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      人類群星閃耀(4)——愛因斯坦 為什么偏偏是他發(fā)現(xiàn)了相對論?

       金色年華554 2019-04-16

      童年

      阿爾伯特·愛因斯坦生于1879年3月14日,1955年4月18日逝世。他出生于德國的一個(gè)猶太家庭。

      愛因斯坦學(xué)習(xí)說話很晚,當(dāng)時(shí)他的父母很發(fā)愁,還去找了醫(yī)生。直到兩歲多時(shí),他好不容易能說出些單詞了,卻總要先輕聲地講給自己,直到差不多了才會大聲說出來。因?yàn)檫@個(gè),家里的女仆甚至給他取了個(gè)綽號“笨蛋”。他學(xué)習(xí)語言很吃力,身邊的人擔(dān)心他永遠(yuǎn)學(xué)不會。

      他不僅發(fā)育遲緩,還喜歡頂撞老師,不服從權(quán)威。以至于有老師曾讓他收拾東西走人,還有一位老師斷言他永遠(yuǎn)不會有出息。

      愛因斯坦家的后花園里經(jīng)常有一群孩子打鬧嬉戲,可他卻對這些無動于衷,而喜歡專注于更安靜的事情,比如:解智力難題、用拼裝玩具搭復(fù)雜的建筑、擺弄蒸汽機(jī)車、建造卡片樓房。

      在愛因斯坦四五歲時(shí),他的爸爸送給他一個(gè)羅盤,他被羅盤上的小磁針深深吸引。差不多在同一時(shí)間,他的媽媽也送給了他一件禮物——小提琴。這兩件禮物將伴隨他終身。

      他終身都致力于用場論來描述自然。而對音樂的欣賞,讓他感受到宇宙和諧,就在整日為廣義相對論絞盡腦汁的那段時(shí)間,他經(jīng)常一邊思索復(fù)雜的問題,一邊即興創(chuàng)作旋律,問題的答案通過靈感由音樂傳給了他。

      有一則流傳很廣的故事說,愛因斯坦做學(xué)生時(shí)數(shù)學(xué)學(xué)得不好,可這卻是謠傳。上小學(xué)時(shí),他是班里的前幾名,至于數(shù)學(xué),他不但學(xué)得好,而且遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了學(xué)校的要求,他十五歲之前就掌握了微積分。

      為什么偏偏是愛因斯坦發(fā)現(xiàn)了相對論?他曾經(jīng)這樣解釋:一般成年人從不為時(shí)間和空間問題操心,但我發(fā)育遲緩,直到長大后才開始對時(shí)間和空間感到好奇,所以我對這個(gè)問題的思考要比別人深入。

      人類群星閃耀(4)——愛因斯坦 為什么偏偏是他發(fā)現(xiàn)了相對論?

      大學(xué)·米列娃

      17歲的愛因斯坦考入了蘇黎世聯(lián)邦工學(xué)院,這所學(xué)校雖然是一所技術(shù)師范學(xué)院,但在工程和科學(xué)方面卻有著良好的聲譽(yù)。

      米列娃,是愛因斯坦班上唯一一個(gè)女生,她比愛因斯坦大三歲有余。第一學(xué)年他們還只是同學(xué)關(guān)系,第二年夏天,他們決定一起去徒步旅行,她自信的冷漠吸引了愛因斯坦。

      朋友們感到無法理解,像愛因斯坦這樣一個(gè)幾乎能讓任何女性一見傾心的英俊小伙子,怎么會迷上一個(gè)身材矮小、相貌平平而且跛足的塞爾維亞人。

      但她也有著吸引愛因斯坦的氣質(zhì):對數(shù)學(xué)和科學(xué)富有激情,喜歡沉思,會逗人開心,他們在大學(xué)期間儼然已經(jīng)像一對夫妻。

      在學(xué)業(yè)上,愛因斯坦也是一帆風(fēng)順,盡管論文分?jǐn)?shù)很低,但也順利畢業(yè)了。相反的,米列娃幾乎是班里的最低分,所以無法畢業(yè),只能再讀一年。

      人類群星閃耀(4)——愛因斯坦 為什么偏偏是他發(fā)現(xiàn)了相對論?

      就業(yè)

      愛因斯坦一生中發(fā)生過很多讓人驚奇的事情,其中之一就是他居然難于獲得一個(gè)教職。直到從大學(xué)畢業(yè)后九年,他才被授予了一個(gè)初級教授職位。

      一般來說,只要本人愿意,每位畢業(yè)生都可以找到某位教授做助手,可是工學(xué)院的兩位物理教授都清楚愛因斯坦的物理,卻不知道他的天才。

      畢業(yè)后的那年秋天,他只是零星找到了幾份家教,因?yàn)橛H戚已經(jīng)終止了對他的經(jīng)濟(jì)援助,他只能強(qiáng)裝笑臉。

      一年后,愛因斯坦得到了一份更加與身份不對等的工作,即一所很小的私立中學(xué)的指導(dǎo)老師。

      再過了一年半,愛因斯坦終于等到了朋友格羅斯曼給他安排的工作:專利局技術(shù)專家。他在這里度過了一生中最具創(chuàng)造性的七年。一天的時(shí)間里,他只需要用很少的時(shí)間完成專利審查工作,剩下的時(shí)間就可以進(jìn)行他自己的科學(xué)思考了。

      進(jìn)入專利局不久,他就和米列娃結(jié)婚了,

      奇跡年 1905

      牛頓出生于伽利略逝世那一年,愛因斯坦出生于麥克斯韋逝世那一年。

      1905年3月,光電效應(yīng)。他提出,光是由離散的粒子或能量包構(gòu)成。他的理論引出了可以得到實(shí)驗(yàn)證明的光電效應(yīng)定律。正是由于發(fā)現(xiàn)了光電效應(yīng),他才被授予唯一的諾貝爾獎。

      1905年5月,布朗運(yùn)動。愛因斯坦解釋了一種被稱為布朗運(yùn)動的現(xiàn)象,它已經(jīng)困擾了科學(xué)家80年之久。幾個(gè)月之內(nèi),通過強(qiáng)大的顯微鏡觀察實(shí)驗(yàn),他的理論得到了證實(shí)。

      1905年6月,狹義相對論。愛因斯坦簡明扼要地指出,時(shí)間本身只能通過同時(shí)發(fā)生的事件來定義,并不存在所謂的絕對同時(shí)性和絕對時(shí)間。而如果時(shí)間是相對的,那么空間和距離也是相對的。

      1905年9月, E=mc2。愛因斯坦的結(jié)論非常優(yōu)雅:質(zhì)量與能量是同一物體的不同表現(xiàn),兩者可以互換,即能量等于質(zhì)量乘以光速的平方。這就是為什么一丁點(diǎn)物質(zhì)如果轉(zhuǎn)換成能量會產(chǎn)生巨大的效力。

      成名

      愛因斯坦在1905年迸發(fā)了奇跡般的創(chuàng)造力,但起初這些成果并沒有引起多少人的注意。

      愛因斯坦的廣義相對論之路始于1907年11月,通過廣義相對論,彎曲的時(shí)空結(jié)構(gòu)解釋了引力,引力與加速的等效。

      在大多數(shù)人看來,愛因斯坦總有一天會得到諾貝爾物理學(xué)獎,到了1921年,公眾對愛因斯坦的狂熱已經(jīng)如火如荼。愛因斯坦榮獲1921年諾貝爾獎,是“為了表彰他對理論物理學(xué)的貢獻(xiàn),特別是因?yàn)樗l(fā)現(xiàn)了光電效應(yīng)定律?!?/p>

      愛因斯坦因?yàn)橄鄬φ撎崦啻沃Z貝爾獎,最后卻是以光電效應(yīng)定律獲獎。

      人類群星閃耀(4)——愛因斯坦 為什么偏偏是他發(fā)現(xiàn)了相對論?

      尾聲·大腦

      愛因斯坦直到生命的最后一刻,仍在努力尋找那種難于發(fā)現(xiàn)的統(tǒng)一場論,在最后一次入睡前,他在草稿上寫下了一串方程式。

      愛因斯坦去世后幾個(gè)小時(shí),病理學(xué)家哈維進(jìn)行了例行的尸體解剖,最后在未經(jīng)允許的情況下取走了愛因斯坦的大腦,并做了防腐處理。

      哈維是他最忠誠的粉絲,天天和他的大腦在一起,還帶著它在全世界旅行。后來,哈維將愛因斯坦大腦的切片或小塊不斷分發(fā)給那些研究者,把剩下的部分交給了研究機(jī)構(gòu)。

      然而,對愛因斯坦大腦的研究并不能是我們真正理解他的想象力與直覺。關(guān)鍵在于心靈,而非大腦。愛因斯坦的信條是:自由是創(chuàng)造性的源泉。他說:“我并沒有什么特別的天賦,只是極為好奇罷了?!?/p>

      他認(rèn)為,培養(yǎng)這種自由,應(yīng)當(dāng)是政府的基本職能和教育的使命。

      愛因斯坦是人類歷史上最偉大的大師之一,他的理論顛覆了統(tǒng)治人類多年的經(jīng)典物理學(xué),拓寬了人類的思維,推動人類前進(jìn)。

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