爱因斯坦是个化学家
中科院之声
2014-09-27 08:07:20
编者按：“E=mc²”这个公式，你知道是什么意思吗？1905年9月27日，爱因斯坦在《物理学年鉴》上发表论文，精确推导出这个公式，从而叩开了原子时代的大门，并且成为核能与粒子物理的重要理论基础。1905年爱因斯坦发表了几篇重要论文，因此在物理学上被称为爱因斯坦“奇迹年”（annus mirabilis）。
100年后的2005年被联合国教科文组织定为“世界物理学年”。英国《自然》杂志的顾问编辑和著名科普作家Philip Ball撰写了题为Claiming Einstein for Chemistry（让爱因斯坦回归化学）的文章，发表在英国皇家化学会的Chemistry World杂志上。
Philip Ball是国际上著名的科学作家和杂志撰稿人。
2006年3月在Atlanta的美国化学会年会上，Ball获得了美国化学会颁发的James T. Grady-James H. Stack Award for Interpreting Chemistry for the Public，即所谓向公众解释化学奖。也许Philip Ball说Einstein是地地道道的化学家正是他获此奖的重要原因。人们一直觉得爱因斯坦是物理学的天才。
他引入的许多思想，对当时不少“正统”的物理学家来讲是出乎意料的。通过Ball的文章，我们可以了解到可能正是爱因斯坦的思想发展的物理化学源流，使得他有别于一般的物理学家。当然，爱因斯坦作为一个物理学家的不足之处，可能也正是来源于他的这个物理化学背景。
物理化学关注的是物质性质和变化的本质。
早期的许多物理学家和化学家都可以被称作物理化学家，比如发现气体定律的Robert Boyle（罗伯特 玻义耳）, 提出万有引力定律的Issac Newton（牛顿）, 研究电磁转换本质的Michael Faraday（法拉第）, 完成电磁理论的James Maxwell等。他们当时都被称为自然哲学家（Natural Philosopher），他们的许多贡献，是物理化学早期发展中的重要核心内容。
目前人们基本上公认1887年是物理化学作为一个学科诞生的年份，因为第一份专门研究物理化学的期刊Zeitschrift fur Physikalische Chemie在该年创刊。
创办人Wilhelm Ostwald（威廉 奥斯特瓦尔德，1909年Nobel化学奖）在1877年的硕士论文中就宣称：“现代化学需要变革。
”他的努力的目标是将化学家们的注意力“从参与化学反应的物质转移到化学反应本身的研究上来”，这自然包括化学反应的条件（热力学）、进程（动力学），以及研究化学反应的条件和进程的物理方法。物理化学就在这样的环境和目标下形成为一门研究化学反应本质的学科。爱因斯坦的父亲在他找不到工作时，出于对儿子前程的担忧，就是向著名的物理化学家威廉 奥斯特瓦尔德求助，希望帮助自己的儿子推荐一个物理化学家的工作。
物理化学研究的内容和手段一开始就非常地广泛。早在1920年代，核磁共振（NMR）技术和量子理论还没有发展和应用到化学问题之前，伟大的化学家G. N. Lewis就曾声称：“（自然）科学要么是物理化学，要么是核物理（Science is either physical chemistry or nuclear physics）。
”按照Lewis的说法，物理化学将包括化学、生物学、地学、宇宙学，以及大部分的物理学。同样，照此说法，随着核磁共振技术等的发展，今天的物理化学还包括部分核物理的内容。Lewis的定义是目前对物理化学的最为广义的一个定义。这样一个过于广泛的定义，表明与物理化学相关的科学研究范围的广泛程度，在很大程度上也表明物理化学研究范围的广泛程度超出人们靠常识所能够想象的范围。