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愛因斯坦誕辰140周年:帶你走近一個真實的愛神

2019-03-14 10:55:30 來源:新浪科技

 撰文| 方在慶 中國科學院自然科學史研究所研究員,博士生導師,《我的世界觀》編譯者

  阿爾伯特•愛因斯坦被認為是有史以來最著名的科學家之一。他對物質結構、空間、時間以及引力性質的研究,徹底改變了這個世界,對人類思想進程產生了廣泛而深遠的影響。愛因斯坦不是一位僅專心自己專業領域,深居象牙塔的科學家,而是一位對人的天性了如指掌,對人間疾苦充滿同情,為社會的各種不公正進行斗爭的行動家。

  愛因斯坦表達了自己對哥白尼、伽利略,牛頓等具有劃時代意義科學家的看法。讀者通過愛因斯坦的雙眼,回溯20世紀初科學發展的進程。居里夫人、洛倫茲、玻爾、朗之萬……這些科學家在當時環境下面臨的壓力,他們的抗爭與奮斗;看到愛因斯坦講述自己的成長和奮斗,他作為一個猶太人的責任與思考,觀點與態度,以及愛因斯坦的科學研究之路。

  今年是愛因斯坦誕辰140周年,我們有必要認識這位偉大的科學家真實的一面。

  與我們想象的完全不一樣的愛因斯坦

  大家平常看到的愛因斯坦可能是這樣一個形象——白發蒼蒼,目光慈祥,對整個世界充滿了憐憫。實際上,愛因斯坦與我們想象的完全不一樣,比如這張他小時候的照片,很萌,好像對這個世界充滿好奇。

愛因斯坦小時候愛因斯坦小時候

  愛因斯坦的小學畢業的照片里,大家都非常嚴肅,唯有一個小孩面露笑容,他就是愛因斯坦(前排右二)。愛因斯坦是猶太人,在慕尼黑長大。

愛因斯坦的小學畢業合照愛因斯坦的小學畢業合照

  當時慕尼黑的猶太人數量并不多,所以愛因斯坦只能去天主教的小學上學,跟一群信天主教的小孩在一起。天主教的小孩被老師教導要循規蹈矩,而愛因斯坦是猶太人,無拘無束,所以他臉上露出了笑容。

  愛因斯坦有一個妹妹,兩個人感情非常好,老年時他們相互安慰,成為非常重要的心靈伙伴,但是年輕的時候他們個性不太一樣。

愛因斯坦和妹妹愛因斯坦和妹妹

  當時,愛因斯坦他們家的生意失敗以后,舉家搬到意大利北部。由于愛因斯坦中學沒有畢業,就把他留在慕尼黑完成學業。他違背父母的意愿擅自跑到意大利。為了不想讓自己的父母擔心,就告訴父母說他肯定能上大學。

  他從氛圍嚴肅的德國南部慕尼黑跑到了陽光明媚的意大利。德國思想家最喜愛的地方就是意大利,歌德一有傷心事就會到意大利去一趟,德國知識分子也是這樣。意大利跟德國在很大程度上不太一樣,這里非常迷人的自然環境,以及人們對待自然的態度吸引了愛因斯坦。

  由于上大學必須要求中學畢業,所以愛因斯坦去瑞士的一所中學上了一年的補習班,補習班完了以后才上了蘇黎世聯邦工學院。

  這個時候的愛因斯坦已經完全沒有了當初那種陰霾的心情,學校對學生友愛平等的態度讓他終身難忘。雖然愛因斯坦一生主動或被動地更換了幾次國籍,但是卻一直保持他的瑞士護照。

愛因斯坦在大學的時候愛因斯坦在大學的時候

  愛因斯坦大學畢業以后失業了兩年,終于找到了一個在專利局的工作。平常專利局局長在的時候,愛因斯坦做他的專利審查工作,但是局長不在時,他就把抽屜拉開做自己的演算了。我們大部分人都認為愛因斯坦是一個理論物理學家,大部分理論物理學家,有一張紙就行了,現在連紙都不需要,有一臺計算機就可以。但是實際上愛因斯坦跟這樣的理論物理學家形象有很大的不同。第一,他的成長受到了通俗科學讀物,也就是科學普及讀物很深的影響;第二,他是一個動手能力非常強的人。他生長在一個被技術環境包圍的氛圍里,在他小的時候他的叔叔和他父親開了一個很大的工廠,生產一些電器產品,如照明燈、發電機等等。慕尼黑啤酒節(十月啤酒節)上用的第一盞電燈就是他們家生產的,甚至慕尼黑的很多街燈都是他們家生產的,但是后來他們家生意失敗了。為什么呢?因為有比他們家更大的一個企業,帶有更多資本的一個企業來了——西門子公司從北方下來了,就把他們給擠垮了。他父親和他叔叔只好搬到意大利去了。他們家后面就是工廠,工廠有什么困難的時候,他的叔叔經常去找他來告訴工人該怎么做,這跟以前的愛因斯坦的形象是不一樣的。第三,愛因斯坦申請了很多專利,比如電冰箱的專利,就是愛因斯坦和他的伙伴提出來的。

  愛因斯坦在他成長過程當中得到很多人的幫助,有的人是非常有名的,但是絕大部分都是默默無聞的人。其中一位對他影響非常大的是他在發表的論文里面唯一感謝過的人,但在科學史上卻寂寂無聞。

  愛因斯坦喜歡音樂,喜歡航行,這里面其實還有一些故事。

  憤世嫉俗又非常幽默

  實際上愛因斯坦是一個非常憤世嫉俗的人,尤其在年輕的時候,常常說一些非常難聽的話,當然這跟他當時的處境也有一定的關系。大學畢業以后就失業,他給當時的歐洲幾乎所有著名的物理學家都寫了信,但沒有一個人回信。兩年內沒有固定的工作,靠代課或打零工為生。身為猶太人,在跨入學術界的時候處于一個邊緣的地位,然后又挑戰一些權威,而這些權威一開始完全不把他放在眼里,即使他們是錯的,也不承認。

  但是,愛因斯坦一方面憤世嫉俗,其實另外一方面非常的幽默,他對很多問題的看法可以說是非常獨特。

  我們現在了解一下科普著作對他的影響。我們現在在科普方面的工作,做得也相當好,但是讀了以后讓孩子們忘不掉的著作還是太少了,這種著作不只是忘不掉,而且還讓你有進一步的思考。愛因斯坦非常幸運,在他小的時候,正好是在德國處于國力上升的時候,有一些人投身于這種科學普及的活動,其中有一套書對他產生了很大的影響——《自然科學通俗讀本》,這套書是非常通俗的科學讀本,作者為阿龍·伯恩斯坦。在這套書的這一冊上,第一句話就是“如果一個人隨著光速行進會怎么樣?”

《自然科學通俗讀本》、《力與物》《自然科學通俗讀本》、《力與物》

  在科普讀物里面就提出這樣的問題,而這個問題實際上是導致了愛因斯坦后來的狹義相對論的一個很重要的因素。比方說他還讀過歐幾里德的《幾何原本》,是自學的不是別人教的。這本書是他的叔叔送給他的,他看完以后發現了一個讓他非常震驚的東西。我們以前的真理通過實踐得到,比如水到一百度就能燒開,我們想當然地認為所有的地方的水燒到一百度都沸了,但是經驗會反駁這一點,到了西藏,水不到一百度就開了,所以很多你從實踐中得到的東西不一定能夠證明永遠有效。可是歐氏幾何能讓你通過證明就能得到結論,比如說,三角形的三個角之和等于180度,你把三角形畫成任何一個形狀都是這樣,而且這是通過證明得來的,而不是實踐測出來的。這對他影響非常大,他認為這些東西實際上是整個物理學乃至科學的基礎。我們科學一定要建立在一個體系上面,實際上這也影響了他后面的狹義相對論的兩個原理,比如光速不變原理,相對性原理。后來他還讀了康德的《純粹理性批判》。康德的著作對成年的德國人來說都很難,,但是愛因斯坦在十幾歲時就讀了康德。康德也是想給我們的整個知識尋找一種穩固的根基,我們的經驗也好,理性也好,作為根基都不夠,所以他提出來一個先天綜合判斷。

  他不是一個人在戰斗

  愛因斯坦有很多朋友,絕不是像以前人們認為的那樣是孤軍奮戰。

奧林比亞學院的三位“院士”奧林比亞學院的三位“院士”

  愛因斯坦的這些朋友在科學領域不是特別有名。愛因斯坦大學畢業以后,兩年沒有固定工作,后來他同學的父親幫他找了一份工作,可是在那份工作生效之前,還有一段時間他沒有錢用,于是他就在伯爾尼的報紙上登了一則廣告,說我可以給大家輔導數學物理,誰要在這方面有困難可以來,第一次可以免費聽,結果就來了兩個人。免費聽了第一次后,相互之間感覺挺好,就不要錢了聽下去了,最后他們三個人成立了一個奧林比亞學院。在這里無所不讀,讀哲學的書,科學的書,文學的書,還常常忘了自己吃了什么東西。有一次愛因斯坦的朋友想犒勞他一下,給他買了很好的食品(其實也不是很好,但對當時他們的收入來講,是很不錯的),放在他面前,結果他稀里糊涂地吃完了,朋友問他剛才嘗的東西是什么滋味?他說不知道,因為他太關注于他們的討論了。

貝索(Michele Besso)與新娘安娜(Anna)貝索(Michele Besso)與新娘安娜(Anna)

  朋友里面還有一個對他影響很大的人叫貝索。他實際上是整個狹義相對論的助產婆,也可以說是接生婆。貝索本人可以說是一事無成,但是他興趣廣泛,什么都想了解,他本來是愛因斯坦的大學同學,比愛因斯坦高幾屆,畢業以后找不到工作。愛因斯坦到了專利局以后,給局長推薦,說其實專利局需要一個這樣的人,局長同意了。愛因斯坦就跟貝索每天一起上下班,什么都討論。愛因斯坦需要的東西,想查的問題,他都能夠去尋找相關的材料。愛因斯坦發表的所有論文里,只感謝了一個人,就是他。

格羅斯曼格羅斯曼

  再有一個人,就是愛因斯坦的大學同學格羅斯曼。格羅斯曼是一個非常循規蹈矩的人,所有的課都認認真真聽!

  但是愛因斯坦恰恰相反,因為他很早他就把老師講的一些內容都看過了,所以老師講課對他來講毫無吸引力,基本上不去聽,但是到考試的時候就發愁了。格羅斯曼的筆記記得非常規整,所以他就把他的筆記借過來,看完了就通過考試,甚至有些課比格羅斯曼考得還好。愛因斯坦在專利局的工作,就是這個同學的父親跟專利局講了以后找到了。還有一個更重要的是幫助,也來自于他。我們都知道,愛因斯坦提出了狹義相對論和廣義相對論。在他提出狹義相對論兩年后,他覺得狹義相對論有問題了,然后他想解決這個問題,可他在數學上碰到了難題,而這個難題是在格羅斯曼的引導下解決了。

  愛因斯坦非常風趣幽默,這跟他從小成長的環境有很大的關系!他是在德國南部慕尼黑長大的,德國南部,尤其是慕尼黑人,帶有一種天生的樂觀態度,這點影響了他一生,他講的德語帶著很濃的南德口音,慕尼黑口音,他的英語也帶著很濃的德語口音。他會的外語里真正能用的是法語,但雖然犯一些語法錯誤,但是能交談能發表演講,這對于一個外國人來說,也不容易了!

利奧波德·英費爾德和愛因斯坦利奧波德·英費爾德和愛因斯坦

  1936年,波蘭物理學家英費爾德(Leopold Infeld,1898-1968)來到美國普林斯頓高等學術研究院,成為愛因斯坦的助手。在短短的兩年合作時間中,他們完成了許多極有意義的工作。但是盡管愛因斯坦十分支持英費爾德,研究院卻不同意延長英費爾德微薄的獎學金,愛因斯坦認為研究院對不起英費爾德,同時拒絕給自己十分尊敬的助手提供獎學金,也使愛因斯坦覺得研究院不尊重他本人的工作。因此他打算自己私人支付一部分錢給英費爾德,可后者對這個想法感到很不安。后來,英費爾德想出了另外一個主意——為什么不一起為廣大讀者寫一本書呢,由愛因斯坦作為作者之一,該書一定會取得成功;而英費爾德所分得的版稅也恰好可以保障他的生活所需。愛因斯坦認為這個主意不錯,于是在1938年4月兩人合作出版了這本《物理學的進化》。

書名:《物理學的進化》譯者:周肇威 譯 出版社:中信出版集團·見識城邦 出版時間:2019年3月書名:《物理學的進化》譯者:周肇威 譯 出版社:中信出版集團·見識城邦 出版時間:2019年3月

  《物理學的進化》是世界科學史上普及科學思維的代表之作,作為相對論的創始人,愛因斯坦親自科普相對論和量子論,無人可以替代。

  書中介紹物理學觀念從伽利略、牛頓時代的經典理論發展到現代的相對論、量子論和場論的演變情況。其中選擇了幾個主要的轉折點來闡明經典物理學的命運和現代物理學中建立新觀念的動機所在,從而引導讀者怎樣去找尋觀念世界和現象世界的聯系。

書名:《我的世界觀》編譯者:方在慶 譯 出版社:中信出版集團·見識城邦 出版時間:2018年11月書名:《我的世界觀》編譯者:方在慶 譯 出版社:中信出版集團·見識城邦 出版時間:2018年11月

  《我的世界觀》把愛因斯坦對人生、科學、教育、戰爭、友誼、自由、宗教及社會問題的觀點和看法的文字完整編譯在一起,讓我們通過這一本書,與偉大的靈魂深度對話。

  動手能力很強的愛因斯坦

愛因斯坦家生產的電燈愛因斯坦家生產的電燈

  愛因斯坦是一個動手能力很強的人,他曾在專利局工作,其中很重要的工作就是審查實際的專利,如果沒有任何實踐經驗的話,是做不好的。

1926年愛因斯坦合作發明的陀螺儀,后來在軍事飛機上使用。1926年愛因斯坦合作發明的陀螺儀,后來在軍事飛機上使用。
電冰箱原理設計圖電冰箱原理設計圖

  這是愛因斯坦和一個朋友申請的電冰箱的專利,很可惜,現在我們用的不是他們發明的這種類型,但是他當時申請這項專利時是出于一種人道主義考慮,最早的電冰箱噪音很大,他們的這項專利技術把噪音降低了。

  這就是最真實的愛因斯坦,向偉大的愛因斯坦致敬,一位詼諧幽默,充滿個性的智者。

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