谨向爱因斯坦太太和孩子们致以衷心的问候!你的
米歇勒和安娜·贝索-温特勒(Anna Besso-Winteler)”
收到贝索信的不久,9月11日,爱因斯坦就回复了贝索的科学探讨信,还坦言自己的回信如果不够详尽的话,原因是应约参与首届索尔维会议搞的自己疲惫不堪,而不是贝索自己的怕算错问题得扔废纸篓:
“亲爱的米歇勒!
感谢你亲切而详实的来信。如果我的回信不是同样详尽的话,那是因为我为布鲁塞尔会议准备的老生常谈把我搞得疲惫不堪了。”
爱因斯坦在信中首先谈了自己对Γ射线(γ射线)的看法,认为其与放射衰变类似,也可以看作是某种原子的制备:
“有关Γ射线(注:γ射线,是原子核能级跃迁退激时释放出的射线,是波长短于0.1埃的电磁波)的疯狂的想法是情有可原的。毕竟吸收(伴随释放大量能量的电离)过程的确与放射过程相似。
如果不把辐照看做是被量子化了,而看做是某种原子的制备,那么,这种制备只能在一定时间以后、在某一原子内部的过程完成之后才会导致衰变,就不是那么不可理解了。总有一天要对这个问题进行仔细的研究。
当然,原则上讲,它并不一定就是Γ射线,同样,它也并不一定就是伦琴射线和光。”
爱因斯坦认为放射性原子镭可被看作是“制备好的”原子,并详细对比了制备放射性原子和镭放射衰变的相反相似并同一之处:
“如果在制备的所有阶段随时都有原子存在,那么就没有必要违反能量原理。导致这种观念的心理需要可用以下方式来解释。
放射衰变与受辐射影响的衰变之间的相似如果不仅仅是外表的相似,而是本质上的同一,那么镭原子出于其自身的原因,就必须被看做是“制备好的”原子。既然衰变需要花费时间,那么同样,人为地使原子成为放射性原子也要花费时间。”
老熟人慕尼黑大学理论物理学教授阿诺德·索末菲1911年在系统阐述电子加速或减速过程中引起电磁辐射发射的理论中首次提出了电子和原子的碰撞不是瞬时发生的假说,爱因斯坦认为此假说有继续深入思考的价值:
“关于索末菲对金属电子的描述的想法,即电力也许会在有限的碰撞时间内发生作用,非常有意思,不应立即把它拒绝。一旦我安下心来,我将把它好好想想。”
与贝索一样,爱因斯坦也认为把不均匀性看做是电子的来源的观点不合理:
“我觉得,那种把不均匀性看做是电子的来源的观点并不合理,我也不满意n·l=常量这一假说。”
虽然尚未读到安东·兰帕对基本电荷测量的论文,但爱因斯坦对他的工作比较熟悉;
而通过蒸发银微粒实验来测量基本量子,也就是基本电荷,爱因斯坦认为是不成功的,因为实验测量理论基础的银微粒的布朗水平游动和下降速度之间并没有明确的关系;
相对来说,爱因斯坦更加认可维也纳大学的物理学编外讲师卡尔·派兹布兰(Karl Przibram,1878年-1973年)通过检测有或没有外在电场的情况下蒸气液滴的状态来测算基本量子的方法:
“我还设有读到兰帕的叙述,不过我对这些事非常了解。
蒸发产生的银微粒并不能证明(源于布朗运动的)游动与下降的速度之间有任何明确的关系。因此,它们的情况必然会有巨大的差异。
正像有人利用液滴在有或者没有场的情况下通过降落过程获得了基本量子一样(派兹布兰),通过电场中的游动和速度也能令人满意地得到基本量子。”
对于贝索“要在e2与作用量子之间进行选择”的疑惑,爱因斯坦向其简单提及了自己通过量纲论证手法考察普朗克常数h与电子电荷e关系的结论(具体内容可见本作《爱因斯坦105回洛伦兹长信》第八和第十一部分):
“e2与h的差是一个大约为900的因子。在我的记忆中,我不记得我曾遇到过任何像量纲论证中那样的情况。”
继不久前8月下旬给贝索的信中谈论玻尔兹曼熵概率公式后(本作《爱因斯坦149》:玻尔兹曼熵概率公式无法确定统计不规则、半渗透膜大多不存在,因此,熵概念推广到非热力学平衡领域需要新的方法),爱因斯坦与贝索第二次谈论了熵和概率,认为等容加热的子系统状态之间有能量间隔δE,此时玻尔兹曼熵S概率公式S=k·logW则需要修正:
“现在来谈熵和概率。你写得非常有趣:“有关粒子的情况……的确非常有启发性,但是显然我还不十分理解其关键所在”(!)
就某个粒子的情况而言,关键就是要知道在高度z时体积元dΓ的概率。如果用一个刚性屏蔽箱来表现dΓ,那么当这个屏蔽箱无限缓慢地升起时,渗透力就不起任何作用。
如果这个熵和概率与t这个区域相关,而它又总保持同样的大小,那么,玻尔兹曼方程(注:S=k·logW)也就能严格成立。如果t是z的一个函数,情况也同样如此。那么在确定S时,只须考虑渗透功。我们可以看出,只有在这种状态区域,在物理学上是可实现的并且会慢慢地变成∞的情况下,这个原理的严格应用才能成为可能。
然而对于等容加热的子系统,就无法在每个状态下阻止这一子系统留下一定的能量间隔δE。不过,S和W的精确值大概必然以这种方式与这样一个间隔相关,即它们不仅取决于E,而且取决于δE。当然,被认为与S和W相关的这个区域(在较小的熵值方向)也可能是不受限制的;这种选择有时甚至是有利的(渗透压),但原则上讲,这不是必不可少的。”
爱因斯坦鼓励贝索继续思索金属电子理论(不均匀性导致电子或电子量子论),也许会找到合理的解释,最后,他还感谢贝索一家友好短信,并附上了米列娃给贝索一家的“纸条”:
“关于金属再仔细想想!肯定会在那儿发现某种合理的东西。问题目前的这种状况是不能容忍的。
非常感谢安娜(注:贝索妻子安娜·温特勒,爱因斯坦初恋的妹妹)和韦罗(Vero)的友好的短信。谨向你们三人致以最良好的祝愿。
你们的
阿尔伯特
随信附上我妻子的一张纸条。”
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