一、愛因斯坦簡介
愛因斯坦(AlbertEinstein,1879—1955年)美國物理學家,1921年諾貝爾物理學獎金獲得者。1946年,愛因斯坦67歲時,寫下了一篇“自述”,“講一講一個人自己努力和探索過的事情,在回顧中看起來是怎樣的”,並講“一個人還是可以從自己的經驗裏提取許多別人所意識不到的東西”。這些東西是什麼呢?這位相對論的創立者,有什麼獨特的經驗,使他在1905年,年方26歲的時候開創了現代物理學的新紀元?
愛因斯坦在“自述”中講到有三件事曾打動了他的心,並對他的科學成長起過重要的作用。第一件事是在四、五歲的時候,他得到了一個指南針。使他感到驚奇的是:指南針總是指著一個方向!在這茫茫虛空之中,是什麼迫使它以確定的方式行動呢?一個心中隻有直接“接觸”作用經驗的孩子,那空間神秘的自然力,在他頭腦中烙下了“一個深刻而持久的印象”,表現了他素有的“神聖的求知欲”。以後,在廣義相對論中,他天才地解決了這個難題。愛因斯坦常稱這種由“天賦的好奇心”激發的“求知欲”是一切自然科學技術成就的“起源”。
第二件事是在他的學生時代。那時他才12歲,“這是在一個學年開始的時候,當我得到一本關於歐幾裏德平麵幾何的小書時所經曆的。這本書裏有許多斷言,比如‘三角形的三個高交於一點’,它本身雖然並不是顯而易見的,但是可以很可靠地加以證明,以至任何懷疑似乎都不可能。這種明晰性和可靠性給我造成了一種難以形容的印象。”幾何論證的清晰可靠與幾何圖形的鮮明精致深深打動了他,使他的思維有鮮明形象性的特點。他對斯賓諾莎“依照幾何學的習慣”,即力求按幾何學的形式,用公理、定理和定義的方式表達自己的哲學觀點懷有深深的敬意。這成為這位未來研究家的主要思想方式。
第三件事是在愛因斯坦13歲的時候,有一位來自波蘭的猶太大學生,引導他閱讀阿隆.伯恩施坦(A.Bernstein)的《自然科學通俗讀本》。這是一部有五、六卷幾乎局限於定性敘述的著作。他“屏息入神”地讀完了這本通俗讀物,“知道了整個自然科學領域裏的主要成果和方法”,遇到了對光速這樣一種自然現象的分析。該書把光速問題放在第一卷的最前列。這問題一直縈繞在他的腦際,對12年後相對論的創立有奠基性的意義。他說,“這些學習確實是令人神往的”,愛因斯坦曾是一位非常誠實、內心裏深深信仰上帝的少年。十二歲時,由於閱讀了通俗的科學著作(主要是畢希納(L.Bnchner)的《力和物質》這本著作),我很快就相信,《聖經》裏的故事有許多不可能是真實的,內心為此感到極大的震動。這種經驗引起我對所有權威的懷疑。這種態度再也沒有離開過我。正是這種懷疑態度,成了他在物理學中取得革命性成就的基本前提之一。擺脫了宗教的束縛,使他走上了獻身科學的道路。“在我們之外有一個巨大的世界,它離開我們人類而獨立存在。它在我們麵前像一個偉大而永恒的謎……在我們提供的一切可能範圍裏,從思想上掌握這個在個人以外的世界,總是作為一個最高目標而有意無意地浮現在我們的心目中……通向這個天堂的道路,並不像通向宗教天堂的道路那樣舒坦和誘人。但是,它已證明是可以信賴的,而且我從來也沒有為選擇了這條道路而後悔過”。
愛因斯坦同牛頓一樣,除了他的天才條件外,還有一種令人幾乎難以置信的全神貫注於一個科學問題的能力。正如有一次他對助手所講的:“上帝分配才能的方式是不近人情的,真的,他除了給我騾子般的頑強以外,別無所有。不過,他也給了我一種敏銳的覺察能力”。愛因斯坦從提出“已經包含了狹義相對論的萌芽”的理想實驗到解決這個問題,進行了十年的研究工作。
愛因斯坦對於科學事業的偉大貢獻是多方麵的。他不僅僅是相對論的創始人,而且是一位多學科的理論研究家。即使他不是相對論的創始人,他仍然是科學史上最偉大的物理學家之一。他的科學業績主要包括四個方麵:①早期對布朗運動的研究;②狹義相對論的創建;③提出光量子概念,並推動量子力學的發展;④建立了廣義相對論,開辟了宇宙學的研究途徑。19。5年創建的狹義相對論和1916年創建的廣義相對論是愛因斯坦的最重要的科學研究成果,而1921年的諾貝爾物理學獎金則是由於他提出了光的量子概念和發現了光電效應定律而獲得的。