和牛顿一样,爱因斯坦也没有表现出什么超群的地方,到了几岁时还不大会说话。爱因斯坦数学很好,但是语言学得不好,尤其是古文更糟。
有趣的是,老师劝他:“阿尔伯特,你还是退学吧。”就这样,人类历史上最伟大的天才中途退学了。
爱因斯坦的父亲数学才能很好,因为家境贫寒而失学,爱因斯坦的母亲有着很优秀的音乐能力,爱因斯坦的身上都表现出来了。
不过现在也有人说,音乐和数学好也是说明与众不同,爱因斯坦也是“神童”。不错,无论怎样,爱因斯坦是一个有特点的孩子,一直到少年、青年、老年,爱因斯坦始终有他独特的个性和见解。
后来,16岁的爱因斯坦考大学,但是没考上,原因是那些需要记忆的课程他搞得一塌糊涂。1896年1月28日,爱因斯坦厌倦了从小受到的死板的军国主义和神学束缚,宣布成为一名无国籍者,就在这一年,爱因斯坦考进了联邦工业大学。
早在1895年,爱因斯坦就写出了《关于磁场的以太研究》。大学毕业之前,爱因斯坦确定了理论物理的研究兴趣。
爱因斯坦在26岁以前没有进入专业物理学科学习,他的所有物理知识都是自学的。在学校里,爱因斯坦结识了好朋友——格罗斯曼。
大学毕业之后,我们的人类最伟大的天才失业了。他本想在母校找个教书的工作,但是他没能得到自己那些老师的赏识。因为他大部分课都缺席,而是经常独自研究物理。顺便说一下,他的其他各科后来证明不是差劲,相反带有天才的禀赋。在大学里,爱因斯坦主要依靠格罗斯曼的笔记才得以及格。
在失业的岁月里,爱因斯坦帮别人承担演算任务、抄写、家教,在中专代课达一年左右。但即使是这样仅能糊口的岁月,爱因斯坦仍然写出了一篇论文《由毛细管现象所得的推论》,发表在1901年的莱比锡《物理学杂志》上。这是爱因斯坦的第一篇学术论文。
1902年,爱因斯坦终于找到了一份稳定的工作,这都要归功于朋友格罗斯曼的帮助。格罗斯曼的父亲有一位朋友是伯尔尼专利局的局长,就这样,爱因斯坦有了得到工作的机会。爱因斯坦这样说:“马尔塞尔·格罗斯曼作为我的朋友给我的最大帮助就是这样一件事:在我毕业后大约一年左右,他通过他的父亲把我介绍给瑞士专利局局长费里德里希·哈勒。经过一次详尽的口试之后,哈勒先生把我安置在那儿了。这样,在我最富于创造性活动的1902至1909这几年中,我就不用为生活而操心了。”
从此以后,爱因斯坦有了一份稳定的工作,担任一个普通的三级技术员。而在此之前,1901年2月爱因斯坦取得了瑞士国籍。
爱因斯坦于1903年1月结婚。米列娃·玛丽琦成为爱因斯坦的妻子,她也十分喜爱物理学,是爱因斯坦的大学同学。
就是在基本全是自学、毫无正规训练的业余研究下,一个普通的伯尔尼专利局的技术工人在1905年发表了5篇论文,这其中的3篇是划时代的成就,提出的深刻思想改变了人类的科学命运。
爱因斯坦那年26岁。
5篇论文分别是:《关于光的产生和转化的一个启发性观点》、《分子体积的新测定方法》、《论动体的电动力学》、《动体的惯性同它的能量有关吗?》。
其中在相对论、光电效应、布朗运动领域的3篇论文任何一篇都足以获得诺贝尔奖。
《论动体的电动力学》是著名的“狭义相对论”。1907年,朋友们建议爱因斯坦依靠论文谋得编外讲师的职位,但是没有人能够理解。
在德国,普朗克十分重视爱因斯坦的工作,称他是“新时代的哥白尼”,这两位对早期量子发展作出巨大贡献而又都走入另一方向的伟大科学家可谓“心有灵犀”。
相对论认为运动的钟会变慢。这是天才而又超前的思想领域内的大革命,已经超出了物理学意义,影响到人类哲学的广阔范畴。
普朗克委托一名学生到伯尔尼寻找爱因斯坦,但是学生直奔伯尔尼大学,打听一位叫爱因斯坦的教授。谁能知道,普朗克称赞的举足轻重的人物竟然是一个发明专利局的“外行”工人!
在德国,爱因斯坦被大家越来越重视,但在瑞士他还不被人理解。于是,有三位世界著名的科学家联合签名,写了一封推荐信。就这样,爱因斯坦先担任了编外讲师,不久任副教授。1911年,任苏黎士联邦工业大学理论物理学教授。到1914年前,他先后在布拉格大学、苏黎士大学、柏林大学等任教。这期间,爱因斯坦开始享有世界声誉,各大学术团体纷纷给他最高荣誉奖励。
此时,爱因斯坦在能量与质量上认为:
物质和能量是同一现象的两个不同侧面,两者可以互相转变。为了说明这种转变发生时会出现什么情况,爱因斯坦写出了著名的质能方程:E=mc2。原子能的利用就是以此为根据的。
狭义相对论更是举座皆惊:
宇宙中不可能探测到任何绝对的运动,因为一切运动都是相对的,它取决于观察者的位置。
1915年到1916年,革命性的广义相对论提出了。“世界上只有十个人能够懂得爱因斯坦。”这成了科学界的名言。
狭义相对论只适合匀速直线运动,无法处理“双生子佯谬”说。双生子佯谬是说同年同月同时的兄弟,哥哥坐宇宙飞船旅行,飞船以光速飞行,根据相对论效应,飞船上的钟会慢下来,当地球上过去几十年后,哥哥回来,在他的概念里才不过是几天。
到底二人的时间怎么算呢?
这涉及到变速问题。狭义相对论对这个问题的解决是无法尽善尽美的。
到了广义相对论阶段,爱因斯坦已经突破物理学,成为大思想家,他是以智者的身份对人类发言的。
这个理论以一切运动都是相对的这样一个假设作为基础。例如,从地球上的一个观察者看来,我们这个行星似乎是静止不动的,而火星这个行星则在运动。相反,一个在火星上的观察者则会认为,地球在运动,而火星却是静止不动的。所以,参照系很重要。在这个不断变化的宇宙中,有一个量恒定,即光速不变,光的速度是绝对的物理常数。
三维空间(长、宽、高)似乎不足以说明物质世界。因为每件事物的发生不仅仅具备长、宽、高三要素,还有时间这一维。一个物体在三维长宽高的空间里呆一段时间,就是四维。空间和时间的关系很重要,以致它构成了第四要素,即时空。
在四度空间的宇宙中,点与点连接的是曲线,不再是直线。爱因斯坦广义相对论的重要数学基础是非欧几何。宇宙本身就是弯曲的。能够理解数学基础之上的相对论的人是少之又少,但是其中蕴含的自然哲学思想都是精致而深刻的。质量可变,时间也可变。
理论之所以显示它的神性,还因为有实践的结果来验证。爱因斯坦如先知一样,预言了宇宙的神奇:
第一预言与解释:水是近日点的旋进。水的近日点有无法解释的43秒(角度)偏差,利用引力使空间弯曲的理论,可以很好地解释这一点。
第二预言:引入红移。即太阳光谱线的红向移动。
第三预言:光线在引力场中的偏转。爱因斯坦预言,星光经过太阳表面,会发生偏转,准确数字是1.7秒。等到日全食时,正是验证星光偏移的时刻。在伟大的天体物理学家爱丁顿的支持下,他和克劳姆林各带队伍奔赴非洲和南美,观测并拍摄照片,得出最终结论,即爱因斯坦的预言完全正确。
爱因斯坦成为轰动全球的明星。
人们竞相邀请爱因斯坦讲学,每到一处,爱因斯坦都成为传奇人物。
1933年,希特勒上台后,爱因斯坦受到威胁和迫害,他不得不被迫移居美国。德国的排犹运动也日益高涨,右翼科学家阻挠诺贝尔奖颁给爱因斯坦。爱因斯坦在美国得知家被抄并且财产被冻结,著作被烧毁,他没能再回到德国。
随着岁月流逝,爱因斯坦成为传奇。但是他永远是一个耐心、谦虚、慷慨的人。
他还十分的幽默和有趣。他在晚年总爱穿着高领套衫。他对很多礼节感到难以忍受,虽然他似乎可以忍受。他去英国时,那时为了躲避希特勒迫害,英国朋友们热情地邀请他参加晚会,晚会上每个人都穿着绅士般的燕尾服,还有正规的晚礼服,服务生穿着标准制服上菜。爱因斯坦觉得礼节繁琐,所以还是去了美国。
据说,有一位女作家对爱因斯坦说:“您多么有头脑,爱因斯坦教授!当时那些生气勃勃的年轻人在学术讨论会上报告某些崭新的理论时,你怎么立刻就指出那些理论的弱点呢?”
爱因斯坦回答:“亲爱的姑娘,我是骗人的,我对这些理论知道得一清二楚,我自己已经考虑过它们,所以我确切地知道它们的症结在哪里!”
霍金在著作中提到,面对纳粹威胁,爱因斯坦放弃了和平主义,忧虑到德国科学家会制造炸弹,建议美国发展核弹。
是的,爱因斯坦亲自写信给罗斯福,建议早些研究核弹,从而导致了曼哈顿工程。而正是爱因斯坦忧心忡忡,四方奔走制止核扩张。
爱因斯坦说:“从日常生活的观点来看,我们知道一件事,那就是,人是为了别人而存在的。”他还说,如果没有在科学研究中和志同道合的人进行合作和感觉,他的生命就会是空虚的。
爱因斯坦是一个真正的人,直正的科学家。
他对理论有自己理想的信仰。19世纪末的物理学其实只剩下两部分:电磁理论与引力理论。由于不知道强相互作用和弱相互作用,爱因斯坦的经典世界里只有前两个,他完成广义相对论之后,置身统一论的研究。现在人们认为这是悲剧式的。涅利曾对爱因斯坦说:“上帝分开的,任何人还是不要把它结合起来好。”
然而,爱因斯坦的统一论至今使人浮想联翩。
目前世界已发展到电磁与强、弱相互作用的统一,从某种意义上,正是爱因斯坦精神——世界的简单与可理解之美。
对于一个方程,爱因斯坦会说:这不美!也许令后代人深思的正是这一点。
1955年4月18日,爱因斯坦因病去世。如同另一个世界伟大而朴素的人物——托尔斯泰的平凡一样,爱因斯坦没有举行公开葬礼,他的骨灰被秘密保存,不设坟墓,不立纪念碑。
托尔斯泰的坟墓是世界最美的坟墓,爱因斯坦的归宿是世间最美的归宿,这两个人类杰出的精神导师在自然与心灵的认识上达到沟通。为了人类,他们永远是孜孜不倦的探索者和献身者。
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