爱因斯坦的故事.docx

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1、爱因斯坦评传转载文章“天涯社区(tianya)”。如是商业用途还请联系原作者。魔鬼说：“爱因斯坦，降生吧。”于是世界又遁入黑暗中。1919年5月29日清晨，巴西南部一个叫做索不拉尔的偏僻村庄里。太阳刚刚升起。上帝赐予了当地人永久的宁静，在他们眼中，世界不过是蓝天，麦田，草原，绵羊，仅此而已。甚至刚结束的硝烟弥漫的第一次世界大战彷佛也是天边的传说。但他们还是一大早就被人吵醒了，门口来了一队行装乖僻的外国人。有的操着蹩足的葡萄牙语向他们问好，有的打着手势借水喝，更多人在忙着架设天文望远镜和照相机。中午时分，灿烂的阳光慢慢开始变暗，本世纪一次著名的日全食发生了。围观的人群骚动了起来，纷纷在胸口画着十

2、字，有人急忙去找牧师，而那些外国人那么胸有成竹地开始进行观测。他们是一支天文观测队，来自遥远的英国，此行的目的是验证一个德国人的奇怪理论。很快数据得到了处理，而且底片也冲出来了。领队的教授是一个标准的英格兰绅士，虽然绅士们最推崇沉着冷静的作风，但是教授的目光明显流露出期待和不安。当他将湿漉漉的底片放在灯下时，很快教授先生的手连同大胡子都冲动地抖了起来，宇宙有界还是无界，我们所属的空间平直还是弯曲，牛顿思想胜利还是被颠覆，都取决这几张小小的底片了。他深吸一口气，睁大了眼睛。很快，即使离屋子五十米以外的地方都可以听到一声毫无风度的嚎叫：“我的上帝，难道那个叫爱因斯坦的德国人到底说中了？！“在两张重

3、叠的底片上可以清晰地看到一条笔直的星光在穿过阴影中的太阳时，竟然发生了偏转，偏转角是1.7秒。英国皇家学会的大厅里，坐满了英伦三岛的科学精英。他们有的可能意识到这会是个不平凡的日子,特地换上节日才穿里的西装。当大会主席汤姆逊爵士，扶了扶眼镜，慢吞吞地宣布这次大会的议题是广义相对论在天文学上的验证时，底下的学者们就开始窃窃私语，而后声音愈来愈大，有的甚至不等主持人的召唤隔着橡木桌就站起来大声辩论，汤姆生几次摇玲试图控制局势都未成功，他遗憾地摇摇头，向旁边的几位委员为难地笑笑。但是当著名的天文学家爱丁顿勋爵，这次天文测量的总领队出席在会场时，下面顿时静了下来。他满脸风尘，声音低哑而且发言简短，但纵

4、使会场离他最远的人也听清了这样几句，”铁一般的事实光线弯曲了与爱因斯坦博士的计算结果完全一致“会议开到很晚，没人提前退出会场，甚至没有人站起来发言。鲜红的地毯，昏黄摇曳的烛光，将沉思中的学者们的脸衬得或明或暗。没人感到饥饿，没人感到倦意，更为糟糕的是工作人员似乎也受上了物理学家风范的影响，粗心得连晚餐也忘了上。但人们根本顾不上这些，从白发班驳的老学究，到颇富朝气的新锐，都在默默地思考着，冲动着。无论是赞成派还是反对派，都清楚这确实是重要的一天，不仅二十世纪物理学的一代巨人就此崛起,而且是他，爱因斯坦，亲手抡起大槌，将牛顿苦心创立，业已竣工百年的经典物理学的大厦砸开第一道裂纹。牛顿也错了？物理学

5、就此混乱？末日就此到来？呵，依撒克.牛顿，我们心中的神祗，我们都是你忠实的追随者，你会怎样指示我们呢？人们纷纷把目光投向大厅正中牛顿的巨幅画像上。牛顿不说话，他只是高深莫测地笑着.在伦敦，第二天影响甚大的泰晤士报头版头条的报道是光线弯曲了，牛顿神话的破灭，盛赞爱因斯坦是继牛顿之后的最伟大的物理学家，他更正了人类的时空观，拓展了人类的思维世界，并且断言他的相对论产生的影响决不会只囿于二十世纪。很快，从鄢躅在伦敦街头的商贩，到面目黝黑的煤炭工人，都隐约知道了科学界最近发生了惊天动地的事，至于对其它人有什么影响，一时还领悟不到。毕竟，这离相对论的副产品之原子弹的诞生，还有漫长的二十六年。在大西洋此岸

6、的纽约，惯用哗众取宠手法的纽约时报的头条标题是“俄国爆发革命“，但接下去以更大的标题写道：”爱因斯坦的胜利”，”恒星在不在它们应在的位置上出现，但是似乎不必担忧。“按照他们的报道，公众们已开始疑心九九乘法表的正确性，学生们那么开始拒绝作几何题，又据称，爱因斯坦在把他的著作交付出版商时，警告说全世界仅有12个人懂相对论，但出版商乐于承当这个风险。在巴黎，沙龙里相对论立时成了最时髦的词语。雍容的女贵族可以一边抚着怀中的哈巴狗，一边和女友们眉飞色舞地谈论“相对论”，如同在谈论昨夜刚上演的歌剧。她们并不需要纸和笔。在柏林，官方机构正在为难是否宣传这位并不是日尔曼人而是犹太人的传奇科学家的时候，大街小巷

7、的啤酒馆里的人都在神秘而兴奋地谈论着爱因斯坦和他的相对论。是的，自从一战以德国的惨败而告终后，很久没有这样冲动人心的话题了。一个德国人能受到战胜国的推崇，真是少见。一夜之间，即使是小学生也把爱因斯坦那著名的公式写入了练习簿。1919,第一次世界大战的硝烟刚刚散尽。为民族主义所煽动的人们在狂欢或狂悲过后，却发现轰轰烈烈的一战除了大口径重炮，齐柏林飞艇，满目疮痍的建筑物和以百万计亲人充当的炮灰以外，委实没有剩下什么。理性终于在人们的冷静中回归，科学再度被摆上至高无上的地位。不管怎么讲，1919年的爱因斯坦如日中天。街头的电车刚刚停稳，就下来一个穿褐色风衣，头发凌乱的中年人。刚刚在电车上，警惕的售票

8、员几乎把他认作小偷，因为他实在很少见这种脖子上扎着领带，脚下穿着拖鞋的人。不过要是他知道这就是大名鼎鼎的爱因斯坦教授，一定会惊讶得说不出话的。爱因斯坦先生刚刚从他朋友洛仑兹教授的电报里得知广义相对论被证实的消息，他不过微微一笑，自然，一切都在意料中了。心情毕竟很好，他边走边哼着舒伯特的小夜曲，但是没过多久声音就小了下去。爱因斯坦，这位历史上知名的智者，又一次晃着硕大的头脑陷入沉思，他在想些什么呢1879年3月14日，阿尔伯特.爱因斯坦诞生于德国南部一个宁静的小城乌尔姆。和牛顿一样，这个注定要震撼世界的人的童年并未有任何特异之处。他的父亲海尔曼.爱因斯坦虽说是一位商人，但是他年青在学校里展现的数

9、学方面的才华是有目共睹的。而他的母亲艾尔莎那么是音乐爱好者，并经常在家庭聚会大声朗诵席勒的诗篇。父亲的数学才华加上母亲的艺术天赋，照理小爱因斯坦应该聪颖过人。然而这个孩子天生沉默寡言，以致忧心的母亲一度疑心他是否有智力障碍。但是当他的母亲奏起钢琴时，小爱因斯坦就会侧过脑袋倾听。他的湛蓝的目光显得很是深邃，孩子显然是听懂了。这就是美呀。也许他毕生所追求的自然界和谐的美就根源于此。很快爱因斯坦就发现小城的环境并不适合他。弯曲而狭窄的街道，庄严的哥特式教堂，威武雄壮的炮台，这里似乎更适宜培养出一批热血的日尔曼战士，而不是他这种视自由为生命的思想家。在宏大的阅兵式上，普鲁士军官刻板的军令，士兵们单调的

10、步伐，往往成为孩童们模仿的对象。而这时可怜的爱因斯坦紧张地抓住大人的手，他要回家。军号和刺刀是他厌恶了一生的东西。在学校的情况似乎也妙不到哪里去。他是一个犹太人，而欧洲排犹的习俗由来已久。周围同学有意无意的伤害，使小爱因斯坦更加孤僻。老师们也没有注意到蜷在教室一角的他，在老师看来，不能掌握拉丁文语法的孩子是没有前途的，而且小爱因斯坦答复下列问题时总显得很迟钝。他们并不能理解这是爱因斯坦思考比同龄人深刻得多的缘故。这期间也发生了触及爱因斯坦终生的事。他的父亲送给小爱因斯坦一个罗盘针。不管他怎么拨动指针，它永远只朝一个方向。这在大人们看来是司空见惯，但在孩子的眼里充满了神奇，一定有什么神秘的力在推

11、动它，怎么才能找到这种力呢？孩子为这苦恼了一段时间。在他升入中学的时候，他第一次接触到了几何。这更是一个充满魔力的世界。书上各种复杂的定理归根到底由几个公理推论而出，一切是那么的简明，而证明过程又严格得无可挑剔，自然界有它独特的秩序美。更令小爱因斯坦惊奇的是自然界竟也会骗人！人们通过粗浅的直觉经验得来的结论往往是那么的不可靠。上帝不仅淘气，而且吝啬，他经常会把真理象皮球一样踢向更深处，然后转过身向人们扮个鬼脸。人类对真理的追寻如同与上帝的角力。”或许我们对世界的看法根本就有偏差，因为它不过是建立在几个公理之上的，如果这些公理本身也有漏洞呢？“当小爱因斯坦摆弄着圆规和三角板的时候，心中升起这样的

12、念头。当然他没有说出来，说出来也只会导致大人紧张地伸出手去摸他的额头，没有人相信假设干年后这个羸弱的孩子会轻轻掀翻整个人类的世界观。对于爱因斯坦而言，长期音乐的熏陶赋予他美感与想象，对常见事物的深思训练了他的洞察力，而几何题迷宫一样的推理使他的思路更加缜密。他无疑是幸运的。然而爱因斯坦还是不能足够敏锐地答复老师的问题而遭白眼，还是不得不交出自己精心制作却依旧丑陋的泥捏小板凳而遭同学们嘲笑，拉丁语的课文念得结结巴巴，算术考试也由于马虎而错误百出，整个少年时代，学业不过平平。从1896年到1900年，爱因斯坦求学于瑞士苏黎士工业大学，这是他一生中十分平静和惬意的地方。瑞士立国数百年，自由的气氛欧洲

13、无国可及。爱因斯坦在这里听不到士兵们无休止的冲杀声，空气清新，阳光也分外的和媚，即使巡逻在街头的警察也是步履缓慢，眼角蕴含着笑意。在这里，爱因斯坦的自由散漫发挥到极致。他可以穿着拖鞋进出教室，可以蓬头垢面地整天窝在实验室，可以和同学们在一起自由讨论，可以不去上自己不喜欢的课。他甚至对数学这样重要的课都去敷衍。在他当时看来，物理世界是简单而优美的，上帝只垂青1,2,3,4,而数学只是徒增形式上的复杂。这甚至影响他多年以后的研究工作。用现在的眼光看来，当时无论数学还是物理都开展得远不够充分。到二十世纪末，我们才发现数学和物理交叉愈来愈深。以前只是物理简单地从数学中寻找工具，而现在甚至物理可以导致数

14、学中的突破。我记得在一次报告中，诺贝尔物理奖获得者李政道博士伸出双手，这样说道：“物理学和数学犹如一根树枝上的两片叶子。”可是一般说来，极富洞察力具有哲学家气质的人，并不一定很胜任细琐而又精密，逻辑性强的数学推理工作。从来没有人能兼两者之长，牛顿不能，爱因斯坦也不能。更主要的是爱因斯坦发现展现他面前的数学分支繁复，数论，几何，拓扑等等，任意一门就会耗尽一生的精力。这情形犹如布里丹之驴。这头可怜的驴子因为摆在它面前的两堆稻草同样厚而无法选取吃哪一堆，最终活活饿死。但是，爱因斯坦很快就要为自己的选择付出代价了。考试之前，他对着自己散乱不堪的笔记发呆。幸好他的老朋友格罗斯曼先生是一个生来与爱因斯坦处

15、处相反的人，他的笔记和他的人一样，光鲜齐整,一丝不苟。当爱因斯坦在开展广义相对论时发现几何知识欠缺而找其时已为数学教授的格罗斯曼援手时，这已经是十几年以后的事了。爱因斯坦用格罗斯曼的笔记马虎对付了考试，但这并未改变老师对他的看法。在教授们眼中，他懒惰无比，性格怪僻，而且他是唯一与教授打招呼用“喂”的学生。这也是爱因斯坦虽然聪明绝顶，却不谙世事，天真得如同孩子的缘故。他的数学老师闵可夫斯基看见爱因斯坦从实验室里衣冠不整地跑出来，便将他挡住：“爱因斯坦，你也许是个聪明人，但你决不适合搞物理，为什么你不尝试一下其它职业，比方学医或者法律呢？“也许吧。”爱因斯坦淡淡地答复道。仅仅几年后，闵可夫斯基为他

16、并不勤劳”的学生的狭义相对论摇旗呐喊，并为此名动四海时，一位记者不合时宜地问道：“教授先生，您何以曾断言爱因斯坦不适合从事物理工作呢？“他太懒了，至少在当时。“教授耸耸肩。不幸的是这位闵可夫斯基先生不久就身缠沉痛，临死前曾大发感慨：在相对论刚出世的年月就死去，真是可惜呀。也不能说爱因斯坦在这几年无所事事，他主要的精力花在实验室里，当时全世界的物理学家都在疲于奔命地寻找以太，他也曾设计过几个实验，显而易见，简陋的条件和根本不存在的以太使他的努力徒劳。他也经常和他的朋友们去一个叫做“都会”的咖啡厅。他们在这里经常进行哲学话题的探讨，一次同学介绍了马赫的作品力学给他。马赫是对牛顿的经典力学开炮的第

17、一人，他锋利地抨击了牛顿绝对空间和绝对时间的观念。爱因斯坦如获至宝，马上拿回去通宵阅读。马赫的思想赫然如黑夜中的明星，空间也是绝对的，时间也是绝对的，既然都是绝对而孤立的，那么我们怎么能感觉到时间和空间的存在呢？夜已经很深了，爱因斯坦屋内的灯光依旧闪烁，这位思想的巨人，又开始磨砺他的旷世利剑了。当爱因斯坦走出校门，却悲惨地发现自己毕业即失业，而且父亲在意大利办的公司也破了产，丝亳帮不上忙。他曾努力地申请留在苏黎士工业学院教书，但是高高在上的教授们冷漠地拒绝了他。没有人喜欢一个离经叛道的斗士。秋天晚上的瑞士己颇见寒意了，我们的爱因斯坦先生披着深色的风衣，手中的旧皮箱里盛着全部的家当，凉风拂着乱发

18、静静地走在漫长的街道上，路灯划下斜斜的影子。真是安静呀，事实上终其一生，爱因斯坦都是在这种静谧中度过，这不仅是指外部环境上的，更是他内心深处的。无论他是在日内瓦时的穷困潦倒，或是在柏林时的誉满全球，还是在普林斯顿时的无人喝彩，孤独的感觉始终如影身随。后来他曾反复说过自己最希望的职业是看守灯塔，汹涌而漆黑的海面上一盏明灯，指引了航船的同时也照亮了自己的内心，那里更象是一间祈祷室，可以静静地聆听上帝的指示。他甚至不愿意接受作为教授这项职业所领的薪水，而宁愿把物理学研究作为业余爱好。看来显然是受了中世纪的大哲学家斯宾诺沙的影响，这位先哲的正式职业是在荷兰阿姆斯特丹的一家偏僻的眼睛店里磨镜片。可是现

19、在真是发愁呀，辘辘的饥肠，妻子焦灼期盼的眼睛，还有她肚里的孩子迎面刮来一张残破的报纸，爱因斯坦没精打采地一瞥，上面印着份招聘启事：”伯尔尼专利局，征聘二级工程师，须受高等教育，精通机械工程或物理学,爱因斯坦眼睛一亮。很快伯尔尼专利局的职员们迎来了一位新同事，这位同事似乎格外地忙。工作十分卖力不说，还经常和夫人一起排队买面包，或者推着婴儿车在公园闲转，而在上班时还偷偷地在纸上写写画画。幸亏他的上司一点儿也不知道这位年轻的专利审查员完成任务是多么迅速，不然他这种拙劣的表演很快就会露馅的。其时己经是1905年，爱因斯坦26岁。当时他久已远离的物理学界正处于更大的混乱中，寻找以太的实验彻底失败，一些物

20、理学家提出种种解释。比方爱尔兰物理学家斐兹杰诺提出，运动的物体可能因为以太风压缩而变短，但这遭到更多人的反驳。不仅如此，几年以前，伦琴发现的X射线更使人觉察到物质内部有更为根本的结构，而普朗克在1900年提出的量子论，也已经掀开了物理学新的篇章，只是当时没有人意识到罢了。无论怎样，用“山雨欲来风满楼”来形容当时的情形是再恰当不过的。然而爱因斯坦在学术上处于十分封闭的状态，他没有时机听取报告，也没时机参加学院的讨论班，和他交往频繁的不过是一些民间物理学爱好者。但是这并不能阻止他向物理学的塔尖迈进。他一直在苦思“以太之迷”，而且他走的道路与所有人的都不同。还在他中学的时候，他一度对迈克斯韦的电磁理

21、论崇拜之致。这并不是因为它能解决很多实际问题，比方导致电磁波的发现。爱因斯坦看中的是公式本身具有完美的对称性，但是显然这种协变性与牛顿的经典理论是相冲突的。比方说，按照牛顿力学的观点，如果一个人站在速度为20米/秒的车上以相对于车以10米/秒的速度向前抛出一个皮球，在地面静止的人来看，球的速度是20加10等于30米/秒。任何初通物理的人都会得出这个结论。然而，我们知道光也是一种电磁波，它在真空中的速度是30万公里/秒，如果那个站在车上的人拿的是支手电筒，那么在地面上的人看来，光的速度是多少呢，还是30万公里/秒加上20米/秒吗？还能简单地叠加吗？要是你以30万公里/秒的速度追上一束光，你会看到

22、怎样的景象呢，你会看到光波在原地不动地抖动吗？爱因斯坦进行了一次冒险，他宁愿为了从对称性这种单纯的美学观点出发，而放弃掉人们习以为常的经验。他也是信仰上帝的，但他不是信仰那个只手捏控人类命运的上帝，而是那个在万物的有序和谐中显示出来的上帝。我们称之为冒险，是因为仅仅在几十年后，两个在美国留学的年青人在研究根本粒子中“-q之迷”的时候，提出的”在弱相互作用中宇称不守恒”理论，简单地说就是对称性的破坏，在当时激起轩然大波,按照普通美国人的解释是他们又推翻了爱因斯坦的相对论。事实上推翻的不是相对论，而是从古希腊文明以来人们对自然界恒久抱有的美丽梦想。仿佛无数物理学家费力心机终于战战兢兢揭开上帝一这位

23、梦中情人头上的面纱，却失望地看到一张坑坑洼洼的老妪的脸。这两个值得全人类骄傲的年青人都是中国人，他们一个叫李政道，一个叫扬振宁。观念上的重大修改无疑引起很多麻烦，对于新观念的创始人来说更是如此。很快爱因斯坦的头脑里塞满了以太，量子，时间，空间这些东西，以至于给他的孩子小汉斯拿着奶瓶喂奶时也时常走神。而逻辑上的混乱让爱因斯坦更是无所适从。他疲倦地从办公室回到家里，头脑里天旋地转，然而凭直觉爱因斯坦逐步认定有种极平常的经验在作祟，究竟是什么呢？他越想越困，眼睛慢慢快要阖上了，这时，厨房里传来妻子米列娃的呼唤，”阿尔伯特，吃饭的时间到了，还不快收拾桌子？”时间！？”宛如流星划过脑际，爱因斯坦几乎从椅

24、子上跳将下来。他匆匆翻开牛顿的自然科学的哲学原理。在上面牛顿以确凿的口气写道：”绝对空间就其本性来说与外界任何事物毫无关系，它永远是同一的，不动的。”绝对的，真实的数学时间本身按其本性来说是均匀流逝的，与外界的任何事物无关。”在运动系和静止系坐标变换时，显然，时间是不变的。”不会是这样的，一定不是这样，爱因斯坦一边埋着头，一边踱着步，一个在运动着的车上的人看到的时间，与在地上静止的人看到的时间未必相同，嘿嘿，根本不存在绝对的空间和绝对的时间，既然如此，我们费力寻找的以太，刻意想测量出地球相对于绝对空间的速度，都是徒然。以太不是找不到，而是根本就不存在！在一个月内，名不见经传的爱因斯坦向德国最有

25、声望的杂志物理学年鉴(AnnalenderPhysik)发表了四篇论文。他挑出分量最轻的一篇，内容是通过中性物质的稀溶液的扩散和内摩擦来测定原子的大小，寄给了他的母校苏黎士联邦工业学院，亳不费力地取得了博士学位。另一篇是关于研究悬浮微粒的布朗运动的，也开辟了一个新方向。第三篇是著名的光电效应，历史上第一次提出光量子的理论，在开展与相对论并称二十世纪物理学两大基石的量子力学中意义重大，几年后单凭此而不是相对论就获得诺贝尔物理奖。其实就爱因斯坦的奉献来看，一生完全可以五次登上诺贝尔奖的领奖台。光量子理论；狭义相对论；广义相对论；统计物理中的玻色一爱因斯坦凝聚；还有我们熟悉的激光的理论工作也归功于他

26、第四篇的论文名字很朴素，叫论运动物体的电动力学。然而稍通物理学史的人都知道这是一篇惊世骇俗的文章，它宣布了狭义相对论的诞生。在这篇文章里，爱因斯坦没有卖弄令人目眩的数学技巧，平实而又深刻是爱因斯坦论文的一贯风格。读懂它并不需要高深的数学知识，但更需要革命性的思想和与日常经验决裂的勇气，尤其是在当时。爱因斯坦提出的假设很简单，第一，我们无法确定相对静止的物体到底是处于静止状态还是匀速运动状态。因为绝对静止的空间不存在了，一切静止都是相对的。第二，光在真空中的速度永远不变而且不可超越，它与光源的速度无关。也即，对于站在地面上的人看，20米/秒的车上发出的光和即使以光速飞行的火箭(当然是不可能的)

27、上发出的光的速度是一样的，均为30万公里/秒。从这两个假设出发首先得出的乖僻结论是：所谓“同时”是相对的！假设我们站在地面上，一架飞机从我们面前匀速飞过。在我们地面上的人看来，我们右边的人挥起手的“同时“左边的人弯下腰，而在飞机上的人那么坚决不这样认为，他们认为我们右边的人先挥手，而左边的人后弯腰。与此相反，在飞机上的人认定机头处空中小姐不小心打破只碟子的“同时机尾处的乘客点燃支香烟，而地面上的人异口同声地说碟子先落在地上然后香烟才被点着。荒唐吗？我奉劝各位不要带着秒表上飞机一证真伪，因为“同时”事件在另一群人眼中的时间差是千万分之一秒，你可不具备那个反响能力。而这又是由于飞机的速度尽管到达几

28、百米每秒，比起光的速度，30万公里/秒，还是望尘莫及的。不过这样也不错，至少平时说”这两件事同时发生”时不用再地加上诸如”在我们这群相对静止的人看来”之类的复杂状语了。为了更好地解释狭义相对论，爱因斯坦设计了一个著名的思想实验。所谓思想实验，就是在地球上的实验室无法实现的条件下作的假想实验，因为跨入二十世纪以来，人们对通常状态下的物质研究几乎穷尽，动辄就研究绝对零度的低温或者上亿度的高温，速度接近光速的运动或者万万分之一米长度的空间。这对爱因斯坦这位思想大师来说轻车熟路，并很快成为他在学术上进攻或者防守的利器。爱因斯坦这样假设：”观察者M站在铁路边上，在沿火车前进方向上有一个点B,在运动相反方

29、向同样距离上有一点A,某一时刻A和B同时闪电，观察者M自然认定这两个点是同时闪光的，因为光的传播速度不变，而他又恰好站在两个闪光点的中心。”假定在闪电时，有一列车从A点到B点方向运动。在两道闪电的一刹那，在火车内的观察者N恰好在与地面观察者M相对的位置上，但N正向闪光点B运行，而离开闪光点A,自然他看到B点的闪光比A点的早，但他知道他是在运动中的，根据自己运动的速度，也很容易得出两道光是同时发生的结论。但根据前面两个根本假设，同样可想，火车是静止的，而地面正在向后运动。因此，火车上的观测者N是相继看到那些闪光的，因而他得出B点发光比A点早的结论。他又知道自己的位置是在两个闪光的中间，由于他认为

30、自己是静止的，所以他不得不断定他看到的头一个闪光比他看见的下一个早。”有趣的是地面上的观测者M也不能不同意这个结论，他确实看见两个闪光是同时发生的。但既然现在他是被假定运动着的。当他考虑到光速和他是在向发光的A点运动着这一事实，也作出B点闪光比A点早的结论。总之一句话，对于闪电是否同时发生的问题，我们不能一口咬定是或不是，而是要就选定的参考系来答复。你可能已经迷惑了，但再往下推导更会导致你意想不到的结论。比方说”尺缩效应和“钟缓效应丫质增效应“。“尺缩效应”指在你面前有把尺子，当它相对你运动的时候，你会发现它的长度缩短。而“钟缓效应”指在运动的参考系里时钟会变慢。比方，在地面上和飞机上各有一人

31、手那时钟，这时飞机上一只鸡蛋落在机舱的地板上。从鸡蛋脱手的那一瞬间开始，机上和地上的人同时开始记时，到落地时止。结果是地面上的人测出的时间长一些。换句话说，在地面静止的人看来，处于运动状态的物体时间变慢。“质增效应”是指运动中的物体质量增加。譬如一筐一斤重的鸡蛋，如果它飞得足够快，我们在地面上静止的人称来重量会到达五斤。它飞得更快的话，会亳不犹豫地将地球上最大的磅秤压歪。但它永远也到不了光速，不光是鸡蛋，任何有质量的物质的速度都绝对达不到光速。光也是一种物质，它的速度之所以能臻极限，原因就是光本身静止时是没有质量的。当然，你假设据次推理出质量越小的物质跑得越快，显然是荒唐的。至此相对论的费解可

32、见一斑。而在爱因斯坦知名后，有一段时间里很多人在“弄懂”了自己的相对论后，忙不迭地再向自己的亲友介绍。还是有局部人自始至终地困惑。一次，一位大学生找到爱因斯坦请教为何时间时快时慢。爱因斯坦不愿再制造玄想，他的幽默发挥了作用，”朋友，当你夏天坐在一个火炉旁，你会觉得一分钟是一小时，而当你坐在一个美丽女郎身边时，一小时就象一分钟，难道不是这样么？”群众媒体对相对论也异乎寻常地加以关注。从牛顿时代以来，观众们第一次渴望了解高高在上的物理学家们到底在弄些什么，虽然其中猎奇的心情远重于对科学精神的景仰。很多哲学家，神学家，印象派画家，现代派诗人，专栏作家，以及各行各业的人纷纷在报刊杂志上撰文用自己的语言

33、表达自己对相对论的理解和认识。最后推导出来的公式更是威力惊人，它是由爱因斯坦在发表狭义相对论后一个月在另一篇论文中提出的，在今天那么几乎是条成语。它就是E=MC2，表示能量等于质量乘以光速的平方。留心的观众会注意到，在好莱坞的电影和动画片中如果要刻画一位资深教授，那么会让他在黑板上写上一些不知所云的杂乱公式后，重重地补上E=MC2这几个大字的。能量等于质量乘以光速的平方，即使是在不甚关心其实用价值的纯理论型的物理学家看来也是惊心动魄的，几百年以来所亳无疑义的，不，甚至人类自诞生来就模糊意识到的质量守恒定律被破坏了。质量和能量本身并无区别，而且可以相互转换。即使是最前卫的哲学家也会吸口冷气，太不

34、可思议了。但不管哲学家怎么喋喋不休地发挥思辨的威力，物理学家是不屑一顾的，他们只认定确凿的事实和严密的逻辑。物理学家和自然哲学家都是研究世界的奥秘的，但在这一点上，两者有本质的区别。而在绝大多数人眼里，能量等于质量乘以光速的平方，即能量是质量的九百万倍，多么诱人的前景呀。指甲盖般大小的物质的质量如果完全消失，其释放的能量是用以万吨煤炭来计算的。我们这个星球从进入工业化社会以来，能源问题就仿佛人类脖子上的绞索，越勒越紧。甚至在本世纪的九十年代，一个超级大国在海湾名为抗击侵略实为保障石油供给的畅通还狠狠地开过一仗。而相对论诞生了，能量似乎唾手可来，无数的科幻小说展示着在能量极大丰富的年代里，机床永

35、不停息地转动，电线纵横四野，地球上即使最阴暗的角落也装上了电灯，到处一片光明，因为我们这个星球别的没有，质量可大得吓人，我们可以一点一点象吃面包一样将地球的质量全变成能量。然而当记者兴致勃勃地向爱因斯坦教授提出灿烂的前景时，这个老实人摇头否认了：”这根本不能,没人能随便减少质量，上帝未必会允许开这个玩笑。”仔细想想，我们何尝能够轻易地将物质的质量消除掉。譬如一块石头，我们尽可以用锤子砸成小块,然后碾成碎末，可是当你仔细地收集这些碎末后就会发现它的质量并未变化。就算是化学反响，当我们耐心收集在空气中燃烧的煤炭的生成物，包括水蒸气，二氧化碳，煤渣之类的物质，并放在天平上后，我们一定会失望地低下头。

36、看来是不可能了。但是爱因斯坦当时的话也说得过满。可能即便是他也未曾料到科学开展的势道惊人如斯。上帝的玩笑也有人敢开了。十几年后，德国物理学家发现在核裂变前后质量出现了亏损，虽然亏损质量微缺乏道，但是带来的后果是可怕的。仅仅在几年后，人类第一颗原子弹在美国爆炸成功，紧接着日本人遭受了自基督降世以来最残酷的惩罚，几十万人死伤，其中一局部人瞬间还被原成根本粒子，真成了魂飞魄散。E=MC2在给人间带来希望之前，带来的先是致命的创伤。当然，这一切对于深爱和平的爱因斯坦来说无疑是一记重拳，直至临死前他为此仍耿耿不已。不过总的来说，我们尽管以种种或好奇或欣赏的角度来看相对论，但是它离口常生活委实过远。所以人

37、们在白天惊讶地讨论完相对论带来的后果之后，晚上仍可以高枕无忧地阖上眼睛。但是如果我们生活在一个光速可轻易接近的社会可就大不一样了。让我们假想这样一个星球：首先在这个星球上拥有人数最多的职业是哲学家。他们自小就深刻地理解任何运动都是相对的这一观点。因为即使在孩童的眼里，玩具一运动起来长度就会变短，这在地球上非把小孩吓哭不可。孩子假设想看见自己父母的真实脸孔，非得让他们静止不动。他们能够平心静气地面对一切变化，也因为从小他们就在不确定中长大。他们的计时系统是繁琐的。你要想弄清楚标准时间，首先要考虑的是你处于什么状态。当然是相对星球上所规定的标准静止系来说的。这些人的语言是索然无味的，同地球人相比，

38、他们参加了很多复杂的定语和状语，而且定语和状语的地位与主语和宾语是平齐的。这个民族长于思辨，然而在展示他们的文采时就不免大打折扣了。他们个个绅士风度，无论走路还是开车都是慢条斯理。他们的行动稍一变快就会损坏路面而给政府带来不必要的负担。但他们还是常常在运动中，读书看报亦是如此，这样可以充分地利用时间。当然他们也如绅士般的胸襟宽阔，能容忍一切错误，因为要想绝对精确地存活在那里几近梦想。比方一早在地铁站，两个小伙子在等车，下面是他们的对话：”嗨，老兄，你好。请问在静止的地面上看现在几点了？”答复的人立刻站稳，然后说：”在静止的地面上看是七点五十四分。”第一个人点点头：”火车还有一分钟就要到站，那我

39、还可以花半个小时吃完这块面包，再读完今天的早报了。”言毕，他就匆忙地走动，虽然在静止的人看来面包加重了胃的负担，但他本人显然意识不到，请注意他身体也是在运动中的。等半小时后他回到这里时，尽管百般注意，地板上还是被踩了个坑。在他低声抱怨政府在施工中时偷工减料声中，火车进站了。两人在火车上继续讨论。”你看，窗外那个姑娘身材真不错。”一个由衷地赞叹到。老兄，你又犯错了，她相对我们是运动的。所以在现在我们看来很完美的身材下车后再看一定会大失所望的。但是最大的麻烦的不是在一般性的谈话中，而是在法庭审判中。看，现在法官一筹莫展了。案子木身很简单。在两辆对开的列车上，两个人互朝对方射了一枪。显然，一人行凶应

40、处极刑，另一人自卫应当释放。可谁先开的枪呢？双方都有满车的人作证是对方先动的手，而且证人们都是品性良好，素无犯罪记录的守法公民。好了，让难题留给法官来解决，我们那么从荒而不谬的想象中走回来。显然爱因斯坦在接受鲜花和掌声的同时，也面临着无数人的驳斥与挑战。当然反对最大的声音来自物理学家自己的阵营，这里包括许多成名已久的人物，比方英国皇家学会会长汤姆逊勋爵，还有以寻找以太的实验而名动天下的迈克尔逊教授，这位执著的先生可谓九死不悔，直至1932年还在奋力追寻并不存在的以太。太多的人以经典物理的卫道士自居，他们人人手持大棒，头罩钢盔，虎势眈眈地盯着这群试图把牛顿拉下马的“暴徒”们而爱因斯坦和他的少数派

41、支持者们坚决地手挽着手，细弱的声音终于会聚成洪亮的口号：革命！革命！”这不是十月革命时的俄国，但是人们热切期盼的心情何等相似呀。爱因斯坦可以把他的一些无聊的对手的攻击象蛛丝般轻轻拂去，然而对那些和他一样认真而严肃的对手的挑战那么不可等闲视之。这时有人提出著名的“双生子佯谬”。一对李生子自小就惨遭别离，哥哥被塞入一艘以近光速运行的宇宙飞船飞离地球，弟弟那么眼巴巴地看着哥哥飞走。弟弟如果懂相对论，一定会想，哥哥在高速运动的宇宙飞船中长大，他那里的时间比地上慢得多，有朝一日我们兄弟俩再见一面，我成了步履蹒跚的老翁，哥哥那么正是青春少年时，那时将真是会感慨万千呀。可是与此同时，哥哥在羡慕留在地球上的弟

42、弟，弟弟的世界以那么快的速度离我而去，他们的钟表一定走得很慢，他会比我年青得多哩。问题是两人一见面，究竟会怎么样？不能简单地回避二人见面的可能性。问题是在狭义相对论中自始至终都是有这样一个前提，运动都是是简单的匀速直线运动。而如果哥哥确实想见到弟弟，那么须先减速到静止，再回头扑向地球。这其间就不属于狭义相对论的范围了，它要由后来的广义相对论来解决。1912年，已小有名望的爱因斯坦受聘回到母校。那里他的亲密老同学如格罗斯曼在等着他，曾经嘲笑过他的教授们等着他，渴望全新物理知识的工业大学的学生们也等着他。他的生活境遇却也没提高哪里去，因为第二个孩子爱德华出生了，家庭的负担骤然重起来。尽管在他的相对

43、论中每一个物体边上都挂了个钟来矫正时间，而在现实生活中却常常为家里没有一块钟表而苦恼。而且给学生们上课也并不是很情愿的事，这绝对不是因为爱因斯坦鄙视他们，而是爱因斯坦的风格委实不适合教学。他的板书犹如他年青时的笔记一样不忍卒读，而且思想跳跃性奇大，往往就一个问题大发见解而不顾整个课程的进度。开始慕名而来听课的学生甚至挤到了走廊，但后来就门可罗雀了。但是他幸运地找到了他的合作伙伴，格罗斯曼教授。此时的格罗斯曼在数学上已颇有建树。而广义相对论的建立那么超出了爱因斯坦在数学上的能力，非得与人合作不可。所以广义相对论的难度之大，在深度和广度上在当时已超出了即使是第一流的物理学家或者数学家的理解能力。通

44、常出现这种情况，物理学家模糊能够理解广义相对论的深刻本质，却对怪如天书的数学公式望洋兴叹；数学家大概能看得懂要命的公式，但对其艰深的物理内涵苦思不解。如此看来，纽约时报当时所竭力宣称的”全世界只有12个人懂广义相对论”并非单纯的噱头。至少爱丁顿教授就这样看。爱丁顿就是前文那个坚信广义相对论必然正确且亲自率天文队去观测并证实的英国人。当记者带给他一个更极端的消息”地球上仅有三个半人理解相对论”时，他立即低下了头。记者跟着道：我们都知道您肯定是其中之一，但您似乎不必谦虚至此。“爱丁顿却抬头反驳道：”对不起，我不是谦虚，刚刚我一直在想另外那半个人到底是谁？,广义相对论的创立足足花了爱因斯坦十年的工夫

45、这是他一生中精力最旺盛的十年。可见它要让人在铁一般的事实找到以前接受它是多么困难呀。但也有慧眼识英雄的伯乐。他们是身在柏林的见识远卓的两位科学伟人，一个叫普朗克，一个叫能斯脱。普朗克是最早提出量子论的人，也是高度评价相对论的第一人。他不止一次地把爱因斯坦比作当代的哥白尼。当时的普朗克几乎是德意志民族的科学象征，他出身贵族，温文尔雅，交游广际，受到上至皇帝威廉二世，下至底层百姓的衷心尊敬，甚至在当时的一马克金币反面都刻着他的头像。能斯脱那么既是二十世纪著名的化学家，也是一位拥有杰出政治才能的组织者。他们一致想把这个出生在德国的犹太巨人拉回柏林。他们提出的条件是诱人的，包括聘请爱因斯坦担任正在筹

46、建中的威廉皇帝物理学会会长，并担任年薪1200马克的普鲁士科学院的院士和柏林大学的终身教授。这对爱因斯坦来说可谓是名利双收，而且说好了可以不用教学而专心研究，更主要地是又找到了“很多“志同道合的人。据新闻界的说法：”全世界懂相对论的12个人中有8个就在柏林。”这是世界少有的优越条件，爱因斯坦怎能不动心呢？但是这和爱因斯坦的一贯追求锋利地不合。当初他们一家人不正是为了躲避德国人对犹太人敌视的目光而弃离故土的吗？虽然他现在功成名就，但是在遥远的柏林仍会有寄人篱下的感觉。可是在哪里不是寄人篱下呢？作为犹太人，他们在欧洲流浪已近千年，大局部人连自己民族的母语-希伯来语都不会说。什么时候我们犹太人才会有

47、自己的祖国呢？爱因斯坦的眼眶湿润了。他做梦也没有想到在暮年会见到自己的国家在中东崛起，虽然那是在600万鲜活的生命教训了几乎灭种的犹太人之后。他执意去柏林了。但是他的妻子米列娃坚决反对。米列娃是他在苏黎士工业大学时的同班同学，塞尔维亚人，在当时是一位罕见的女物理学家。在傲慢的日尔曼人眼里，犹太人是流氓，斯拉夫人那么是乞丐。身为斯拉夫人米列娃向来心高气傲，是不会喜欢柏林那阴冷的空气的。况且夫妇二人积怨已深，主要是米列娃是个激进的女权主义者，她不愿沦为庸俗的家庭主妇，她也要有自己的事业。但是米列娃总是被爱因斯坦的巨大光环笼罩住，显不出她的所在。同时爱因斯坦是一个向上帝选择了智慧的人，选择了智慧就选

48、择了孤独，选择了孤独就选择了痛苦。他自始至终无法溶入他的家庭，他的生命的绝大局部既没有留给妻子，也没有留给孩子，而是留给了上帝和他心爱的物理学不合那么散。爱因斯坦吻别了在梦中的小汉斯和小爱德华，他们是睡得多么香甜呀。爱因斯坦又一次提着大皮箱，在一个寂静的夜里慢慢地走上了征程，这次他真的除了物理学什么都没留下。1916年，他与格罗斯满曼合作的论文广义相对论纲要和引力理论正式发表，正如爱因斯坦所料，一石再激千层浪。静寂已久的物理学界从未象这次一般阵线清楚。保守的一派在狭义相对论发表时觉得爱因斯坦只不过还在变魔术；到广义相对论发表时，人人都在摇头，都说一个天纵其才的物理学家就此精神失常，即使原来很多支持爱因斯坦的人也认为他走得太远，而少数真正革新的一派那么信心满怀，他们坚信新的时代即将到来了！。这是怎样的理论呢？那还得从牛顿时代开始。牛顿在发表万有引力的公式时，他定义了物体的引力质量；而在推导他著名的牛顿第二定理时，又引进了惯性质量。为了验证这两种质量的等价性，牛顿亲自用空心摆作了实验,在当时的条件下，精度是千分之一。百年后，贝塞尔还是用单摆，精度提高到十万分之一。从1890年起尼厄用扭摆孜孜不倦地作了二十五年实验，精度自是更上一层楼，到达了亿分之一。直至本世纪七十年代狄克等人采用最新技术