正文 不朽的科學家愛因斯坦(1 / 3)

1879年3月14日,阿爾伯特·愛因斯坦出生在德國烏爾姆小城。

愛因斯坦再偉大,也該感謝他的雙親。父親的數學天賦,母親的音樂天賦,恰到好處地合成出一個偉大的愛因斯坦。非凡的思維能力、豐富的想象能力,就是愛因斯坦繼承父母天賦的明證。

一個天才的童年,總會有些超乎尋常的故事。愛因斯坦剛出生時,後腦大得不同一般,而且頭骨呈棱角形,頭骨的這種異狀,後來永久性地成為愛因斯坦的特征。愛因斯坦的母親曾為頭胎兒子的異樣頭骨而受驚,愛因斯坦的祖母看到孫子,也低聲嘀咕:“太重了!太重了!”她不是說孫子的體重,而是孫子大而怪的頭形讓她不安,一個弱小的身軀,如何支撐得住這個碩大的腦袋?她們當然還不曾意識到:就是這個大而怪的頭腦,將滋生出多麼偉大的意識。

愛因斯坦的童年、少年時代,恰逢慕尼黑大發展時期,蓬勃向上的時代精神、開拓進取的人格意誌,通過各種渠道,浸潤著小愛因斯坦的心田。

慕尼黑郊外,遍布清新的田野和幽靜的森林。愛因斯坦一家的住處,位於慕尼黑郊區的林德林地區,濃蔭蔽地,綠茵環抱。天性浪漫的赫爾曼·愛因斯坦先生生意之餘,最愛做的事情就是帶領全家郊遊。小愛因斯坦似乎天生醉心於大自然,他常常瞪著兩隻好奇的眼睛,緊閉雙唇,默默地跟著父母,默默地注視著眼前的自然景色。自然界的美與神秘,一次次衝撞著愛因斯坦的心扉。大自然的靜謐養成愛因斯坦獨自沉思的生活、研究方式,也給了他無窮的靈感、啟迪,給了他排除人世紛繁煩惱的慰藉。直到以後,愛因斯坦也總是尋求遠離繁華都市的鄉村作為居住地。在柏林,他覺得住在哈裴爾河河畔最舒適。此外,他最喜愛的是北海群島和德國的東海海岸,尤其是阿倫斯霍卜和黑敦海島。流亡之後,他住在美國普林斯頓,住房四周就是一座大花園,住房像綠色海洋中的一個孤島。人們常以為這是愛因斯坦生性孤癖、不善交際的表現,其實不然。就文化背景來分析,愛因斯坦父子對慕尼黑郊外純樸、自然的風景的神往與欣賞趣味,有著濃鬱的時代感。

當然,童年時代的愛因斯坦還不可能向世人解釋自己個性的內涵。他獨來獨往,時常故意躲開小夥伴、同學,即使同親人在一起,他也隻是一個沉默的聽眾。誰要是破壞了他獨處的心境,一向沉靜的他會突然爆發出激烈的情緒。愛因斯坦的妹妹後來回憶說:“每逢那樣的時刻,他會變得臉色蒼白,鼻尖發白,不能自製。”有幾次,愛因斯坦竟向比自己小2歲的妹妹扔東西,大發脾氣。愛因斯坦5歲時,父母為他請了一個家庭女教師。第一次上課時,愛因斯坦大概發現自己將失去自由的個人世界,又一次大發脾氣,向老師扔椅子以示抗議,愛因斯坦的父母隻好結束這第一次還未開始的教育。不愛和人交往的小愛因斯坦偏喜愛那些需要耐心和堅韌的遊戲,比如用薄薄的紙片搭房子,不成功絕不罷休。

對於童年的愛因斯坦來說,獨立的個性還隻是一隻“空筐”,它需要充實精神、文化的內涵。第一個裝進這隻“空筐”的是什麼?是音樂。愛因斯坦3歲的時候,一天,母親波林坐在鋼琴旁,輕輕地撫弄琴鍵,優美動聽的旋律像潺潺溪水,從她的手指下流出。忽然,她覺得背後有人,她回頭一看,小愛因斯坦正歪著腦袋,全神貫注地傾聽美妙的樂聲。年輕的母親高興了,她說:“瞧你一本正經的,像個大教授!哎,親愛的,怎麼不說話呀?”愛因斯坦沒有回答,他隻有3歲,還無法說清激起心靈感應的音樂到底是什麼,他那對亮晶晶的、棕色的大眼睛中卻又分明閃爍著快樂的光輝。琴聲又響了,是貝多芬的奏鳴曲。小愛因斯坦邁著搖晃的步子,無聲地撲向一個新的世界,那裏隻有美麗、和諧和崇高。

不愛說話的小愛因斯坦對音樂入迷了,6歲起練習拉小提琴。幾年後,愛因斯坦唯一的消遣就是音樂,在母親的伴同下,他很快就能演奏莫紮特和貝多芬的奏鳴曲了。

音樂以它那溫柔而深邃的懷抱接納了愛因斯坦,讓他吸吮著人類文化最甘甜的乳汁,給他一個安寧的精神家園,也給了他日後作為一代物理學大師的超凡想象力。1931年,愛因斯坦在《論科學》一文中說:“音樂和物理學領域中的研究工作在起源上是不同的,可是被共同的目標聯係著,這就是對表達未知的東西的企求。它們的反應是不同的,可是它們互相補充著。至於藝術上和科學上的創造,那麼,在這裏我完全同意叔本華的意見,認為擺脫日常生活的單調乏味,和在這個充滿著由我們創造的形象的世界中尋找避難所的願望,才是它們的最強有力的動機。這個世界可以由音樂的音符組成,也可以由數據的公式組成。我們試圖創造合理的世界圖像,使我們在那裏麵就像感到在家裏一樣,並且可以獲得我們在日常生活中不能達到的安定。”

科學和藝術的互補性與統一性,使音樂成為愛因斯坦的“第二職業”。不管旅行到哪裏,他總是身不離提琴,甚至參加柏林科學院的會議,也要隨身帶著琴盒,以便會後拜訪普朗克、玻爾時,能在一起拉拉彈彈。在緊張思索光量子假說或廣義相對論的日子裏,愛因斯坦一旦遇到困難,思索陷入困頓時,他就會不由自主地放下筆,拿起琴弓。那優美、和諧、充滿想象力的旋律,會在無形中開啟他對物理學的思路,引導他在數學王國作自由、創造性的遐想。音樂往往催化出愛因斯坦的科學創見和思維火花。在音樂的自由流淌中,深奧的理論物理學有了美妙的旋律。

愛因斯坦的小提琴演奏水平很高,還能彈一手好鋼琴。他與同時代的物理學家們有過許多理論上的爭吵,也有深厚的並肩戰鬥的友誼。在他們的交往中,音樂常常起到妙不可言的作用。愛因斯坦和荷蘭萊頓大學物理學教授埃倫費斯特是終身摯友,但在相對論問題上,又總是爭論不休。從1920年起,愛因斯坦接受荷蘭的邀請,成了萊頓大學的特邀教授,每年都來幾個星期,住在埃倫費斯特家裏,討論、爭論自然是免不了的事。埃倫費斯特思維敏捷,又心直口快,批評意見尖刻、毫不留情。這點恰好與愛因斯坦棋逢對手,唇槍舌劍之後,能統一觀點自是皆大歡喜。遇到無法統一的爭論,兩個好朋友會自動休戰。埃倫費斯特是位出色的鋼琴家,他喜歡替愛因斯坦伴奏。愛因斯坦則隻要埃倫費斯特伴奏,那提琴演奏定是光彩四溢。有時,一支樂曲奏到一半愛因斯坦會突然停下,用弓敲擊琴弦,讓伴奏停止演奏。或許是一段優美的旋律觸動了靈感,爭論又開始了。爭著、爭著,愛因斯坦又會突然停下,徑直走到鋼琴邊,用雙手彈出三個清澈的和弦,並強有力地反複敲打這三個和弦。

科學之光普照著大地,也照亮了小愛因斯坦成長的道路。愛因斯坦上學前的一天,他生病了,本來沉靜的孩子更像一隻溫順的小貓,靜靜地蜷伏在家裏,一動也不動。父親拿來一個小羅盤給兒子解悶。愛因斯坦的小手捧著羅盤,隻見羅盤中間那根針在輕輕地抖動,指著北邊。他把盤子轉過去,那根針並不聽他的話,照舊指向北邊。愛因斯坦又把羅盤捧在胸前,扭轉身子,再猛扭過去,可那根針又回來了,還是指向北邊。不管他怎樣轉動身子,那根細細的紅色磁針就是頑強地指著北邊。小愛因斯坦忘掉了身上的病痛,隻剩下一臉的驚訝和困惑:是什麼東西使它總是指向北邊呢?這根針的四周什麼也沒有,是什麼力量推著它指向北邊呢?

愛因斯坦67歲時仍然為童年時的“羅盤經曆”感慨萬千。

他在《自述》中說:

“當我還是一個四、五歲的小孩,在父親給我看一個羅盤的時候,就經曆過這種驚奇。這隻指南針以如此確定的方式行動,根本不符合那些在無意識的概念世界中能找到位置的事物的本性的(同直接‘接觸’有關的作用)。我現在還記得,至少相信我還記得,這種經驗給我一個深刻而持久的印象。我想一定有什麼東西深深地隱藏在事情後麵。凡是人從小就看到的事情,不會引起這種反應;他對於物體下落,對於風和雨,對於月亮或者對於月亮會不會掉下來,對於生物和非生物之間的區別等都不感到驚奇。”

小小的羅盤,裏麵那根按照一定規律行動的磁針,喚起了這位未來的科學巨匠的好奇心——探索事物原委的好奇心。而這種神聖的好奇心,正是萌生科學的幼苗。

在愛因斯坦步入自然科學領域的最初幾步,有兩個人是很重要的,雖然很難說他們兩人在思想上對愛因斯坦有什麼大的影響,但正是他們,把打開自然科學殿堂大門的第一把鑰匙遞給了愛因斯坦。這兩個人是愛因斯坦的叔叔雅各布·愛因斯坦和來自俄國的大學生塔爾梅。

雅各布·愛因斯坦是個很有事業心並且精力充沛的人,是一個工程師,也和赫爾曼·愛因斯坦一樣愛好數學,就是他動員赫爾曼·愛因斯坦一家移居慕尼黑。在工廠裏,他管技術;在家裏,他則是小愛因斯坦入學前的數學啟蒙者。愛因斯坦上學後,雅各布叔叔常常給小愛因斯坦出些數學題讓他解答。每當正確解答後,愛因斯坦就特別高興。

1888年10月,愛因斯坦從慕尼黑國民學校進入路易波爾德中學學習,一直讀到15歲。這期間,來自俄國的大學生塔爾梅成為愛因斯坦家裏的常客。塔爾梅每星期四到愛因斯坦家來吃晚飯,這是慕尼黑猶太人幫助外國來的窮苦猶太學生的慈善行動。塔爾梅是學醫的,但對各種自然科學知識以及哲學均抱有興趣。他對小愛因斯坦的超常求知欲及能力很吃驚。那本讓愛因斯坦終身難忘的“神聖的幾何小書”便是塔爾梅送給愛因斯坦的。一開始,塔爾梅總是和愛因斯坦談論數學問題,越談就越引起愛因斯坦對數學的濃厚興趣。對學校枯燥教學方式厭倦的愛因斯坦幹脆自學起微積分,他提出的數學問題常弄得中學數學老師張口結舌,不知如何回答。

盡管愛因斯坦的數學成績永遠第一,但老師並不喜歡他。一次,一個老師公開對他說:“如果你不在我的班上,我會愉快得多。”愛因斯坦不解地回答:“我並沒有做什麼錯事呀!”老師回答說:“對,確是這樣。可你老在後排笑著,這就褻瀆了教師需要在班級中得到的尊敬感。”

羅盤、幾何、微積分、自然規律,一步一個階梯,一步一個堅實的腳印,愛因斯坦揚起了科學遠征的船帆,和實驗物理學家不同,數學,始終是愛因斯坦的主要工具。

愛因斯坦於1915年完成的廣義相對論,正是數學與自然科學之間相互有效結合的光輝範例。愛因斯坦所提出的物理問題,迫使某些數學方法必須加以完善。因而,促進了數學的發展,反過來又推動了物理學研究的進一步發展。1915年年底,愛因斯坦在廣義相對論中闡明了引力的幾何學理論,這是自然科學史上最偉大的理論成就之一。1955年,物理學家玻恩在一次報告中評價道:“對於廣義相對論的提出,我過去和現在都認為是人類認識大自然的最偉大的成果,它把哲學的深奧、物理學的直觀和數學的技藝令人驚歎地結合在一起。”