6、E=mc2，∩/≡/v+C7H38O43

ty）的概念也最终成为量子力学在20世纪20年代的基础。（如果你对此感到困惑，觉得很难将某种既是波又是粒子的东西具象化的话，这其实很正常。在这里我们探讨的本质上是数学的特质，因此所有直观的类比都无济于事。堪称20世纪两位最顶尖物理学家之一的尼尔斯·玻尔曾说，如果还有人能在被物理学家们称为“量子奇异性”的想法面前“保持清醒头脑”的话，那他肯定已经失去理智了。）

在关于量子理论的论文发表两个月后，爱因斯坦发表了他第二项伟大的研究成果，讨论布朗运动。[403]大多数人在上学的时候都已经熟悉这种现象：将花粉的小颗粒悬浮在水中并放在显微镜下观察，这些大小不超过百分之一毫米的颗粒会在水中或颠簸或曲折地前后运动。爱因斯坦认为，这种“舞蹈”是由于花粉颗粒受到水分子的随机撞击而产生的。爱因斯坦说，如果他的想法是对的，即水分子确实在随机撞击花粉颗粒，那么其中一些颗粒不应该保持静止（因为如果这样的话，需要各个方向的撞击均等才行），而应该以一定的速度在水中移动。在这里他的统计学知识发挥了作用，因为他复杂的计算得到了实验的支持。这通常被视为证明分子存在的第一手证据。

但真正让爱因斯坦声名远播的成就，来自他于同年6月发表的第三篇论文，即关于狭义相对论的论文。正是这一理论催生了他的结论E=mc2。要解释狭义相对论（special theory of relativity）并不是件容易的事（广义相对论还要过些时间才问世），因为它涉及宇宙中一些极端（但又基本的）情况，在这些情况下常识是行不通的。但思想实验可能对理解有些帮助。[404]想象一下，你正站在火车站台上，一列火车在你面前从左到右呼啸而过。就在列车上的某个人经过你身边的那一瞬间，火车上位于某节车厢中间的一盏灯亮了起来。现在，假设火车是透明的，这样你可以看到车厢内的情况。那么你作为站台上的观察者，将会看到当灯光光束到达车厢尾部时，车厢本身已经向前移动了。换言之，这束灯光经过的路程要略短于半节车厢的长度。然而，在车厢里的那个人看到的却是光束同时到达车厢尾部和头部，因为对那个人来说灯光走过的路程正好等于半节车厢的长度。因此对于两位观察者来说，光束到达车厢尾部所用的时间是不同的。但两种情况下的光束都是以同样速度运行的同一光束。爱因斯坦认为，这种差异只能通过这样的假定来解释：知觉对于观察者是相对的，且由于光速恒定，那么时间必然根据条件而变化。

时间可以减慢或加快的想法非常奇怪，但是这正是爱因斯坦的洞见所在。由爱因斯坦的传记作家米歇尔·怀特和约翰·格里宾提出的第二个思想实验也许能在理解上提供更多帮助。想象一下，灯下的一支铅笔在桌面上投下了影子。也就是说这支存在于三维空间的铅笔在桌面上投下了一个二维的影子。如果让铅笔在灯下旋转，或是让灯绕着铅笔旋转，则影子也会相应地增大或缩小。爱因斯坦认为，实际上物体本质上拥有四个维度，而不仅限于我们熟悉的三维——物体占据了我们现在所说的“时空”，在这里，同样的物体随着时间而持续。[405]所以如果你把一个四维物体像刚才的铅笔那样摆弄的话，那么你就能延展或缩短时间，就像铅笔的影子可以增大或缩小一样。这里我们所说的“摆弄”，实际上是很拙劣的解释。在爱因斯坦的理论中，物体必须以光速或接近光速的速度移动才能展现出他提到的效果。但如果物体的速度真能达到光速，爱因斯坦说，那么时间也确实会发生变化。他最著名的预测是，时钟在高速运动时会走得更慢。这种反常识的见解实际上在许多年后得到了实验的验证。虽然他的思想可能不能产生直接的实际利益，物理学却因此发生了翻天覆地的变化。[406]

几乎与此同时，化学领域也在发生巨变，虽然缔造这场巨变的人并不像爱因斯坦一样妇孺皆知，但是这番变化可以说更能造福人类。事实上，在有关科学家向新闻界透露这位变革者的突破性成就时，他的名字并没有登上头条新闻。相反，《纽约时报》为此发布的头条新闻堪称史上最奇怪的新闻标题之一：“为C7H38O43干杯。”[407]这条化学式给出了塑料的化学成分，而在当今世界，塑料可能是应用最为广泛的化合物了。从飞机、电话到电视、电脑，现代生活如果没有塑料将无法想象。这一伟大发现的缔造者就是莱奥·昂德里克·贝克兰（Leo Hendrik Baekeland）。

贝克兰原籍比利时，但截至1907年宣布这一项突破性发现时，他已在美国生活了近二十年。他特立独行且自信满满，而塑料也远非他的第一件发明。他的众多发明中还包括名为“Velox”的感光纸，这项发明被伊士曼柯达公司以75万美元（现值约合4000万美元）收购；以及能够电解盐水生产烧碱的汤森德电解槽，这对肥皂等产品的生产至关重要。[408]

人类对于合成塑料的探索古已有之。天然橡胶的应用有着数千年的历史：尼罗河沿岸的古埃及人用树脂为法老的石棺上漆；琥珀首饰是古希腊人的最爱；骨头、贝壳、象牙和橡胶都被用于人们的生活之中。19世纪，虫胶的开发在唱片和电绝缘材料等领域获得了广泛应用。1865年亚历山大·帕克斯向伦敦皇家艺术学会引荐了一种名为“Parkesine”的材料。在一系列尝试通过改进硝化纤维生产塑料的方法中，这是第一种产品。[409]更为成功的产品当数赛璐珞（Celluloid），它是樟脑胶与硝化纤维浆混合之后加热熔解的产物，用于制作假牙尤为合适。事实上，赛璐珞的发明还让此前只有富人才能消费得起的梳子、护腕和颈托等奢侈品进入寻常百姓的家庭。然而，赛璐珞也并非十全十美，最大的隐患在于其易燃性。1875年《纽约时报》的社论用一个警醒的标题总结了它的问题：“爆炸的牙齿”。[410]

19世纪90年代和20世纪最流行的塑料研究途径是将苯酚和甲醛进行混合。化学家曾经尝试将这两者以能想到的所有比例混合并在各种不同的温度下进行加热，并向其中添加了各种各样的其他化合物，但结果几乎没有差别：产生的黏糊糊的混合物始终无法满足商业化生产的需要。这些失败的树胶因此获得了令人尴尬的“荣誉”：被化学家们贴上了“棘手树脂”的标签。[411]但正是这些物质的尴尬处境激起了贝克兰的兴趣。[412]他于1904年聘请了一位名为纳撒尼尔·瑟洛的助手，此人对苯酚的化学性质非常熟悉，于是他们开始尝试在这些混乱无序的结果中寻找某种固定模式。瑟洛取得了一些进展，但直到1907年6月18日，重大突破才姗姗来迟。那一天在助手下班后，贝克兰接手他的工作并启用一本新的实验记录。短短四天后，他就为一种物质申请了专利，最开始他管它叫“酚醛树脂”（Bakelite）。[413]这堪称一个异常迅速的发明。

贝克兰一丝不苟的实验记录还原了这一物质的发现过程。他将碎木屑浸泡在由苯酚和甲醛等比例配成的溶液中，随后加热到140—150℃。一天后，他发现虽然木屑的表面并不太硬，但少量渗出的树脂却非常坚硬。他问自己，这是不是由于甲醛在与苯酚发生反应之前就已经蒸发导致的呢？[414]为了证实这一点，他重复了以上步骤但对混合比例、反应温度、压力和干燥程序进行了多种尝试。在此过程中，他发现了不下四种物质，并给它们分配了A、B、C和D的代号。其中些比另外些更像橡胶；有一些遇