如何培養”天才”(5)
(五). 阿爾伯特·爱因斯坦(德语:Albert Einstein ,1879年3月14日-1955年4月18日),猶太裔理論物理學家,他創立了現代物理學的兩大支柱之一的相對論,也是質能等價公式(E = mc2)的發現者。他在科學哲學領域頗具影響力。因爲”對理論物理的貢獻,特別是發現了光電效應的原理”,他榮獲1921年度的諾貝爾物理學獎(1922年頒發)。這一發現爲量子理論的建立踏出了關鍵性的一步。
愛因斯坦在職業生涯早期就發覺經典力學與電磁場無法相互共存,因而發展出狹義相對論。他又發現,相對論原理可以延伸至重力場的建模。根據研究出來的一些重力理論,他于1915年發表了廣義相對論。他持續研究統計力學與量子理論,這讓他給出了粒子論與對于分子運動的解釋。1917年,愛因斯坦應用廣義相對論來建立大尺度結構宇宙的模型。
阿道夫·希特勒于1933年開始掌權成爲德國總理之時,愛因斯坦正在走訪美國。由于愛因斯坦是猶太裔人,所以盡管身爲普魯士科學院教授,他並沒有返回德國。1940年,他定居美國,隨後成爲美國公民。在第二次世界大戰前夕,他在一封寫給當時美國總統富蘭克林·罗斯福的信里署名,信内提到德国可能发展出一种新式且深具威力的炸弹,因此建议美国也尽早进行相关研究,美国因此开启了曼哈顿计划。爱因斯坦支持增强同盟国的武力,但谴责将当时新发现的核裂变用于武器用途的想法,后来爱因斯坦与英国哲学家伯特兰·罗素共同签署《罗素—爱因斯坦宣言》,强调核武器的危险性。
愛因斯坦是20世紀最重要的科學家之一,一生總共發表了300多篇科學論文和150篇非科學作品,有”現代物理學之父”之譽。他卓越和原創性的科學成就使得”愛因斯坦”一詞成爲”天才”的同義詞。
愛因斯坦于1879年3月14日出生在德意志帝國(德國)之符騰堡王國烏爾姆市。父親赫爾曼·爱因斯坦是一名商人。母亲宝琳·柯克从小受到良好教育,演奏钢琴造诣深厚。1880年,舉家遷往慕尼黑,愛因斯坦的父親與叔叔在那裏經營一間電器公司,專門設計與制造電器。
愛因斯坦一家是不遵循猶太教規的阿什肯納茲猶太人。愛因斯坦學習說話的速度比較緩慢,父母因此很擔心,甚至曾經找過醫生看診。他2歲後才學會使用字詞,並且養成一種奇怪習慣,就是每當他想要說話之前,他都會先小聲的對自己說幾遍,直到覺得滿意,才會大聲說出來。家人都很擔心,怕他以後會有學習障礙。
在4歲或5歲時的某天,父親送了一只指南針給臥病在床的愛因斯坦,他深深地被磁針展現出的奇異行爲所迷住,這成爲他以後對物理學産生濃厚興趣的原因之一。大約在那時期,他開始學習拉小提琴。愛因斯坦5歲時進入一所天主教小學就讀。8歲時,他轉學到路特波德文科中學,(後來改名爲阿爾伯特·爱因斯坦文科中学),这学校很注重数学、科学、拉丁文与希腊文。在这里,他获得7年良好的教育。
愛因斯坦的父親所經營的電器公司,因無法與大公司競爭而被迫于1894年關閉,全家隨後搬至意大利帕維亞,只有愛因斯坦繼續留在慕尼黑完成學業。雖然他住在遠房親戚家裏,但他心裏仍有被丟棄的感覺。嚴格專制的校風與機械式的學習方式令他難以忍受。那年年底,他借口身體不適,毅然決然地離開學校,搬去帕維亞與家人會合。這樣,他也可以避免從軍。後來,他決然放棄德國國籍,成爲無國籍人。在意大利的時期,年僅16歲的他撰寫了有生以來第一篇理論物理論文,標題爲《磁場裏以太的狀態的研究》。
年僅16歲的愛因斯坦參加了瑞士蘇黎世聯邦理工學院的1895年入學考試,這時的他比大多數考生至少要小兩歲。雖然他在數理科部分得到高分,但沒有通過考試的文科部分。理工學院院長建議他先完成高中學業,因此他進入瑞士阿勞的阿勞州立中學讀書,住在教授焦思特·温特勒的家里。几个月后,他爱上了温特勒的女儿玛莉。隔年9月,他成功通過瑞士高中畢業考試,大部分學科都獲得優良成績,特別是在物理與數學兩個學科,都得到了最高分6分。
愛因斯坦的父親很希望愛因斯坦能夠繼承他的電機工程事業,但愛因斯坦對這不感興趣,他認爲對他而言這是大材小用。1896年,年僅17歲的愛因斯坦獲准進入蘇黎世聯邦理工學院師範系數理科學習物理。他在那裏遇到未來妻子米列娃·马利奇。同班六名学生中,米列娃是唯一女性,她比爱因斯坦大三岁。爱因斯坦与米列娃在物理方面有共同的兴趣与目标,久而久之渐渐擦出爱情火花。1900年,愛因斯坦獲得教學文憑,平均分數爲4.9,是全班五名學生中第四名;米列娃的平均分數爲4.0,是最後一名,校方不准她畢業,必須留級一年。有些人認爲,米列娃與愛因斯坦合作寫出著名的1905年論文,但物理曆史學者經過仔細研究後,找不到任何證明她做出實質貢獻的依據。
愛因斯坦與米列娃的一封早期往來信件于1987年被發現與發表,信中透露他們在婚前曾有一名稱爲麗瑟爾的女兒。1902年初,麗瑟爾誕生在塞爾維亞諾威薩米列娃的娘家。米列娃並沒有帶著麗瑟爾回瑞士,麗瑟爾的命運至今仍舊未知。愛因斯坦可能從未見過麗瑟爾。在1903年9月一封寫給米列娃的信裏,愛因斯坦最後一次提到她,內容暗示女嬰可能被收養或死于猩紅熱。
愛因斯坦和米列娃在1903年1月結婚。婚後生了兩個兒子,大兒子漢斯·爱因斯坦于1904年5月在瑞士伯爾尼出生。二兒子愛德華·爱因斯坦于1910年7月在瑞士蘇黎世出生。4年後,愛因斯坦任聘爲德國柏林洪堡大學教授,一家人又再搬回德國柏林。由于夫妻感情不好,米列娃帶著兩個兒子到蘇黎世居住,愛因斯坦仍舊留在柏林。
第一次世界大戰結束後不久,他倆已分居5年,但婚姻終究無法挽回,他們正式于1919年2月14日離婚。盡管有報道指出,他爲了離婚把光電效應的諾貝爾獎金全部給了米列娃,但是愛因斯坦與妻子和孩子間的信件表明大部分獎金被他用來在美國投資了,其中很多都在大蕭條中成爲了泡沫。,二兒子愛德華對西格蒙德·佛洛伊德的精神分析有兴趣,20歲時精神崩潰,醫生診斷爲思覺失調,母親長期照顧他。母親百年後,他被送進精神病院生活,直到1965年過世。
愛因斯坦和米列娃的婚姻並不快樂。愛因斯坦曾經在1910年寫信給他讀中學時的女友瑪莉·温特勒,在这封于2015年被公開的信裏,愛因斯坦寫到他的婚姻狀況:”每一分鍾空閑時間,我都以誠摯的愛想到你;我現在感受到只有男人能夠感受到的不快樂。”那時,米列娃正懷有二兒子愛德華。
愛因斯坦的第二任妻子愛爾莎·爱因斯坦是他的表姐,在父系方面,他们都是同一位曾祖父的后代,在母系方面,他们都是同一位外祖父的后代。他们在1919年6月2日結婚。1933年,爲了逃避納粹德國,他們移民到美國,居住在普林斯頓。兩年後,愛爾莎被診斷出患有心髒與腎髒疾病,必須臥床休息。她的病情迅速惡化,並于1936年過世。1935年,他的繼女瑪歌(Margot)將他介紹給瑪格麗塔(Margarita Konenkova),之後兩人墜入戀愛。一位俄國間諜專家指認瑪格麗塔是俄國間諜,但這說法尚未被曆史學者證實。
愛因斯坦在1900年畢業,沒能留校擔任助教,接下來兩年時間都沒能找到教職。1901年獲得瑞士國籍,由于健康因素,他沒有被征召入伍當兵。1902年在大學同學馬塞爾·格罗斯曼的父亲协助下,成为伯尔尼瑞士专利局的助理鉴定员,从事电磁发明专利申请的技术鉴定工作。1903年成爲正式職員。
愛因斯坦在專利局的工作很多都是與電信號傳遞、機電時間的同步化這類技術問題有關,這兩類技術問題也時常會明顯地出現在愛因斯坦的思想實驗裏,而這些思想實驗最終導致愛因斯坦作出關于光的性質與時空之間的基礎關聯的大膽結論。
他利用業余時間開展科學研究,並且和在伯爾尼遇到的幾位朋友組成討論小組,自嘲地取名爲”奧林匹亞學院”。他們時常定期聚集在一起討論科學和哲學,共同閱讀昂利·庞加莱、恩斯特·马赫和大卫·休谟的著作,他的科學哲學的發展因此深受影響。
愛因斯坦最早于1900年已在極具權威性的德國《物理年鑒》發表論文《毛細現象的結論》,由于這篇論文的基本猜測並不正確,其對于日後物理學的發展並沒有給出任何實質貢獻。那年,他決定繼續攻讀博士學位,由于蘇黎世聯邦理工學院並不提供物理博士學位,他必須通過特別安排從蘇黎世大學得到博士學位。隔年,他成爲蘇黎世大學實驗物理學教授阿爾弗雷德·克莱纳的博士学生。那年11月,他寫完了初版的博士論文,但克萊納並不滿意這論文,特別是愛因斯坦在論文裏對于其它科學權威的攻擊。經過努力改善,1905年,他的博士論文《分子大小的新測定法》終獲接受,他可以得到博士學位。同年,他發表了關于光電效應、布朗運動、狹義相對論、質量和能量關系的四篇論文,在物理學的四個不同領域中取得了曆史性成就。該年被後人稱爲”愛因斯坦奇迹年”。
愛因斯坦21歲大學畢業後開始攻讀博士學位,由于其得罪了老師導致接下來兩年時間都沒能找到教職,甚至被逼到一度考慮去做保險推銷,愛因斯坦23歲時被迫成爲伯爾尼瑞士專利局的助理鑒定員。但是愛因斯坦在26歲這一年就取得了震古爍今的大成就,以至于1905年被後世稱之爲”愛因斯坦奇迹年”。
相比莫紮特、邁克爾·杰克逊(21歲),牛頓(22歲),孔子(23歲),釋迦牟尼(29歲)成爲世界級專家的年齡,愛因斯坦是26歲成爲世界頂級專家。考慮到物理數學相對人文學科而言難度可能更大,而其早年工作不順和家庭困難可能也耽誤了愛因斯坦一些時間,那麽我們也可以認爲愛因斯坦大致和牛頓相當,約22歲時已經成爲了世界級專家。因此愛因斯坦的成長經曆也是基本可以佐證”一萬小時天才理論”的。