熱愛物理的學(xué)生
愛因斯坦在不足16歲時(shí),有一次乘坐馬車,當(dāng)他看到馬車在地面上經(jīng)過時(shí),忽然產(chǎn)生了一個(gè)奇怪的念頭:如果有人以光速和光線一齊前進(jìn),那么,是不是將看到的光線就是靜止在空間中的電磁波呢?
就像我們坐在一輛勻速行駛的汽車上,觀察與我們以同樣的速度、同樣的方向,一塊兒前進(jìn)的另一輛汽車一樣,感覺那輛汽車似乎是不動(dòng)的。
可是,愛因斯坦卻憑著推理和想象,認(rèn)為那是不可能的。火車上的乘客,相對(duì)于火車并沒有運(yùn)動(dòng),相對(duì)于地面卻以每秒幾十米的速度飛馳而過?;疖囅鄬?duì)于地面運(yùn)動(dòng),而地球則是相對(duì)于太陽運(yùn)動(dòng),這些都是相對(duì)運(yùn)動(dòng)。但是,如果按照這種說法繼續(xù)推導(dǎo)下去,太陽相對(duì)于銀河系中心運(yùn)動(dòng),那銀河系又是相對(duì)于什么運(yùn)動(dòng)呢?根據(jù)經(jīng)典物理學(xué)的解釋,除去相對(duì)運(yùn)動(dòng)外,還有絕對(duì)運(yùn)動(dòng),即相對(duì)于絕對(duì)空間的運(yùn)動(dòng)。牛頓把它解釋為:“是和外界任何事物無關(guān),而永遠(yuǎn)是相同的和不動(dòng)的?!?/p>
既然絕對(duì)空間和外界毫無關(guān)系,那它又是如何存在和被人所了解的呢?
對(duì)于這個(gè)問題的提出,愛因斯坦決定從“以太之謎”入手進(jìn)行深入研究。
“以太”這個(gè)詞,是古希臘人的創(chuàng)造。他們認(rèn)為空氣中充滿著以太這種物質(zhì),它是肉眼看不見的,但無處不在。
牛頓借用“以太”一詞,把它作為萬有引力的傳播媒介。但光的“波動(dòng)說”卻認(rèn)為“以太”是光波的傳播媒介,就像空氣是聲波的媒介一樣。
“波動(dòng)說”還認(rèn)為,“以太”無所不在,不但充滿宇宙空間,而且滲透于氣體、水和一切物體之中。它沒有一點(diǎn)摩擦阻力,不影響一切物體的運(yùn)動(dòng)。
19世紀(jì)末,“以太”又被人們說成是電磁場的承擔(dān)者和電磁波的傳播者,還有人干脆把這種看不見、摸不著、說不清、道不明的“以太”,說成是牛頓的絕對(duì)空間!
這種說法可靠嗎?愛因斯坦開始思索了,他想:“難道光只有借助傳播媒介才能傳播嗎?而這種傳播媒介又只能是‘以太’嗎?”
“既然沒有任何一樣?xùn)|西能夠證明絕對(duì)空間和絕對(duì)時(shí)間的存在,那么,它們就是不存在的?!睈垡蛩固棺匝宰哉Z地說著,他陷入了獨(dú)自一個(gè)人的深深思索之中。愛因斯坦通過自己豐富的想象力,走上了開創(chuàng)他終生事業(yè)的道路——對(duì)相對(duì)論的探索,并且奠定了他一生發(fā)展的基礎(chǔ)。
1894年6月,愛因斯坦一家除了愛因斯坦以外都已遷居到意大利。
赫爾曼·愛因斯坦先生在慕尼黑的工廠舉步維艱,一個(gè)名叫加羅尼的意大利人建議赫爾曼把工廠搬到意大利去。
愛因斯坦的叔叔雅客布對(duì)此完全贊成,并以他的熱情帶動(dòng)了赫爾曼。
留在慕尼黑的愛因斯坦暫時(shí)住在一位老太太的家里。父親要求兒子一定要讀完高中,并取得畢業(yè)文憑。
有了文憑,才能進(jìn)大學(xué),獲得電機(jī)工程師的資格。這是父親為兒子謀劃的人生道路。愛因斯坦獨(dú)自一人在慕尼黑,本來就生性孤僻的他更是意志消沉、心神不定。
美麗的慕尼黑給了愛因斯坦清新寧靜的自然風(fēng)情,給了他美妙動(dòng)聽的音樂,也給了他真摯的宗教情感。但在路易波爾德中學(xué)的6年生活,卻是他一生中最痛苦的回憶。
在校內(nèi),除了數(shù)學(xué)外,愛因斯坦幾乎就沒有什么好分?jǐn)?shù)。老師們嫌他“生性孤僻、智力遲鈍”,責(zé)備他“不守紀(jì)律,心不在焉,想入非非”;同學(xué)們大都視他為陌生人,從不跟他來往。
1895年,愛因斯坦已經(jīng)16歲了。根據(jù)當(dāng)時(shí)德國的法律,男孩只有在17歲以前離開德國才可以不必服兵役。
出于對(duì)軍國主義的深惡痛絕,加之對(duì)軍營般的路易波爾德學(xué)校的生活早已忍無可忍,愛因斯坦沒有同父母商量就想離開德國,去意大利與父母團(tuán)聚。
這時(shí)候發(fā)生了一件意外的事,使他的愿望提前變成了現(xiàn)實(shí)。一天,學(xué)校的訓(xùn)導(dǎo)主任把愛因斯坦叫到了辦公室,十分嚴(yán)肅地對(duì)他說:“愛因斯坦先生,如果你想離開這所學(xué)校的話,將會(huì)受到歡迎的。”
愛因斯坦反應(yīng)過來這話究竟是什么意思時(shí),便問:“訓(xùn)導(dǎo)主任先生,您的意思是說,我已經(jīng)被學(xué)校勒令退學(xué)了?”
“一點(diǎn)兒不錯(cuò),據(jù)好幾位任課老師反映:由于你的存在,破壞了學(xué)生對(duì)老師的尊敬!你帶壞了班級(jí)的風(fēng)氣?!?/p>
愛因斯坦明白了,心里長長地松了一口氣:“這樣也好!想不到事情這么容易就解決了?!?/p>
他心里感到高興,因?yàn)檫@樣一來,在父親面前也好交代了。不然,他私自退學(xué),父親肯定不會(huì)同意,說不定還會(huì)強(qiáng)迫他重新回來完成學(xué)業(yè)。而現(xiàn)在情況就不同了,是學(xué)校方面勒令他退學(xué),父親也沒有辦法,最多不過是狠狠地責(zé)怪他一番罷了。
然而被學(xué)校勒令退學(xué),對(duì)16歲的愛因斯坦畢竟還是一次很大的傷害,他覺得自己的自尊心受到侮辱,盡管他自己原來就是想離開這里的,可最終他是帶著一顆受傷的心離開學(xué)校的。
當(dāng)南下的火車載著愛因斯坦,穿過阿爾卑斯山谷的時(shí)候,一股清新自由的空氣迎面撲來。
前面就是他日夜向往的意大利,就是他的父母、他的妹妹、他的新家。
父親整天不停地嘮叨:“把你哲學(xué)上的胡思亂想通通扔掉吧!想辦法學(xué)一點(diǎn)實(shí)實(shí)在在的東西,將來當(dāng)個(gè)機(jī)電工程師吧!”
最終他不得不接受了家人的忠告,于1895年秋天坐上了開往蘇黎世的列車。通過他母親的關(guān)系,愛因斯坦獲準(zhǔn)參加瑞士著名的聯(lián)邦工業(yè)大學(xué)的入學(xué)考試。
然而他的成績實(shí)在不夠理想,只有數(shù)學(xué)和物理考得十分出色,引起了學(xué)校教授和校長的關(guān)注,這給了他一線希望。
校長十分欣賞他非凡的數(shù)學(xué)能力以及淵博的數(shù)學(xué)知識(shí),他給愛因斯坦提出了一個(gè)善意的忠告:應(yīng)當(dāng)先在瑞士的一所中學(xué)畢業(yè)后,再來投考聯(lián)邦工業(yè)大學(xué)。
校長還親自推薦了阿勞小鎮(zhèn)上的州立中學(xué),這所學(xué)校無論在教學(xué)方法還是在師資的組成上都是當(dāng)時(shí)蘇黎世最先進(jìn)的。
愛因斯坦來到了離蘇黎世不遠(yuǎn)的阿勞小鎮(zhèn),這依山傍水的小鎮(zhèn),美麗如畫的景色,卻一點(diǎn)兒也引不起他的興致。
當(dāng)踏進(jìn)州立阿勞中學(xué)大門時(shí),他的心情很沉悶。他寄宿在溫特勒先生的家中。
溫特勒先生是州立阿勞中學(xué)的教師,他不僅知識(shí)淵博,而且擅長教育心理學(xué)。他帶著愛因斯坦在學(xué)校里到處參觀散心,并讓自己的妻子和7個(gè)孩子都與愛因斯坦交上了朋友。
很快,愛因斯坦就在溫特勒先生家里找到了溫暖,擺脫了抑郁的心情。
愛因斯坦后來在他的《自述》中,很有感慨地回憶起了他在阿勞中學(xué)的這一年的時(shí)光:
這個(gè)學(xué)校的自由精神和那些毫不依賴外界權(quán)威的老師們的淳樸熱情給我留下了非常難忘的印象。同我在一個(gè)處處使人感到受權(quán)威指導(dǎo)的路易波爾德中學(xué)的六年學(xué)習(xí)生活相比,我深切地感到:自由行動(dòng)和自我負(fù)責(zé)的教育,比起那種依賴訓(xùn)練、外界權(quán)威和追求名利的教育來,是多么的優(yōu)越呀!真正的民主絕不是虛幻的空想,人不是機(jī)器,要是周圍環(huán)境不允許襟懷坦白、暢所欲言的話,人就不會(huì)生氣勃勃了。
從現(xiàn)在保存下來的一篇愛因斯坦當(dāng)時(shí)在阿勞中學(xué)寫的《我的未來計(jì)劃》的短文中,可以充分看出愛因斯坦當(dāng)時(shí)的精神狀況是何等的昂揚(yáng)自信:
幸福的人對(duì)自己的現(xiàn)狀太滿足了,所以往往不太會(huì)去想到未來。另一方面,青年人則非常愛構(gòu)想一些大膽的計(jì)劃。而嚴(yán)肅認(rèn)真的青年人自然想要做到使自己尋求的目標(biāo)概念盡可能明確。
若有幸考取,我就會(huì)到蘇黎世的瑞士聯(lián)邦工業(yè)大學(xué)去讀書。我會(huì)在那里待上四年,學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和物理。我想象自己成了自然科學(xué)中這些部門的教師,我選擇了自然科學(xué)的理論部分。下面就是使我做出此項(xiàng)計(jì)劃的理由。
最重要的是:我傾向于做抽象的和數(shù)學(xué)的思考,而缺乏想象力和實(shí)際工作的能力。我的愿望也在我心中激發(fā)了這樣的決心。這是很自然的事,人們總是喜歡去做自己有能力去做的事情。何況,科學(xué)事業(yè)還有某些獨(dú)立性,那正是我喜歡的。
阿勞中學(xué)規(guī)模雖然不算太大,但卻擁有完備的實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)設(shè)施,學(xué)生們可以在物理實(shí)驗(yàn)室或化學(xué)實(shí)驗(yàn)室里獨(dú)立操作。在學(xué)校的動(dòng)物館里,學(xué)生們還可以使用顯微鏡和手術(shù)刀,完全自由地研究自己感興趣的題目。
這種學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)的方式,完全符合也適應(yīng)了愛因斯坦進(jìn)行科學(xué)研究和科學(xué)思考的習(xí)慣,從而又重新激發(fā)了他對(duì)數(shù)學(xué)、物理學(xué)的探索與思考。
溫特勒先生在阿勞中學(xué)教德文和歷史。他淳樸熱情,學(xué)識(shí)淵博,采集鳥類標(biāo)本是他的業(yè)余愛好。
他常帶著學(xué)生到山里去遠(yuǎn)足,采集動(dòng)植物標(biāo)本。愛因斯坦與溫特勒先生朝夕相處,最后他們成了好朋友。
就是在這樣的環(huán)境下,愛因斯坦對(duì)學(xué)校的印象開始有所改變。愛因斯坦有生以來第一次喜歡學(xué)校了。這里的老師對(duì)學(xué)生很親切,學(xué)生可以自由地提問、討論問題。
愛因斯坦第一次享受到這種民主和自由,他開始熱愛自己的生活,一股青春的朝氣和活力迸發(fā)出來了。
過去路易波爾德中學(xué)里那個(gè)膽小敏感、沉默寡言的少年,現(xiàn)在變成了一個(gè)笑聲爽朗、步伐堅(jiān)定、情緒飽滿的年輕人。
在阿勞中學(xué)的生活更加堅(jiān)定了愛因斯坦的一個(gè)決心,那決心就是不再做德國人。在慕尼黑的時(shí)候他曾向父親提出過,他要放棄德國國籍。
“爸爸,我想放棄德國國籍?!?/p>
乍一聽到兒子這么一說,赫爾曼感到十分吃驚。
“為什么?”
“我討厭德國,那里像座地獄?!?/p>
赫爾曼沉默了,孩子想放棄國籍,這簡直是不可思議的事情。
可是,愛因斯坦十分堅(jiān)決,他一再懇求父親。
赫爾曼和妻子波琳商量說:
“看起來,這孩子,是真的下定決心了,可是,這是件大事。我們一定要好好想想,不能輕率。”
還是媽媽了解自己的兒子,她說:
“阿爾伯特是個(gè)有主見的孩子,他這么做,一定有他自己的打算,我看,我們還是尊重他的選擇吧?!?/p>
赫爾曼后來也不再反對(duì)了,于是,他為兒子向當(dāng)局寫了一份申請(qǐng)。
沒多久,當(dāng)局便給愛因斯坦寄來了一份文件,正式聲明,愛因斯坦不再是德國的公民了。
可是,放棄了德國的國籍,總要再加入到另一個(gè)國家的國籍中去呀,在瑞士,有愛因斯坦要去讀書的學(xué)校,愛因斯坦決定要加入瑞士國籍。
瑞士法律規(guī)定,要想加入瑞士國籍,必須年滿24歲,愛因斯坦無法立即加入瑞士國籍,于是,他成了一個(gè)沒有國籍的人。