愛因斯坦的生日(今天是愛因斯坦140歲生日)
2019年,愛因斯坦誕辰140周年,
今天,3月14日,是他的生日。
相對論,能量守恒,光電效應和宇宙常數(shù)…
毫無疑問,愛因斯坦是世界上最偉大的科學家之一,
但是真正的愛因斯坦是什么樣的呢?
今天,我們每個人都有必要重新認識彼此,
這位偉大科學家真實的一面。
愛因斯坦不是一個生活在象牙塔深處,只專注于自己專業(yè)領域的科學家,而是一個對人性了如指掌,同情人類苦難,為各種社會不公而斗爭的活動家。
愛因斯坦的童年
常見的愛因斯坦,可能就是這樣的形象:白發(fā)蒼蒼,面容慈祥,對整個世界充滿憐憫。事實上,愛因斯坦和我們想象的完全不同,
比如他小時候的這張照片,很可愛,對這個世界充滿了好奇。
愛因斯坦小學畢業(yè)照(前排右二)
愛因斯坦小學畢業(yè)的照片里,每個人都很嚴肅。只有一個孩子在微笑。他就是愛因斯坦(前排右二)。
愛因斯坦是猶太人,在慕尼黑長大。當時慕尼黑的猶太人不多,所以愛因斯坦不得不去一所天主教小學,和一群天主教的孩子一起玩。一些天主教的孩子被他們的老師教導要遵守規(guī)則,而愛因斯坦是一個猶太人,所以他臉上帶著微笑。
愛因斯坦和他的妹妹。
愛因斯坦有一個姐姐,他們的關系非常好。當他們老了,他們互相安慰,成為非常重要的靈魂伴侶,但當他們年輕時,他們有不同的性格。
當時,愛因斯坦的家人在生意失敗后搬到了意大利北部。
由于愛因斯坦中學沒有畢業(yè),他留在慕尼黑完成了學業(yè)。他違背父母的意愿去了意大利。為了不讓父母擔心,他告訴父母他一定會上大學。
他從氣氛嚴肅的德國南部慕尼黑跑到陽光明媚的意大利。德國思想家最喜歡的地方是意大利。歌德一難過就去意大利,德國知識分子也是。
意大利在很大程度上不同于德國,那里迷人的自然環(huán)境和人們對自然的態(tài)度吸引了愛因斯坦。
因為要高中畢業(yè)才能上大學,愛因斯坦去瑞士的一所中學上了一年的補習班。補習班結束后,他去了蘇黎世聯(lián)邦理工學院。
此時的愛因斯坦已經(jīng)完全失去了當初陰郁的心情,學校對待學生友好平等的態(tài)度讓他終生難忘。盡管愛因斯坦一生中主動或被動地換了幾次國籍,但他一直保留著瑞士護照。
愛因斯坦在上大學。
愛因斯坦大學畢業(yè)后失業(yè)兩年,最后在專利局找到一份工作。
通常,當專利局局長在場時,愛因斯坦進行他的專利審查,但當局長不在時,他打開抽屜進行自己的計算。
大多數(shù)人認為愛因斯坦是理論物理學家,大多數(shù)理論物理學家只需要一張紙?,F(xiàn)在他們甚至不需要紙,只需要一臺電腦。
但實際上,愛因斯坦和這樣的理論物理學家有很大的不同。
第一,他的成長深受科普書籍,也就是科普讀物的影響。
第二,他是一個動手能力非常強的人。他在一個被技術環(huán)境包圍的氛圍中長大。當他年輕的時候,他的叔叔和他的父親開了一家大工廠,生產(chǎn)一些電器產(chǎn)品,如照明燈,發(fā)電機等。慕尼黑啤酒節(jié)(十月啤酒節(jié))上使用的第一盞電燈就是他們家生產(chǎn)的。甚至慕尼黑的很多路燈都是他們家生產(chǎn)的,但后來生意失敗了。為什么?
因為有一個比他們家更大的企業(yè),來了一個資本更多的公司——西門子公司從北方下來,把他們壓垮了。他的父親和叔叔不得不搬到意大利。他們家后面是工廠。工廠遇到困難的時候,他叔叔經(jīng)常去找他,告訴工人該怎么辦,和以前愛因斯坦的形象不一樣。
第三,愛因斯坦申請了很多專利,比如冰箱的專利,是愛因斯坦和他的搭檔提出來的。
愛因斯坦在成長過程中得到了許多人的幫助。有些人非常有名,但大多數(shù)是不知名的人。
米歇爾·貝索和新娘安娜
還有一個對他影響很大的朋友叫貝索。他實際上是整個狹義相對論的助產(chǎn)士,也可以說是助產(chǎn)士。貝索本人可以說是一事無成,但是興趣廣泛,什么都想知道。他原本是愛因斯坦的大學同學,比愛因斯坦高幾歲,畢業(yè)后找不到工作。
愛因斯坦到了專利局,就向主任推薦,說專利局其實很需要這樣的人,主任同意了。愛因斯坦和貝索每天一起去上班,討論一切。
愛因斯坦能夠搜索任何他需要的和他想問的相關材料。愛因斯坦發(fā)表的所有論文,只感謝一個人,就是他。
拉小提琴:愛因斯坦的小愛好
愛因斯坦喜歡音樂和航海。他的母親來自一個非常富裕的家庭,有非常好的音樂修養(yǎng),鋼琴彈得非常好,所以在愛因斯坦大約五歲的時候就教他彈鋼琴,讓他拉小提琴。但是,他剛學小提琴的時候,和老師發(fā)生了矛盾,老師被踢出去了。
后來他十幾歲的時候,尤其是讀了康德的著作和其他著作之后,發(fā)現(xiàn)了音樂的重要性,他開始自學小提琴。當然他有之前的學習基礎,所以有可能打得好也有可能打得不好。
愛因斯坦到美國后,紐約朱麗葉學院有一個非常有名的樂隊,去愛因斯坦那里排練。除此之外,他還經(jīng)常被邀請下班后去教授家演奏四重奏。
"如果一個人以光速旅行會發(fā)生什么?"
愛因斯坦是一個非常憤世嫉俗的人,尤其是在他年輕的時候。他經(jīng)常說一些很難聽的話,這當然和他當時的處境有關系。
大學畢業(yè)后,他失業(yè)了。他給當時歐洲幾乎所有著名的物理學家都寫過信,但是沒有人回信。兩年內(nèi)沒有固定工作,靠代課或打零工為生。
作為一個猶太人,在進入學術界的時候,他處于邊緣地位,然后挑戰(zhàn)一些權威,這些權威一開始根本不看他,就算他們錯了也不承認。
然而,一方面,愛因斯坦憤世嫉俗,但另一方面,他又非常幽默。他對很多問題的看法可以說是非常獨特的。
現(xiàn)在我們來了解一下科普作品對他的影響。目前我們的科普工作做得很好,但是讓孩子看完就忘不了的書還是太少。這樣的書不僅不能忘記,還能讓你進一步思考。
愛因斯坦非常幸運。他年輕的時候,正好德國國力上升,就有人參加這種科普活動。其中,有一套書對他影響很大——自然科學普及讀本。這套書是非常受歡迎的科學讀物,作者是亞倫·伯恩斯坦。在這套書的這本書里,第一句話就是“如果一個人以光速旅行會怎么樣?”
這個問題是在科普書上提出來的,它其實是導致愛因斯坦后來的狹義相對論的一個非常重要的因素。比如他還讀了歐幾里得的《幾何原本》,這本書是他自己教的,別人沒教。
自然科學、力和事物的通俗讀物
這本書是他叔叔給他的。看完之后,他發(fā)現(xiàn)了一件讓他非常震驚的事情。我們之前的道理是通過實踐得來的,比如水到100度就能沸騰。我們想當然地認為水在所有地方達到100度就沸騰了,但經(jīng)驗會反駁這一點。在西藏,水還沒到100度就沸騰了,所以你從實踐中得到的很多東西不一定永遠有效。
但是,歐幾里得幾何讓你通過證明得出結論。例如,三角形的三個角之和等于180度。當你把一個三角形畫成任何形狀時都是如此,而且這是通過證明獲得的,而不是通過實踐測得的。
這對他影響很大。他認為這些東西實際上是整個物理學乃至科學的基礎??茖W必須以系統(tǒng)為基礎。其實也影響了他的狹義相對論的兩個原理,比如光速不變原理和相對性原理。
后來,他還讀了康德的《純粹理性批判》。
康德的著作對成年德國人來說很難,但愛因斯坦在青少年時期就研究過康德??档乱蚕霝槲覀兊恼麄€知識找到一個堅實的基礎。我們的經(jīng)驗或理性不足以作為基礎,所以他提出了先天綜合判斷。
愛因斯坦家族生產(chǎn)的電燈
愛因斯坦是一個動手能力很強的人。他過去在專利局工作。最重要的工作之一是審查實際的專利。如果他沒有任何實踐經(jīng)驗,他就做不好這件事。
螺旋裝置
愛因斯坦在1926年發(fā)明的陀螺儀后來被用于軍用飛機。
冰箱的原理設計
這是愛因斯坦和一個朋友申請的冰箱專利??上覀儸F(xiàn)在不用他們發(fā)明的這個類型,但是他當時申請這個專利的時候,是出于人道主義的考慮。最早的冰箱噪音很大,他們的專利技術降低了噪音。
畢竟,愛因斯坦真的是一個了不起的有趣的人。他是一位幾乎人人都知道的偉大科學家,但他并不出名。因為他太有名了,很多人寫他,讀他的人讀了很多別人寫的愛因斯坦,卻忽略了愛因斯坦自己的話。
比如這個經(jīng)典的物理學進化。
物理學的進化,原題:物理學的進化
1936年,波蘭物理學家利奧波德·英費爾德(1898-1968)來到美國普林斯頓高等研究院,并成為愛因斯坦的助手。在短短兩年的合作中,他們完成了許多有意義的工作。
艾伯特。愛因斯坦(左)和利奧波德?因菲爾德
然而,盡管愛因斯坦非常支持英費爾德,但由于經(jīng)濟問題,研究所并不同意延長英費爾德微薄的獎學金。愛因斯坦認為研究所對不起英費爾德,同時拒絕向他非常尊敬的助手提供獎學金,這也讓愛因斯坦覺得研究所不尊重自己的工作。
所以他打算出一部分錢給內(nèi)場自己,但后者對這個想法很不安。后來,英費爾德又想出了一個主意:為什么不一起為讀者寫一本書呢?有愛因斯坦作為作者之一,這本書一定會成功;而內(nèi)場拿到的版稅剛好可以保證他的生活需要。
愛因斯坦認為這是一個好主意,于是在1938年4月,他們共同出版了《物理學的進化》一書。這本書介紹了從伽利略和牛頓的經(jīng)典理論到現(xiàn)代相對論,量子論和場論的物理概念的演變。
選取幾個重大轉折點,闡明經(jīng)典物理學的命運和現(xiàn)代物理學建立新思想的動力,引導讀者如何找到概念世界與現(xiàn)象世界的聯(lián)系。
全書分為四章:機械論觀點的興起;機械論觀點的衰落;場,相對論;量子。
全書不引用數(shù)學公式,文字通俗易懂,例題簡單,寫作體裁獨特。是一本生動有趣的科普書。
在序言中,兩人曾經(jīng)說過:
我們不是在寫物理課本。這里沒有系統(tǒng)地介紹基本的物理論點和理論。
更恰當?shù)卣f,我們的目的是用粗線條描述人類如何尋求概念世界和現(xiàn)象世界之間的聯(lián)系。我們試圖解釋是什么樣的動力迫使科學建立符合客觀實際的概念。然而,我們的敘述必須簡單。我們應該選擇那些我們認為最有特色、最有意義的重要路徑來穿越爭論和概念的迷宮。我們省略了所有不在我們選擇的道路上的論點和理論。
這本書的總任務是描述物理學的演變,所以我們必須對論點和概念做出一定的選擇。
即使是科普書,也不能像小說一樣去讀。
這本書是你我之間的善意對話。你可能會覺得無聊或有趣,無聊或刺激,但如果這本書能或多或少地告訴你一些人類的發(fā)明創(chuàng)造和聰明才智,以及人們?yōu)榱烁玫乩斫夂驼莆瘴锢憩F(xiàn)象的規(guī)律所做的無盡努力,我們的目的就達到了。
愛因斯坦表達了對哥白尼、伽利略、牛頓等劃時代科學家的看法。通過愛因斯坦的眼睛,讀者可以追溯20世紀初科學發(fā)展的進程。
居里夫人、洛倫茨、玻爾、朗·萬智...這些科學家當時面臨的壓力,他們的掙扎和掙扎;看愛因斯坦講他的成長與奮斗,他作為一個猶太人的責任與思考,他的觀點與態(tài)度,愛因斯坦的科研之路。
雖然愛因斯坦已經(jīng)離開這個世界很久了,
但是他在科學和思想領域的貢獻,
留給我們的財富太多了!