证基础上的科学相互对立。但是在科学史上，却有个年代因为集中出现了某个天才人物一系列的惊人智慧之果，而被称之为“奇迹年”。

　　这就是1905年。在这一年，在伯尔尼瑞士专利局工作的26岁的天才物理学家爱因斯坦，在不到1年的时间里一口气完成了6篇具有划时代意义的物理学论文，其中5篇于当年、另一篇于次年发表在当时国际物理学界声望最高的《物理学杂志》上。这6篇论文在现代物理学的3个不同领域作出了4项划时代的伟大贡献，创造了科学史也是人类历史上的奇迹，影响了百年来的物理发展。这一年被称之为“奇迹年”。

　　发表在1905年的5篇论文分别是：

　　1、《关于光的产生和转化的一个启发性观点》，讨论了光量子以及光电效应；

　　2、《分子大小的新测定》，推导出计算扩散速度的数学公式；

　　3、《关于热的分子运动论所要求的静止液体中悬浮小粒子的运动》，提供了原子确实存在的证明；

　　4、《论动体的电动力学》，提出时空关系新理论，被称为“狭义相对论”；

　　5、《物体的惯性是否决定其内能》，建立在狭义相对论基础上，表明质量和能量可互换，后来推出最著名的科学方程：E=mc2。

　　过去的物理学都以牛顿的理论为基础，认为时间和空间是绝对的，两者没有任何直接联系。似乎宇宙间存在着一个永远走动着的大钟，在任何情况下，它的速率永远都是相同的，世界上的一切运动在时间上都以它为度量标准。

　　爱因斯坦于1905年提出的狭义相对论则认为：物体运动时，质量会随着物体运动速度的增大而增加，同时，空间和时间也会随着物体运动速度的变化而变化，即还会发生尺缩效应和钟慢效应。狭义相对论和光速不变原理的提出，打破了传统的绝对时空观，指出了时间、空间和物体的质量不是绝对不变的，而是随着物体的运动而发生变化。爱因斯坦的狭义相对论，在我们的日常生活中是很难理解的，因为我们日常接触的都是远远小于光速的运动，根本无法察觉到爱因斯坦相对论所描述的相对论效应：长度变短、时钟变慢。但如果接近光速的运动能变成现实的话，一个以这样速度运动的人，在另一个静止的观察者看来就可能只是一条线。另外还会出现这样的景象：一个人坐上光子火箭，以接近光速的高速度去做星际航行。一年后他回来了，发现儿子已经是白发苍苍的老人，而自己还是那样年轻。中国古代传说中的“天上方一日，人间已一年”就可用相对论得到解释。

　　相对论的提出从根本上改变了物理学的面貌。它否定了经典力学的绝对时空论，推倒了牛顿力学的质量守恒、能量守恒、质量能量互不相关、时空永恒不变的基本命题，从本质上修正了由狭隘经验建立起来的时空观，深刻地揭示了时间和空间的本质属性，即揭示了时空的可变性、时空变化的联系性，树立了新的时空观、运动观、物质观。这一理论被后人誉为20世纪人类思想史上最伟大的成就之一。这是一场真正的科学革命。

　　　　本版文图 王润