曹天元：上述这六篇论文，按研究方向划分，可以分为三类。首先，是分子测量和布朗运动方面的工作，即奇迹年论文中的第二、第三和第六篇。今天大家都知道，物质是由原子和分子组成的，但在1905年情况却非常不同。当时，原子和分子模型虽然早已被提出，但在科学界却依然只是一种假说。原因很明显：分子太小了，从没有人见过它们。那个年代流行的是实证主义，以马赫为首的一批科学家和哲学家认为，如果某种东西从来没有被观察到，那谈论它又有什么意义呢？ 因此，如何实际证明和测量分子的存在，就成了一个很重要的问题。爱因斯坦对这个问题一直很感兴趣，之前也曾经发表过几篇关于分子测量的论文。奇迹年论文的第二篇，就是他利用流体力学中的技巧，试图测量液体中分子大小的一篇文章。在六篇奇迹年论文中，这篇的名气恐怕是最小的，但“实际意义”却最大——它是爱因斯坦的博士论文，为他赢得了博士学位。 此后，爱因斯坦的注意力就转到了布朗运动上。所谓“布朗运动”，是英国植物学家布朗发现的一种现象，当你用显微镜观察悬浮在水中的花粉时，会发现这些花粉似乎永远都像无头苍蝇一般，左摇右晃，看似随机地四处乱动。这种不规则运动，后来就被称作布朗运动。 为什么会产生布朗运动？它的根源是什么？人们在很长一段时间里都迷惑不解，也曾提出过许多不同的假设。但直到十九世纪八十年代，一些科学家才提出这样的想法——布朗运动实际上是分子运动的结果。花粉在水中受到来自四面八方的水分子的不停推搡，因此被推得“东倒西歪”，看上去就似乎在做无规律的曲折运动。 爱因斯坦敏锐地想到，如果这种假设是正确的话，那么，虽然分子本身以当时的技术是观察不到的，但我们完全可以从花粉的运动中，反推出分子的种种性质来。不妨想象这样一个场景：在黑夜的广场上，有一大群喝得烂醉的醉鬼。广场上没有灯，而每个醉鬼都穿着黑衣服，于是我们什么也看不见。突然，一个穿白衣服的人跑进了广场。这时会发生些什么呢？显然，这个可怜的人会时时刻刻遭到来自各个方向的醉鬼的碰撞，被推得趔趔趄趄，走路也七歪八扭。爱因斯坦的意思就是，虽然我们一个醉鬼也看不见，但只要仔细研究这个穿白衣的人的行为，完全可以推算出这个广场上到底有多少醉鬼，每个醉鬼平均有多壮，或者两个醉鬼之间的平均距离是多少……显然，在这里醉鬼就是分子，白衣人就是花粉，通过对花粉的布朗运动的研究，也可以给我们打开一扇通往原子和分子世界的大门。 这就是奇迹年论文中第三篇和第六篇的主题。当然，论文的具体细节这里没必要展开，总之，爱因斯坦通过研究布朗运动，给出了具体的测算分子质量以及阿弗伽德罗常数的方法，后来，这由其他科学家进行的具体的实验以及计算，成为证实分子论的有力武器。原子和分子的假设可说是现代科学的基础之基础，费曼曾经说过，假如发生了某种灾难，所有的科学知识都丢失了，只允许留一句话给后人，这句话应该是：物质是由原子组成的。这一假设的真实性得到证明，意义可想而知，而爱因斯坦就是其中最重要的指路人之一。 上面三篇是第一类，关于分子论和布朗运动。第二类论文则是关于光电效应的，只有一篇，就是奇迹年发表的第一篇论文。当时，光是一种电磁波的认识早已根深蒂固。而当光照在金属上时，它会从金属表面打出一些电子来，这就叫光电效应。但研究光电效应的时候，有一个令人头痛的问题：如果光是一种波，那么光电效应中的一些现象就怎么也解释不了。 爱因斯坦大胆地指出，在光电效应中，只有假设光是一种“能量子”，是离散地作用在金属表面上的，才能解释实验中所观察到的种种现象。这个假设听起来简单，在当时可谓石破天惊。因为光是一种波，这是麦克斯韦电磁理论的自然推论，你现在把它推翻，那等于是和麦克斯韦理论对着干。