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爱因斯坦是怎么站上了全球科学家的C位

浏览次数:    时间:2019-03-15

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一百四十年前的3月14日,德国乌尔姆小城出生了一个名叫阿尔伯特·爱因斯坦的犹太婴儿。四十年之后,他一夜之间走红全世界。

如果三岁看老的谚语有用,那爱因斯坦明显是例外。爱因斯坦三岁之后还不能说出完整的句子,放在今天父母一定会带他去看医生。他只有上小学的时候成绩好,中学开始偏科,除了数学尚可之外,文科成绩一塌糊涂。他甚至连正规的中学毕业文凭都没有,到了想上大学时只有选择去考不需要中学成绩、只需要入学考试通过即可录取的苏黎世联邦工业大学——即便如此也复读了一年才考上。

在大学里他旷课,跟教授的关系差,导致到了毕业的时候没人愿意帮他一把,为他谋取一个在大学里教书的饭碗。他自己写信向高端的学者求助,统统石沉大海。他当过家庭补课教师、中学代课教师,终于好不容易才在瑞士专利局混了一个三级技术员的工作——他本来申请二级,人家觉得他没资格。

他的第一任妻子米列娃比他大四岁,脚有残疾,还是犹太教所不认同的东正教徒。爱因斯坦跟她未婚先孕,结果第一个女儿从出生到患病去世,爱因斯坦因为经济拮据,甚至都未能去米列娃的家乡塞尔维亚见上一面。后来两人终于成婚生了两个孩子,挤在一间小屋子里度日。爱因斯坦在炉子上烘烤尿布的间隙,全身心地沉浸在他的论文里。

就是这样一个看起来毫无前途的年轻人,在1905年二十六岁的时候,一口气发表了五篇论文:《分子大小的新测定法》,让他拿到了苏黎世大学的博士学位;《关于光的产生和转化的一个启发性观点》,提出的光电效应让他在十六年后拿到诺奖;《在液体或气体中分子的随机运动》,是对“布朗运动”的新分析;《物体的惯性是否决定其内能》,贡献是提出了一个质能方程E=mc²;还有一篇《论动体的电动力学》,就是一个世纪以来如雷贯耳的狭义相对论了。

发表论文后的四年里,爱因斯坦还是在专利局里当小公务员。当他三十七岁写下《广义相对论基础》时,虽然狭义相对论在物理学界已经相当有名,但对于大众而言,这一名大学教授仍然默默无闻。而广义相对论,甚至在学界都算是悄无声息。

转机是四十岁之后才到来的。

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1919年5月29日,南半球的中纬度地区发生了日全食。这就是爱因斯坦的机会。

牛顿曾经提出假想:光线可能会在一定的条件下产生弯曲。爱因斯坦的相对论则明确提出,光线在通过强引力场附近时会发生弯曲。1915年,爱因斯坦算出来一个数值:太阳边缘星光的偏折度为1.74角秒(一个圆为360度,而1度等于3600角秒)。

怎么验证呢?就靠日全食。英国天体物理学家爱丁顿、天文学家戴逊,带领科考队对日全食发生时,星光经过太阳边缘的状况进行了极其认真的观测。两个人都是广义相对论的粉丝,但理论是不是真正靠谱,谁都心里没底。就连著名的量子物理学家普朗克,都对实验结果提心吊胆、辗转难眠。

唯独爱因斯坦自己最信心满满。此时他在柏林大学上课,有学生问他:假如你的理论比观测结果证明是错的,你怎么办呀?爱因斯坦傲娇地回答:那我只有为亲爱的上帝难过了,毕竟我的理论确实正确。

如果观测结果是光线没有发生任何弯曲,那就说明光线不受引力的影响,牛顿的假想只是假想,而爱因斯坦的理论不靠谱——至少在一百年前,当时条件有限的科研观测条件下是如此。如果发现光线有一点弯曲,那也只能说明光线服从于简单的牛顿引力定律,爱因斯坦的理论仍然不靠谱。

然而观测结果是光线发生了明显的全弯曲,数值极其接近爱因斯坦提供的预测值。也就是说,在当时的条件下,爱因斯坦的相对论是唯一能够对这一结果作出完整解释的科学理论。

牛顿故乡的科学家,证明了爱因斯坦理论的正确性,从此人类的物理学进入全新时代——这一轰动性消息迅速成为新闻头条。英国《泰晤士报》连续用醒目标题和相当篇幅,报道爱因斯坦的成就:

“科学中的革命”“宇宙新理论”“天空中到处都是弯曲的光线”

“牛顿观念的破产”“爱因斯坦战胜了牛顿”“牛顿被击败了,剑桥大学要垮台?”

而大洋彼岸的《纽约时报》也很快跟进,不仅连篇累牍报道爱因斯坦和相对论,还引用著名物理学家的言语:“这是人类思想史上最伟大的成就之一,也许是最最伟大的。”

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