爱因斯坦诞辰140周年:带你走近一个真实的爱神

2019-03-14 10:55:30 来源:新浪科技

 撰文| 方在庆 中国科学院自然科学史研究所研究员,博士生导师,《我的世界观》编译者

  阿尔伯特•爱因斯坦被认为是有史以来最著名的科学家之一。他对物质结构、空间、时间以及引力性质的研究,彻底改变了这个世界,对人类思想进程产生了广泛而深远的影响。爱因斯坦不是一位仅专心自己专业领域,深居象牙塔的科学家,而是一位对人的天性了如指掌,对人间疾苦充满同情,为社会的各种不公正进行斗争的行动家。

  爱因斯坦表达了自己对哥白尼、伽利略,牛顿等具有划时代意义科学家的看法。读者通过爱因斯坦的双眼,回溯20世纪初科学发展的进程。居里夫人、洛伦兹、玻尔、朗之万……这些科学家在当时环境下面临的压力,他们的抗争与奋斗;看到爱因斯坦讲述自己的成长和奋斗,他作为一个犹太人的责任与思考,观点与态度,以及爱因斯坦的科学研究之路。

  今年是爱因斯坦诞辰140周年,我们有必要认识这位伟大的科学家真实的一面。

  与我们想象的完全不一样的爱因斯坦

  大家平常看到的爱因斯坦可能是这样一个形象——白发苍苍,目光慈祥,对整个世界充满了怜悯。实际上,爱因斯坦与我们想象的完全不一样,比如这张他小时候的照片,很萌,好像对这个世界充满好奇。

爱因斯坦小时候爱因斯坦小时候

  爱因斯坦的小学毕业的照片里,大家都非常严肃,唯有一个小孩面露笑容,他就是爱因斯坦(前排右二)。爱因斯坦是犹太人,在慕尼黑长大。

爱因斯坦的小学毕业合照爱因斯坦的小学毕业合照

  当时慕尼黑的犹太人数量并不多,所以爱因斯坦只能去天主教的小学上学,跟一群信天主教的小孩在一起。天主教的小孩被老师教导要循规蹈矩,而爱因斯坦是犹太人,无拘无束,所以他脸上露出了笑容。

  爱因斯坦有一个妹妹,两个人感情非常好,老年时他们相互安慰,成为非常重要的心灵伙伴,但是年轻的时候他们个性不太一样。

爱因斯坦和妹妹爱因斯坦和妹妹

  当时,爱因斯坦他们家的生意失败以后,举家搬到意大利北部。由于爱因斯坦中学没有毕业,就把他留在慕尼黑完成学业。他违背父母的意愿擅自跑到意大利。为了不想让自己的父母担心,就告诉父母说他肯定能上大学。

  他从氛围严肃的德国南部慕尼黑跑到了阳光明媚的意大利。德国思想家最喜爱的地方就是意大利,歌德一有伤心事就会到意大利去一趟,德国知识分子也是这样。意大利跟德国在很大程度上不太一样,这里非常迷人的自然环境,以及人们对待自然的态度吸引了爱因斯坦。

  由于上大学必须要求中学毕业,所以爱因斯坦去瑞士的一所中学上了一年的补习班,补习班完了以后才上了苏黎世联邦工学院。

  这个时候的爱因斯坦已经完全没有了当初那种阴霾的心情,学校对学生友爱平等的态度让他终身难忘。虽然爱因斯坦一生主动或被动地更换了几次国籍,但是却一直保持他的瑞士护照。

爱因斯坦在大学的时候爱因斯坦在大学的时候

  爱因斯坦大学毕业以后失业了两年,终于找到了一个在专利局的工作。平常专利局局长在的时候,爱因斯坦做他的专利审查工作,但是局长不在时,他就把抽屉拉开做自己的演算了。我们大部分人都认为爱因斯坦是一个理论物理学家,大部分理论物理学家,有一张纸就行了,现在连纸都不需要,有一台计算机就可以。但是实际上爱因斯坦跟这样的理论物理学家形象有很大的不同。第一,他的成长受到了通俗科学读物,也就是科学普及读物很深的影响;第二,他是一个动手能力非常强的人。他生长在一个被技术环境包围的氛围里,在他小的时候他的叔叔和他父亲开了一个很大的工厂,生产一些电器产品,如照明灯、发电机等等。慕尼黑啤酒节(十月啤酒节)上用的第一盏电灯就是他们家生产的,甚至慕尼黑的很多街灯都是他们家生产的,但是后来他们家生意失败了。为什么呢?因为有比他们家更大的一个企业,带有更多资本的一个企业来了——西门子公司从北方下来了,就把他们给挤垮了。他父亲和他叔叔只好搬到意大利去了。他们家后面就是工厂,工厂有什么困难的时候,他的叔叔经常去找他来告诉工人该怎么做,这跟以前的爱因斯坦的形象是不一样的。第三,爱因斯坦申请了很多专利,比如电冰箱的专利,就是爱因斯坦和他的伙伴提出来的。

  爱因斯坦在他成长过程当中得到很多人的帮助,有的人是非常有名的,但是绝大部分都是默默无闻的人。其中一位对他影响非常大的是他在发表的论文里面唯一感谢过的人,但在科学史上却寂寂无闻。

  爱因斯坦喜欢音乐,喜欢航行,这里面其实还有一些故事。

  愤世嫉俗又非常幽默

  实际上爱因斯坦是一个非常愤世嫉俗的人,尤其在年轻的时候,常常说一些非常难听的话,当然这跟他当时的处境也有一定的关系。大学毕业以后就失业,他给当时的欧洲几乎所有著名的物理学家都写了信,但没有一个人回信。两年内没有固定的工作,靠代课或打零工为生。身为犹太人,在跨入学术界的时候处于一个边缘的地位,然后又挑战一些权威,而这些权威一开始完全不把他放在眼里,即使他们是错的,也不承认。

  但是,爱因斯坦一方面愤世嫉俗,其实另外一方面非常的幽默,他对很多问题的看法可以说是非常独特。

  我们现在了解一下科普著作对他的影响。我们现在在科普方面的工作,做得也相当好,但是读了以后让孩子们忘不掉的著作还是太少了,这种著作不只是忘不掉,而且还让你有进一步的思考。爱因斯坦非常幸运,在他小的时候,正好是在德国处于国力上升的时候,有一些人投身于这种科学普及的活动,其中有一套书对他产生了很大的影响——《自然科学通俗读本》,这套书是非常通俗的科学读本,作者为阿龙·伯恩斯坦。在这套书的这一册上,第一句话就是“如果一个人随着光速行进会怎么样?”

《自然科学通俗读本》、《力与物》《自然科学通俗读本》、《力与物》

  在科普读物里面就提出这样的问题,而这个问题实际上是导致了爱因斯坦后来的狭义相对论的一个很重要的因素。比方说他还读过欧几里德的《几何原本》,是自学的不是别人教的。这本书是他的叔叔送给他的,他看完以后发现了一个让他非常震惊的东西。我们以前的真理通过实践得到,比如水到一百度就能烧开,我们想当然地认为所有的地方的水烧到一百度都沸了,但是经验会反驳这一点,到了西藏,水不到一百度就开了,所以很多你从实践中得到的东西不一定能够证明永远有效。可是欧氏几何能让你通过证明就能得到结论,比如说,三角形的三个角之和等于180度,你把三角形画成任何一个形状都是这样,而且这是通过证明得来的,而不是实践测出来的。这对他影响非常大,他认为这些东西实际上是整个物理学乃至科学的基础。我们科学一定要建立在一个体系上面,实际上这也影响了他后面的狭义相对论的两个原理,比如光速不变原理,相对性原理。后来他还读了康德的《纯粹理性批判》。康德的著作对成年的德国人来说都很难,,但是爱因斯坦在十几岁时就读了康德。康德也是想给我们的整个知识寻找一种稳固的根基,我们的经验也好,理性也好,作为根基都不够,所以他提出来一个先天综合判断。

  他不是一个人在战斗

  爱因斯坦有很多朋友,绝不是像以前人们认为的那样是孤军奋战。

奥林比亚学院的三位“院士”奥林比亚学院的三位“院士”

  爱因斯坦的这些朋友在科学领域不是特别有名。爱因斯坦大学毕业以后,两年没有固定工作,后来他同学的父亲帮他找了一份工作,可是在那份工作生效之前,还有一段时间他没有钱用,于是他就在伯尔尼的报纸上登了一则广告,说我可以给大家辅导数学物理,谁要在这方面有困难可以来,第一次可以免费听,结果就来了两个人。免费听了第一次后,相互之间感觉挺好,就不要钱了听下去了,最后他们三个人成立了一个奥林比亚学院。在这里无所不读,读哲学的书,科学的书,文学的书,还常常忘了自己吃了什么东西。有一次爱因斯坦的朋友想犒劳他一下,给他买了很好的食品(其实也不是很好,但对当时他们的收入来讲,是很不错的),放在他面前,结果他稀里糊涂地吃完了,朋友问他刚才尝的东西是什么滋味?他说不知道,因为他太关注于他们的讨论了。

贝索(Michele Besso)与新娘安娜(Anna)贝索(Michele Besso)与新娘安娜(Anna)

  朋友里面还有一个对他影响很大的人叫贝索。他实际上是整个狭义相对论的助产婆,也可以说是接生婆。贝索本人可以说是一事无成,但是他兴趣广泛,什么都想了解,他本来是爱因斯坦的大学同学,比爱因斯坦高几届,毕业以后找不到工作。爱因斯坦到了专利局以后,给局长推荐,说其实专利局需要一个这样的人,局长同意了。爱因斯坦就跟贝索每天一起上下班,什么都讨论。爱因斯坦需要的东西,想查的问题,他都能够去寻找相关的材料。爱因斯坦发表的所有论文里,只感谢了一个人,就是他。

格罗斯曼格罗斯曼

  再有一个人,就是爱因斯坦的大学同学格罗斯曼。格罗斯曼是一个非常循规蹈矩的人,所有的课都认认真真听!

  但是爱因斯坦恰恰相反,因为他很早他就把老师讲的一些内容都看过了,所以老师讲课对他来讲毫无吸引力,基本上不去听,但是到考试的时候就发愁了。格罗斯曼的笔记记得非常规整,所以他就把他的笔记借过来,看完了就通过考试,甚至有些课比格罗斯曼考得还好。爱因斯坦在专利局的工作,就是这个同学的父亲跟专利局讲了以后找到了。还有一个更重要的是帮助,也来自于他。我们都知道,爱因斯坦提出了狭义相对论和广义相对论。在他提出狭义相对论两年后,他觉得狭义相对论有问题了,然后他想解决这个问题,可他在数学上碰到了难题,而这个难题是在格罗斯曼的引导下解决了。

  爱因斯坦非常风趣幽默,这跟他从小成长的环境有很大的关系!他是在德国南部慕尼黑长大的,德国南部,尤其是慕尼黑人,带有一种天生的乐观态度,这点影响了他一生,他讲的德语带着很浓的南德口音,慕尼黑口音,他的英语也带着很浓的德语口音。他会的外语里真正能用的是法语,但虽然犯一些语法错误,但是能交谈能发表演讲,这对于一个外国人来说,也不容易了!

利奥波德·英费尔德和爱因斯坦利奥波德·英费尔德和爱因斯坦

  1936年,波兰物理学家英费尔德(Leopold Infeld,1898-1968)来到美国普林斯顿高等学术研究院,成为爱因斯坦的助手。在短短的两年合作时间中,他们完成了许多极有意义的工作。但是尽管爱因斯坦十分支持英费尔德,研究院却不同意延长英费尔德微薄的奖学金,爱因斯坦认为研究院对不起英费尔德,同时拒绝给自己十分尊敬的助手提供奖学金,也使爱因斯坦觉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钱给英费尔德,可后者对这个想法感到很不安。后来,英费尔德想出了另外一个主意——为什么不一起为广大读者写一本书呢,由爱因斯坦作为作者之一,该书一定会取得成功;而英费尔德所分得的版税也恰好可以保障他的生活所需。爱因斯坦认为这个主意不错,于是在1938年4月两人合作出版了这本《物理学的进化》。

书名:《物理学的进化》译者:周肇威 译 出版社:中信出版集团·见识城邦 出版时间:2019年3月书名:《物理学的进化》译者:周肇威 译 出版社:中信出版集团·见识城邦 出版时间:2019年3月

  《物理学的进化》是世界科学史上普及科学思维的代表之作,作为相对论的创始人,爱因斯坦亲自科普相对论和量子论,无人可以替代。

  书中介绍物理学观念从伽利略、牛顿时代的经典理论发展到现代的相对论、量子论和场论的演变情况。其中选择了几个主要的转折点来阐明经典物理学的命运和现代物理学中建立新观念的动机所在,从而引导读者怎样去找寻观念世界和现象世界的联系。

书名:《我的世界观》编译者:方在庆 译 出版社:中信出版集团·见识城邦 出版时间:2018年11月书名:《我的世界观》编译者:方在庆 译 出版社:中信出版集团·见识城邦 出版时间:2018年11月

  《我的世界观》把爱因斯坦对人生、科学、教育、战争、友谊、自由、宗教及社会问题的观点和看法的文字完整编译在一起,让我们通过这一本书,与伟大的灵魂深度对话。

  动手能力很强的爱因斯坦

爱因斯坦家生产的电灯爱因斯坦家生产的电灯

  爱因斯坦是一个动手能力很强的人,他曾在专利局工作,其中很重要的工作就是审查实际的专利,如果没有任何实践经验的话,是做不好的。

1926年爱因斯坦合作发明的陀螺仪,后来在军事飞机上使用。1926年爱因斯坦合作发明的陀螺仪,后来在军事飞机上使用。
电冰箱原理设计图电冰箱原理设计图

  这是爱因斯坦和一个朋友申请的电冰箱的专利,很可惜,现在我们用的不是他们发明的这种类型,但是他当时申请这项专利时是出于一种人道主义考虑,最早的电冰箱噪音很大,他们的这项专利技术把噪音降低了。

  这就是最真实的爱因斯坦,向伟大的爱因斯坦致敬,一位诙谐幽默,充满个性的智者。

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