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Thursday, February 25, 2016

笨孩子“愛因斯坦”故事

成嶺分享
阿爾伯特·愛因斯坦1879314日,出生在德國的一個小城。剛出生的時候,他長得非常可愛,父母在他身上寄予厚望。可沒多久,他們非常失望。

              年輕的愛因斯坦

別人家孩子一歲就開始會說話了,可愛因斯坦到三歲是才會“咿咿呀呀”簡單的語句。後來,愛因斯坦的妹妹,比他小兩歲的瑪伽已經能和鄰居交談了,愛因斯坦說起話來卻還是支支吾吾,前言不搭後語……

看著舉止遲鈍的愛因斯坦,父母開始憂慮。他們擔心他的智能是否會不及常人。直到10歲時,父母才把他送去上學。可是,在學校裡,愛因斯坦受到了老師和同學的嘲笑,大家都稱他為“笨家夥”。學校要求學生上下課都按軍事口令進行,由於愛因斯坦的反應遲鈍,經常被教師呵斥、罰站。有的老師甚至指著他的鼻子罵:“這鬼東西真笨,什麽課程也跟不上!”

一次工藝課上,老師從學生的作品中挑出一張做得很不像樣的木凳對大家說:“我想,世界上也許不會有比這更糟糕的凳子了!”在哄堂大笑中,愛因斯坦紅著臉站起來說:“我想,這種凳子是有的!”說著,他從課桌裡拿出兩個更不像樣的凳子,說:“這是我前兩次做的,交給您的是第三次做的,雖然還不行,卻比這兩個強得多!”一口氣講了這麽多話,愛因斯坦自己也感到吃驚。老師更是目瞪口呆,坐在那裡不知說什麽好。

在譏諷和侮辱中,愛因斯坦慢慢地長大了,升入了慕尼黑的盧伊特波爾德中學。在中學裡,他喜愛上了數學課,卻對其餘那些脫離實際和生活的課不感興趣。孤獨的他開始在書籍中尋找寄托,尋找精神力量。就這樣,愛因斯坦在書中結識了阿基米德、牛頓、笛卡爾、歌德、莫紮特……書籍和知識為他開拓了一個更廣闊的空間。視野開闊了,愛因斯坦頭腦裏思考的問題也就多了。

一天,他對經常輔導他數學的舅舅說:“如果我用光在真空中的速度和光一道向前跑,能不能看到空間裡振動著的電磁波呢?”舅舅用異樣的目光盯著他看了許久,目光中既有贊許,又有擔憂。因為他知道,愛因斯坦提出的這個問題非同一般,將會引起出人意料的震動。此後,愛因斯坦一直被這個問題苦苦折磨著。1895年秋天,愛因斯坦經過深思熟慮,決定報考瑞士蘇黎士大學。可是,他卻失敗了,他的外文不及格。落榜後的他沒有氣餒,參加了中學補習。一年以後,他獲得了中學補習合格證書,並且考入了蘇黎士綜合工業大學。這時的他,已經在為自己的未來做準備了。他把精力全部用在課外閱讀和實驗室裡。教授們看見他讀和學習無關書、做和考分無關的試驗,非常不滿和生氣,認為他“不務正業”。

愛因斯坦大學畢業時,正趕上經濟危機爆發,由於他是猶太人血統,又沒有關系,沒有錢,所以只好失業在家。為了生活,他只好到處張貼廣告,靠講授物理獲得每小時3法郎的生活費。這段失業的時間,給了愛在斯坦很大的幫助。在授課過程中,他對傳統物理學進行了反思,促成了他對傳統學術觀點的猛烈沖擊。經過高度緊張興奮的五個星期的奮鬥,愛因斯坦寫出了9000字的論文《論動體的電動力學》,狹義相對論由此產生。可以說,這是物理學史上的一次決定性的、偉大的宣言,是物理學向前邁進的又一里程碑。

盡管還有許多人對此表示反對,甚至還有人在報上發表批評文章,但是,愛因斯坦畢竟還是得到了社會和學術界的重視。在短短的時間里,竟然有15所大學給他授予了博士證書,法國、德國、美國、波蘭等許多國家的著名大學也想聘請他做教授。當年被人們稱為“笨蛋”,“笨東西”,認為無法成才的愛因斯坦,終於成了全世界公認的、當代最傑出的聰明人物。由“醜小鵝”變為“白天鵝”,這說明了什麽呢?

愛因斯坦和他的“相對論”

1911年的一天,在著名的布拉格大學校園裡的一片草地上,一群大學生圍坐在一位年輕學者的身旁,正進行著激烈的討論。

“請您通俗地解釋一下,什麼叫相對論?”一位學生微笑著向青年學者發問。

年輕學者環視一下周圍的男女學生,微笑著答道:“如果你在一個漂亮的姑娘旁邊坐了兩個小時,就會覺得只過了1分鐘;而你若在一個火爐旁邊坐著,即使只坐1分鐘,也會感覺到已過了兩個小時。這就是相對論。”

大學生們先是一楞,接著便大笑起來。

“好!今天我們就談到這裡。”年輕學者站起身來,向大家告別後,便向圖書館走去。

這位年輕學者,就是偉大的科學家,相對論的創始人——愛因斯坦。

愛因斯坦1879314日出生在德國的一個猶太人家庭。父親是一個電器作坊的小業主,當愛因斯坦15歲時,父親因企業倒閉帶領全家遷往意大利謀生。

1896年秋天,愛基斯坦就讀於瑞士聯邦高等工業學校。在學校裡,除了數學課以外,他對其它講得枯燥無味的課程都不感興趣。但熱衷於探索自然界的奧秘,對此他產生了濃厚的興趣,利用課外時間閱讀大量有關哲學和自然科學的書籍。

1900年,愛因斯坦從瑞士聯邦高等工業學校畢業後,加入了瑞士國籍,長期找不到工作。兩年後,他才在瑞士聯邦專利局找到同科學研究無關的固定職業。但在專利局供職期間,他不顧工資低微的清貧生活,堅持不懈地利用業餘時間進行科學研究,並不斷取得成果。1905年,愛因斯坦在物理學方面的研究,取得突破性進展,創立了狹義相對論。這時他剛剛26歲。

相對論是愛因斯坦在自己題為《論動體的電動力學》這篇論文中提出的。在此之前,傳說物理學的時空觀是靜止的、機械的、絕對的,空間、時間、物質和物質運動相互獨立,彼此沒有什麼內在聯系。也就是說,物質只不過是孤立地處於空間的某一個位置,物質運動只是在虛無的、絕對的空間作位置移動,時間也是絕對的,它到處都是一樣的,是獨立於空間的不斷流逝著的長流。這就是牛頓古典力學的時空觀。愛因斯坦以極大的毅力和膽識,突破了傳統物理學的束縛,猛烈地沖擊形而上學的自然觀。他認為,空間、時間、物質和物質運動,彼此不可分割,它們之間緊密相聯。作為物質存在形式的空間和時間,在本質上是統一的,隨著物質的運動而變化。狹義相對論的最重要的結論之一,是關於質量和能量的關系(E=MC2)。它告訴我們,物質的質量是不固
定的,運動的速度增加,質量也隨著增加;一定質量的轉化必定伴隨著一定能量的轉化,反之亦然。這個著名的公式成為原子彈、氫彈以及各種原子能應用的理論基礎,由此而打開了原子時代的大門。

狹義相對論的問世,震動了物理學界,也使這位年輕學者的名字,馬上傳遍了整個歐洲,給他帶來了極高的聲譽。德國著名的理論物理學家普朗克,向布拉格大學推薦愛因斯坦時說:“要對愛因斯坦理論作出中肯評價的話,那麼可以把他比作20世紀的哥白尼。這也正是我所期望的評價。”

1911年,年僅32歲的愛因斯坦,被布拉格大學聘為教授,1913年,他重新回到德國,任柏林大學教授,並當選為普魯士皇家科學院正式院士,不到4個月,第一次世界大戰爆發了。

愛因斯坦一向憎惡戰爭,主張民族和睦,公開發表反戰宣言,同一位哲學家共同起草了《告歐洲人民書》,呼籲歐洲科學家應竭盡全力,盡快結束這場人類大屠殺。然而,卻沒有什麼著名人士響應。在這段歲月裡,愛因斯坦滿腹愁腸,閉門不出,深入自己的科學研究。

在研究中,他發現狹義相對論的理論體系還不完善,它只解釋了等速直線運動,而不能解釋加速運動和萬有引力的問題。因此,愛因斯坦又花了整整十年時間,於1915年又創立了廣義相對論。

廣義相對論的重要結論是,加速運動與引力場的運動是等價的,要區別是由慣性力或者引力所產生的運動是不可能的。對此,愛因斯坦作了一個形象的比喻。他設想有一個人乘摩天樓的電梯自由降落,人不會感到自己在下降,因為這時電梯和人都依照重力加速度定律在下降,仿佛在電梯裡不存在地球引力。反之,如果電梯以不變的加速度上升,那麼人在電梯裡將覺得雙腳緊貼在地板上,好像站在地球表面一樣。這個等價原理是廣義相對論的基礎,它顯示了等速運動的一些基本原理可以應用到加速度運動中,把狹義相對論推廣到更為普通的情況。

愛因斯坦認為,光在引力場中不是沿著直線,而是沿著曲線傳播。並指出,當從一個遙遠的星球上發出的光在到達地球的途中經過太陽的時候,應當由於太陽的引力而彎曲,因此,而使這個星球看起來的位置與實際不符。其偏斜的弧度,據愛因斯坦計算,應當是175秒。因此建議,在下一次日全蝕時,通過天文觀測來驗證這個理論預見。

19195月,英國一位天體物理學家率領兩個天文考察隊,擬定在日全蝕時分別在巴西和西非攝影,以驗證從廣義相對論推出的這一重要結論。同年11月,倫敦皇家學會和天文學會聯席會議正式公布觀測結果。測得的光線偏轉度竟和愛因斯坦計算的非常一致。這下使牛頓的引力學說失去了普遍的意義。

這個消息公布後,全世界為之轟動,愛因斯坦的名字在社會上廣為流傳,幾乎家喻戶曉,科學愛們公認他是繼伽里略、哥白尼以來最偉大的物理學家之一,是“20世紀的牛頓”。

1933年,德國法西斯頭子希特勒上臺後,加緊了對猶太人的迫害。愛因斯坦被迫遷居美國,任普林斯敦高級學校研究院教授,並於1940年取得美國國籍。

19554月,愛因斯坦在普林斯敦病逝。這位偉大的科學家在他的遺囑中,要求把他的骨灰撒在不為人知的地方。但他那獻身科學的精神和充滿光芒相對論學說,則永遠激勵著後人。

愛因斯坦的領悟

1899年,德國數學家閔可夫斯基在蘇黎世聯邦工業大學任教,愛因斯坦是他的得意門生。師生二人經常在一起探討問題。

這天,愛因斯坦又來請教問題。“老師,一個人怎樣才能在科學領域做出成績、留下自己的足跡呢?”閔可夫斯基看著學生仿徨的表情,認真地說:“3天後我再告訴你。”

3天後,愛因斯坦如約而至。閔可夫斯基興沖沖地對他說:“走,我帶你去看答案!”不一會兒,閔可夫斯基帶著愛因斯坦來到一處建築工地,指著眼前說:“這就是我給你的答案!”愛因斯坦疑惑地問:“您是說做事要像蓋大樓一樣,只有打好基礎,才能實現高度嗎?”閔可夫斯基笑著搖搖頭,拽著愛因斯坦向前走,一下踩到還未凝固的水泥地上,留下好幾個大腳印。愛因斯坦一看不妙,喊道:“老師,我們走錯了!”閔可夫斯基轉過身說道:“看到了吧?只有這樣的‘歧途’,才能留下足跡!只有在新的領域、未凝固的地方,才能做出成績。那些凝固的地面,被無數人涉足的地方,別想再踩出腳印來……”

聽到這裡,愛因斯坦恍然大悟。

愛因斯坦的秘訣

愛因斯坦出任荷蘭萊頓大學特邀教授時,給學生講的第一堂課是:成功的秘訣。

愛因斯坦拿著一個盒子走上講臺,他一言不發,從盒子裡拿出一枚又一枚骨牌,在桌子上摞起來,摞到20幾枚時,骨牌“嘩啦”倒了,他不緊不慢地撿起來接著摞。當愛因斯坦摞到四五次時,平靜的禮堂開始騷動,但愛因斯坦依然慢條斯理地摞了倒、倒了再摞……

30分鐘過去了,學生開始紛紛離去,也有的學生幫愛因斯坦摞起來。這時他們發現,盒子裡大約有50枚骨牌,他們摞起不到40枚就倒了,想把50枚骨牌全部摞起來根本不可能,學生又一個個離去。最後,只剩一名學生仍然執拗地摞著。

又過了一個小時,那個學生終於將50枚骨牌全部摞了起來。愛因斯坦高興地開口了:“祝賀你成功了!有什麼感想嗎?”學生思索了一下,說:“每摞一次,都有新的發現。”原來,他在摞骨牌時,發現有的骨牌略帶磁性,能吸合在一起,他就把帶磁性的骨牌全摞在下面;倒了再摞時,他又發現骨牌輕重不一,他又把重的摞在下面。就這樣反複幾次,便全部摞了起來。愛因斯坦說:“成功就是不斷發現問題、解決問題的過程,同時還要有足夠的耐心去做,所以成功的秘訣就是:簡單的事情重複做。”

那位摞骨牌的學生後來成為愛因斯坦的同事,美國著名物理學家、思想家和教育家:惠勒。

愛因斯坦從來不帶筆記本

一天,電話鈴響了,愛因斯坦拿起電話。這是一位女友打來的。“餵,愛因斯坦教授嗎?啊,我希望經常聽到您的聲音,您能把我的電話記下嗎?不過,我的電話號碼很難記,您是否拿支筆來,把它記下?”

“嗯,”愛因斯坦答應著,可是另外一只手還仍舊撫弄著他那滿頭亂發,“說吧。”

“我的號碼是24361。”

“記住啦。”

“記住啦?”

“不是嗎?兩打,一打是12,兩打是24,再加上19的平方。和諧的上帝,你安排得多好啊!

就這樣,愛因斯坦一下子就把那個難記的電話號碼記住了。

愛因斯坦的讀書方法也是很有特色的。他不去死記硬背一些公式,而是在所閱讀的書本中,找出可以把自己引到深處的東西,至於其它一切,則統統拋掉。這其實就是拋掉使頭腦負擔過重、因而會把自己誘離要點的一切。

有一回,愛迪生碰到愛因斯坦,交談中,愛迪生說,他正在招考助手,但一個合適的也沒招到。愛因斯坦間他:你是怎樣決定取舍的呢?愛迪生拿出一張試卷,那上面列著許多試題,比如:“紐約到芝加哥多少英里?”、“不銹鋼是什麽東西制成的?”愛因斯坦一看就笑了,說:“我不用等你拒絕,就宣布自己已經落選了。”

那麽,愛因斯坦所主張的到底是什麽呢?一九二一年,他在答複一些好奇的美國人的提問時,把這個問題講得一清二楚。

那年春天,愛因斯坦與妻子到美國為猶太族青年創辦一所大學去募捐。許多美國人想了解他的知識程度,於是就七嘴八舌地向他提問題:

“你可記得聲音的速度是多少?”

“你怎麽記得那麽多東西?”

“你記筆記嗎?”

愛因斯坦從容地回答道:

“我從來不攜帶筆記本,我常常使自己的頭腦輕鬆,把全部精力集中到我所要研究的問題上。至於你們問我,聲音的速度是多少,現在我很難確切地回答你們,必須查一查辭典才能回答。因為我從來不記在辭典上已經印有的東西。我的記憶力是用來記書本上還沒有的東西。”

愛因斯坦還說:“我還在上小學的時候,對於那種填鴨式的教育非常不滿,比如硬要學生死記那些事件、人名、公式等等,其實要想知道那些東西,從書本上可以翻到,根本用不著上什麽大學。高等教育必須重視培養學生具備會思考、探索問題的本領。人們解決世上的所有問題是用大腦的思維和智慧,而不是搬書本。”

愛因斯坦趣事


著名科學家愛因斯坦的大腦有多聰明,相信不用我再多費唇舌了。但私底下,愛因斯坦其實是一個謙虛、不愛張揚又充滿愛心的人。以下告訴大家幾個關於愛因斯坦的有趣小故事。

坐在姑娘旁和坐在火爐旁的感受

愛因斯坦的相對論對一般人來說很抽象,有幾個充滿求知欲的青年學生跑來請教他:“愛因斯坦先生,什麽是相對論啊?”

愛因斯坦風趣地說:“你在一個漂亮姑娘旁邊坐了兩個小時,卻覺得只過了五分鐘;你緊挨著一個熊熊燃燒的火爐只坐了五分鐘,卻覺得過了一個小時。這就是相對論。”

任何事情都是相對的,當人在愉悅的氛圍中時,就會覺得時間過得很快,而在煎熬中時,當然會覺得時間過得很慢了。不過,愛因斯坦的相對論說的是物理,而這裡說的是人的心理。

從煙囪里爬出來,該不該洗澡

有個學生請教愛因斯坦邏輯學有什麽用。愛因斯坦沒有直接回答,而是問他:“假如有兩個工人從煙囪里爬出來,一個很幹凈,一個很臟,你認為哪一個會去洗澡呢?”

“當然是臟的那個會去洗澡。”學生說。

愛因斯坦反問:“是嗎?臟的那個工人看見對方乾乾凈凈,還以為自己也不臟,哪裏會去洗澡呢?”

“這樣看來是亁凈的那個去洗澡了!”學生恍然大悟。

在場的學生都認同這個答案,愛因斯坦卻笑道:“錯!兩個工人都是從煙囪裡爬出來的,怎麽可能一個乾淨一個臟呢?這就是邏輯學的用處!”

到底誰笑誰

愛因斯坦的《相對論》問世後,德國種族主義分子極力貶斥和嘲笑它。
一天,一些人在柏林會議廳集會攻擊愛因斯坦的“謬論”,有些自以為是的狂徒極力諷刺挖苦相對論,引來一些無知者的陣陣笑聲。

愛因斯坦鎮定地走進會議廳,找了一個位子坐下。每當他聽到演講者荒謬的斥責聲時,便隨著聽眾一起哈哈大笑,有時還跟著鼓掌、喝倒彩。

朋友看到愛因斯坦這個樣子,忍不住說:“這到底是誰在笑誰呢?”


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