7月中的某个周末,花了一天时间,看了爱因斯坦传记的前三分之一。
这部分讲的是爱因斯坦从儿童成长为教授的过程。
让人意外的是,天才如爱因斯坦,人生也是如此艰难。
这段历程塑造了爱因斯坦的性格底色,无拘无束、反抗权威。
也因此让他在那个时代格格不入,甚至找到工作都很难。
这段乃是本书的精华所在,故整理为笔记,与大家共享。
这段笔记的主题包括:
- 儿童时期,对物理学、数学、音乐的天然兴趣
- 慕尼黑中学时期,对权威的反抗的精神
- 意大利,自由的灵魂在那里找到了松弛感
- 瑞士阿劳中学,找到了适合他的教育方式,以及初恋
- 瑞士苏黎世联邦工学院,妻子、朋友、女儿的那些感情纠葛
- 奇迹之年,那一年爱因斯坦发布了5篇重磅论文,包括光量子、狭义相对论、质能方程
儿童时期
喜欢罗盘,那是他第一次感受到引力和场,充满神秘的魅力。
喜欢小提琴,喜欢莫扎特。
上学时,因为犹太人的身份,饱受歧视。
父母都不信教,但是中学的适合突然对犹太教产生了兴趣。
数学一直很好,15岁之前就掌握了微积分。
12岁的时候,发现仅仅通过推理,而不借助任何外在经验的帮助,就可以找到真理。
「你我这样的人永远都不会老去
我们生来就面对着许多伟大的奥秘
在它们面前
我们永远都是好奇的孩童」
在慕尼黑上中学
塔尔梅,一位同学,给他带来了自然科学和数学的书籍,他很快学完了
于是又开始学哲学,康德,休谟。
接触了这些之后,突然开始反对宗教
「国家(德国)是故意用谎言来欺骗年轻人的。」
对一切的权威,对任何社会深信不疑的东西的怀疑态度
看到很多孩子假扮士兵,加入游行,亦步亦趋。
爱因斯坦哭了起来
长大后不愿意成为这样一个可怜人。
「一个人能够扬扬自得地跟着军乐队游行,这一点就让我对他鄙夷不屑,他之所以长了一个大脑,只是出于误会。」
盲目的迷信权威是真理的最大敌人。
去意大利
爱因斯坦家的企业有200名员工,做的生意是安装照明系统。竞争对手是西门子。
破产后家庭从慕尼黑搬到了意大利的帕维亚。
1894年的圣诞节,15岁的他离开了高中的学校,再也没有回来过。
他从慕尼黑,穿过阿尔卑斯山,来到了意大利。
告诉父母,再也不回德国了
不离开的话,17岁要参军。
喜欢在阿尔卑斯山远足。
喜欢站在群山之巅体验那种崇高的孤独感。
喜欢意大利,天然淳朴。让人入迷。
不喜欢德国,精神压迫和机械式的顺从。
专注的能力
喧闹的人群中,也能专注地思考问题
周围的喧闹不是干扰,而是激励了他
瑞士,阿劳中学
爱因斯坦参加「高考」,数学和科学轻松通过,但是综合部分没过,于是去阿劳州立中学准备下一次考试。
阿劳中学强调对概念的视觉理解。
让学生们一步步得出自己的结论,从亲身观察开始,逐渐过渡到直觉、概念思维、视觉意象。
爱因斯坦很喜欢这里,与他所憎恶的德国教育完全相反。
机械的练习背诵和填鸭式的教学都应当避免。
在这里,爱因斯坦做了第一批的思想实验。
住在温特勒一家,对爱因斯坦的性格塑造非常有帮助。
他成了幽默风趣的风流倜傥的少年。
并且和他们家的女儿玛丽相爱。
阿劳的老师称赞爱因斯坦的小提琴
在心领神会地演奏贝多芬奏鸣曲的一段柔板时容光焕发
他的坚定信念:人应当将自己看成一个世界公民
1896年,他放弃了德国国籍,成为一个无国籍的人,同时也脱离了犹太教。
他爸一直想让他参与到家族的公司里来,他起初也是这么打算的。
但是他对工程毫无兴趣。
一想到要把创造力花费在这些事情上,目的无非是要让实际的日常生活变得更加精致
让冷酷无情的资本变得更多
我就感到不可忍受。
要为思想而思想,就像音乐一样。
于是,他改变方向,去了苏黎世联邦工学院。
苏黎世联邦工学院
格罗斯曼,数学奇才,帮爱因斯坦做笔记。
一起抽烟斗,喝咖啡,讨论哲学。
帮助他找工作
在数学上帮助他把狭义相对论发展成广义相对论。
和玛丽分手了
遇到了米列娃
天才少女
声音很好听
浪漫的爱,混杂着共同对科学的爱
很讨厌考试
觉得是把废物通通塞进自己的脑袋
毕业和找工作
父母反对米列娃
虽然中期考试是第一名
但毕业时是五名学生的第四名
主要原因是没好好写论文
找不到教职
他是那一届唯一一个没有找到工作的人
他加入了瑞士国籍
格罗斯曼帮他找到了瑞士专利局的工作,但是进展也很不顺利
中间一直在做很多不赚钱又很不喜欢的工作
米列娃怀孕了,但是爱因斯坦不想去看她,他俩还没结婚
他喜欢专利局的工作
「让我构想出最美妙思想的世俗隐居之地」
这是他一生中最具创造性的七年,感谢他的朋友格罗斯曼
这份工作的年薪超过了初级教授。
后来他的第二份工作就是教授。
因为薪水不如专利局高,他竟然拒绝了。
学校提高了薪水他才去。
很现实。
女儿
他们的私生女
被他们刻意隐藏了
他没有告诉家人和任何朋友关于这个女儿的事情
他从未公开承认过她的存在
他甚至都没有见过她
一直到1986年,学者才通过他和米列娃的信件知道这个女儿的事情
可能是因为他已经成了公务员
不能因此影响来之不易的工作
女儿是米列娃的朋友在抚养
后来不知所踪
朋友
奥林比亚科学院
索罗文,相谈甚欢的朋友,终生不渝的朋友
休谟,谈论无法通过直觉和观察来定义的概念是危险的
时间和因果
都是人类的概念
我们无从得知因果之间的关系,只能得知某些事物总是会联结在一起
结婚和第二个孩子
爱因斯坦的父亲去世
他允许了爱因斯坦和米列娃的婚姻
两人生了汉斯 阿尔伯特
奇迹之年
一年5篇重磅论文,包括光量子、狭义相对论、质能方程
上一次物理学的奇迹一年是牛顿在1666年
光量子
波粒二象性
光电效应定律
唯一的诺贝尔
阿伏伽德罗常数的测量
数量级正确,但是实际结果修正了三次,三倍
这是他最实用的论文,水泥加工,奶制品生产,气雾剂制造都在用。
他因此而知名,最终成了博士
布朗运动
解释显微镜下的花粉为什么一直在运动
他认为液体里细小颗粒的随机撞击,在某一瞬间,某个侧面会受到更多的撞击,所以会产生一些小的晃动
预测颗粒走过的距离取决于它的大小和液体的温度
并承认自己擅长理论而非实验,期待有人能测量并验证
几个月后其他的科学家证实了这个预言
证明了原子、分子都是真实的实在的。
狭义相对论
运动和静止是相对的
对于其他星系来说,地球上的每个人都在飞速地运动
惯性参考系
之所以叫狭义,是因为这里只讨论了恒定速度,而未考虑加速度。
当时的普遍观点是:光以波的形式传播,必须假设出「以太」,但是各种实验都无法观测到以太。
「一个新的想法突然出现了,而且在相当程度上是凭借直觉获知的,但直觉只不过来源于早先的思想历程。」
「归纳法...各种事实被选择出来归在一起,使他们的规律性联系变得一目了然...然而,科学知识的巨大进步很少是源于这种方式的...我们所取得的真正伟大的进展乃是源于一种几乎与归纳法截然相反的方式。通过直觉地把握大量复杂事实的本质,科学家可以提出若干假设性的基本规律,再由这些定律导出他的结论」
两个基本原理的冲突:
一、相对性原理,两个物体的运动速度是相对的
二、光的传播定律,光的速度是恒定的
这两个原理的冲突是:当一个人靠近或者远离光源的时候,他测量的光速应该是一样的吗?
根据一是不一样的
根据二是一样的
冲突的关键突破是:
不存在绝对时间。
任何参照系都有其自身的相对时间。
闪电同时击中火车站台的两个点
在站台上看是同时击中
在火车上看则是一先一后
《论动体的电动力学》
其中涉及的数学,一个高中生就能掌握。
在一个坐标系看来是同时的两个事件
在另一个相对它运动的坐标系看来,就不再是同时的事件了。
并不存在所谓的绝对的同时性和绝对时间。
世界各地都不存在什么可以当作时间的嘀嗒声。
时间延缓
静止的观察者,会认为光在火车上走的距离更远
因而时间流逝则更慢
已经得到了证实,飞机特制钟表即可验证。
双生子佯谬
孪生妹妹乘坐宇宙飞船旅行一段时间
回来的时候,妹妹将比哥哥年轻几岁
随着物体的速度接近光速,它的质量也会增加
质量越大,同样的力所产生的加速度会越来越小
因此,任何粒子都无法超过光速
时间是相对的,因此空间也是相对的
然而两者之间的联合,空-时,在任何惯性系中都保持不变
类似地,像光速这样的东西,也保持不变
时间作为第四维度,在数学上和空间保持了一致性。
质能方程
质量与能量是同一物体的不同表现
两者从根本上是可以互换的
物体的质量是它所含能量的量度
如果一个物体以辐射的 形式发出能量E
那么它的质量就要减少 E/(V的平方)
E=mc2
一颗葡萄干所包含的能量几乎可以满足纽约一天的能量需求
论文最后,他和往常一样,建议提出实验来验证他的理论
广义相对论
电梯思想实验
引力质量=惯性质量
等效原理。引力和加速是等效的。
开始想把相对论扩展到加速参考系。
引力场和参照系相应的加速在物理上完全等价。
引力场会使光线发生偏折,引力红移现象
成为教授
让人意想不到的是
尽管已经发表了光量子、狭义相对论、质能方程三篇论文
爱因斯坦依然很难找到一个教授或老师的工作
还好有些喜欢他的理论的学者教授们,做了很多背后工作
那个年代真是地狱难度
不管怎么说,爱因斯坦虽然总是喜欢顶撞权威,给他的人生带来不少麻烦。
但好在朋友多,尤其是雪中送炭的朋友。