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愛因斯坦一生的20個謎
1. 童年的愛因斯坦學(xué)習(xí)遲鈍?


小的時候,愛因斯坦學(xué)說話很慢。事實上,愛因斯坦把所有的句子都要在腦子里過一遍,然后覺得沒問題了才說出來。有記載顯示,愛因斯坦直到九歲之后才不繼續(xù)這么做。因此,愛因斯坦的父母常常覺得自己的孩子智力有問題,甚至還為此咨詢過醫(yī)生。他還對抗權(quán)威,導(dǎo)致一位中小學(xué)校長將他開除。他取笑歷史,說他從來不需要知道這么多。但這些特點讓他成了天才。大多數(shù)成人都認為,他對權(quán)威的過度輕蔑讓他懷疑常規(guī)的至理名言。他說話慢讓他對普通事情特好奇,比如時空。他的父親在他5歲時給了他一個羅盤,以至于讓他在晚年時還苦苦思索磁場的自然屬性。他更喜歡想圖像而不是文字。


2. 愛因斯坦學(xué)習(xí)不行?


一些研究人員聲稱發(fā)現(xiàn)了愛因斯坦童年時表現(xiàn)出輕微的孤獨癥癥狀,也叫艾斯伯格癥候。劍橋大學(xué)孤獨癥研究中心的主任西蒙-巴倫-柯洪(Simon Baron-Cohen)就是其中之一。他在文章中聲稱,孤獨癥患者通常"有著很強的系統(tǒng)思維能力,但是情感比較冷淡",這也可以解釋為什么這種類型的人在數(shù)學(xué)、音樂或者繪畫等學(xué)科中的系統(tǒng)思維能力突出。但是這看起來并不可信。愛因斯坦十幾歲的時候就有很親密的朋友,他們之間感情很好,愛因斯坦同樣熱衷參與大學(xué)組織的討論,有很好的言辭交流,總之對待朋友很熱情友愛。


3. 愛因斯坦的數(shù)學(xué)不及格?


一個廣為流傳的說法是,愛因斯坦學(xué)生時代數(shù)學(xué)很差,經(jīng)常不及格。這個說法出現(xiàn)在各種各樣的用于激勵學(xué)習(xí)不好的學(xué)生的書籍和網(wǎng)站。它通常這樣開頭,"大家都知道"。如果在Google搜索"愛因斯坦數(shù)學(xué)很差"的關(guān)鍵詞可以得到超過50萬的條目。這個說法甚至出現(xiàn)在一個著名的報紙專欄——Ripley 的"信不信由你"。是的,愛因斯坦童年確實有很多(對傳統(tǒng)教育)有諷刺意味的軼事。但是這一件不是。1935年,普林斯頓的一位猶太學(xué)者拿著從Ripley 專欄剪下的標題為《目前最偉大的數(shù)學(xué)家數(shù)學(xué)考不及格》的文章給愛因斯坦看時,愛因斯坦大笑不已。他回答說:“我的數(shù)學(xué)從未不及格,十五歲前我就掌握了微積分。”在小學(xué)的時候,他的數(shù)學(xué)就是班級的前幾名且遠遠超過了學(xué)校課程的要求。愛因斯坦的妹妹回憶道,"在他12歲的時候,他就偏好解一些很復(fù)雜的應(yīng)用算術(shù)。同時他決定嘗試自學(xué)幾何學(xué)和代數(shù)。父母給他賣了教科書,因此,他在暑假就能掌握這些課程。愛因斯坦不僅從課本上學(xué)習(xí)驗證,同時試著自己去證明一些新定理,他甚至曾經(jīng)用自己的方法證明了畢達哥拉斯定理


4. 愛因斯坦思考圖形比文字好?

愛因斯坦的偉大突破來源于他大腦中的虛擬實驗,而不是實驗室。他們稱之為“思維實驗(Gedankenexperiment )"。十六歲的時候,愛因斯坦就試著在大腦中勾畫沿著光線奔跑的圖像:如果你達到了光速,光波相對你來說就是靜止的。但是按照有關(guān)電磁波的麥克斯韋公式,這是不可能出現(xiàn)的事實。他知道數(shù)學(xué)是自然語言,是用來描述她的奇跡的,所以他一直在設(shè)想怎樣用數(shù)學(xué)公式來描述現(xiàn)實。因此,之后的十年中,愛因斯坦一直在做著他的思維實驗,直到他找到狹義相對論為止。


5. 愛因斯坦想過把什么圖形用于狹義相對論?


在其它事情中,愛因斯坦用圖形描繪一輛火車兩端出現(xiàn)雷擊的情況。在路基上的人可能會看到雷擊同時發(fā)生,但在快速行駛的火車上的人會覺得雷擊在不同時間出現(xiàn)。因為火車在快速向前行駛,來自火車前頭的雷擊光亮比火車后頭的光亮更早地到達他。于是他認識到同時是相對你的運動狀態(tài)而言的,沒有東西是絕對的同時。時間是相對的。因此就產(chǎn)生了狹義相對論。


6. 什么想法導(dǎo)致愛因斯坦想到了廣義相對論?


他想象一個人在自由落體。為理解他所看到的,他想象一個人在封閉的電梯里自由落體到地面。在這么一個封閉的環(huán)境內(nèi),觀察者發(fā)現(xiàn)他居然處于一個失重的狀態(tài),就如在太空中一樣。如果他睡著了,過了幾小時后他醒了過來,發(fā)現(xiàn)他還是處于失重狀態(tài),那么他根本無法判斷他到底是在外太空還是還在進行自由落體運動。另一方面,想象一個女人在封閉電梯里向外太空加速上升,遠離任何引力。她會覺得自己被拉向地面,就像被地心引力牽住一樣。從地心引力和加速度公式考慮,愛因斯坦得出了廣義相對論


7. 有思維圖描述他的廣義相對論嗎?


他指出,地心引力是扭曲的時空。它可以由另一個思維實驗來描述。想像一個滾動的保齡球滾進彈床的二維表面。當它滾過時一路將布卷起。然后再滾一些撞球。它們朝保齡球滾去,這不是因為它有神秘的吸引力,而是因為它卷起了彈床的布。現(xiàn)在設(shè)想一下在四維時空的布里會發(fā)生什么,當然,這不容易,但愛因斯坦能行。他能提出重力場方程式,表示物質(zhì)如何彎曲空間和彎曲的空間如何讓物質(zhì)移動。


8. 哪年是愛因斯坦的奇跡年?


1905年,愛因斯坦大學(xué)畢業(yè),沒上博士也沒從事學(xué)術(shù)工作。于是,他在瑞士專利局謀了一份臨時工作。這一年,他利用余暇寫成了四篇研究論文,發(fā)表在當時重要的物理刊物《物理學(xué)雜志》上。第一篇論證了光具有粒子性又具有波動性,并解釋了當固體受光照射而發(fā)射電子的光電效應(yīng)。第二篇闡明了分子和原子的存在。第三篇引進了狹義相對論,表明時空不是絕對的。第四篇第一次表達了著名的質(zhì)能公式:E=mc2。這四篇論文是一位傾其一生從事研究的物理學(xué)家一段生涯中所作出的不可磨滅的成果。為此,許多科學(xué)史家把1905稱為奇跡年


9. 當時愛因斯坦的個人生活如何?


塞爾維亞人米列娃(Mileva Mari)是大學(xué)里他上物理課的惟一女生,她幫他檢查他的數(shù)學(xué)。他倆熱戀地相愛,并生有一個非婚生女兒。不過愛因斯坦并沒有見過她,而且這個女兒的命運至今是個謎。后來,他們倆結(jié)婚,并生有二個兒子。最后,他們的關(guān)系破裂,愛因斯坦要求離婚。他給她的離婚協(xié)議是:1905年的論文中假定有論文最終獲得了諾貝爾獎,如果她愿意離婚,他就把資金給她。她想了一周,同意了。因為愛因斯坦的理論是如此激進,直到1922年他才獲得諾貝爾獎,全給了她。


10. 米列娃值得當成真正的合作者嗎?


的確,她幫了數(shù)學(xué)上的忙。她容忍了他,但仔細分析他們所有的信件和后來的聲明,說明這些概念全是愛因斯坦的。然而,還是要佩服她,在那時,一個女人想成為一位物理學(xué)家,要克服多大的阻力。


11. 相對論是如何被認可的?


科學(xué)家一開始不能確信廣義相對論是否對。但愛因斯坦提供了一個生動的實驗。在1919年5月29日日蝕出現(xiàn)時,遠征巴西北部和非洲西部沿海的普林西比島進行考查的幾隊英國天文學(xué)家,觀察到日食表明光線接近太陽時的彎度和愛因斯坦預(yù)測的完全一樣。該年年末在倫敦舉行的皇家學(xué)會和皇家天文學(xué)會的一次歷史性聯(lián)合會議上的報告,愛因斯坦的相對論得到了完全的證實。愛因斯坦由此聲名鵲起,成了科學(xué)超新星和人道主義的偶像,相對論也成為家喻戶曉的名詞。

12. 為何愛因斯坦如此久才獲得諾貝爾獎?


他1905年的論文被認為不可理解和不能證實。1909年10月,德國著名化學(xué)家奧斯特瓦爾德首先提名愛因斯坦為1910年諾貝爾物理學(xué)獎候選人,推薦理由是愛因斯坦狹義相對論的偉大貢獻。以后他又于1912年、1913年再度提名愛因斯坦。那時反對相對論的勢力很強,評獎委員會沒有把獎給愛因斯坦情有可原。1912年,德國物理學(xué)家普林斯海姆推薦愛因斯坦(推薦理由還是他在相對論方面的成就)為獲獎候選人時,寫了一句很有分量的話:“我相信諾貝爾獎委員會很少有機會為一件具有類似意義的工作而頒獎。”但諾貝爾獎委員會因為還有不少人(但都不是一流科學(xué)家)反對相對論而猶豫不決,導(dǎo)致當年的諾貝爾物理學(xué)獎空缺。 1919年,許多以前獲得諾貝爾獎的科學(xué)家繼續(xù)提名愛因斯坦,但是對于廣義相對論,卻又建議等到1919年5月29日的日食觀測的結(jié)果出來以后再說。由于結(jié)果在1919年9月6日才正式公布(愛因斯坦的廣義相對論被證實),結(jié)果1919年的物理學(xué)獎授給了“發(fā)現(xiàn)極隧射線的多普勒效應(yīng)以及電場作用光譜線的分裂現(xiàn)象”的德國的斯塔克。 1920年有更多的科學(xué)家提名愛因斯坦因廣義相對論而獲獎,因為1919年已經(jīng)由觀測日食證實了廣義相對論的一個預(yù)言。結(jié)果1920年諾貝爾物理學(xué)獎在哈瑟伯格(Bernhard Hasseberg)的堅持下,授予了瑞士裔的法國一位冶金學(xué)家紀堯姆,原因是“發(fā)現(xiàn)鎳鋼合金的反常性以及它在精密物理學(xué)中的重要性”。幾乎所有的物理學(xué)家包括紀堯姆自己對這一決定都大吃一驚,只有法國和瑞士人高興。這一決定讓不少人搖頭。 1921年沒頒獎給物理學(xué)。1922年,推薦信又陸續(xù)寄到了委員會,推薦愛因斯坦的著名科學(xué)家越來越多。普朗克建議,1921年的物理學(xué)獎補發(fā)給愛因斯坦,1922年的給玻爾。于是,委員會決定繞過相對論這個“爭論太多”的障礙,直接


13.愛因斯坦理論有什么文化沖突?


近三個世紀以來,牛頓的呆板宇宙形成了教化和社會次序的心理基礎(chǔ),有因有果,有秩序和責(zé)任。如今以時空作參照來看待宇宙,顯然這成了異教。而且,相對論間接地與道德、藝術(shù)和政治的新相對主義有關(guān)。因此,這絕對不可信,不僅時空還有真理和道德都不可信了。想象一下打破成規(guī)到處風(fēng)起云涌,畢加索、弗洛伊德、勛伯格和其他人紛紛打破傳統(tǒng)禁固。同樣,帶時空的宇宙觀亦給此沉悶氣氛注入了新鮮空氣


14.愛因斯坦是一位道德相對主義者嗎?


愛因斯坦被認為許多方面的相對主義者,道德方面也不例外。在所有愛因斯坦理論下,包括相對論,探索的就是確定和絕對。事實上,他的極品是變異論而不是相對論。


15.愛因斯坦以猶太人身份在他的生活和成就中扮演什么角色?


他與猶太人的關(guān)系是他生活中最強大的聯(lián)結(jié),即使他不擁擠宗教儀式。愛因斯坦的父母都是猶太人。因為他是猶太人,因而被德國納粹分子列為重要的迫害對象,幸而他1932年底離開德國到美國講學(xué),才未遭毒手。他反對法西斯滅絕猶太人的暴行,為爭取猶太人的生存權(quán)利而大聲疾呼。但他也反對狹隘的猶太民族主義,希望看到猶太人“同阿拉伯人在和平共處的基礎(chǔ)上達成公平合理的協(xié)議,而不希望創(chuàng)立一個猶太國”。


16.愛因斯坦相信上帝嗎?


是的。他雖然以客觀自然的方式定義上帝,但他十分相信上帝。他的著作中反應(yīng)了自然法則與所有存在的美麗都和諧一致。他還曾調(diào)用上帝。比如,愛因斯坦曾經(jīng)說過:"上帝不擲色子。"他這句話是針對量子物理而說的。量子物理中有一條非常重要的測不準原理,它徹底打破了"決定論"的物理學(xué),而愛因斯坦恰恰是支持決定論的,這與愛因斯坦的宗教信仰有關(guān)。愛因斯坦并不是一個狂熱的信徒,但他始終相信上帝的存在(不一定是某個宗教的上帝)。當你直接問他是否相信上帝時,他總是強調(diào)他信。


17.愛因斯坦理論還被認可嗎?


是的。愛因斯坦的理論遍布現(xiàn)代科學(xué),從無限小到無窮大,從最小事件的光子噴射到最大事件的宇宙擴張。他的偉大成就一個世紀之后,我們還生活在他的世界里。光電細胞和電視,核能和激光,太空旅行和半導(dǎo)體,他都染指過。他寫信給羅斯??偨y(tǒng)建造原子彈,結(jié)果我們知道蘑菇云的樣子。他1905年的二大理論——量子理論和相對論,引導(dǎo)我們進入了20世紀。

18.愛因斯坦反對量子力學(xué)嗎?


愛因斯坦并沒拒絕接受量子力學(xué),只是認為它不完備。主要是它明顯的缺乏因果性,以及與宏觀物理學(xué)原理的不相容。我們的宇宙都是該被完美的物理理論所描繪出的,而量子理論出現(xiàn)了不可預(yù)測性,這讓愛因司坦困惑終生。 愛因斯坦認為,量子力學(xué)只不過是對原子及亞原子粒子行為的一個合理的描述,是一種唯象理論,它本身不是終極真理。他說過一句名言:“上帝不會擲色子。”


19.愛因斯坦有何政見?


愛因斯坦說自己是和平主義者和人道主義者,晚年成為民主社會主義者。他曾經(jīng)說:“我認為甘地的觀點是我們這個時期所有政治家中最高明的。我們應(yīng)該朝著他的精神方向努力:不是通過暴力達到我們的目的,而是不同你認為邪惡的勢力結(jié)盟。”他催促建造原子彈,但后來帶頭發(fā)起運動,極力想辦法來控制它。正如他尋求科學(xué)的統(tǒng)一理論一樣,他尋求世界聯(lián)邦政治。他相信自由思想和演說的價值,他極力藐視權(quán)威,導(dǎo)致他成一個堅定的麥卡錫主義(指美國共和黨參議員J。R。McCarthy于1951-1954年間發(fā)動的反共以及迫害民主進步力量的法西斯行經(jīng))的反對者。


20.他反對麥卡錫主義,愛因斯坦最后醒悟了嗎?


愛因斯坦沒有懷恨而死。他理解美國自由。1955年在他臨終之時,他在以色列獨立日發(fā)表演說,今天的你不是美國人,也不是猶太人,而只是人類
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