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愛因斯坦留給我們的:三個寶貴品質

作者:由 凱旋 發表于 文化時間:2022-09-02

“為了懲罰我對權威的不敬,命運使我自己成了一個權威”,晚年的愛因斯坦悲嘆道。

1955年4月18日,動脈瘤破裂,76歲的愛因斯坦離開了這個世界,他的床邊放著一份演講稿和十二頁寫得密密麻麻的方程,直到生命最後一刻,他仍在尋找這個宇宙的統一場論。

愛因斯坦留給我們的:三個寶貴品質

雖然,筆者在童稚未散的年紀就已牢牢記住了這個名字,但對其事蹟卻一直意味索然,

他以傳統書呆子的形象,在我的腦海裡住了20多年,那是一個無趣、無性、無言,只知矇頭算方程的人。

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而當我在接觸相對論之後,卻又被他驚世駭俗的想象力所徹頭徹尾地折服。

從那時起,便於點滴間瞭解這位偉大的科學家。必須要說一下,愛因斯坦結過兩次婚,一生中與其有過緋聞的女性,至少不低於五名,他還是一位出色的小提琴手,每次家庭間聚會,定少不了他的演奏。

樁樁件件的插曲,足以見得他洋洋大觀的真實生活,時至今日,我都無比懊悔因自己對科研人員的刻板印象,卻遲遲不願去翻開他的傳記,去了解愛因斯坦教授的“千古絕唱”和他骨子裡的寶貴品質。

1。好奇心

愛因斯坦四五歲時有過一段刻骨銘心的體驗,這一體驗改變了他一生。

有一天他臥病在床,爸爸給了他一個羅盤,那種神秘的力量使他激動得渾身顫抖。他回憶起那個片段時說:“我現在還記得,那種體驗給我留下了深刻而持久的印象,我想一定有什麼東西深深地隱藏在事物背後。”

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讀到他上面的故事時,毫不誇張地說,“我的汗毛立了起來,”大千世界,包羅永珍,細數過往,我又對哪件事情有過如此觸擊靈魂般的好奇。

1905年堪稱愛因斯坦的奇蹟年,那一年他提出了一種革命性的光量子理論;間接證明了原子的存在;解釋了布朗運動;顛覆了時間、空間概念,提出了科學上最著名的方程E=mc²。

如果沒有深入骨髓的好奇心,是絕不會被磁場、引力、光速這些成人世界裡習以為常的事物所吸引。

“人在自由下落時是感覺不到自己重量的”,正是這個稱其為:他一生最幸福的思想,開啟了愛因斯坦長達八年的廣狹義相對論征程。

牛頓世界觀,告訴我們兩個物體間存在萬有引力,例如人與地球間的重力,站在地面我們時刻能感受到身上20斤的贅肉,限制著身體跳的更高,對於長太胖就跳不高,大家早已司空見慣。

既然身體受制於引力,那為什麼自由下落的時候這股力就消失了呢?那一刻再次受好奇心的驅使,愛因斯坦決定向引力背後的秘密邁進。

最終這位時空締造者,留下了一個預言:太陽引力將使光線大約偏折1。7弧秒。1919年英國皇家學會鄭重宣佈“日食拍攝遠征隊所得到的結果令人信服的證明,光在太陽附近的確發生了偏折,而且偏折的量與愛因斯坦廣義相對論所要求的一致。”

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萬有引力根本不是真正的力,而是時空彎曲的表現。行星繞著太陽運動是慣性運動,地球上的物體自由落體運動也是慣性運動。

剎那間,愛因斯坦封神,這個名字,響徹世界。而這一切的起點,正如他在臨終時所說:“我並沒有什麼特別的天賦,只是極為好奇罷了。”

2。一生使命

讀《愛因斯坦傳》的時候,我一直在找尋一個答案,為什麼中晚年的他一直不接受量子力學理論,並持之以恆地與其對抗著。1924年6月他讓年輕物理學家玻色的論文得以發表,還親自寫了三篇論文對它進行拓展。在這些論文中,他將玻色的計算方法(後來被稱為“玻色-愛因斯坦統計”)應用於實際的氣體分子,從而成為量子統計力學的主要創始人。

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但很快,愛因斯坦就開始對量子理論的方向表示不安,在反駁量子力學的過程中,他曾這樣說道:善良的上帝竟然會創造美妙而微妙的規則來確定宇宙中發生的大部分事物,而把少許事物完全留給偶然性。這感覺起來就不對。“要是上帝希望這樣做,就會將事情完全包下來,而不會遵照某種模式……他本可以徹底地幹。要是那樣,我們就完全不必尋找定律了。”

而這一句引出了愛因斯坦對玻恩所說的一句名言。“量子力學固然令人讚歎,可是有一種內在的聲音告訴我,那還不是真實的東西。這個理論說得很多,但是一點也沒有使我們更接近於‘老頭子’的秘密。無論如何,我深信上帝不是在擲骰子。”

從此愛因斯坦與量子理論分庭抗禮,孤獨地試圖對宇宙做出更加完備的解釋,尋找一種能夠將電磁、引力和量子力學結合在一起的統一場論。

餘生30年,他在統一場論的探尋道路上殫精竭慮,可惜上帝並沒有他想象中那麼宏微同頻,世界或許也確實沒有那麼嚴格的符合因果律。

那為什麼他的餘生要一直孤獨前行?

正如他反對量子理論時提到的:上帝不擲骰子,要是上帝在少許事物上保留了隨機性、偶然性、不確定性,那我們就完全不必尋找定律了。

回顧愛因斯坦的一生,便可悉知他的一生都在為尋找宇宙間、自然間的基本定律而忙碌,尋找定律是他一生的使命,而這一信念早在其15歲的時候就已萌芽。

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晚年間,一名叫羅索的普林斯頓中學生在街頭請教他數學問題。“我發現大自然是以一種奇妙的方式構造的,我們的任務就是發現自然本身的數學結構,”愛因斯坦向羅索解釋了他15歲時的見解,“這種信念幫助我度過了整個一生。”

如果一部分世界是那麼隨機偶然,那其數學結構就註定虛無縹緲。

所以,他為什麼與之對抗,恰是因為伴隨他一生的使命與信念,這個信念在其15歲的時候就已在心底生根,這種追求一生使命的品質,你我間只剩望洋興嘆!

3。基本假設

如果說“好奇心”的驅使是愛因斯坦邁向尋找自然規律的伊始、“一生使命”的信念是其堅持不懈的源源動力,那麼“基本假設”的思維模式才真正是愛因斯坦造極登峰的結晶。

現實生活中,我們幾乎生活在一個歸納法的世界裡,並且很難跳脫出來,幾乎所有經驗全部來自於對過去的總結。

而愛因斯坦正是用了與其截然不同的思維模式,創造出了廣狹義相對論。其被稱為:演繹法。

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愛因斯坦在1919年一篇題為《物理學中的歸納與演繹》的文章中,描述了他對演繹方法的偏愛:

關於經驗科學的產生,人們能夠形成的最簡單影象就是按照歸納法來進行。各種事實被選擇出來歸在一起,使它們的規律性聯絡變得一目瞭然……然而,科學知識的巨大進步很少是源於這種方式的……在理解自然的過程中,我們所取得的真正偉大的進展乃是源於一種幾乎與歸納法截然相反的方式。透過直覺把握大量複雜事實的本質,科學家可以提出若干假設性的基本定律,再由這些定律匯出他的結論。

這篇文章清晰地告訴了我們:基本假設思維的使用路徑。首先要把複雜事物本質化,又稱基本定律,而這些定律絕大部分是根據直覺得出來的假設,再用所得到的基本定律為前提,推匯出新的、更全面的本質定律,然後去驗證。

狹義相對論建立之路上:他提出了相對性原理和光速不變原理。

愛因斯坦把伽利略的對稱性定律拓展,提出相對性原理——所有自然定律,包括引力、電力、磁、光在一切勻速參照系當中,都保持不變。他又從麥克斯韋方程和相對性原理出發,得出光速是絕對的。如果光速是絕對的,時間就是相對的,狹義相對論就此誕生。

歸納法停留在過去,而只有演繹法才能觸達未來,可是演繹法的背後站立著的——必須是常人難以企及的決心。

愛因斯坦留給我們的:三個寶貴品質

相對論問世前的200多年間,世人生活在牛頓的絕對時間觀中,要是有人說人與人時間速度可以不一樣,就像——“電影《星際穿越》中,主人公從地球出發之前,女兒十來歲,但是等他再回來時,他依舊年輕,女兒卻已經垂垂老矣”,人們充其量會認為這是現實世界中的神話故事。

不過,站在現實與邏輯的交叉口,26歲的愛因斯坦說道:如果邏輯和現實矛盾,那就改變現實。如此堅定的決心,仿若凌晨星空中的那顆明星,即便月亮再大,也難以掩蓋其發射出的黎明訊號。

愛因斯坦為現代科學帶來的成就,早已無需歌功頌德,不過,愛因斯坦給世人留下的這三個寶貴品質,卻永遠值得當代人去培養、明確及復刻!