曹天元谈1905:又一个“奇迹年”

您在《上帝掷骰子吗:量子物理史话》中说,1905年是个奇迹年,为什么会这样说?

曹天元:1905年是物理史上最伟大的年份之一,也是爱因斯坦一生中最光辉的时刻。“奇迹年”并不是我的发明,事实上,绝大多数科学史书籍和爱因斯坦的传记都采用这种说法。 所谓“奇迹年”(拉丁文annus mirabilis),本来是形容牛顿在1666年的贡献。那一年,牛顿回到乡下老家躲避瘟疫,结果,在这段日子里,他单枪匹马发明了微积分,完成了光分解的实验分析,据说还因为看到一个苹果从树上落地,从而获得启发,对万有引力定律进行了开创性思考。换句话说,短短的一年时间,牛顿就为数学、光学和力学三大学科奠定了最重要的基础。任何人只要毕生之年完成三样中的一样,就足以厕身历史上最伟大的科学家之列。这样的壮举,确实令人瞠目结舌,可以说是前无古人,甚至在相当长的一段时间里,人们都以为不会再有来者了。 然而,爱因斯坦在1905年横空出世,极为戏剧性地打破了这种想法。那一年,还是专利局小职员的他连续发表了六篇论文,彻底地改变了现代物理学的面貌—— 3月18日,《关于光的产生与转化的一个试探性观点》(第一篇); 4月30日,《分子大小的新测定法》(第二篇); 5月11日,《热的分子运动论所要求的静液体中悬浮粒子的运动》(第三篇); 6月30日,《论运动物体的电动力学》(第四篇); 9月27日,《物体的惯性同它所含的能量有关吗》(第五篇); 12月19日,《关于布朗运动的理论》(第六篇)。 这六篇论文,构成了1905这个奇迹年的全部,在科学史上可谓鼎鼎有名、如雷贯耳,甚至还有个专门的说法叫做“奇迹年论文”(annus mirabilis papers)。 这样说来,奇迹是因为爱因斯坦发表的论文。您能否详细谈谈这些论文对未来的科学发展以及人类科学史的意义?