物含妙理总堪寻:从爱因斯坦到霍金(修订版)
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3.爱因斯坦的奇迹年

时来运转

直到1902年,终于时来运转了。先是在父亲临终时,爱因斯坦回意大利去看他。他父亲还是很喜欢自己的孩子,既然儿子这么坚持,就算了吧,同意了这门婚事。犹太人跟我们中国过去传统的家庭差不多,父亲是家长,父亲同意了,母亲不同意也没办法。所以,在他母亲很不情愿的情况之下,爱因斯坦获准跟米列娃结婚。

爱因斯坦要结婚了,可是没有钱。这个时候格罗斯曼出面帮爱因斯坦找了份工作。格罗斯曼的父亲有一个朋友,是伯尔尼发明专利局的局长。格罗斯曼就跟他父亲讲:“你那个朋友不是老想找聪明人到他那里工作吗?你看我那个同学爱因斯坦不就很聪明吗?”从现在的资料来看,在爱因斯坦的老师和同学当中,格罗斯曼是第一个看出他聪明的人。结果他父亲真的和那位局长讲了,局长大人就说来面谈吧。一谈,觉得这个年轻人还可以,于是局长说:来吧,给你安排一个工作,三等职员。这是最初等的职员,但是最初等的职员也有一份公务员的薪金,现在我们国家不是也有很多人争着当公务员吗?公务员有“铁饭碗”啊!于是爱因斯坦就跟米列娃结婚了,建立起一个比较稳定的家庭,他们很快有了两个儿子。

爱因斯坦的科学研究是在去专利局之前开始的,到了专利局以后他的研究继续开展,并开始发表论文。1901年发表一篇论文,1902年两篇论文,1903年一篇论文,1904年一篇论文。论文数量很少,要按照我们国家现在的规定,这样的人可能都被淘汰了,就这么几篇论文,而且这些论文没有什么特别重要的,都是些毛细管之类的东西。但是这些研究大概对爱因斯坦是个很大的锻炼。1905年是爱因斯坦的丰收年。

为什么要用丰收年这个词?这是因为物理学史上,对牛顿就有一个“丰收年”的说法。牛顿在剑桥大学毕业留校后不久,英国闹鼠疫,于是他躲回家里去了。他23岁到25岁之间有一年半的时间,在他母亲的庄园里度过。按照牛顿后来的说法,他的力学三定律、万有引力定律,以及微积分的构思、对光学的想法,全都是那时候产生的。所以那一年半时间,被称作牛顿的丰收年。

爱因斯坦的丰收年

爱因斯坦于1905年陆续完成了5篇论文。除去一篇博士学位论文之外,其余4篇都是发表了的:3月提交,6月发表了光量子说,就是解释光电效应的论文;4月他把博士学位论文提交了;然后7月发表了用分子运动论解释布朗运动的论文;9月发表了狭义相对论,这篇论文不叫狭义相对论,相对论的名字不是爱因斯坦取的,这篇文章叫《论运动物体的电动力学》;9月提交、11月发表了有关

的论文。此外,还有一篇是1905年提交,第二年发表的。

现在来看这5篇论文,除去那篇博士学位论文以外,其他4篇都是可以得诺贝尔奖的,都是非常硬的文章。很多人得诺贝尔奖,其实他们的贡献究竟是什么一般人也不清楚。即使稍微知道一点,过两年也忘了,没有什么太大的意义。而爱因斯坦这几篇论文都非常重要,影响深远,不是一般获诺贝尔奖的论文比得上的。

专利局——科学发现的摇篮

爱因斯坦的这些杰出工作基本都是在发明专利局做出来的。当他做出成就以后,有的人就开始说:你看,我们的社会有多么不公,爱因斯坦这么伟大的人居然没有一个学校愿意要他,让他在专利局浪费时间!

在这种议论产生以后,他的朋友,数学大师希尔伯特说了一句很重要的话:“没有比专利局对爱因斯坦更适合的工作单位了!”为什么呢?就是这个单位事少,清闲!当时德国的学校里老师都得教学,而且教学任务很多、很重,比今天我国重点大学老师的教学任务多多了,要讲许多课。另外呢,还要安排科研任务和科研时间,但只能做上面规定的科研题目,不是自己想研究什么就能研究什么。

而爱因斯坦到专利局后,虽然有时要审查一些永动机之类的“发明”,会浪费掉一些时间,可也还有不少空闲时间。于是他把要看的东西摊放在抽屉里,一看领导不在就拽出来钻研,看到领导来了就把抽屉关上。有几次局长注意到爱因斯坦在看本职之外的东西,但局长觉得这个年轻人很爱思考,就不怎么管他。这种宽容的态度和空闲的环境给爱因斯坦创造了科研的条件。当那位开明的局长听说爱因斯坦发表布朗运动这篇论文,证明了分子的存在之后,还马上给他涨了工资。

爱因斯坦大学毕业时确实曾经向很多大学求职,但人家都不要他。当时爱因斯坦怀疑是韦伯捣的鬼,因为那时教授很少,一个大学就一个物理教授,瑞士也没有几所大学,各校的教授都互相认识。他到一所学校去求职,那里的教授肯定会写信问韦伯:“你的这个学生怎么样啊?”爱因斯坦估计韦伯没讲他好话,但此事没有任何证据。前些年有一所大学在整理档案的时候,翻出了当年爱因斯坦的求职信,曾对记者说:“你们看啊,当年爱因斯坦到我们这里求过职,我们没有录用他。”

高度评价阿劳中学

爱因斯坦做出成就以后,他曾经回顾在大学和中学受教育的境遇。他高度评价了阿劳中学:“这个中学用它的自由精神和那些不依仗外界权势的教师的淳朴热情,培养了我的独立精神和创造精神。正是阿劳中学,成为孕育相对论的土壤。”你看这评价多高,没说他的大学是孕育相对论的土壤,而说这个中学是孕育相对论的土壤。