原创 冬青子 世界顶尖科学家论坛
1879年3月14日,在德国巴登 - 符腾堡州乌尔姆市,有着这样一个出生的人是爱因斯坦20世纪伟大物理学家,其父母都是犹太人。1905年,爱因斯坦获得了苏黎世大学物理学博士学位,还提出光子假设由此成功解释了光电效应,同年创立了狭义相对论。1915年,他创立了广义相对论。1955年4月18日,在美国新泽西州普林斯顿,爱因斯坦与世长辞了,享年76岁。爱因斯坦开创了现代科学技术新颖纪元,被公众认定为是在伽利略、牛顿之后最为伟大的物理学家,并且被美国《时代周刊》评选为20世纪的“世纪伟人( of the)”。
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爱因斯坦因相对论而闻名,然而,使他获得1921年诺贝尔物理学奖(今年恰好是100周年)的却是他对光电效应定律的研究,也就是光的能量并非呈均匀分布,而是负载在离散的光量子上,光子的能量与它所构成的光的频率相关,这一突破性理论不仅能够对光电效应作出解释,还推动了量子力学的诞生。而这一情况之下,瑞典科学院于1922年12月10日给爱因斯坦写信时,特意着重表明,“瑞典皇家科学院做出决定,要授予您去年的诺贝尔物理学奖,做出此决定是鉴于您在理论物理方面,尤其是在光电效应定律上所开展的工作,然而并未考量您的相对论以及引力理论在未来被证实之后的价值”。其中,引力理论就是爱因斯坦在1915年所创立的广义相对论。
谈及这封信,人们或许存有一丝疑惑,那便是,爱因斯坦是于1922年方才得到1921年的诺贝尔奖,可为何并非是在1921年取得呢?

授予爱因斯坦的诺贝尔奖证书 图 |
为人所共知的是,诺贝尔奖不会颁发给处于下述三种状况之人:其一,已然辞世之人;其二,研究者数量超过三人者;其三,未被实验所证实的理论的相关情况。
爱因斯坦于1905年完成了改变物理学的5篇重要论文且其中包括狭义相对论,此后一些科学家开始跟进相关研究活动,学术界也由此逐渐了解相对论。自1910年起,爱因斯坦每年(除1911和1915年)都被提名诺贝尔奖,一直到1922年才获奖。在1910年至1914年内,爱因斯坦被提名的根据皆是狭义相对论,然而诺贝尔奖委员会却觉得该理论仍有待进一步通过实验去验证。直至1915年的时候,学术界才普遍予以承认狭义相对论获得了实验验证。可是就在这个时候,爱因斯坦又提出了广义相对论,学界的注意力随后就集中到了后者上面。于是从1916年开始,爱因斯坦便开始凭借广义相对论获得广泛提名。然而该理论在实验验证方面,比如红移验证上,又因为出现了验证滞后、或者被认为不足以验证等诸多理由,而年年都被诺贝尔奖委员会否决授予奖项。在后面这些年的提名依据当中,也有三人提到了爱因斯坦的光电效应研究。1921年,瑞典的那个物理化学家阿仑尼乌斯,在一份关于光电效应的报告里这样觉得,普朗克刚在1918年靠量子论拿到奖,而光电效应似乎还是最好先让实验者得奖;也就是在同一年,有着颇高声望的瑞典眼科学家伽尔士德兰(A. ),在一份关于相对论的报告里又这样认为,狭义相对论的效应,是处在误差范围之内的,广义相对论所预言的水星近日点运动,和测量结果相不相符还尚是未知。诺贝尔委员们因不同意见而感受到了压力,所以投票决定在1921年不给爱因斯坦颁奖,结果1921年的诺贝尔物理学奖处于空缺状态。
到了1922年,提名爱因斯坦的人数钓鱼网,那种多到了什么程度呢,达到了空前的16人之多,这里面包含以前就有过提名行为的德国物理学家普朗克、瑞典物理学家卡尔·奥森(Carl W. Oseen)等人。有一名新加入到这个提名阵营里面来的提名者,甚至还这样写道:“很难想象十年之后人们会以怎样的一种看法去看待爱因斯坦不在诺贝尔获奖名单当中这个事情。”普朗克就给出了一个建议,把1921年处于空缺状态的物理奖项,颁发给爱因斯坦,如此一来怎么样呢,就能够把1922年的奖项授予在爱因斯坦光电效应工作之后提出原子模型的丹麦物理学家尼尔斯·玻尔。奥辛也再次建议以光电效应授予爱因斯坦奖。
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在承受重压的状况之下,诺贝尔奖委员会发出邀请,邀请对象是均身为乌普萨拉大学教授的伽尔士德兰还有奥森 ,让他们分别去做关于相对论以及光电效应的报告。奥森朝着委员会进行分析,分析的内容是爱因斯坦光量子以及黑体辐射当中能量涨落的工作,并且着重强调了光电效应的“定律与发现”,以此突显和实验的相关程度20世纪伟大物理学家,还提出按照普朗克的建议来进行颁奖。然而身为奥森朋友的伽尔士德兰,虽然坚持他前一年关于相对论的意见,可是他也并没有反对奥森的建议。

所以,于1922年9月6日,经由投票,诺贝尔奖委员会最终决定因光电效应把1921年的奖授予爱因斯坦,且在给爱因斯坦的信里做了特别说明。然而有意思的是,在颁奖典礼之际,爱因斯坦那被归档至诺贝尔演讲的公众演讲内容是“关于相对论的基本思想与问题” ,也许诺贝尔奖委员会期望借此表达对相对论的敬意。
由《纽约时报》于1935年5月4日所刊发的新闻标题,图片来源显示为wiki。
革命性的狭义相对论和广义相对论,难免会遭到质疑,验证过程中也难免出现曲折,因体系相关,广义相对论验证滞后对狭义相对论获奖造成阻碍,所以出现光电效应斩获诺奖的结局,尽管对爱因斯坦本人来说,光电效应成就相对较小,但当时情况下,这也是诺贝尔委员会在压力中的最优解,又因诺贝尔奖很难在同一领域两度颁给同一人,所以后来爱因斯坦没能凭借相对论再次获奖。
爱因斯坦跟诺贝尔奖有的这段奇妙经历,被众人不断谈论。有的人还评价说:天才手中握牌数量繁多且出牌速度过快,致使世人眼睛都看不过来,最终只好随意挑一个就给予颁奖了。就当下的情况而言,像前面所说的那样,光电效应促使了量子力学的产生,如今量子力学变成了极具影响力的关键理论,源自光电效应的诺贝尔奖的确是名副其实、无可争议。