偉大的科學家 愛因斯坦那些你不知道的事兒
2019年03月14日11:38

  相對論、能量守恒、光電效應以及宇宙常數……毫無疑問,愛因斯坦是世界上最偉大的科學家之一,但是真實的愛因斯坦到底是什麼樣子的呢?大院er今天給你講講你所不知道的愛因斯坦的那些事兒。

  本文整理自2019年2月24日方在慶老師北京SKP 活動現場演講內容,有刪減。

  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瞭如指掌,對人間疾苦充滿同情,為社會的各種不公正進行鬥爭的行動家。

愛因斯坦小時候
愛因斯坦小時候

  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,他們的抗爭與奮鬥;看到愛因斯坦講述自己的成長和奮鬥,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。

  2019年,是愛因斯坦誕辰140週年,而今天,3月14日,是他的生日。

  雖然,他已經離開這個世界很久了,但他在科學,在思想等領域所作出的貢獻,留給我們的財富太多了!所以我想,今天,我們每一位都有必要重新認識一下,這位偉大的科學家真實的一面。

與眾不同的愛因斯坦
與眾不同的愛因斯坦

  大家平常看到的愛因斯坦可能是這樣一個形象:

  白髮蒼蒼,目光慈祥,對整個世界充滿了憐憫。實際上,愛因斯坦與我們想像的完全不一樣,比如這張他小時候的照片,很萌,好像對這個世界充滿好奇。

愛因斯坦的小學畢業合照
愛因斯坦的小學畢業合照

  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。

  當時慕尼黑的猶太人數量並不多,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夥伴,但是年輕的時候他們個性不太一樣。

  當時慕尼黑的猶太人數量並不多,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夥伴,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後,舉家搬到意大利北部。由於愛因斯坦中學沒有畢業,就把他留在慕尼黑完成學業。他違背父母的意願擅自跑到意大利。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,這裏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。

  由於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,補習班完了以後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後失業了兩年,終於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,有一台計算機就可以。但是實際上愛因斯坦跟這樣的理論物理學家形像有很大的不同。

  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,但是後來他們家生意失敗了。為什麼呢?

  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。他們家後面就是工廠,工廠有什麼困難的時候,他的叔叔經常去找他來告訴工人該怎麼做,這跟以前的愛因斯坦的形像是不一樣的。

  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夥伴提出來的。

  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。

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

  朋友裡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,什麼都想瞭解,他本來是愛因斯坦的大學同學,比愛因斯坦高幾屆,畢業以後找不到工作。

  愛因斯坦到了專利局以後,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,什麼都討論。

  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。

  愛因斯坦的小愛好

  愛因斯坦喜歡音樂,喜歡航行。他母親來自一個很富有的家庭,音樂素養非常不錯,鋼琴彈得非常好,所以在愛因斯坦五歲左右的時候就教他彈鋼琴,讓他拉小提琴,但是他最初學小提琴的時候和老師發生了衝突,把老師給轟走了。

  後來他自己到了十幾歲的時候,特別是讀了康德的著作,以及其他方面的著作後,發現音樂的重要性,他開始自學小提琴,當然有前面的學習基礎,所以說他彈得好、彈得不好都有可能。

  愛因斯坦到美國後,紐約朱麗葉學院有一個非常有名的樂隊,專門去找愛因斯坦排練過。再有就是常常在工作之餘,他會被邀請去教授家裡演奏四重奏。

  “如果一個人隨著光速行進會怎麼樣?”

  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係。

  大學畢業以後就失業,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於一個邊緣的地位,然後又挑戰一些權威,而這些權威一開始完全不把他放在眼裡,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。

  我們現在瞭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,但是讀了以後讓孩子們忘不掉的著作還是太少了,這種著作不光是忘不掉,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,正好是在德國處於國力上升的時候,有一些人投身於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麼樣?”

  在科普讀物裡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後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。

《自然科學通俗讀本》、《力與物》
《自然科學通俗讀本》、《力與物》

  這本書是他的叔叔送給他的,他看完以後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於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繫上面,實際上這也影響了他後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。

  後來他還讀了康德的《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。

  動手能力超強的愛因斯坦

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。

螺旋裝置
螺旋裝置

  1926年愛因斯坦合作發明的陀螺儀,後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於一種人道主義考慮,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。

  來源:科學大院

關注我們Facebook專頁
    相關新聞
      更多瀏覽