书城传记相对论之父和新思维首倡爱因斯坦
9295400000010

第10章 创立狭义相对论(2)

贝索在哲学、社会学、医学、技术、数学和物理学方面的渊博学识,曾使爱因斯坦能与自己的朋友一起深入地探讨各种不同的思想。爱因斯坦后来曾说,在全欧洲他都找不到“新思想更好的共振器了”。因此,爱因斯坦的《论动体的电动力学》这篇著名论文中是以这样的话结尾的:“最后,我要声明,在研究这里所讨论的问题时,我曾得到我朋友和同事的热诚帮助,要感谢他们一些有价值的建议。”而贝索则谦虚地说:“这只鹰把我——麻雀——夹带到辽阔的高空,而在那里,小麻雀又向上飞了一些。”②

①参看[苏]库兹涅佐夫:《爱因斯坦传》,商务印书馆1992年版,第43页。

②[德]卡·塞利希:《爱因斯坦》,黑龙江人民出版社1979年版,第120页。

1953年,爱因斯坦在写信给索洛文时也这样写道:

致不朽的奥林比亚科学院:

你在自己短暂的生涯中,曾以孩子般的喜悦,赞赏一切明媚而有理性的东西。我们创立了你,为的是要与你的那些傲慢的老大姐们开玩笑。多年细心的观察使我确信,我们是多么正确啊。

你的全部三个成员都表现得坚韧不拔。虽然他们都已经有点老态龙钟,但是你那纯朴天真的、朝气焕发的光芒的所有分子至今仍照耀着他们孤寂的人生道路,因为你并没有因他们一起衰老,而却像莴苣根那样盛发繁茂。

我永远忠诚和热爱你,直到学术生命的最后一刻。①

以太的问题已经萦绕在爱因斯坦心头很多年了,他不知反复思考了多少遍。这期间,他由于从面临认识论困境中找到了出路,渐渐产生了一个叛逆念头:“光的传播为什么非要有以太这种介质呢?如果没有以太,行不行呢?能不能索性扔掉以太,给那些自相矛盾的实验来一个全新的、合理的解释呢?”问题应当从何人手呢?只有从空间、时间上人手,与几千年来形成的空间、时间概念,与牛顿的时空观彻底决裂,建立起全新的时间、空间概念才行。可是这需要革命。曙光已经在地平线的远方渐渐出现了!

3.创立狭义相对论

对于那些伟大的科学家、思想家,人们往往重视的是他们的科学贡献、思想成就,很少注意他们高尚的道德情操,尤其不注意他们的崇高品质与他们所取得的成就之间的内在关系。其实,没有大公无私的高尚情操,就不可能有大无畏的勇气。理论思维的深刻与彻底是和心灵的纯洁分不开的,高尚的道德品质是科学上作出大贡献的前提。在科学史和思想史上,哥白尼、伽利略、布鲁诺等这样的例子不胜枚举。一个只有从不关心自己的人,才能完全摆脱形形色色的个人羁绊,来研究与观察的显然性和逻辑的显然性无关,最普遍,同时也最富有人道主义精神,又是一反几千年传统的理论,并在这方面取得重大突破。爱因斯坦的一生也最好地证明了这一点。他既没有任何野心,也没有对金钱的贪图,更没有出人头地的想法。他甚至说:“幸福和愉快对我来说永远不会成为最高的目标。我甚至倾向把这种精神目标比作一头猪的抱负。”①你只要看看下述事实就会对此深信不疑了。

①《爱因斯坦文集》第1卷,商务印书馆1976年版,第568页。

为了反对法西斯主义,支持犹太人的正义斗争。当美国国会图书馆愿以600万美元的巨款买他的第一篇相对论论文的手稿时,爱因斯坦毫不犹豫地照着发表的论文把它重新抄了一遍,最后把全部所得作了捐赠,为此他还后悔说,早知有这种事,当初就不那么干了。这是指当初爱因斯坦经济十分困难时,为了节省纸,他不得不把一面写满了狭义相对论的手稿再拿来作演算纸用,待两面都用过后,将它们投入火炉取暖。

爱因斯坦一生许身于科学,完全弃绝了名利。他讨厌要求出学术成果的压力,认为这种压力经常破坏人们创造性工作的乐趣,并导致人们发表一些空洞肤浅的东西。对为晋升而进行的激烈的角逐也深表厌恶。当科学界正在就谁将接任普朗克在柏林大学的教授职务一事百般猜测时,他于1927年5月5日给自己在荷兰的朋友保尔·埃伦费斯特写过这样一封信:“我没有介入这场角逐真是谢天谢地,这样我就不必同那些大脑袋瓜子们相互竞争了。我一向认为参加这样的角逐是一种可怕的奴役,它同酷爱金钱和权势一样邪恶。”②善于独立思考而又有原则性的人,对任何事情都有他自己的看法和态度。他的博大胸怀和高尚情操是只知随波逐流、争名夺利的庸人们所无法理解的!

①[法]瓦朗坦:《爱因斯坦和他的生活》,世界知识出版社1989年版,第17页。

②[美]杜卡斯、霍夫曼编:《爱因斯坦谈人生》,世界知识出版社1984年版,第57—58页。

爱因斯坦既不讲究穿,又不讲究吃,在物质生活方面随便简朴。他常常只是随便穿上一件开领衬衫和一双便鞋。他喜欢旧衣服、补过的短上衣、老式马甲。人家送他的那些豪华、昂贵的礼品,很快就转送给困苦不幸的人。一次,他应邀去巴黎大学参加一系列会议,德国大使坚持让他住大使馆。因他随身只带了一双鞋,使馆的男仆只好一天给他刷几次鞋。爱因斯坦对此还不满,认为天下雨,他要出门,反正马上就会脏,根本没有必要去擦。还有一次,他去看朋友,走时外面正下雨,朋友就给他拿了一顶帽子遮雨。可他说:“正因为我知道天要下雨才没有带帽子来。帽子没有头发干得快,这太显然了。”平时他只穿鞋子不穿袜子,理由是,不穿袜子可以更方便地穿鞋。另外,袜子容易破,担心妻子除了补袜子就什么也干不了了。①

爱因斯坦从小就力图摆脱纯属个人日常生活的东西,追求伟大与崇高,他开始沉湎于宗教。通过阅读科普读物,脱离宗教之后就产生了对探索大自然奥秘的迷恋。这种渴望认识客观的“个人以外的”和“超个人的”世界成了他一生最基本的、支配一切的意向。

①[法]瓦朗坦:《爱因斯坦和他的生活》,世界知识出版社1989年版,第18-19页。

“在我们之外有一个巨大的世界,它不依赖于我们人类而存在,它在我们面前就像一个伟大而永恒的谜,然而至少部分地是我们的知觉和我们的理智所能及的。研究这个世界,就像解放一样吸引着我们,而且我不久就注意到了,许多我所尊敬和敬佩的人,完全献身于这项事业,从而找到了内心的自由和信心。在我们可以得到的一切可能范围内,从思想上掌握这个人以外的世界,就作为一种最高目标自觉不自觉地浮现在我面前。持有这种想法的古今人物,连同他们已经达到的观点,都是我惟一的和忠实的朋友。通向这个天堂的道路,并不像通向宗教天堂的道路那样舒坦和诱人,但是,它已证明是可以依赖的,而且我从来也没有为选择了这条道路而后悔过。”①

1938年1月,大指挥家阿图罗·托斯卡尼尼荣获美国希伯莱勋章,当时爱因斯坦曾写过这样一段贺词:“只有把整个身心全都奉献给自己的事业的人,才有希望成为名副其实的大师。

因为大师的高超能力需要一个人的全部心血。”②这是他的经验总结,也是他所以成功的秘密。

爱因斯坦由于摆脱了“自我”,所以,在生活道路上,不管命运如何多舛,条件如何艰苦,还是后来怎样时来运转,怎样成为人们崇拜的偶像,他都能不为所动,始终如一地醉心于自己所研究的问题。

使爱因斯坦获得成功的另一个主要原因,就是正如他在对为他写传记的作家塞利希所说的他所具有的一种特殊素质:“我没有什么别的才能,不过喜欢寻根刨底地追究问题罢了。”他还对一位物理学界的同行说过:“空间、时间是什么,别人在很小的时候已经搞清楚了,我智力发育迟,长大了还没有搞清楚,于是一直在揣摩这个问题,结果也就比别人钻研得深一些。”③

有了固定的工作,基本生活有了保障。这当然是好事,但要拿钱就得上班。专利局的工作要占去他大量的时间,这样也就不可能集中全力研究自己感兴趣的问题了。

①《爱因斯坦文集》第l卷,商务印书馆1976年版,第2页。

②[美]杜卡斯、霍夫曼编:《爱因斯坦谈人生》,世界知识出版社1984年版,第69页。

③秦关根:《爱因斯坦》,中国青年出版社1979年版,第49页。

爱因斯坦每天上午步行到专利局去上班。他坐在四楼他那间狭长的办公室里认真地审查一份份专利申请。报来的专利申请,有专业发明家的,大多是人们业余搞出来的,他们之中有工人、农民、大学生。呈报上来的新发明大多是细枝末节的东西,还有不少属永动机一类的无聊玩意儿。爱因斯坦审查着这些新发明,由于有敏锐的直觉,他总是能迅速而正确地从大量申报来的材料中找出那些有意义的东西,而把那些错误的、荒诞的和异想天开的东西扔到一边。他按照局长所严格要求的那样,把有价值的、新颖有趣的发明和创造,分别写出一针见血的意见,然后归档。有时他还必须纠正其中一些粗俗的论述和用词不当的地方。他把这一工作叫做“鞋匠的工作”。不过他认为这一工作对他也是有意义的,迫使他考虑了许多问题,成了“万能博士”。

这期间,他还曾和哈比希特的弟弟泡利·哈比希特共同设计出了一种可以测量出0.005伏电压的仪器,后来被命名为“爱因斯坦一哈比希特电位放大仪”。

好在专利局交给他的每天的工作往往不到半天他就能做完。尔后,他就可以拿出自己的小纸片来做自己的物理学研究了。一个接一个公式,很快占满了一张纸。一页页纸,很快变成了一叠。他眼睛盯在纸上,全神贯注地思考着,但也必须时刻提防着门外,一有脚步声,赶紧把“私活儿”藏到抽屉里去。因为局长规定,上班时间不能干私活儿。可是爱因斯坦从不会磨洋工。

建立家庭后,两个孩子相继出世。孩子们给爱因斯坦带来了巨大的欢乐,也带来了苦恼和沉重的负担。年轻的父亲下班后还必须带孩子。有时,他左手抱着儿子,右手做着计算,孩子的啼哭和自己哄孩子的声音——“哦,小汉斯,小汉斯!”仿佛都是另一个世界的,他脑子里全是分子、原子、光量子、空间、时间、以太这些东西在翻腾!他就是有这种本领:和人在一起,刚刚说完一句话,别人还以为他正专心致志地在与自己谈话,可是他会突然沉默,不再和你交谈,也可能不说一声就走开或坐在那里动也不动。他陷入沉思之中,对一切都置若罔闻。致使大家都盯着他,可这时他却既看不见也听不到周围一切了。

他带孩子,更经常的是,推着一部婴儿车,在伯尔尼的马路上迈着庄重的步子。每走十几步就站住,从上衣口袋里拿出纸片和铅笔,写下几行数字或公式,有时还把车停在按交通规则说是最不该停的地方。就这样走走停停,直到看到钟楼上那座大钟标明时间到了,自己已尽到了做父亲的职责,这才回家把儿子交给妻子,赶紧钻到一角去做未完成的计算。至于这样的工作到什么时候能结束,这就没有准儿,谁也说不清了。因为,这不像上下班,有钟点。他研究到节骨眼儿上,常常通宵不寐。

科学研究是一项十分艰苦的工作。对于爱因斯坦来说尤其是这样。他既无名师指点,又很难找到共同讨论的人,连研究物理学所必备的最起码的图书资料都没有。可这个年轻人,就凭着要造福人类的宏伟志向和献身科学的强烈愿望以及对事业的执著追求,他鼓足勇气,下定决心,要解决物理学中这一最困难的问题,他锲而不舍地向这一难题冲击。

困惑了许多大物理学家的“以太之谜”,萦绕爱因斯坦心头已经十年之久。他反复地想啊、算啊,多少次,眼睛一亮,仿佛柳暗花明,眼看成功就在面前了;可再一推敲,又觉得还是不行,又坠入黑暗之中。有时因为思考它,大脑兴奋得通宵不能入睡。多少次想着想着,一骨碌从床上爬起来,悄悄走到外面的屋子,点上煤油灯,赶紧把自己新发现的、认为有可能解决问题的想法写出来。研究过程就像他后来的一封信中所讲的:“至于探索真理,我从自己不时撞人死胡同的痛苦的探索中认识到,在朝着了解真正有意义的事物方面每迈出一步,不管是多么渺小的一步,都是难乎其难的。”①在另一个场合他也谈到了从事科学研究的甘苦:“那种遐想联翩与怀着热切的奢望、信心与失望长年交织在一起的心情,以及最后向真理冲刺时的感情,所有这一切,惟有设身处地的人才能体会到。”①

①[美]杜卡斯、霍夫曼编:《爱因斯坦谈人生》,世界知识出版社1984年版,第24—25页。

“苍天不负有心人”,爱因斯坦终于迎来了自己第一个大丰收的季节——1905年,好多问题他都想通了。他奋笔疾书,一气呵成,把长期研究的成果统统写了出来,并在这一年全都发表了。