阿尔伯特·爱因斯坦:一位人类学者的写照
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※阿尔伯特·爱因斯坦:一位人类学者的写照
1905年科学杂志《物理年鉴》(Annals of Physics)收到与大学学术圈不相干的一名读者投了一系列稿件。这名年仅二十六岁的年轻人展现出天赋异禀,发表内容涵盖光电效应、悬浮粒子的运动、质量与能量的关系,以及相对论。
这个大事件在科学史上画出了新的分界点。这位惊天动地的作者名为爱因斯坦,当时正在瑞士专利局工作,他改变了人们对于质量与能量的概念。
从丑小鸭变成天鹅
1879年3月14日,爱因斯坦出生于德国乌尔姆镇一个犹太人家庭里。1880年,爱因斯坦的父亲赫尔曼和叔父雅各布为了做天然气电力的生意,举家搬迁到慕尼黑,他在那里长大。一年之后,1881年,他的妹妹玛雅诞生了。
有的人相信天才应该在童年时期就与众不同,然而,小爱因斯坦却让人看不出将来会有那么大的成就。有人说,他到了三岁还不会说话,是个孤僻的孩子。总之,据说他是个沉默寡言的孩子,比起跟同伴玩耍,他更喜欢独来独往、沉思和做白日梦。他最爱的游戏便是堆纸牌屋这类需要耐心,只需要自己一个人就可以玩,而不需要跟其他人互动的游戏。
如此这般的风云人物,很难说哪些传闻是事实,哪些只是流传的故事。总之,安静的小爱因斯坦内心的科学精神和无限的好奇心,尚未呈现在世人眼前。
他在求学阶段经历了许多不同的学校,走遍不同的城市。小学就读于一所天主教学校,中学就读慕尼黑的路易波尔德中学(1965年改名为阿尔伯特·爱因斯坦中学)。
据说,他在中学的求学历程并不怎么愉快,甚至得到几位老师很苛刻的评语,例如:“这孩子将来绝对不会有什么成就。”老师们无法接受他太爱强辩,认为他不够尊重权威。在当时严格且注重纪律的教育体制之下,老师们并不欣赏爱因斯坦这种老是爱质疑一切的特质。
不论爱因斯坦在小学和中学时代的表现如何,这位被断言不会有成就的学生,最终证明自己是聪明、坚毅且能够得到好成绩的学生。
他自小就学习小提琴,对音乐的热爱承袭自母亲。母亲保利娜·科赫(Pauline Koch)就是他的小提琴老师,除了小提琴之外,保利娜也会弹钢琴。对音乐的热爱和那只小提琴,陪伴了爱因斯坦一生。他不但将自己融入音乐,也将其融入科学之中。希腊的哲学家、数学家毕达哥拉斯为了了解为什么某些音程会比其他音程动听,成了首位研究声学的人。
据说爱因斯坦除了热爱音乐是受了母亲的影响,他的毅力也是承袭自母亲的个性,这也是学好一种乐器不可或缺的特质。
后来,他的家族企业经营不善。为了缓解经济困境,1894年,他们举家从慕尼黑迁往意大利米兰。
当时,爱因斯坦还只是个青少年,理应好好继续学业。然而,他却中途辍学,离开了路易波尔德中学。据说,他是靠着家庭医生伪造的一纸证明,说他饱受忧郁之苦,需要休学调养。于是,就这样随着父母离开了德国。
家人希望他可以就读苏黎世综合技术学院,然而,少了中学毕业证书的他,还必须先通过入学考试。有趣的是,这位科学界的天才竟然在这次考试中失败了。这正说明很多时候,学校考试并无法测验出一个人的聪明才智、直觉,或者探究出人们科学的旺盛好奇心。据传,这家技术学院的主任在对爱因斯坦在科学方面的学科考试成绩印象深刻之余,仍然建议他先完成中学学业,再来苏黎世综合技术学院就读。
因此,爱因斯坦到亚劳市立中学继续学业,在1896年中学毕业。同年,他放弃了德国国籍,据推测是为了逃避兵役,因为他根本无法忍受军人的世界。他开始申请瑞士国籍,进入苏黎世联邦理工学院就读四年的科学系,准备当中学科学教师。
对世界充满好奇心
究竟爱因斯坦对于科学的热忱是如何培养出来的?在这方面,他的父亲和叔父或许都是激发他科学精神的助力。有一说,他五岁时曾因为生病躺在床上好几天,父亲送他指南针打发时间。这个永远指向同一方向的小东西,令小爱因斯坦内心首次受到一大震撼;也有一说,是他身为工程师的叔父雅各布,最早引导爱因斯坦研读科学书籍,也允许他进入自己做研究的工作场所。
归功于这样的家庭环境,让他从小建立了对科学的好奇心,对探索世界充满热忱,可以说是从小就开始自学。这样过了几年,他已经养成探究、发问与自己找答案的习惯。
如同前面所述,他是聪明的学生,表现却并不特别优异,毕竟一个人的天资或才能并非靠区区的考试可以评断。特别是,这位热血年轻人正当寻找心灵出口之际。
如此热衷科学的他,合理的出路应该是选择走入大学学术圈做研究。因此,1900年,他从苏黎世综合技术学院毕业,拿着专业数学与物理教师的文凭,走上寻求学术工作之路。然而,事与愿违,他的履历并未受到重视,接下来,他在温特图尔、沙夫豪森和伯尔尼等地方,先后担任过代课老师及家庭教师,一个接一个普通的工作。
然而,这些不顺遂没有阻挡他,毕业几个月后,并未在大学谋得职位的他,开始向《物理年鉴》投稿。
在大学时代,爱因斯坦和一位女同学谱出了恋曲,她就是来自塞尔维亚的米列娃·马里奇(Mileva Marić)。1901年,两人未婚秘密生下一个女儿,但为了避免招人非议,两人不得不将女儿送养。两年之后,爱因斯坦不顾父母的反对,与米列娃结婚。1904年,长子汉斯·阿尔伯特·爱因斯坦出生;之后,1910年,小儿子爱德华·爱因斯坦出生。
科学家的完美避风港
1902年,爱因斯坦进入瑞士专利局,在此总共待了七年。爱因斯坦很喜欢这份工作,因为这份工作需要动脑,也不会占用他做自己真心热爱的物理研究的时间。他在瑞士专利局任职期间,既没有大学学术圈的门路,也缺乏发表科学论文方面的人脉背景,但爱因斯坦却铸造出相对论,成为他在1905年向《物理年鉴》投稿的一系列论文之一。
这篇引发议论的论文受人关注的焦点之一,是爱因斯坦没有引用任何科学家的言论,也并没有用一堆数学公式铺陈。给人的印象是仿佛出自个人研究所得的结论,完全是个人思想的结晶,没有掺杂其他专家学者的协助或意见。事实也相去不远。
然而,当时无论物理学界还是科学领域的专家学者,对这位瑞士专利局技师发表的论文都并未赋予关注,不论他的论文价值如何,还是被冷落了。在科学杂志上发表过论文之后,爱因斯坦向大学和中学投出了履历,像是命运的捉弄般,他依然四处碰壁。
于是,他继续在瑞士专利局做三级审查员,也继续进行他永无止境的思考。即使学术圈的窄门尚未为他开启,没有可以阐释自己理论的舞台,他仍然另辟蹊径,持续前进。
通常,连续的失败打击会让人灰心丧志,然而,爱因斯坦面对失败却并未如此。面对失败时,他从错误中学习,寻找其他替代方案,不怕再度受挫或遇到阻碍,好像知道总有一天路会为自己而开。虽然中伤他的人不少,却也有支持他的追随者,如德国物理学家马克斯·普朗克(Max Planck)。
教授头衔、诗人和苹果簇拥而成的宝座
爱因斯坦的理论渐渐为他打开名声。1909年,他终于得到了布拉格查理大学的教授职位。1913年,第一次世界大战开战之前,他被提名为普鲁士科学院院士。之后,他搬到柏林,成为新成立的威廉皇家物理研究所所长。
由于他在1905年发表的一系列研究论文,爱因斯坦总是给人充满新创意的印象。也正是因为如此,他与诗人保罗·瓦勒里(Paul Valéry)之间曾有过一次有趣的对话。
据说,瓦勒里问爱因斯坦是否随身携带笔记本以便随时记下任何灵感,这也是一般文人常有的习惯。爱因斯坦惊讶地看着他,回答说:“噢,我不需要。因为我很难得才会有好点子。”倘若他真的有好点子,想必那几个点子肯定都很好。
另一则有关这位物理学家的轶事,提到他某天在路上看到一位工人从屋顶上跌下来,就像牛顿一样,只不过这次不是苹果,令他开始针对地心引力展开思考。
这则传闻就像很多其他的传闻一样,都是虚构的。根据爱因斯坦自己的说法,他开始思索地心引力,没有特别的原因,就像平时一样,是坐在椅子上反复思考所得。真实情况平凡多了,却也足以显示,当他遇上感兴趣的事,会反复思考直到豁然开朗,让问题一路带领他无远弗届。
他有无比的毅力、旺盛的好奇心、大胆且不安分。这位三岁才学会说话的小孩,谁能看出他将来的本事?他的理论引发了另一个理论,最后竟然改变了人们对光以及宇宙的看法。
光量子与名声
1919年3月29日,发生了日食,让科学家有机会证实爱因斯坦好几年前提出的新物理学理论。若他的这项理论得到证实,牛顿的宇宙观将会受到莫大挑战。
这项假设诞生于1907年,当他正在研究推广狭义相对论的时候,对万有引力法则有了新的想法。爱因斯坦预测,光线通过太阳附近时会发生偏折。随着日食的发生,天文学家发现他的预测成真了。随着这项成就,爱因斯坦声名大噪。第一次世界大战结束了,有一大批天文学家证实了他的其中一项理论,世界开始将焦点转移到这位奇才身上。
同样是在1919年,爱因斯坦与米列娃离婚。几个月后,他迎娶了表姊爱尔莎(Elsa Einstein),两人膝下无子。
爱因斯坦之所以令世界感到惊异,并非相对论,或者让他得到诺贝尔物理学奖的发现,而是他演绎推论的方式,无论是光电效应,还是他所提出的众多其他物理学理论。
这篇论文名为《关于光的产生和转化的一个启发性观点》,发表于1905年。在论文中,爱因斯坦提出光量子(后来人们称为光子)的概念,并以其解释光电效应。也就是说,不同频率的光线照射在金属表面上,射出电子的现象。随着光量子理论,爱因斯坦为未来量子力学研究奠定了基石。
奇怪的是,虽然他解释了光子有时像粒子,有时像波。因而成为促成量子力学的启发者。然而,他自己却对此理论有所保留。他会将这一理论考虑进去,但他难以接受一个毫无超然秩序的宇宙。
据说,当有人问到爱因斯坦对量子力学的看法时,他回答说:“上帝不玩骰子。”虽然提到了上帝,这句话并非如字面所指,指上帝与宇宙玩骰子。而是,他觉得“人并无法窥探测度上帝的作为,但是,若要说他用心电感应,随机创造,那我可是一点儿都不相信”。但那是题外话了。
有趣的是,随着爱因斯坦成为全球知名人物,他的理论却一直笼罩着令人难以理解的外衣。除了某些科学家对他的理论持反对立场之外,无人能够理解的说法也甚嚣尘上。
人们是怎么开始在脑中烙下这一印象的呢?现在已经难以追溯,或许《纽约时报》当时的一篇报道也助长了此风。比尔·布莱森(Bill Bryson)在《万物简史》(A Short History of Nearly Everything)这本有趣的书中,提到了当年的专题报道。当时,《纽约时报》阴错阳差只能派高尔夫专家记者克劳奇(Henry Crouch)做报道,他恐怕对相关理论一头雾水,最后报社也成功地让世人普遍觉得爱因斯坦的理论就是令人费解。
最后,除了高尔夫记者的错误报导之外,还传说爱因斯坦找到一家勇敢的出版社愿意出版他某本世上顶多只有十二人能懂的书。事实上,这本书并不存在,这间出版社也不存在。但是,谣言四起,有关相对论的故事也开始流传。传说,某位记者问天文学家埃丁顿爵士(Sir Arthur Eddington),他是否是世上懂相对论的三人之一。这下子,传说中的人数从十二人锐减为三人。埃丁顿愣了一下,看着记者回答说:“我在想除了爱因斯坦和我之外,第三个人是谁?”
诚如之前所揭示的,关于爱因斯坦与其学说的传说比比皆是。值得一提的是,有很长一段时间,大家把“一切都是相对的”归于爱因斯坦的相对论。事实上,他不曾说过这句话,这句话根本就违背了相对论。因为相对论所持的论点是,无论观察者为谁,观察到的视界并不会随之改变。
在纳粹德国的想象力桥梁
爱因斯坦是充满想象力、创造力的人。他知道当一名优秀科学家、研究者的关键是好奇心,好奇心让人得以持续发展智慧和志向。
打从小时候因叔父给他的科学书籍而一头栽进科学的世界,爱因斯坦就开始对周遭的世界提出问题。假使他不问问题,缺少那份好奇心,也许今日这些撼动物理学界的理论都不会存在。这一切的关键,都在于观察世界,学会发问。
爱因斯坦强调,奥秘是人所能经历的最美好的事物。也就是说,人面对未知的世界应该感到惊奇,对于尚待解答或比自己更广阔难解的事物感到好奇。少了这份惊奇,就没有发展科学或艺术的能力。因为没有不安、不惊奇、不好奇,就不会提出问题,也不会有任何创作。
爱因斯坦持续对世界进行观察,沉浸在对未知世界的惊异之中。然而,现实中,在他渐渐习惯的德国社会中,却有一次严峻的考验即将成形,那就是希特勒的崛起。
在德国,反犹太的风潮逐渐成形,这足以说明为什么《一百名反对爱因斯坦的作者》(Hundert Autoren gegen Einstein)这本书会出现。这本书汇整了百位科学家的意见,都是反对且仇视爱因斯坦个人及其学说,公开诋毁他的。据说,当爱因斯坦得知这本书的存在时,评论道:“为什么需要一百位?若我真的错了,光是一位来说就够了。”看来,当时的德国已经开始对这位物理学家十分不友善了。
幸运的是,当纳粹在1933年掌握政权时,爱因斯坦正在美国加州。虽然接下来有几个月待在比利时,但他从此没再返回过德国。纳粹没收了他的财产,公开焚毁他的著作,将他彻底从各个科学界团体除名。因此,他决定到新泽西的普林斯顿大学附近的高等研究院工作。于是,他举家迁移至该处。
在特别批准之下,他在1940年取得了美国国籍。从德国人到瑞士人,他最后成了美国人。
为和平而生的炸弹
爱因斯坦向来反对暴力,支持维护人类尊严的体系,为和平而战的斗士。然而,当人类的尊严受到威胁,不仅是因为战争,更是为了核武威胁,他陷入了矛盾之中。
1939年,当他的同僚之一波耳(Niels Bohr)发现钸与铀裂变的可能,因此,制造原子弹的可行性宣告确定。爱因斯坦接受了许多科学家拜访,谈到相关议题。
利奥·西拉德(Leo Szilard)是这些学者之一,他生怕德国抢先制造出核子武器。在此次拜访之前,西拉德早已是爱因斯坦的老朋友。就像雅各布叔父一样,爱因斯坦的发明并不限于物理学,他曾和西拉德在1920年申请了不少专利。其中之一是发明了不含可拆式零件的新型电冰箱,灵感来自某个柏林的社会新闻。因为冰箱封条毁损,造成有毒气体外泄,某户人家罹难。这则新闻促成了两人在电磁学方面的合作发明。
回到1939年,第二次世界大战正在悄然成形。了解到制造原子弹的可行性,爱因斯坦与尤金·维格纳(Eugene Paul Wigner)等科学家,拟了一封信,上书给罗斯福总统(Franklin D.Roosevelt)。他在信中恳求总统开启研究核子反应的计划,因为德国威胁日益增大,千万不可让这类致命武器落入全人类的敌人手中。
因为这些前因,以致后来世人称爱因斯坦为原子弹之父。然而,事实上,爱因斯坦曾说过,一道方程式能恒久存在,而政治只不过是过客。他对政治并不信任,也缺乏兴趣,却被卷入20世纪最关键且最具毁灭性的大事件之中。
最后,很不幸地,原子弹被制造出来了。日本广岛和长崎被投下原子弹后,在被这样的人间惨剧惊慑之下,爱因斯坦召集几位科学家,力图阻止原子弹再度被使用。
关于科学,他们要寻找宇宙间统一的理论;关于人类,他们开始思考需要一套统一的原则,让全人类得以享受自由、和平共存。
人类得享自由的和平社会
在追求和平方面,爱因斯坦在1950年6月16日接受了一次访问,收录在他《我的想法与意见》(Ideas and Opinions)一书中。在那次访谈中,他提到虽然在历史中人类屡次濒临危机,但是他已经看到现在这场危机更加逼近与真实。
为了避免战争武器为人类带来毁灭性灾难,他建议建立一个合法的组织,“拥有自己的权力,用以解决国际争端,简言之,就是一个世界政府”。他们企图借此宣言,让全世界达成一项协议,维持世界和平。但是,没有人听从这一建议。
关于这一点,爱因斯坦最后写的一封信,是在1955年4月11日写给哲学家、数学家罗素(Bertrand Arthur William Russell)的。他在信中接受一份声明的定稿,就是后世著名的《罗素-爱因斯坦宣言》(Russell-Einstein Manifesto)。在这份宣言中,他们恳请当时处于冷战时期的政治领袖针对国际纷争寻求和平解决之道。
这两位思想家开启了一连串科学家会议,致力于讨论如何控制核子武器的危险。在宣言中也预警,辐射雨及辐射尘对于人类大灭绝的真实危机。强调避免这种悲剧结局的唯一希望就是避免战争。
天才的头脑
在签署完宣言的几天后,1955年4月16日,爱因斯坦动脉瘤出血,两天之后,病逝于普林斯顿医院。
据说,他临终前的最后几个字讲的是德文,但是当时周围的护理人员没有人懂。因此,没有人知道这位物理天才最后的遗言是什么。唯有在病床边的桌上,放着他即将参加以色列建国纪念日所要发表的演说草稿。上面写着:
“今天,我不是以一个美国公民或者犹太人的身份演讲,而是以身为人类的身份来演讲。”
虽然他曾是家喻户晓的公众人物,但爱因斯坦清楚交代过想要私人性低调的葬礼,只需要亲人来道别即可。在大众透过媒体知道他的死讯之前,家人就先火化了遗体,以便完成他的遗愿。
然而,他的遗体并未被完全火化。医院的病理学家哈维(Thomas Stoltz Harvey)在解剖时,留下了爱因斯坦的大脑。他的用意是想要对它拍照存档、切片以便研究,进而解答这位提出多部学说,颠覆整个物理界的天才的大脑构造是否有特异之处。
许多年过去了,许多哈维取下的大脑样本都已失去踪影,时至今日,有关爱因斯坦大脑的病理学研究发表论文总共也只有六篇。
2012年,《脑》(Brain)杂志刊出其中一些出自美国佛罗里达州立大学的研究。研究将爱因斯坦的大脑与八十五位一般男性的大脑比较之后,证实爱因斯坦的大脑并没有比常人大。然而,根据这位主持项目的人类学家迪恩·福尔克(Dean Falk)的说法,他的大脑比一般人有更多的皱褶。
另外一篇研究论文则指出,他的脑部下顶叶,也就是与数学逻辑思考较相关的部分,这个区域的脑部比一般人大,大约多了百分之十五。
然而,这又证明了什么?也许什么也没有。因为让爱因斯坦获得假说结论的,并非他的数理能力,而是坚毅、好奇和对世界永远感到惊异,想要去发掘的那颗心。 最困难的问题总有最简单的答案