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愛因斯坦的軼事
指南針與幾何學小冊子--獨立思考出少年
"浩瀚的宇宙就在那兒,卻在我們?nèi)祟愔,像一個永恒的謎,只有部分讓我們的思想明了。對宇宙的思考猶如獲得解放一樣吸引人。"愛因斯坦如是說。
愛因斯坦講過一件他小時候的事:他四歲的時候看到了一個"奇跡"--指南針。那指針恒定的指向北方,似乎是被一種看不見的力量牽引著,這深深的迷住了幼小的愛因斯坦。指南針使他堅信一定有什么東西在背后起作用,那東西藏得很深。甚至當愛因斯坦還是一個小孩時,他就懂得獨立思考了。據(jù)他的家人說,他說話比較慢,他總是喜歡停下來考慮應該說些什么。他的姐姐記得他曾耐心的為許多故事搭建起卡片屋。
愛因斯坦十二歲的時候,他很著迷于一本關(guān)于歐幾里德幾何學的小冊子。他是在一個學年的開始得到它的。里面有一些判斷,雖然沒有經(jīng)過證明,卻毫無疑問是正確的,例如:一個三角形的三條高相交于一點。數(shù)學的明晰與確定對他來說是一種無可抗拒的誘惑。愛因斯坦厭惡高中教育,盡管他一直能夠取得不錯的成績(數(shù)學成績特別優(yōu)秀)。他真正的學習是在家中自學,數(shù)學、物理和哲學方面的書教給了他許多。顯然,學校對他沒有太大的幫助,一位教師建議他離開學校,因為他的表現(xiàn)看起來會損害其他同學對教師的尊敬。于是,愛因斯坦中途棄學,跟隨父母來到了意大利。
愛因斯坦說:當問題大白于天下,知識開始在課堂上教授時,任何學生幾乎都可以不太困難的理解它。但是,當這些東西還處在黑暗之中的時候,需要持續(xù)的熱望、不斷的選擇、窮盡數(shù)據(jù)和材料,最終進入到透徹了解的悟境--只有那些經(jīng)歷過的人才能真正明白這一點。
他不是伯爾尼大學的教授--愛因斯坦的困頓時期
盡管愛因斯坦發(fā)表了相對論,但沒有人理會,他只能在伯爾尼的專利局做著一名小職員,艱難的維持家庭。1906年4月1日,愛因斯坦在專利局干了19個月后,終于升了一級,成為聯(lián)邦專利局的二級技術(shù)員,薪金也漲到每年4500法郎。哈勒局長相當不錯,他憑著自己的職業(yè)眼光非常賞識愛因斯坦的能力,并在給上司的報告中,極力贊揚愛因斯坦恪盡職守,并說他工作之余堅持研究,獲得了博士學位?上,哈勒先生不懂相對論,他以為博士頭銜遠遠勝過愛因斯坦發(fā)表的有關(guān)物理學的論文。所以,在給上司的報告中,他對這些工作只字未提。
對于愛因斯坦來說,博士、晉級、薪金除了養(yǎng)家糊口之外,實在沒有任何意義,他只需要一個可以全身心研究相對論的環(huán)境。
物理學領(lǐng)域中讀懂了相對論的人,都在探聽《物理學紀事》上的愛因斯坦究竟何許人也?又身在何方?
聽說愛因斯坦在伯爾尼。尋找愛因斯坦的人很自然就犯下一個可以理解的錯誤:愛因斯坦,這位相對論的創(chuàng)立者一定是伯爾尼大學的知名教授。
勞厄,這個后來也獲得諾貝爾獎的物理學家,當時還很年輕,正在做普朗克的助手。剛到柏林大學,普朗克就講了相對論,他沒聽懂,卻知道了相對論的重大意義。他打定主意,一放假就來到伯爾尼大學向"愛因斯坦教授"求教。
伯爾尼大學沒有愛因斯坦教授,伯爾尼專利局里倒有一個名叫愛因斯坦的公務員,勞厄愣了。趕到專利局,勞厄一頭撞上一個年輕人,在走廊里來回踱步:一件格子襯衫,領(lǐng)子半豎半躺,頭發(fā)亂得像團草,一撇不加修飾的小黑胡子隨意地臥在上唇邊。
專利局的走廊上空空蕩蕩。勞厄只好拉住眼前這位夢游般的年輕人。
"愛因斯坦博士在哪里辦公?"勞厄問。
夢游人半天才領(lǐng)悟這句話的含義,目光中泛出柔和的歉意。
"對不起,在下正是。"
勞厄驚訝了,但很快就笑了。相對論的創(chuàng)立者應該是這樣的人。
勞布到伯爾尼拜會愛因斯坦的場面更有趣。當時,愛因斯坦正跪在地上生煤爐,聽說勞布請教物理學問題,他攤開兩只烏黑的大手,天生的幽默感又來了:"你看,我和人談輻射,可是這個倒霉爐子,就怎么也輻射不出熱來。"
伯爾尼對物理學家們產(chǎn)生了吸引力。連普朗克教授也打算到伯爾尼來,這可是當時赫赫有名的物理界權(quán)威。1907年7月6日,他寫信給愛因斯坦:"明年我可能到瑞士度假。雖然還很遙遠,可是想到能和你會面,心里很高興。"此時,上帝也睜開了眼睛。
科學思想的新大陸--廣義相對論被證明
1916年春天,從中立國荷蘭的萊頓大學寄來一份《廣義相對論基礎(chǔ)》單行本;始姨煳膶W會的通訊會員德·西特教授,剛從愛因斯坦那里收到這篇論文,就把它寄到了劍橋。愛丁頓一眼就看出,這篇論文具有劃時代的意義。他馬上開始研究廣義相對論,同時請德·西特寫三篇介紹廣義相對論的文章,發(fā)表在皇家天文學會的會刊上。這三篇文章,引起了英國科學界的廣泛關(guān)注。因為這是自英國人牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律以來的兩個半世紀里,第一次有人向牛頓提出有力的挑戰(zhàn)。
1919年5月29日將發(fā)生日全蝕。剛好,金牛座中的畢宿星團在太陽附近,如果天氣晴朗,用照相機,至少可以拍出十三顆很亮的星。這是天賜良機,屆時將給愛因斯坦的廣義相對論,也就是向牛頓挑戰(zhàn)的新的引力理論,來一個判決。如果星光掠過太陽表面的時候,如愛因斯坦預言的那樣拐彎了,那就證明愛因斯坦是正確的,否則……。
不,作為自然科學家的愛丁頓,堅信愛因斯坦的廣義相對論是正確的。星光將會拐彎,拐過1'.74,和愛因斯坦預言的一樣。要用照相機拍出這1'.74的偏轉(zhuǎn)角,就像在十幾米外拍到一根火柴棍那樣困難。不過,愛丁頓經(jīng)過仔細研究,這是辦得到的。
在愛丁頓的熱心倡導下,皇家天文學會開始了日全蝕觀測的準備工作;始姨煳墓俅d派出兩支遠征隊,分別奔赴非洲西部的普林西比島和南美洲的索布臘爾。
在無數(shù)張模糊的底片中,終于找到了一張:灰色的天幕中,緊挨著太陽,有幾個非常清晰的黑點。愛丁頓拿在手里,禁不住心跳起來。牛頓的命運,愛因斯坦的命運,宇宙的命運就在此地此刻--空間究竟是否彎曲,宇宙到底是不是可能有限?
愛丁頓把這張底片和從倫敦帶來的底片重疊在一起,放在聚光燈下的乳白色玻璃板上。他把眼睛湊上去。激動人心的時刻到來了,太陽周圍那十幾顆星星,都向外偏轉(zhuǎn)了一個角度。星光拐彎了!廣義相對論得到證實?臻g是彎曲的!宇宙真可能是有限的!
在索布臘爾的遠征隊拍回的照片當中,有些也模糊不清,但是有七張和愛丁頓的那一張是一致的。愛丁頓經(jīng)過反復計算、核對,排除一切誤差、干擾,最后他完全有把握了:日全蝕的觀測,精確地證實了愛因斯坦的廣義相對論。
1919年11月6日下午,皇家學會會長、電子的發(fā)現(xiàn)者湯姆遜教授在全場肅穆中起立致詞。他的背后掛著一幅巨大的牛頓像。這位巨人曾經(jīng)連續(xù)24年任皇家學會會長,現(xiàn)在他正俯視著自己的后繼者。
湯姆遜說:"愛因斯坦的相對論是人類思想史上最偉大的成就之一--也許是最偉大的成就……這不是發(fā)現(xiàn)一個孤島,這是發(fā)現(xiàn)了新的科學思想的新大陸。"
1919年11月7日,愛因斯坦的傳奇故事開始。
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