长安悦读| 爱因斯坦的科学世界

时事   2024-11-17 07:18   陕西  

爱因斯坦曾回忆说:“我完全相信,相比于责任感,爱是更好的老师,至少对我来说是这样的。”

   

      爱因斯坦家族都是乐于尝鲜的。


  雅各布和赫尔曼兄弟二人经营着一家小公司,主营业务是当时最前沿的革新技术:电气化。他们让德国南部的大街小巷都亮起了电灯,成了这个国家在19世纪末最超乎想象的进步之一。1871年,普鲁士在普法战争中大获全胜,随后建立了统一的德意志帝国。因此,此时的德意志还是一个非常年轻的国家。统一前的25个公国和王国现在变成了一个世界级帝国,拥有庞大的陆军、迅速发展的国民经济,以及引领整个欧洲大陆发展的学术和文化机构。这样的德国,似乎已经是“现代性”的最佳范例了。


      马克· 吐温曾在1878年访问德国,他写道:“这真是一座天堂,人们的衣着是那么整洁,面容是那么友善,洋溢着那么安静的满足感,这里是那么繁荣,有真正的自由和一流的政府。”





  在马克· 吐温到访德国一年后,赫尔曼的妻子波琳生下了两人的第一个孩子阿尔伯特。当时他们一家住在多瑙河畔一个规模不算太大的城市乌尔姆(这里的城市格言是“乌尔姆人都是数学家”)。


      没过多久,爱因斯坦一家就从乌尔姆举家搬到了位于德国南部的大都市慕尼黑。幼年时的阿尔伯特很晚才开口说话。他习惯于先把要说的话反复讲给自己听,确定正确无误后才开口讲出来。他发脾气的样子也很出名,整张脸会变得蜡黄,鼻尖变得雪白。


  爱因斯坦一家是犹太人,但已几乎完全世俗化了。爱因斯坦一家也深深融入了德国的世俗文化。父亲赫尔曼会在晚上给孩子们大声朗读席勒和海涅。母亲波琳是一位技艺精湛的钢琴师,她希望阿尔伯特能成为自己的音乐伙伴,因此在他6岁时便开始教他拉小提琴。直到多年以后,阿尔伯特发现了自己对莫扎特奏鸣曲的热情,才开始全心全意地学习小提琴。他在多年以后曾回忆说:“我完全相信,相比于责任感,爱是更好的老师,至少对我来说是这样的。”


  阿尔伯特几乎没有朋友,而且从很小的时候开始就很独立了(4岁时就可以独自走在慕尼黑最繁华的街道上)。他最喜欢的游戏是用纸牌搭房子。与那些广为流传的故事所描述的不同,阿尔伯特的成绩其实并不差。学校总是强调对经典语言的学习,这并不合阿尔伯特的胃口。因此,阿尔伯特所接受的持续性教育大多来自家庭。


      老年阿尔伯特曾经忆起那个点燃了自己对科学之热爱的瞬间。那是在他四五岁的时候,他那喜欢小物件的父亲把一个罗盘当作礼物送给了他。罗盘里的指针总是指向北,这个简单的现象深深吸引了年幼的阿尔伯特。在现象的背后,那些看不见的力始终保持不变,也绝不会出现差错,阿尔伯特为此而着迷。这些是什么?是不是还有更多这样的事物?可以去理解它们吗?如果可以,应该怎么做?


  11岁那年,阿尔伯特开始严格恪守犹太教规(这既不是家人的要求,也没得到家人的支持),不过只持续了很短的一段时间。很快,到了第二年,阿尔伯特就发现了自己心目中“神圣的几何学小书”。爱因斯坦一家会定期邀请一位名叫马克斯·塔木德的医学院穷学生到家里来吃晚饭。塔木德和雅各布叔叔给阿尔伯特带来了大众科学和数学领域的书籍。在阿尔伯特看来正是这些书促使他开始了自由的思考。在这些书籍中,最为关键的几何学内容便是欧几里得的《几何原本》,这是2000多年来欧洲数学教育的基础。整本书以几个不容置疑的前提(比如两点确定一条直线)为起点,经过缜密有力的论证,发展出多个复杂的推论(比如毕达哥拉斯定理)。这个从简单到复杂的过程让阿尔伯特感到震惊。


      阿尔伯特曾这样描述这种感受:“对这些结论的证明是如此确定,不容有任何质疑。这种明晰和确定给我留下了一种难以形容的印象。”这成了阿尔伯特思考自然世界时的一个范本:从一个明确而又有力的想法出发,通过推演得出结论,而在推演过程中也有可能会得到一些有用的想法。


  对阿尔伯特来说,尤为重要的一点是这本书中的知识似乎是超越人类个体的,是一种深刻而超验的真理。十几岁的时候,阿尔伯特宣布自己将来想成为理论物理学家,恰恰是因为理论物理学可以让他独立自主,独立于社会与常规,他也承认自己缺乏实用主义意识,这意味着理论物理学比应用物理学更适合自己。


  所有德国男性在毕业后都需要进入陆军服役,爱因斯坦也不能例外。学校生活已经够糟糕了,他不认为自己能活着过完实打实的军中生活。于是,1894 年,他稍稍动了动脑筋,找到了自己家的一位世交,说服他给自己开了一张诊断证明,上面写着自己“极度神经衰弱”。在19世纪,这种病症极为常见,特征是用脑过度、神经系统极度疲劳。爱因斯坦用这张诊断证明让自己没能毕业,并提前从学校退学。后来,他甚至更进一步,正式放弃了德国国籍。这样一来,德意志帝国就再也无法约束他了。


  不出所料,面对这样一个突然没了文凭也没有工作的儿子,爱因斯坦一家一点都不开心。幸运的是,有一所优秀的学校并不要求学生在入学前必须取得高中文凭,这就是苏黎世联邦理工学院。阿尔伯特说服家人让他通过自学来参加这所学校的入学考试。他第一年没考上,又准备了一年后就成功被录取了。他发现与慕尼黑相比,瑞士(特别是苏黎世)是个更加自由的地方,他在这个新环境中如鱼得水。


  不过,爱因斯坦的学习习惯并没有明显改善。如果他觉得某一门课没什么意思,就常常会逃课。这其中常常会有数学课,哪怕当时多位欧洲中部最优秀的数学家都在这所学校执教。幸运的是,爱因斯坦与勤于做笔记的数学系学生马赛尔·格罗斯曼成了朋友。爱因斯坦会研究格罗斯曼的笔记,然后参加考试,尽管考试成绩不错,但也会因为不重视学习而收到学校的正式训诫。后来,在回忆这段生活时,爱因斯坦对格罗斯曼充满感激,他说:“我都不敢想象如果没有那些笔记我会落得什么下场。”


  《爱因斯坦的战争:相对论如何征服世界》,[美]马修·斯坦利/著,孙天/译,译林出版社2024年版



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