爱因斯坦的故事
Albert Einstein

阿尔伯特·爱因斯坦 爱因斯坦逃学 小笨蛋还是小神童?
一点小事中受到启发 韦伯先生的慧眼 “相对论”妙解
大纸篓 意识 理论的成败与国籍
干吗要这么些人? 尚未凝固的水泥路面 爱因斯坦与歌德尔的故事
爱因斯坦坦承“一生最大错事” 李政道追忆:我与爱因斯坦交往的故事 成功的秘诀
“相对论”就是这样被发现的 狭义相对论的创立 狭义相对论的创立
爱因斯坦光盒
爱因斯坦的镜子 旧大衣
“第三只小板凳” “死亡意味著什么” 爱因斯坦求职记
不倦探索的爱因斯坦
爱因斯坦和卓别林 巨星陨落

阿尔伯特·爱因斯坦

(1879年3月14日-1955年4月18日)

  他是举世闻名的德裔美国科学家,现代物理学的开创者和奠基人。 

  他是公认的20世纪最杰出的科学家。

  爱因斯坦生于德国乌尔姆一个经营电器作坊的小业主家庭。一年后,随全家迁居慕尼黑。1894年,他的家迁到意大利米兰。1895年他转学到瑞士阿劳市的州立中学。1896年进苏黎世工业大学师范系学习物理学,1900年毕业。1901年取得瑞士国籍。1902年被伯尔尼瑞士专利局录用为技术员,从事发明专利申请的技术鉴定工作。他利用业余时间开展科学研究,于1905年在物理学三个不同领域中取得了历史性成就,特别是狭义相对论的建立和光量子论的提出,推动了物理学理论的革命。同年,以论文《分子大小的新测定法》,取得苏黎世大学的博士学位。

 

  爱因斯坦1908年兼任伯尔尼大学编外讲师。1909年离开专利局任苏黎世大学理论物理学副教授。1911年任布拉格德语大学理论物理学教授,1912年任母校苏黎世联邦工业大学教授。1914年,应马克斯·普朗克和瓦尔特·能斯脱的邀请,回德国任威廉皇家物理研究所所长兼柏林大学教授,直到1933年。1920年应亨德里克·安东·洛伦兹和保耳·埃伦菲斯特的邀请,兼任荷兰莱顿大学特邀教授。第一次世界大战爆发后,他投入公开和地下的反战活动。

  1915年爱因斯坦发表了广义相对论。他所作的光线经过太阳引力场要弯曲的预言,于1919年由英国天文学家亚瑟·斯坦利·爱丁顿的日全食观测结果所证实。1916年他预言的引力波在1978年也得到了证实。爱因斯坦和相对论在西方成了家喻户晓的名词,同时也招来了德国和其他国家的沙文主义者、军国主义者和排犹主义者的恶毒攻击。

1930年爱因斯坦和爱丁顿在一起

1913年10月14日爱因斯坦给黑尔的信件

  1917年爱因斯坦在《论辐射的量子性》一文中提出了受激辐射理论,成为激光的理论基础。

  爱因斯坦因在光电效应方面的研究,而被授予1921年诺贝尔物理学奖。

  1933年1月纳粹党攫取德国政权后,爱因斯坦是科学界首要的迫害对象,幸而当时他在美国讲学,未遭毒手。3月他回欧洲后避居比利时,9月9日发现有准备行刺他的盖世太保跟踪,星夜渡海到英国,10月转到美国普林斯顿大学,任新建的高级研究院教授,直至1945年退休。1940年他取得美国国籍。

  1939年他获悉铀核裂变及其链式反应的发现,在匈牙利物理学家利奥·西拉德推动下,上书罗斯福总统,建议研制原子弹,以防德国占先。第二次世界大战结束前夕,美国在日本广岛和长崎两个城市上空投掷原子弹,爱因斯坦对此强烈不满。战后,为开展反对核战争的和平运动和反对美国国内法西斯危险,进行不懈的斗争。

  1955年4月18日爱因斯坦因主动脉瘤破裂逝世于普林斯顿。遵照他的遗嘱,不举行任何丧礼,不筑坟墓,不立纪念碑,骨灰撒在永远对人保密的地方,为的是不使任何地方成为圣地。爱因斯坦的后半生一直从事寻找大统一理论的工作,不过这项工作没有获得成功,现在大统一理论是理论物理学研究的中心问题。 BACK

爱因斯坦逃学

爱因斯坦小时候学校的照片

  1895年春天,爱因斯坦已16岁了。根据德国当时的法律,男孩只有在17岁以前离开德国才可以不必回来服兵役。由于对军国主义深恶痛绝,加之独自一人呆在军营般的路易波尔德中学已忍无可忍,爱因斯坦没有同父母商量就私自决定离开德国,去意大利与父母团聚。但是,半途退学,将来拿不到文凭怎么办呢?一向忠厚、单纯的爱因斯坦,情急之中竟想出一个自以为不错的点子。他请数学老师给他开了张证明,说他数学成绩优异,早达到大学水平。又从一个熟悉的医生那里弄来一张病假证明,说他神经衰弱,需要回家静养。爱因斯坦以为有这两个证明,就可逃出这厌恶的地方。 

  谁知,他还没提出申请,训导主任却把他叫了去,以他败坏班风,不守校纪的理由勒令退学。

  爱因斯坦脸红了,不管什么原因,只要能离开这所中学,他都心甘情愿,也顾不得什么了。他只是为自己想出一个并未实施的狡猾的点子突然感到内疚,后来每提及此事,爱因斯坦都内疚不已。大概这种事情与他坦率、真诚的个性相去太远。

小笨蛋还是小神童?

  爱因斯坦小时候并不活泼,三岁多还不会讲话,父母很担心他是哑巴,带他去给医生检查。还好小爱因斯坦不是哑巴可是直到九岁时讲话还不很通畅,所讲的每一句话都必须经过吃力但认真的思考。小爱因斯坦是一个诚实的孩子,从不做违心的或骗人的事。为此,他受到同学们的讥笑,给他起了一个绰号叫“诚实的约翰”。普通孩子喜欢玩带有竞争性的游戏,可是他却不喜欢参加。孩子喜欢打仗的游戏,喜欢看士兵操练,但是他却从小到大不喜欢任何和军事有关的东西。他是一个不想看到人类互相残杀的和平主义者。

  爱因斯坦家的住房周围有花园,他经常一个人长时间地蹲在花园角落的灌木丛里,用手抚摩着小叶片或者凝视着匆匆跑动的蚂蚁。他很小就喜欢冥想,想了解大自然的奥秘。一次,在依萨尔河岸野餐时,一位亲戚说,小爱因斯坦很严肃,当其他的孩子都在互相玩耍、逗乐时,他却独自坐着看湖的对岸。母亲玻琳深情的为自己的孩子辩护:“他是沉静的,因为他在思索。等着吧,总有一天他会成为一个教授!”那位亲戚感到可笑,但也理解母亲的心情。教授!在人们的心目中,只有那些聪敏的人才有可能得到这个荣誉的称号,这个连话都说不好的笨孩子能成为一个教授吗?

  在四、五岁时,爱因斯坦有一次卧病在床,父亲送给他一个罗盘。当他发现指南针不断地指着固定的方向时,感到非常惊奇,觉得一定有什么东西深深地隐藏在这现象后面。他一连几天很高兴的玩这罗盘,还纠缠着父亲和雅各布叔叔问了一连串问题。尽管他连“磁”这个词都说不好,但他却顽固地想要知道指南针为什么能指南。这种深刻和持久的印象,爱因斯坦直到六十七岁还能鲜明的回忆出来。 

  爱因斯坦在念小学和中学时,一般功课属平常,唯有数学成绩远在全班同学之上。由于他举止缓慢,不爱同人交往,老师和同学都不喜欢他。教他希腊文和拉丁文的老师对他是那么厌恶,曾经公开骂他:“爱因斯坦,你长大后肯定不会成器。”而且因为怕他在课堂上会影响其他学生,竟想把他赶出校门。 

  爱因斯坦的叔叔雅各布在电器工厂里专门负责技术方面的事务,而爱因斯坦的父亲则负责商业的往来。雅各布是一个工程师,自己就非常喜爱数学,当小爱因斯坦来找他问问题时,他总是用很浅显通俗的语言把数学知识介绍给他。 

  有一天爱因斯坦跑来问叔叔:“什么是代数”?叔叔就这样解释:“在算术中有很多问题不容易解决,要算又很难。而代数是一门'快乐'的数学,能很容易的帮人们解答困难的计算。我们把我们不知道的数叫着X,然后来捕捉它。你把它当作已知道的东西,建立一些关系,最后你就可以容易地得到它了。”然后叔叔给了他一本有代数问题的小册子,爱因斯坦很快就学会了解决里面的问题。 

  有一次雅各布叔叔给他讲了几何中一个很美丽的定理──毕达哥拉斯定理:任何直角三角形的长边平方一定等于两短边平方的和。叔叔没有告诉他这个定理的证明,但是爱因斯坦在画了许多直角三角形后发现这关系一直成立,感到非常的惊奇。 

  父亲的生意做得并不好,但却是一个乐观和心地善良的人,家里每星期都有一个晚上要邀请来慕尼黑念书的穷学生吃饭,这样等于是救济他们。其中有一对来自立陶宛的犹太兄弟麦克斯和伯纳德,他们都是学医科的,都喜欢阅读书籍,兴趣广泛。他们被邀请来爱因斯坦家里吃饭,并和羞答答、长着黑头发和棕色眼睛的小爱因斯坦交成了好朋友。 

  麦克斯可以说是爱因斯坦的“启蒙老师”,他借了一些通俗的自然科学普及读物给他看,看完后就和爱因斯坦讨论,并且再继续提供给他新的读物。麦克斯点燃了爱因斯坦自学的兴趣火花,还不断地辅导他。 

  麦克斯在爱因斯坦十二岁时给了他一本施皮尔克的平面几何教科书,一下子攫取了爱因斯坦的心灵。爱因斯坦晚年时回忆这本神圣的小书时说:“这本书里有许多断言,比如,三角形的三个高交于一点,它们本身虽然并不是显而易见的,但是可以很可靠地加以证明,以致任何怀疑似乎都不可能。这种明晰性和可靠性给我造成了一种难以形容的印象。” 

  这时爱因斯坦又想起了毕达哥拉斯定理,于是想要独立证明这个定理。他花了三个星期最后找到一个方法,就是从直角三角形最长边所面对的顶点作这边的垂直线,于是把三角分成相似三角形,由此很容易证明这个定理。虽然这是一个古老得有二千多年历史的定理,但是爱因斯坦经过一番努力总算得到了结果,他第一次体会到科学发现时的欣喜。 

  麦克斯每星期来时,都会帮他改一些习题,并且辅导他作一些较难的问题。过不久又引导他学习高等数学,十三岁时他已自学微积分了。当他的同班同学为那些平面几何简单问题和循环分数而皱眉头时,爱因斯坦靠自学已经进入到无穷级数这些美丽神奇的“无穷世界”去了。 

  很快小爱因斯坦的数学程度超过了读大学的麦克斯,比他大十一岁的医科大学生再也跟不上这个十二、三岁的小孩子了。为了以后有共同谈话的话题,麦克斯开始借哲学书给他看,爱因斯坦在十三岁就能看懂康德的《纯理性批判》。这是一本对许多成人来说都算是枯燥艰深的书。这时候爱因斯坦阅读的书就是数学、物理和许多哲学家的书。他不看小说,唯一的消遣就是拉小提琴。 

  麦克斯认为他已发现了一个神童,他说:“一个伟大的科学家或哲学家,将从爱因斯坦身上成长起来。”

一点小事中受到启发

爱因斯坦是当代伟大的物理学家。他遇事爱思考、研究,常常从一点小事中受到启发。

有一次,他要把墙上的一幅旧画换下来。就搬来一架梯子,一步一步爬上去。突然,他又想起一个问题,沉思起来,忘记自己做什么了,猛地从梯子上摔下来。摔到地上以后,他顾不得疼痛,马上想到:人为什么会笔直地掉下来呢?看来物体总是沿着引力最小的线路运动的。爱因斯坦想到这里马上站立起来,一瘸一拐地走到桌边,提笔把自己的这个想法记了下来。这对他正在研究的问题——相对论有很大的启发。

爱因斯坦在物理学上取得伟大成就以后,在世界上获得了很高的荣誉,但是他从来不图虚名,生活一直艰苦简朴。有一年,比利时王后邀请他访问比利时,为了迎接他,比利时特别组织了一个欢迎委员会,到火车站迎接。等着等着,旅客都走了,他们也没有迎到爱因斯坦,只好立即向王后报告情况。

“什么?你们没接到贵宾?”王后着急地问。

“我们在火车到站之前就等着,直到人都走光了也没有看见爱因斯坦。”欢迎委员会的人说。

“你们马上分头去寻找贵宾,一定要把他接到王宫来。”王后吩咐道。

于是,欢迎委员会的人马上分散行动,到各处寻找。最后,在大街上熙熙攘攘的人群中发现了一位头发灰白又蓬乱的老人——爱因斯坦。他们只得和他一起步行到王宫。比利时王后奇怪地问他:“您为什么不乘我派去接您的车子呢?”

“我觉得这样步行要比乘车愉快得多。”爱因斯坦微笑着回答。

讲课的爱因斯坦

韦伯先生的慧眼

1934年,爱因斯坦提出能量聚集的新理论。

  爱因斯坦十六岁时报考瑞士苏黎世的联邦工业大学工程系,可是入学考试却告以失败。看过他的数学和物理考卷的该校物理学家韦伯先生却慧眼识英才,称赞他:“你是个很聪明的孩子,爱因斯坦,一个非常聪明的孩子,但是你有一个很大的缺点:就是你不想表现自己。”

  韦伯先生是讲对了,爱因斯坦在数学方面可以说是有“天才”,他在12岁到16岁时就已经自学学会了解析几何和微积分。而对于不想表现自己这个“缺点”,他也是“死不悔改”。他晚年写给朋友的信中说:“我年青时对生活的需要和期望是能在一个角落安静地做我的研究,公众人士不会对我完全注意,可是现在却不能了。”

  著名的电影演员查理.卓别林在他的影片《城市之光》于好莱坞首映之日,邀请爱因斯坦夫妇去看。爱因斯坦和卓别林走出汽车时,许多人发现爱因斯坦来看戏,大家围拢欢呼,注意力都集中在他身上而不是卓别林。爱因斯坦不喜欢这样的场面,问卓别林:“这是什么意思?”卓别林马上安慰他:“这没有什么。”

“相对论”妙解

有一次,群众包围了从德国移居美国的科学家爱因斯坦的住宅,要他用“最简单的话”解释清楚他的“相对论”。当时,据说全世界只有几个高明的科学家看得懂他关于“相对论”的著作。
爱因斯坦走出住宅,对大家说:“比方这么说──你同你最亲的人坐在火炉边,一个钟头过去了,你觉得好像只过了5分钟!反过来,你一个人孤孤单单地坐在热气逼人的火炉边,只过了5分钟,但你却像坐了一个小时。──唔,这就是相对论!”

大纸篓

爱因斯坦被带到普林斯顿大学他的办公室那天,有人问他需要什么工具。“我看,一张书桌或台子,一把椅子和一些纸张铅笔就行了。啊,对了,还要一个大废纸篓。”他说。

“为什么要大的?”

“好让我把所有的错误都扔进去。”

意识

爱因斯坦的二儿子爱德华问:“爸爸,你究竟为什么成了著名人物呢?”
爱因斯坦听后,先是哈哈大笑,然后意味深长地说:“你瞧,甲壳虫在一个球面上爬行,可它意识不到它所走的路是弯的,而我却能意识到。”

理论的成败与国籍

20世纪30年代,爱因斯坦有一次在巴黎大学演讲时说:“如果我的相对论证实了,德国会宣布我是个德国人,法国会称我是世界公民。但是,如果我的理论被证明是错的,那么,法国会强调我是个德国人,而德国会说我是个犹太人。”

干吗要这么些人?

1930年,德国出版了一本批判相对论的书,书名叫做《一百位教授出面证明爱因斯坦错了》。

爱因斯坦闻讯后,仅仅耸耸肩道:“100位?干吗要这么些人?只要能证明我真的错了,哪怕是一个人出面也足够了。”

尚未凝固的水泥路面

 1899年爱因斯坦在瑞士苏黎世联邦工业大学就读时,他的导师是数学家明可夫斯基。
  有一次,爱因斯坦问明可夫斯基:“一个人,比如我吧,究竟怎样才能在科学领域、在人生道路上,留下自己的闪光足迹、做出自己的杰出贡献呢?”这是一个“尖端”的问题,明可夫斯基表示要好好想一想日后予以解答。三天后,明可夫斯基告诉爱因斯坦答案来了!他拉起爱因斯坦就朝一处建筑工地走去,而且径直踏上了建筑工人们刚刚铺平的水泥地面。在建筑工人们的呵斥声中,爱因斯坦被弄得一头雾水,不解地问明可夫斯基:“老师,您这不是领我误入‘歧途’吗?”“对、对,正是这样!”明可夫斯基说:“看到了吧?只有尚未凝固的水泥路面,才能留下深深的脚印。那些凝固很久的老路面,那些被无数人、无数脚步走过的地方,你别想再踩出脚印来……”听到这里,爱因斯坦沉思良久,意味深长地点了点头。
  从此,一种非常强烈的创新和开拓意识,开始主导着爱因斯坦的思维和行动。用他自己的话说就是,“我从来不记忆和思考词典、手册里的东西,我的脑袋只用来记忆和思考那些还没载入书本的东西。”于是,就在爱因斯坦走出校园,初涉世事的几年里,他作为伯尔尼专利局里默默无闻的小职员,利用业余时间进行科学研究,为人类做出了卓越的贡献,在科学史册上留下了深深的闪光的足迹。;

爱因斯坦和他的一个朋友MARCEL GROSSMAN

玻尔与爱因斯坦真挚的诤友

爱因斯坦与歌德尔的故事

  爱因斯坦和歌德尔相识于1933年,当时歌德尔只有27岁,而爱因斯坦已54岁。作为第三帝国(1933年至1945年纳粹统治的德国)的难民,在第二次世界大战期间来到美国,他们都讲德语。从20世纪40年代起,他们就是普林斯顿高等研究院的教授,他们的办公室离的很近,每天一起步行上班,两人之间有着深厚的友谊。
   尽管爱因斯坦是物理学家,歌德尔是数学家,但是,他们都具有超越其学科领域的智慧。他们在科学上的密切关系源于两人深刻的性格差异。爱因斯坦是一个自信而坚定不移的人,而歌德尔往往在争论之前就退却了。歌德尔两次罹患神经衰弱。在最好的情况下,歌德尔是一个体弱的人,最糟糕的时候,他则深受忧郁症的困扰。1948年,歌德尔开始研究广义相对论,他成功地建立了一个新的宇宙模型。通过构造理论的精确解——能够计算重力场之力的场方程——歌德尔获得了上述原创性和逻辑上首尾一致的结果。论证的出发点十分简单,但具有完全令人信服的权威。
      歌德尔一生勤奋治学,只发表过几篇逻辑学论文,但都是鸿篇巨著。发表于1931年的论文《论数学原理和有关系统的形式不可判定命题》就是其中的一篇。该文论证了后来以他的名字命名的不完全性定理。
       公理化的方法带给数学的影响,犹如数学方法对物理学的影响:数学如何将物理学的内容统一在一个架构之内,公理化方法也就如何将数学的内容整合在一个框架之下。正如物理学家急切地寻找一切物理现象的最终理论,数学家也梦想着将其理论建立在一个稳固的基础上。而公理化就是其中最成功的方法——找出所有数学体系的最根本的元素 (比如运算方法,运算元素)之后,用纯逻辑的方法一步一步地推导,将过去所有通过直觉发现的数学定理一个接一个地“证明”出来。这样,所有的数学内容就用必真的逻辑保证了其正确性。
  公理化方法的威力是如此的巨大,以至于20世纪最伟大的数学家希尔伯特将其后半生的精力投入到寻找使全部数学首尾一贯的公理之中。然后,数学家们便可以无忧无虑地在这个基础上建立自己的体系了。材料都已经准备好了,剩下的由数学家去玩吧!然而,这个欲将全部数学公理化的梦想被歌德尔的不完全性定理彻底粉碎了。
      歌德尔的不完全性定理是20世纪数学的里程碑,它开创了现代逻辑发展的新时期,同时,它还意味着计算机绝不可能按程序化的方式来解决所有的数学问题。为表彰歌德尔的功绩,1951年在授予歌德尔爱因斯坦勋章时,大数学家冯·诺伊曼说:“库尔特·歌德尔在现代逻辑方面的成就是无与伦比的、不朽的——确实,它们不只是一座纪念碑,而且是一座其意义由于受时间、空间限制还未显现的里程碑。”    广义相对论的主要思想——空间与时间的融合——并不难理解。毕竟,在日常生活中空间和时间是融合的。人们通过确定事件是在何时何地发生的来确定事件本身。在三维地图上,三个数字足以指定某地的空间位置:经度、纬度和高度。如果再加上时间,就可以在时空中精确地确定事件。进一步,如果一个事件可以用4个数字来定义,那么一系列事件就可以用一系列这样的4个数字来定义。在广义相对论中,这样的系列称为世界线。    这样,广义相对论在时空几何与时空中运动物体的行为之间建立起深刻的联系。想像在垫子上放一块大理石,轻轻推动大理石,它将沿直线运动。如果再在垫子上放置一个滚木球,对滚木球上的大理石施以同样的推动,它将沿下陷的表面滚动,其运动轨迹由直线变成了曲线。该木球的重量使垫子这个介质变形了,而变形的介质影响了大理石的运动。

 

爱因斯坦求职记

   爱因斯坦1879年出生于德国一个犹太人家庭,1900年以优秀的成绩从苏黎世工业大学师范系毕业。他家道贫寒,要不是有舅舅支持,他是不可能有钱读大学的。
    大学毕业后,爱因斯坦曾想留校任教,这样可以自食其力,又可以更好地在物理学领域作进一步的研究,这倒是宁静而美妙的的一种生活!可惜他在校读书期间不善于交际,“愣头愣脑”,不懂得跟教授们搞好关系。有一位叫韦伯的教授开始挺喜欢爱因斯坦,可后来越来越疏远了他。原因是他既不修边幅,又不通世故,别人都管韦伯叫教授,他却叫韦伯先生。“你这样说,他偏要那样干!课也不怎么上,实验也不好好做!哼……”韦伯曾这样背后对人评论他。有一次爱因斯坦写了一篇文章送给韦伯教授看,想从他那里获得一些看法和指导。韦伯看了半天也不知爱因斯坦写的是什么东西,就把文章退给爱因斯坦,却说:“你是一个非常聪明的青年,只可惜呀,谁的话你也听不进去……”爱因斯坦脱口说:“韦伯先生……”可韦伯先生听也不听,摆摆手,转身走了。现在想留校,可是哪位教授又愿意推荐这位个性倔强、桀骜不驯的学生呢?何况他还是个犹太人。
    爱因斯坦只好回到住在意大利的父母家中。半年过去,工作毫无着落。失业的窘境让爱因斯坦十分焦心。他几乎跌到了人生的谷底。绝望之余,他竟然异想天开,想向德国伟大的化学家奥斯特瓦尔德求助。因为奥斯特瓦尔德曾经力排众议,在瑞典化学家阿伦利乌斯(1903年获诺贝尔化学奖)最困难时给予过巨大的帮助,才使其有了日后的辉煌业绩。奥斯特瓦尔德曾因这件事被誉为“科学伯乐”。爱因斯坦心里想,也许这位“科学伯乐”也能发现我这匹“千里马”哩!于是他就在1901年3月19日给奥斯特瓦尔德写了一封信。信里说:“……由于我受了您写的《普通化学》的启示,写了一篇关于毛细作用的论文,我很冒昧地寄一份给您。同时,我很唐突地问一下,您是否要雇用一位数学物理学的助手。我这样冒昧地请求是因为我没有钱,而且只有这样一种工作才能给予我深造的机会。”
    可以想象,爱因斯坦写出这样的信是出于怎样的无奈,并且生活的挫败也使他改变了那完全不在乎别人怎么想的性格。他写给奥斯特瓦尔德的这封信就显得比较“世故”,懂得讲究策略,先说他写的文章是受《普通化学》的影响,不露声色地把奥斯特瓦尔德吹捧一番,之后才提出要求。半年前他当学生时恐怕是不会这么做的。
    但这位“伯乐”却没有给爱因斯坦回信,这让爱因斯坦非常失望,却又有些不甘心。4月3日他又给奥斯特瓦尔德寄了一张明信片,心想既然对方不回信,再写信去就显得有点死气白赖,让人瞧不起。于是他找了个借口,在明信片上说上次写信可能忘了写回信地址,因此这次是特意告诉他地址的。当然,也还少不了再次说明自己的窘况。    可奥斯特瓦尔德仍然没有回信。

    万般无奈中,爱因斯坦又向荷兰的莱顿大学卡未林·昂内斯教授(1913年获诺贝尔物理学奖)求助。这次他考虑得更细致,除了寄上论文,还附了一张写好自己地址并贴满往返邮票的明信片。可这张往返明信片一去不返,大约被昂内斯丢进了废纸篓。爱因斯坦的心情一定不好受。
    爱因斯坦的父亲深深同情儿子的处境,洞察到失望的情绪如何刺伤了儿子的自尊心,再这样下去,也许会彻底毁了他的前程。虽然他贫病交加,也不熟悉科学界的情形,但出于深沉的父爱,他多么想能够帮儿子一把。于是他在爱因斯坦给奥斯特瓦尔德发出第二封信后的第十天,也提笔给奥斯特瓦尔德写了一封信:“亲爱的教授:请原谅我是这样的一个父亲,为了儿子的前途竟冒然给您写信。……我儿子因为目前的失业极为不安,而且时间越长,他就越认为自己没用;更严重的是由于我不富裕,他更认为自己是家庭的一个负担。
    由于我儿子尊崇您是当代最伟大的科学家,我才敢于请求您读一读我儿子的论文,并请求您写几个字鼓励他一下,以使他恢复对工作及生活的信心。如果您有可能替他谋得一个助教的职位,我将感恩不已。
    我再次请求您原谅我的冒昧,而且希望您不要让我儿子知道我给您写了信。”
    可怜的父亲,伟大的父亲!谁读了这封信能不被爱因斯坦父亲对儿子的深情挚爱所感动呢!但不知是奥斯特瓦尔德没收到这封信,还是看了仍然不为所动,爱因斯坦没有收到任何回信,更不用说什么鼓励和帮助了。
    天无绝人之路。1901年4月,爱因斯坦的大学同学格罗斯曼给爱因斯坦寄来一封信,带来好消息。信中说,瑞士伯尔尼专利局准备设立一个专门审查各种新发明的技术职位,格罗斯曼说他父亲乐于推荐爱因斯坦就任此职。
    一年之后,爱因斯坦终于正式到专利局上班,职位是三级技术审查员,年薪3500瑞士法郎。他终于在23岁时摆脱了可怕的失业阴影,可以自食其力并养家糊口,不再为面包揪心发愁了。为此爱因斯坦一生都念念不忘这位同学的帮助。他多次说:“这是格罗斯曼为一个朋友所做的最伟大的一件事。”

爱因斯坦坦承“一生最大错事”

世界级的伟大科学家爱因斯坦,一直为他“一生最大错事”而愧疚。爱因斯坦究竟做错了什么事? 
  1917年,也就是他创立广义相对论的第二年,为了解释宇宙的稳恒态性问题,爱因斯坦和荷兰物理学家德西特各自独立进行此项工作的研究。他们发现引力场方程的宇宙解是动态的而不是静态的。也就是说宇宙要么膨胀,要么收缩。由于物理直觉上的偏见和数学运算上的失误,爱因斯坦决不放弃静态宇宙的概念,为求得一个静态的宇宙模型解,不惜在方程中引进一个“宇宙项”。这个结论在当时既符合宇宙学原理,又符合已知的观测事实。然而,1922年,美国学者弗里德曼求出了这个方程的另一个动态解;1927年比利时学者勒梅特也独立求得同一解。从数学角度证明,宇宙不是静态的,而是均匀地膨胀或收缩着。然而,爱因斯坦仍然不肯接受这个结果,坚持他的静态宇宙模型观。 
  两年后,美国天文学家哈勃根据远距星云的观测,发现远距恒星发出的光谱线有红移现象,离地球越远的恒星光谱线红移越大。这说明恒星在远离地球而去。哈勃的发现支持了弗里德曼等人的动态宇宙模型,也改变了爱因斯坦对宇宙的看法。爱因斯坦把坚持静态宇宙模型的失误称为他“一生中最大的错事”,并收回了对弗里德曼等人的批评。 
  后来,在他70岁生日之时,还向好友索洛文表示:“我感到在我的工作中没有一个概念是很牢靠地站得住的,我也不能肯定我所走的道路一般是正确的。”这句话在很大程度上包含了他在1917年的这次失误。 
  一位举世闻名的伟大科学家能勇于承认自己的失误,谦虚地回顾自己已被世人承认和称颂的成就,说明了爱因斯坦实事求是,尊重科学的坦荡胸怀。这也正是爱因斯坦能取得伟大成就的原因。

李政道追忆:我与爱因斯坦交往的故事

——李政道院士2005年4月15日在中国科协“世界物理年纪念大会”上的演讲

  爱因斯坦一生对中国关怀很深,1922年两次来上海,他在来上海的船上收到瑞典方面通知他获得诺贝尔物理学奖的电报。中国学者和青年对相对论有高度的兴趣和了解,中国人民对爱因斯坦也怀着崇敬之情。
  我手头有一张爱因斯坦与卓别林在一起的照片,有人根据这张照片,虚构了一场爱因斯坦与卓别林的对话,爱因斯坦说:“我们两人都是名人,你在舞台上有胡子,在生活中没有胡子。”卓别林说:“是啊,我们是名人,可是大家既认识我,又知道我在做什么,他们可能知道你的名字,却可能不认识你,更不知道你在做的是什么。”实际上,现在全世界都知道爱因斯坦在做什么,而且知道他的工作对世界产生了多么重大的影响。在我看来,爱因斯坦的科学成就,对新世纪人类文化可能会产生与上世纪同样或更大的影响。
  理由是什么?这得从爱因斯坦的一篇文章谈起。科学家已经知道,在构成宇宙的物质和能量中,约占宇宙总能量的5%是已知物质的能量,约25%是暗物质的能量,约70%是暗能量。
  可什么是暗物质?什么是暗能量?我们至今还没有搞清楚。已知物质是由电子、质子、中子……和极少量的正电子、反质子……构成。从引力场,我们知道暗物质的存在,但暗物质的构成方式与已知物质的方式不同。已知物质的能量约为暗物质的能量的五分之一。
  暗能量更是奇怪,它有几个特点:一、它是一种负的压力;二、在裂变和聚变反应中,反应前后物质的质量有少量的差异。按照爱因斯坦的著名质能公式E=mc2,这些少量的质量差异能够转化为巨大的能量;三、暗能量可以将物质质量全部消失,完全转化为能量!爱因斯坦在二十世纪早期就曾假设过负压力(暗能量)的存在。他在一篇物理学文章中提出了这个观点的相关公式。后来,因为没有实验的支持,爱因斯坦就放弃了这一方向。最近几年,通过哈勃太空望远镜(Hubble SpaceTelescope),我们发现,我们的宇宙不仅是在膨胀而且是在“加速地”膨胀。从宇宙膨胀的加速度可以推算出,已知物质的能量约为暗能量的十四分之一。
  我前不久写了一篇《暗能量的可能来源》的文章,探讨暗物质的存在,我的观点是“天外有天”:因为暗能量,我们的宇宙之外可能有很多的宇宙。我最近还写了另一篇文章,试探和解释最近美国高能核物理的新发现和暗能量的关系。我的观念是“核天相连”:核能也许可以和宇宙中的暗能量相变相连。
  暗能量在我们的宇宙中占据了如此重要的位置,而爱因斯坦是最早提出这一观念的,所以爱因斯坦对二十一世纪的科学发展的影响,很可能比对二十世纪的更大!
  一百年前,爱因斯坦解决了许多理论物理学方面的难题,同时,他又给我们提出了许多新的难题,比如“统一场论”,虽然至今还未成功,但它一直是理论物理学的目标之一。由于爱因斯坦和全球无数的物理学家的工作,理论物理“遭遇了更多的难题”。在这些难题中,了解暗物质和暗能量是二十一世纪科学的大挑战,我相信我们会胜利的。
  1952年,我和杨振宁合作写了两篇统计力学的文章。爱因斯坦看过之后,请他的助手考夫曼(Bruria Kaufman)来找我们询问,是否可以和他讨论。我们立刻说,当然可以。
  我们走到爱因斯坦的办公室。他的桌子上就放着我们的文章,爱因斯坦说,他看了这两篇文章觉得很有意思。同时,我看到他面前的纸上写有很密的算式,原来,他在重复我们的一些计算。爱因斯坦先问关于文章中所用巨正则系统(Grand Canonkal Ensemble)的基础。显然,他并不熟悉这一观念。这很出乎我的意料之外,因为我以为巨正则系统是为了他1925年玻色—爱因斯坦凝聚(Bose-Einstein Condensation)的工作而创造的。爱因斯坦又问了我们文章中的格气(Lattice gas)的细则。他的问题都着重于物理的基本概念。我的回答使他很满意。他说的英语带有相当重的德国口音,他讲得很慢。我们讨论的范围十分广泛,也谈了很长时间,约一个多小时。最后,他站起来,和我握手并且说:“Wish you future Success in physics.”(祝你未来在物理学中获得成功)。我记得他的手很大、很温暖。对我来说,这实在是一次最难忘的经历。他的祝福使我深深感动。
  3年后,爱因斯坦过世了。爱因斯坦死于1955年4月18日,今天是4月15日,再过3天就是爱因斯坦逝世50周年纪念日。
  我们纪念100年前1905年爱因斯坦对物理学的贡献,我们也纪念爱因斯坦一生为人类做出的贡献和为科学献身。
  我们的地球在太阳系是一个不大的行星,我们的太阳在整个银河星云系4000亿颗恒星中也好像是不怎么出奇的星,我们整个银河星云系在整个宇宙中也是非常渺小的。可是,因为爱因斯坦在我们小小的地球上生活过,我们这颗蓝色的地球就比宇宙的其他部分有特色、有智慧、有人的道德。

 

成功的秘诀

  有一次,一个美国记者问爱因斯坦关于他成功的秘决。他回答:“早在1901年,我还是二十二岁的青年时,我已经发现了成功的公式。我可以把这公式的秘密告诉你,那就是A=X+Y+Z! A就是成功,X就是努力工作,Y是懂得休息,Z是少说废话!这公式对我有用,我想对许多人也是一样有用。”

 

“相对论”就是这样被发现的

  爱因斯坦太太曾对查理·卓别林讲述爱因斯坦发现相对论时工作的情形。后来卓别林把这事记在他的自传里。这故事倒是可以看出爱因斯坦在这历史性发现的时刻是怎么样子工作的:

  “博士像往常那样穿着睡袍下楼吃早餐,可是那一天却什么也没动。我想一定有什么问题发生,我问他什么事使他魂不守舍?

  他回答:“亲爱的!我得到一个巧妙的想法。”

  喝完咖啡后,他就走到钢琴前开始弹奏起来。几次停下来在纸上记录一些东西,然后重复地说:“我得到一个巧妙的想法,非常美妙的想法。”

  他说:“这是很困难的,我仍需要进行工作。”

  他继续玩钢琴,并且写下一些东西,这样半小时之久,然后走上楼去他的研究室,并且告诉我不要打扰他,他就一直留在房子里两星期。每天我上楼把食物送给他,傍晚时他就散一会儿步当作运动,然后回来继续他的工作。

  最后他走下楼来,脸色显得苍白。“这里就是我的发现!”他把两张纸放在桌上,这就是他的“相对论”。”

 

狭义相对论的创立

  

早在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世界景象呢?他将看不到前进的光,只能看到在空间里振荡着却停滞不前的电磁场。这种事可能发生吗?
  与此相联系,他非常想探讨与光波有关的所谓以太的问题。以太这个名词源于希腊,用以代表组成天上物体的基本元素。17世纪,笛卡尔首次将它引入科学,作为传播光的媒质。其后,惠更斯进一步发展了以太学说,认为荷载光波的媒介物是以太,它应该充满包括真空在内的全部空间,并能渗透到通常的物质中。与惠更斯的看法不同,牛顿提出了光的微粒说。牛顿认为,发光体发射出的是以直线运动的微粒粒子流,粒子流冲击视网膜就引起视觉。18世纪牛顿的微粒说占了上风,然而到了19世纪,却是波动说占了绝对优势,以太的学说也因此大大发展。当时的看法是,波的传播要依赖于媒质,因为光可以在真空中传播,传播光波的媒质是充满整个空间的以太,也叫光以太。与此同时,电磁学得到了蓬勃发展,经过麦克斯韦、赫兹等人的努力,形成了成熟的电磁现象的动力学理论——电动力学,并从理论与实践上将光和电磁现象统一起来,认为光就是一定频率范围内的电磁波,从而将光的波动理论与电磁理论统一起来。以太不仅是光波的载体,也成了电磁场的载体。直到19世纪末,人们企图寻找以太,然而从未在实验中发现以太。
  但是,电动力学遇到了一个重大的问题,就是与牛顿力学所遵从的相对性原理不一致。关于相对性原理的思想,早在伽利略和牛顿时期就已经有了。电磁学的发展最初也是纳入牛顿力学的框架,但在解释运动物体的电磁过程时却遇到了困难。按照麦克斯韦理论,真空中电磁波的速度,也就是光的速度是一个恒量,然而按照牛顿力学的速度加法原理,不同惯性系的光速不同,这就出现了一个问题:适用于力学的相对性原理是否适用于电磁学?例如,有两辆汽车,一辆向你驶近,一辆驶离。你看到前一辆车的灯光向你靠近,后一辆车的灯光远离。按照麦克斯韦的理论,这两种光的速度相同,汽车的速度在其中不起作用。但根据伽利略理论,这两项的测量结果不同。向你驶来的车将发出的光加速,即前车的光速=光速+车速;而驶离车的光速较慢,因为后车的光速=光速-车速。麦克斯韦与伽利略关于速度的说法明显相悖。我们如何解决这一分歧呢?
  19世纪理论物理学达到了巅峰状态,但其中也隐含着巨大的危机。海王星的发现显示出牛顿力学无比强大的理论威力,电磁学与力学的统一使物理学显示出一种形式上的完整,并被誉为“一座庄严雄伟的建筑体系和动人心弦的美丽的庙堂”。在人们的心目中,古典物理学已经达到了近乎完美的程度。德国著名的物理学家普朗克年轻时曾向他的老师表示要献身于理论物理学,老师劝他说:“年轻人,物理学是一门已经完成了的科学,不会再有多大的发展了,将一生献给这门学科,太可惜了。”
  爱因斯坦似乎就是那个将构建崭新的物理学大厦的人。在伯尔尼专利局的日子里,爱因斯坦广泛关注物理学界的前沿动态,在许多问题上深入思考,并形成了自己独特的见解。在十年的探索过程中,爱因斯坦认真研究了麦克斯韦电磁理论,特别是经过赫兹和洛伦兹发展和阐述的电动力学。爱因斯坦坚信电磁理论是完全正确的,但是有一个问题使他不安,这就是绝对参照系以太的存在。他阅读了许多著作发现,所有人试图证明以太存在的试验都是失败的。经过研究爱因斯坦发现,除了作为绝对参照系和电磁场的荷载物外,以太在洛伦兹理论中已经没有实际意义。于是他想到:以及绝对参照系是必要的吗?电磁场一定要有荷载物吗?
  爱因斯坦喜欢阅读哲学著作,并从哲学中吸收思想营养,他相信世界的统一性和逻辑的一致性。相对性原理已经在力学中被广泛证明,但在电动力学中却无法成立,对于物理学这两个理论体系在逻辑上的不一致,爱因斯坦提出了怀疑。他认为,相对论原理应该普遍成立,因此电磁理论对于各个惯性系应该具有同样的形式,但在这里出现了光速的问题。光速是不变的量还是可变的量,成为相对性原理是否普遍成立的首要问题。当时的物理学家一般都相信以太,也就是相信存在着绝对参照系,这是受到牛顿的绝对空间概念的影响。19世纪末,马赫在所著的《发展中的力学》中,批判了牛顿的绝对时空观,这给爱因斯坦留下了深刻的印象。1905年5月的一天,爱因斯坦与一个朋友贝索讨论这个已探索了十年的问题,贝索按照马赫主义的观点阐述了自己的看法,两人讨论了很久。突然,爱因斯坦领悟到了什么,回到家经过反复思考,终于想明白了问题。第二天,他又来到贝索家,说:谢谢你,我的问题解决了。原来爱因斯坦想清楚了一件事:时间没有绝对的定义,时间与光信号的速度有一种不可分割的联系。他找到了开锁的钥匙,经过五个星期的努力工作,爱因斯坦把狭义相对论呈现在人们面前。
  1905年6月30日,德国《物理学年鉴》接受了爱因斯坦的论文《论动体的电动力学》,在同年9月的该刊上发表。这篇论文是关于狭义相对论的第一篇文章,它包含了狭义相对论的基本思想和基本内容。狭义相对论所根据的是两条原理:相对性原理和光速不变原理。爱因斯坦解决问题的出发点,是他坚信相对性原理。伽利略最早阐明过相对性原理的思想,但他没有对时间和空间给出过明确的定义。牛顿建立力学体系时也讲了相对性思想,但又定义了绝对空间、绝对时间和绝对运动,在这个问题上他是矛盾的。而爱因斯坦大大发展了相对性原理,在他看来,根本不存在绝对静止的空间,同样不存在绝对同一的时间,所有时间和空间都是和运动的物体联系在一起的。对于任何一个参照系和坐标系,都只有属于这个参照系和坐标系的空间和时间。对于一切惯性系,运用该参照系的空间和时间所表达的物理规律,它们的形式都是相同的,这就是相对性原理,严格地说是狭义的相对性原理。在这篇文章中,爱因斯坦没有多讨论将光速不变作为基本原理的根据,他提出光速不变是一个大胆的假设,是从电磁理论和相对性原理的要求而提出来的。这篇文章是爱因斯坦多年来思考以太与电动力学问题的结果,他从同时的相对性这一点作为突破口,建立了全新的时间和空间理论,并在新的时空理论基础上给动体的电动力学以完整的形式,以太不再是必要的,以太漂流是不存在的。
  什么是同时性的相对性?不同地方的两个事件我们何以知道它是同时发生的呢?一般来说,我们会通过信号来确认。为了得知异地事件的同时性我们就得知道信号的传递速度,但如何没出这一速度呢?我们必须测出两地的空间距离以及信号传递所需的时间,空间距离的测量很简单,麻烦在于测量时间,我们必须假定两地各有一只已经对好了的钟,从两个钟的读数可以知道信号传播的时间。但我们如何知道异地的钟对好了呢?答案是还需要一种信号。这个信号能否将钟对好?如果按照先前的思路,它又需要一种新信号,这样无穷后退,异地的同时性实际上无法确认。不过有一点是明确的,同时性必与一种信号相联系,否则我们说这两件事同时发生是没有意义的。
  光信号可能是用来对时钟最合适的信号,但光速不是无限大,这样就产生一个新奇的结论,对于静止的观察者同时的两件事,对于运动的观察者就不是同时的。我们设想一个高速运行的列车,它的速度接近光速。列车通过站台时,甲站在站台上,有两道闪电在甲眼前闪过,一道在火车前端,一道在后端,并在火车两端及平台的相应部位留下痕迹,通过测量,甲与列车两端的间距相等,得出的结论是,甲是同时看到两道闪电的。因此对甲来说,收到的两个光信号在同一时间间隔内传播同样的距离,并同时到达他所在位置,这两起事件必然在同一时间发生,它们是同时的。但对于在列车内部正中央的乙,情况则不同,因为乙与高速运行的列车一同运动,因此他会先截取向着他传播的前端信号,然后收到从后端传来的光信号。对乙来说,这两起事件是不同时的。也就是说,同时性不是绝对的,而取决于观察者的运动状态。这一结论否定了牛顿力学中引以为基础的绝对时间和绝对空间框架。
  相对论认为,光速在所有惯性参考系中不变,它是物体运动的最大速度。由于相对论效应,运动物体的长度会变短,运动物体的时间膨胀。但由于日常生活中所遇到的问题,运动速度都是很低的(与光速相比),看不出相对论效应。
  爱因斯坦在时空观的彻底变革的基础上建立了相对论力学,指出质量随着速度的增加而增加,当速度接近光速时,质量趋于无穷大。他并且给出了著名的质能关系式:E=mc2,质能关系式对后来发展的原子能事业起到了指导作用。
  狭义相对论给出了物体在高速运动下的运动规律,并提示了质量与能量相当,给出了质能关系式。这两项成果对低速运动的宏观物体并不明显,但在研究微观粒子时却显示了极端的重要性。因为微观粒子的运动速度一般都比较快,有的接近甚至达到光速,所以粒子的物理学离不开相对论。质能关系式不仅为量子理论的建立和发展创造了必要的条件,而且为原子核物理学的发展和应用提供了根据。

广义相对论的建立

  1905年,爱因斯坦发表了关于狭义相对论的第一篇文章后,并没有立即引起很大的反响。但是德国物理学的权威人士普朗克注意到了他的文章,认为爱因斯坦的工作可以与哥白尼相媲美,正是由于普朗克的推动,相对论很快成为人们研究和讨论的课题,爱因斯坦也受到了学术界的注意。
  1907年,爱因斯坦听从友人的建议,提交了那篇著名的论文申请联邦工业大学的编外讲师职位,但得到的答复是论文无法理解。虽然在德国物理学界爱因斯坦已经很有名气,但在瑞士,他却得不到一个大学的教职,许多有名望的人开始为他鸣不平,1908年,爱因斯坦终于得到了编外讲师的职位,并在第二年当上了副教授。1912年,爱因斯坦当上了教授,1913年,应普朗克之邀担任新成立的威廉皇帝物理研究所所长和柏林大学教授。
  在此期间,爱因斯坦在考虑将已经建立的相对论推广,对于他来说,有两个问题使他不安。第一个是引力问题,狭义相对论对于力学、热力学和电动力学的物理规律是正确的,但是它不能解释引力问题。牛顿的引力理论是超距的,两个物体之间的引力作用在瞬间传递,即以无穷大的速度传递,这与相对论依据的场的观点和极限的光速冲突。第二个是非惯性系问题,狭义相对论与以前的物理学规律一样,都只适用于惯性系。但事实上却很难找到真正的惯性系。从逻辑上说,一切自然规律不应该局限于惯性系,必须考虑非惯性系。狭义相对论很难解释所谓的双生了佯谬,该佯谬说的是,有一对孪生兄弟,哥在宇宙飞船上以接近光速的速度做宇宙航行,根据相对论效应,高速运动的时钟变慢,等哥哥回来,弟弟已经变得很老了,因为地球上已经经历了几十年。而按照相对性原理,飞船相对于地球高速运动,地球相对于飞船也高速运动,弟弟看哥哥变年轻了,哥哥看弟弟也应该年轻了。这个问题简直没法回答。实际上,狭义相对论只处理匀速直线运动,而哥哥要回来必须经过一个变速运动过程,这是相对论无法处理的。正在人们忙于理解相对狭义相对论时,爱因斯坦正在接受完成广义相对论。  
  1907年,爱因斯坦撰写了关于狭义相对论的长篇文章《关于相对性原理和由此得出的结论》,在这篇文章中爱因斯坦第一次提到了等效原理,此后,爱因斯坦关于等效原理的思想又不断发展。他以惯性质量和引力质量成正比的自然规律作为等效原理的根据,提出在无限小的体积中均匀的引力场完全可以代替加速运动的参照系。爱因斯坦并且提出了封闭箱的说法:在一封闭箱中的观察者,不管用什么方法也无法确定他究竟是静止于一个引力场中,还是处在没有引力场却在作加速运动的空间中,这是解释等效原理最常用的说法,而惯性质量与引力质量相等是等效原理一个自然的推论。
  广义相对论建立了完善的引力理论,而引力理论主要涉及的是天体。到现在,相对论宇宙学进一步发展,而引力波物理、致密天体物理和黑洞物理这些属于相对论天体物理学的分支学科都有一定的进展,吸引了许多科学家进行研究。

爱因斯坦光盒

 Einstein 经过了三年的深思熟虑,显得胸有成竹。他在黑板上画了一个盒子,盒上有一
个小孔 H,H 可由快门S来启闭.快门则由盒中的时钟机械置来控制,小盒的重量是可以测量的.盒中装有一些辐射物质。我们可以调节快门使得刚好放出一个粒子之后就关闭.透过时钟,可以精确的量出粒子放出的时间.另外,测量粒子放出后盒子的重量,我们也可以知道
粒子的质量.经由 E=mc2 的关系式,能量也可以准确地计算出来。于是违反了△E△t≥h/2π的测不准关系.这就是著名的 Einstein 光盒(Einstein's box)实验.由于实验根本不涉及观测仪器的问题,根本没有外来粒子会改变粒子的运动.所以测不准关系破灭了,因果律和准确性都恢复了.一场新的论战剧性的展开了.
  这会儿 Bohr 遇到了严重的挑战,无法马上找到问题的答案.他喃喃地说,如果Einstein是对的,那物理学就完了.他和他的同事一夜未眠,检查实验的每一个细节,想要找出 Einstein 到底错在那里.经过通宵的奋战之后,Bohr终于找出了反驳 Einstein 的办法.  第二天,Bohr 也在黑板上画了一个草图.但和 Einstein 不同的是,他给出量称小盒重量的方法.他用弹簧把小盒吊起来.盒上有一指针,可以沿固定在支架上的标尺移动.这样就可以读出小盒在粒子跑出前后的重量了.Bohr请大家回忆 Einstein 的广义相对论中的等效原理. 当时钟在重力场中发生位移时,它的快慢会发生变化.当粒子跑出盒子而导致盒子重量变化时,盒子将在重力场中移动一段距离.这样子读出的时间也会有所改变,因而导出测不准关系. 这是广义相对论中著名的红位移公式 △T=T△φ/c2 公式表示一个在重力场中移动的时钟,在移过一个位势差 △φ 时在时间T内时钟快慢的改变.Bohr随即用红位移公式导出了测不准关系.
  这下子Einstein不得不承认Bohr的推论是无懈可击的!他自己在设计这个理想实验的时候,居然没有考虑到广义相对论的效应,实为一大疏忽,真是遗憾!Bohr用Einstein的相对论驳倒了他本人,取得了第二回合的胜利. Bohr 的胜利获得了大多数物理学家的赞同.Copenhagen 解释也被奉为是量子力学的正统解释.
  Einstein 对他的失败欣然接受.还有什么东西比他自己的理论对他更有说服力呢? 这次论战的结果是Einstein 量子力学态度的一个转捩点.他意识到在量子力学的形式体系内是驳不倒测不准原理的.他不再怀疑测不准原理了. 但他仍然对Copenhagen的诠释持否定的观点.因为量子力学本身不能证明机率特性是微观粒子本身的属性. Einstein 失败了,但是并没有被说服.相反的,由于Einstein坚持他的信念, 而把论战提升到更高的境界.并在物理学及哲学上
产生许多新的问题.

爱因斯坦的镜子

爱因斯坦小时候是个十分贪玩的孩子,他常常和一群孩子混在一块玩。他的母亲为此忧心忡忡,但所有的告诫对小爱因斯坦来讲都如同耳边风。他常这样回答母亲:“别的孩子都在玩,我为什么要学习?而且我不比他们差。”直到他16岁那年的一天上午,父亲将正要去河边钓鱼的他拦住,并给他讲了一个故事,正是这个故事改变了爱因斯坦的一生。

“昨天,”爱因斯坦的父亲说,“我和咱们的邻居杰克大叔清扫完南边工厂的那个大烟囱,从里面钻出来时,出现了一件奇怪的事情:你杰克大叔的后背、脸上全被烟囱里的烟灰蹭黑了,而我身上竟连一点烟灰也没有。”

爱因斯坦的父亲继续微笑着说:“我看见你杰克大叔的模样,心想,我肯定和他一样,脸脏得像个小丑,于是我就到附近的小河里去洗了洗。而你杰克大叔呢,他看见我钻出烟囱时干干净净的,就以为他也和我一样干净呢,于是只草草洗了洗手就大模大样地上街了。结果,街上的人都笑痛了肚子,还以为你杰克大叔是个疯子呢。”

爱因斯坦听罢,忍不住和父亲一起笑起来。

父亲笑完了,郑重地对他说:“其实,别人谁也不能做你的镜子,只有自己才是自己的镜子。拿别人做镜子,白痴或许也会把自己照成天才的。”

爱因斯坦听了,脸色一点点凝重起来。不久,他就离开了那群顽皮的孩子。

旧大衣

 一天,爱因斯坦在纽约大街遇见一位朋友。
  “爱因斯坦先生,”这位朋友说,“你应该添一件大衣了。瞧,你身上的大衣太旧了!”
  “这有什么关系,在纽约谁也不认识我。”爱因斯坦回答说。
  几年以后,爱因斯坦已成为一个著名的科学家了,可他仍然穿着那件旧大衣。
  那位朋友见到他,又劝他去买一件新大衣。
  “何必呢?”爱因斯坦说:“这里每一个人都认识我了。”

“第三只小板凳”

爱因斯坦在劳作课上交上了一粗陋的小板凳,令老师很不满意。而爱因斯坦却举着另两只小板凳说:“这两只是我前两次做的,刚才交的是我第三次做的。虽然它不令人满意,但总比这两只强些。”

“死亡意味著什么”

有人問愛因斯坦“死亡意味著什么”,愛因斯坦說“死亡意味著再也听不到莫扎特的音樂了”。

不倦探索的爱因斯坦

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  正像历史学家认为17世纪下半叶是牛顿的时代那样,人们常把20世纪的上半叶看成是爱因斯坦的时代。因为他的相对论开创了物理学的新纪元,几乎整个20世纪物理学的创造历程,都有他的巨手在指引着前进的方向。
  人们常说,爱因斯坦是天才。他当然是天才。
  “天才是百分之九十九的汗水加上百分之一的灵感。”爱因斯坦所以取得伟大的成就,主要是因为他无限勤奋,是因为他符合时代要求,不倦探索,敢于创新。
  爱因斯坦不但无限勤奋,他还是一位不受传统观念束缚、敢于冲破禁区、创立新说的伟大科学家。他敢于并且善于破除迷信,解放思想,不倦探索。
  当然,这首先是时代的要求。爱因斯坦生活的时代,特别是在他科学思想最活跃、贡献最多的20世纪初,是科学思想新旧交替的时代。就在绝大多数人向经典物理学顶礼膜拜的时刻,一连串“挑战”却接踵而来。在平静而晴朗的物理学太空中挂着两朵乌云:一朵和黑体辐射实验有关,另一朵和以太漂流实验有关。另外,放射性和电子的发现,也有力地冲击着经典物理学的大厦。爱因斯坦正是在这样的时代背景下涌现出来的闯将。
  爱因斯坦还在少年时代,就把自己想象成一个追赶光线的人;关于光线的想法引出了狭义相对论。他又设想:假如吊索断了,一架升降机坠入深谷,里面的乘客会有什么感觉;这个想法导出了广义相对论。科学理论的发展,不是拆了旧房盖新房。它像登山一样。创立一个新理论就像登上一座高峰。视野扩大了,原来隐蔽着的东西被发现了。原有的理论仍然历历在目,只是显得小了,成了广阔视野中的一小部分。他在登上狭义相对论和广义相对论的高峰以后,没有满足,没有停顿。他环顾四周上下,看到宇宙间无比壮丽的景色,拍拍身上的尘土,又准备攀登新的高峰
——统一场论。这是相对论的第三阶段。他希望把引力场和电磁场统一起来,而且希望这统一的场能够解释量子力学所不能解释的问题。
  爱因斯坦最反对这样的科学家,他们“拿起一块木板,寻找最薄的部位,在容易钻孔的地方,钻上许许多多孔”。他把自己的“钻头”,对准统一场论上最厚最厚的地方,希望把电磁力和引力统一起来,给物质结构一种统一的解释。他也知道统一场论不会在自己手里完成。可是他认为,“在科学上,每一条道路都应该走一走。发现一条走不通的道路,就是对于科学的一大贡献。科学史只写某人某人取得成功,在成功者之前探索道路,发现‘此路不通’的失败者统统不写,这是很不公平的。那种证明‘此路不通’的吃力不讨好的工作,就让我来做吧。”他给比利时王太后伊莉莎白的信里是这样写的:“留给我的事情是:毫不悯惜自己,研究困难的科学问题。那个工作迷人的魔力,将持续到我停止呼吸。”
  爱因斯坦是这样写,也是这样做的。他在神圣的好奇心的驱使下,又勇敢地深入探索宇宙。他探索了几十年,直到最后一息。他在生命弥留之夜,在医院的病榻旁还放着一叠统一场论的未完成稿,准备翌晨醒来再继续演算。爱因斯坦对统一场论的探索,正是他一生追求真理的那种毫不气馁的热情和顽强性格的写照。
  生活就是追求真理。正像德国剧作家莱辛说的: “对真理的追求比对真理的占有更为可贵。”爱因斯坦 在勤奋的工作中,在追求真理的探索中度过了一生。他有限的生命已经结束。但是,人们在心里建起了纪 念他的殿堂。

爱因斯坦和卓别林

爱因斯坦卓别林曾经下榻 浦江饭店

著名科学家爱因斯坦非常推崇卓别林的电影。一次,他在给卓别林的一封信中写道:“你的电影《摩登时代》,世界上的每一个人都能看懂。你一定会成为一个伟人。爱因斯坦。”

卓别林在回信中写道:“我更加钦佩你。你的相对论世界上没有人能弄懂,但是你已经成为一个伟人。卓别林。”

巨星陨落

  1955年4月18日,人类历史上最伟大的科学家,阿尔伯特.爱因斯坦因主动脉瘤破裂逝世于美国普林斯顿。巨星陨落,举世同悲。

  在爱因斯坦去世的前几天还录音对以色列广播,他说:“我们这时代最大的问题是人类分成两个互相对敌的阵营:共产世界和所谓的自由世界。由于“自由”及“共产”这两个词的意义对我很难理解,我宁愿用“东方”和“西方”的权力冲突来说,然而,这地球是圆的,这样“东方”和“西方”的真正精确意义也不能清楚。”

  爱因斯坦生前不要虚荣,死后更不要哀荣。他留下遗嘱,要求不发讣告,不举行葬礼。他把自己的脑供给医学研究,身体火葬焚化,骨灰秘密的撒在不让人知道的河里,不要有坟墓也不想立碑。在把他的遗体送到火葬场火化的时候,随行的只有他最亲近的12个人,而其他人对于火化的时间和地点都不知道。

  爱因斯坦在去世之前, 把他在普林斯顿默谢雨街112号的房子留给跟他工作了几十年的秘书杜卡斯小姐,并且强调:“不许把这房子变成博物馆。”他不希望把默谢雨街变成一个朝圣地。他一生不崇拜偶像,也不希望以后的人把他当作偶像来崇拜。

  爱因斯坦曾经说过:“我自己不过是自然的一个极微小的部分”,他把一切献给了人类从自然界获得自由的征程,最后连自己的骨灰也回到了大自然的怀抱。但是正如英费尔德第一次与他接触时所感受到的那样:“真正的伟大和真正的高尚总是并肩而行的”,爱因斯坦的伟大业绩和精神永远留给了人类。