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爱因斯坦:黑洞一样的宝藏男孩与白日梦想家

xiawuyouke 趣味数学故事 2022-01-20 11:51:01 801 1

19世纪的最后一天,英国著名物理学家开尔文宣布,物理大厦已经落成,所剩只是一些修饰工作。

这座大厦的奠基人正是牛顿,在当时的科学家看来,一切力学现象都能够从经典力学得到解释。没想到,仅仅五年时间,新的科学理论就撼动了经典物理大厦。爱因斯坦就是这个挖墙者,他以迅雷不及掩耳之势,取得了媲美牛顿的成就。

爱因斯坦:黑洞一样的宝藏男孩与白日梦想家

爱因斯坦VS牛顿

相比牛顿的力学原理简明清晰,爱因斯坦的理论就要难很多,光速、相对论、四维空间……著名的E=mc²,物理专业的大学生都不一定推导出来。很多人会以为爱因斯坦是个严肃、无趣、呆板的理工男。

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事实上,相比于牛顿的自负、偏执和刻薄,熟悉爱因斯坦的人都说他为人风趣幽默、如沐春风。幸运的是,我们即便无法理解爱因斯坦广博深刻的物理世界,同样可以感受他睿智坦荡的思想世界。

媒介就是爱因斯坦留下的大量非学术作品。《我的思想与观念:爱因斯坦自选集》(Ideas and Opinions)收录了他最重要的一般著述,包括大量文章、演讲、声明和信件,浓缩了爱因斯坦的人生观、世界观、价值观。

他热爱生活,明白“人是为别人而存在的,首先是为这样一些人,我们自己的幸福完全依赖于他们的愉快和健康;然后是为许多素不相识的人,同情的纽带将他们的命运与我们紧密相连。”

他热爱人类,信奉叔本华的名言“人能做其所愿,但不能愿其所愿”,教会他避免对自己和他人过分苛责,并且有助于培养一种幽默的人生观。

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他热爱真理,理想是真、善、美,从不把安逸和享乐看成目的本身,人们努力追求的庸俗目标(财产、虚名、奢侈)他总觉得是可鄙的。

爱因斯从不高居神坛,始终是普通人中的一员。他“今天郁郁寡欢,明天兴高采烈,后天凉下来,然后又恢复故态,自寻烦恼、憎世厌生。”

他很早就发现人际关系都是易变的,他说自己发育很慢,3岁才开始说话,后来年事已高,又聋又瞎。他承认自己外表悲惨,讨厌自己的照片,要不是有胡子,看起来像个妇人。

爱因斯坦:黑洞一样的宝藏男孩与白日梦想家

爱因斯坦(右)和妹妹玛雅

正是这个无奇的普通人,构建了现代物理学和天文学的基础。成就爱因斯坦的,仅仅是独立性和好奇心,让他得以领略常人无法看到的美,成就常人无法做到的事。爱因斯坦说:“上帝给了我骡子般的倔强和相当敏锐的嗅觉”。

爱因斯坦的思想始终散发着独立的光芒。他称自己是个“孤独的过客”,从未全心全意地属于他的国家、家庭、朋友,甚至是他的直系亲人,他从未失去一种距离感和保持孤独的需要。

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1905年,物理学家洛伦兹、庞加莱等都曾有相对论成分的思想火花,但是他们都折服于牛顿的耀眼光芒,裹足不前。只有爱因斯坦敢于挑战权威,抛弃了牛顿关于时间绝对化的错误。

虽然只是瑞士专利局普通技术员,26岁的爱因斯坦写出了关于光电效应、布朗运动、狭义相对论、质量和能量关系的4篇划时代的物理学论文,该年被称为“爱因斯坦奇迹年”。

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1905年爱因斯坦在瑞士专利局

1914年,整个欧洲卷入第一次世界大战。爱因斯坦要好的三位朋友,德国科学家哈伯、能斯特、普朗克成为主战派,联合93名知识界人士签名发表《告文明世界书》,宣称战争是必要的。

爱因斯坦却表现出了不合作的态度,他策划发表和平主义宣言《告欧洲人书》,虽然科学界只有两个人支持,他也绝不改变自己的反战态度。

这种独立自主的思想伴随了爱因斯坦的一生,艾萨克森在《爱因斯坦传》中写到:他自始至终都是一个有独立思想的人,他内心沉静,绝不墨守成规,思考不受外界影响。

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晚熟的爱因斯坦,说他直到成年才开始对空间和时间产生好奇。不同的是,他一直深入探究这个问题。他说:“我没有特别的天赋,只有强烈的好奇。”他总是在思考,幼年时父亲送给他一个指南针,他如获至宝,甚至整夜不睡,看着手中的指南针指向北方。

如同落地的苹果给了牛顿灵感,“白日梦”让爱因斯坦茅塞顿开。16岁时,爱因斯坦就从书本上了解到光是以很快速度前进的电磁波,他产生了一个想法,如果一个人以光的速度运动,他将看到一幅什么样的景象?从此他的一生都与光速产生联系。

1905年,爱因斯坦乘坐公交车时,回头看到伯尔尼的钟楼,他开始想象,如果公交车以光速前进,时钟的指针就会停下来。在空间中的速度越快,在时间中的速度就越慢,这就是狭义相对论的雏形。

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瑞士伯尔尼钟楼

后来,爱因斯坦进而设想,要是人在电梯里,电梯线被剪断,会发生什么?人会坠落,电梯也会跟人一起落地,所以人在电梯里没有重量的。这次他又想通了,实际上没有什么引力作用,是地球把周围的空间弯曲了。空间可以被弯曲,广义相对论就此诞生。

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1919年,英国天体物理学家爱丁顿拍摄的日全食时太阳附近的星星位置照片,第一次证实了爱因斯坦的广义相对论

当然,这都是灵感爆发的时刻,《我的思想与观念:爱因斯坦自选集》中收录了爱因斯坦《什么是相对论》《论广义引力场》《论广义相对论的起源》等文章,爱氏以严谨的语言深入浅出解释了这些改变世界的理论。

除了在原则问题上坚持独立思考、保持科学态度,生活中的大多数时候他都是个幽默风趣的人。翻看爱因斯坦的照片,会发现他的形象可爱又顽皮,拉小提琴、穿女士凉拖、一头凌乱的卷发、从不穿袜子、爱抽烟斗、冲着镜头卷舌头,简直是个“宝藏男孩”。

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一次,某个不爱用功的青年,缠着爱因斯坦要他公开成功的秘诀。爱因斯坦写了一个公式给他:A=x+y+z。爱因斯坦解释道:“A代表成功,x代表工作,y代表游戏,z代表……”“z是什么?”青年迫不及待地问。“z是闭嘴,少说废话。”爱因斯坦说。

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1955年4月18日,爱因斯坦在临终前,一如既往保持着风趣幽默的风格,他留给世人的最后一句话是“我的任务到此结束”。凭借“骡子般的倔强和敏锐的嗅觉”,这个单枪匹马改变世界的科学家,照亮了人类前进的道路。

爱因斯坦一生淡泊名利,无意证明自己的伟大,只是坚持了个体应该拥有的爱独立、爱自由、爱思考、爱人类的品质。阅读《我的思想与观念:爱因斯坦自选集》,足以让我们更加热爱这个对世界充满好奇心的“白日梦想家”。


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