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人类群星闪耀(4)——爱因斯坦 为什么偏偏是他发现了相对论?

 金色年华554 2019-04-16

童年

阿尔伯特·爱因斯坦生于1879年3月14日,1955年4月18日逝世。他出生于德国的一个犹太家庭。

爱因斯坦学习说话很晚,当时他的父母很发愁,还去找了医生。直到两岁多时,他好不容易能说出些单词了,却总要先轻声地讲给自己,直到差不多了才会大声说出来。因为这个,家里的女仆甚至给他取了个绰号“笨蛋”。他学习语言很吃力,身边的人担心他永远学不会。

他不仅发育迟缓,还喜欢顶撞老师,不服从权威。以至于有老师曾让他收拾东西走人,还有一位老师断言他永远不会有出息。

爱因斯坦家的后花园里经常有一群孩子打闹嬉戏,可他却对这些无动于衷,而喜欢专注于更安静的事情,比如:解智力难题、用拼装玩具搭复杂的建筑、摆弄蒸汽机车、建造卡片楼房。

在爱因斯坦四五岁时,他的爸爸送给他一个罗盘,他被罗盘上的小磁针深深吸引。差不多在同一时间,他的妈妈也送给了他一件礼物——小提琴。这两件礼物将伴随他终身。

他终身都致力于用场论来描述自然。而对音乐的欣赏,让他感受到宇宙和谐,就在整日为广义相对论绞尽脑汁的那段时间,他经常一边思索复杂的问题,一边即兴创作旋律,问题的答案通过灵感由音乐传给了他。

有一则流传很广的故事说,爱因斯坦做学生时数学学得不好,可这却是谣传。上小学时,他是班里的前几名,至于数学,他不但学得好,而且远远超出了学校的要求,他十五岁之前就掌握了微积分。

为什么偏偏是爱因斯坦发现了相对论?他曾经这样解释:一般成年人从不为时间和空间问题操心,但我发育迟缓,直到长大后才开始对时间和空间感到好奇,所以我对这个问题的思考要比别人深入。

人类群星闪耀(4)——爱因斯坦 为什么偏偏是他发现了相对论?

大学·米列娃

17岁的爱因斯坦考入了苏黎世联邦工学院,这所学校虽然是一所技术师范学院,但在工程和科学方面却有着良好的声誉。

米列娃,是爱因斯坦班上唯一一个女生,她比爱因斯坦大三岁有余。第一学年他们还只是同学关系,第二年夏天,他们决定一起去徒步旅行,她自信的冷漠吸引了爱因斯坦。

朋友们感到无法理解,像爱因斯坦这样一个几乎能让任何女性一见倾心的英俊小伙子,怎么会迷上一个身材矮小、相貌平平而且跛足的塞尔维亚人。

但她也有着吸引爱因斯坦的气质:对数学和科学富有激情,喜欢沉思,会逗人开心,他们在大学期间俨然已经像一对夫妻。

在学业上,爱因斯坦也是一帆风顺,尽管论文分数很低,但也顺利毕业了。相反的,米列娃几乎是班里的最低分,所以无法毕业,只能再读一年。

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就业

爱因斯坦一生中发生过很多让人惊奇的事情,其中之一就是他居然难于获得一个教职。直到从大学毕业后九年,他才被授予了一个初级教授职位。

一般来说,只要本人愿意,每位毕业生都可以找到某位教授做助手,可是工学院的两位物理教授都清楚爱因斯坦的物理,却不知道他的天才。

毕业后的那年秋天,他只是零星找到了几份家教,因为亲戚已经终止了对他的经济援助,他只能强装笑脸。

一年后,爱因斯坦得到了一份更加与身份不对等的工作,即一所很小的私立中学的指导老师。

再过了一年半,爱因斯坦终于等到了朋友格罗斯曼给他安排的工作:专利局技术专家。他在这里度过了一生中最具创造性的七年。一天的时间里,他只需要用很少的时间完成专利审查工作,剩下的时间就可以进行他自己的科学思考了。

进入专利局不久,他就和米列娃结婚了,

奇迹年 1905

牛顿出生于伽利略逝世那一年,爱因斯坦出生于麦克斯韦逝世那一年。

1905年3月,光电效应。他提出,光是由离散的粒子或能量包构成。他的理论引出了可以得到实验证明的光电效应定律。正是由于发现了光电效应,他才被授予唯一的诺贝尔奖。

1905年5月,布朗运动。爱因斯坦解释了一种被称为布朗运动的现象,它已经困扰了科学家80年之久。几个月之内,通过强大的显微镜观察实验,他的理论得到了证实。

1905年6月,狭义相对论。爱因斯坦简明扼要地指出,时间本身只能通过同时发生的事件来定义,并不存在所谓的绝对同时性和绝对时间。而如果时间是相对的,那么空间和距离也是相对的。

1905年9月, E=mc²。爱因斯坦的结论非常优雅:质量与能量是同一物体的不同表现,两者可以互换,即能量等于质量乘以光速的平方。这就是为什么一丁点物质如果转换成能量会产生巨大的效力。

成名

爱因斯坦在1905年迸发了奇迹般的创造力,但起初这些成果并没有引起多少人的注意。

爱因斯坦的广义相对论之路始于1907年11月,通过广义相对论,弯曲的时空结构解释了引力,引力与加速的等效。

在大多数人看来,爱因斯坦总有一天会得到诺贝尔物理学奖,到了1921年,公众对爱因斯坦的狂热已经如火如荼。爱因斯坦荣获1921年诺贝尔奖,是“为了表彰他对理论物理学的贡献,特别是因为他发现了光电效应定律。”

爱因斯坦因为相对论提名多次诺贝尔奖,最后却是以光电效应定律获奖。

人类群星闪耀(4)——爱因斯坦 为什么偏偏是他发现了相对论?

尾声·大脑

爱因斯坦直到生命的最后一刻,仍在努力寻找那种难于发现的统一场论,在最后一次入睡前,他在草稿上写下了一串方程式。

爱因斯坦去世后几个小时,病理学家哈维进行了例行的尸体解剖,最后在未经允许的情况下取走了爱因斯坦的大脑,并做了防腐处理。

哈维是他最忠诚的粉丝,天天和他的大脑在一起,还带着它在全世界旅行。后来,哈维将爱因斯坦大脑的切片或小块不断分发给那些研究者,把剩下的部分交给了研究机构。

然而,对爱因斯坦大脑的研究并不能是我们真正理解他的想象力与直觉。关键在于心灵,而非大脑。爱因斯坦的信条是:自由是创造性的源泉。他说:“我并没有什么特别的天赋,只是极为好奇罢了。”

他认为,培养这种自由,应当是政府的基本职能和教育的使命。

爱因斯坦是人类历史上最伟大的大师之一,他的理论颠覆了统治人类多年的经典物理学,拓宽了人类的思维,推动人类前进。

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