浮 遂/文
一頭標(biāo)志性的白發(fā)爆炸頭,一對(duì)滴溜溜瞪圓的雙眼,頑皮地吐出的舌頭,這是誰在俏皮地看著相機(jī)鏡頭?這個(gè)外貌出眾、使人過目難忘的人就是家喻戶曉的偉大物理學(xué)家愛因斯坦。
愛因斯坦,全名阿爾伯特·愛因斯坦,美籍德裔猶太人,1879 年3 月14 日出生于德國巴登—符騰堡州烏爾姆市,1955 年4 月18 日在美國新澤西州普林斯頓去世。他是現(xiàn)代物理學(xué)的開創(chuàng)者和奠基人,是一個(gè)在科學(xué)上做出了偉大成就的“科學(xué)怪咖”。因?yàn)槌晒忉屃斯怆娦?yīng)現(xiàn)象而獲得1921 年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),他還提出了廣義和狹義相對(duì)論,為核能開發(fā)奠定了理論基礎(chǔ)。1999 年12月,愛因斯坦被美國《時(shí)代周刊》評(píng)選為20 世紀(jì)的“世紀(jì)偉人”。
19 世紀(jì),物理學(xué)家和化學(xué)家在做了大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上,提出了兩個(gè)重要的守恒定律——能量守恒定律和質(zhì)量守恒定律。能量守恒定律,說明物體在變化的過程中,無論是機(jī)械運(yùn)動(dòng)、冷熱溫度變化、電磁作用,還是化學(xué)反應(yīng)的過程中,能量總是守恒的;而質(zhì)量守恒定律,說明物體在分子變形、原子重組等微觀尺度的變化,也就是所謂的化學(xué)變化中,質(zhì)量是不變的。除了常見的物理變化和微觀的化學(xué)變化之外,宇宙之間還有別的什么物質(zhì)、能量的變化方式嗎?有!這就是19世紀(jì)末、20世紀(jì)初的核物理所研究的新興問題。
作為20 世紀(jì)最為著名的物理學(xué)家,愛因斯坦主要以相對(duì)論及其公式E=mc2而出名。這個(gè)公式解釋了物體的質(zhì)量和能量之間的關(guān)系,闡述了核反應(yīng)過程中,質(zhì)量和能量變化的基本關(guān)系??梢源致岳斫鉃椋涸诎l(fā)生核反應(yīng)的時(shí)候,物體質(zhì)量的變化乘以光速的平方,等于核反應(yīng)釋放的能量。正因?yàn)槿绱耍啾扔诓粫?huì)發(fā)生質(zhì)量變化的化學(xué)反應(yīng),核反應(yīng)能夠釋放更多的能量,因?yàn)檫@些能量可是直接由質(zhì)量轉(zhuǎn)換而來的。
不過,雖然愛因斯坦發(fā)現(xiàn)了核反應(yīng)中的質(zhì)能轉(zhuǎn)換關(guān)系規(guī)律,可并不代表他由此發(fā)明了威力巨大的原子彈。實(shí)際上,這個(gè)公式只是在理論上解釋了核反應(yīng)過程中的能量變化和質(zhì)量變化的關(guān)系,但對(duì)于指導(dǎo)實(shí)際制作核武器、核反應(yīng)裝置,還差得很遠(yuǎn)。
我的童年里有很多種聲音,有人說我是個(gè)神童,也有人說我很笨。其實(shí)吧,這兩種說法都挺正確。雖然我數(shù)學(xué)很好,但是語言學(xué)得極差。特別是古文——我們現(xiàn)在都不用了,總感覺學(xué)起來怪怪的,甚至我的老師還勸過我:“愛因斯坦,你退學(xué)吧?!本筒惶嶙屛翌^疼不已的文科了,還是說說我在行的吧。優(yōu)秀的數(shù)學(xué)思維能力,讓我擁有對(duì)宇宙事物出類拔萃的思考力。我經(jīng)常感慨,宇宙是無窮的,人類的未知也是無窮的。你可以這么理解:人類之所以因?yàn)槲粗薮溃褪窍鄬?duì)于整個(gè)廣袤的宇宙而言的。只要宇宙無窮無盡,那么人就自然顯得渺小而愚昧。
我的父親有很優(yōu)秀的數(shù)學(xué)才能,我的母親熱愛音樂,也許是受他們的影響,我也遺傳到一些優(yōu)秀細(xì)胞,5 歲便開始學(xué)習(xí)小提琴。我愛上了莫扎特的音樂,愛好成了我最好的老師,從那時(shí)起,小提琴便成了我生活中不能缺少的一部分。嘿嘿,我可能是物理學(xué)家中小提琴拉得最好的了吧!
16 歲那年,我很遺憾沒有考上瑞士理工學(xué)院。但在同一年,我寫了《關(guān)于磁場的以太研究》這一論文,這為我后來提出狹義相對(duì)論奠定了基礎(chǔ)。我還自學(xué)完微積分,并于次年成功考入了瑞士理工學(xué)院。
21 歲那一年,我從瑞士理工學(xué)院畢業(yè)了,沒想到畢業(yè)即失業(yè)。當(dāng)時(shí)的社會(huì)并不需要各種各樣奇怪的想法,更多的需求還是給人做家教、抄寫書籍、演算數(shù)字這些。即便這樣,我仍沒有放棄科學(xué)研究。1900 年末,我在德國萊比錫《物理學(xué)雜志》上發(fā)表了一篇論文《由毛細(xì)管現(xiàn)象所得的推論》,這是我發(fā)表的第一篇科學(xué)論文。
1902 年,終于,我的好朋友格羅斯曼幫我找到了第一份工作——在瑞士伯爾尼專利局擔(dān)任一個(gè)普通的三級(jí)技術(shù)員。
時(shí)間還得從1902 年說起,自從有了專利局的穩(wěn)定工作,我仍然堅(jiān)持對(duì)理論物理的研究。在完全是自學(xué)、業(yè)余時(shí)間做研究的基礎(chǔ)上,我在1905年發(fā)表了5 篇論文,分別是《關(guān)于光的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化的一個(gè)啟發(fā)性觀點(diǎn)》(討論光量子以及光電效應(yīng))、《分子體積的新測(cè)定》(推導(dǎo)出計(jì)算擴(kuò)散速度的數(shù)學(xué)公式)、《關(guān)于熱的分子運(yùn)動(dòng)論所要求的靜止液體中懸浮小粒子的運(yùn)動(dòng)》(提供了原子確實(shí)存在的證明)、《論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)》(提出時(shí)空關(guān)系新理論,被稱為“狹義相對(duì)論”)、《動(dòng)體的慣性同它的能量有關(guān)嗎》(建立在狹義相對(duì)論的基礎(chǔ)上,表明質(zhì)量和能量可互換)。這些論文中提出的相對(duì)論、光電效應(yīng)、布朗運(yùn)動(dòng)的相關(guān)內(nèi)容,后來被人發(fā)現(xiàn)是劃時(shí)代的成就,但在當(dāng)時(shí)卻沒有多少人能夠理解。
值得慶幸的是,還好我的這些論文被德國的量子物理學(xué)家普朗克看到了,他十分重視我的研究,甚至將我和哥白尼相提并論。后來,我們都對(duì)量子力學(xué)的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。
由于我完善了普朗克所提出的理論,1908 年,我破格成了伯爾尼大學(xué)的編外講師。1909 年,我離開伯爾尼專利局,不久就到了蘇黎世大學(xué),擔(dān)任理論物理學(xué)副教授,繼續(xù)開展更多后續(xù)的研究工作。
1914 年,我受普朗克等物理學(xué)家的邀請(qǐng)回到德國柏林。1915 年,我發(fā)表了廣義相對(duì)論,提出了“由于有物質(zhì)的存在,空間和時(shí)間會(huì)發(fā)生彎曲,而引力場實(shí)際上是一個(gè)彎曲的時(shí)空”這一理論,成了家喻戶曉的人物。