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爱因斯坦，被误解了一百年的伟人。 不被普通人理解，才是天才的常态。 大家好，我是张一定，一个总梦想着能把自己写进名人传记的追梦少年。 当阿尔伯特·爱因斯坦一度被苏黎世理工学院拒之门外时，他一定想不到自己在往后几十年的人生里，将代表人类抵达物理学的极限。他将以一己之力，颠覆艾萨克牛顿统治了两百五十年的物理帝国，亲手构筑近现代物理体系的根基。 只要你学过一下物理，你就绕不开他的E=mc²，绕不开他对光电效应的正确解释，绕不开他的相对论，绕不开他对量子力学的贡献。 杨振宁先生曾说：“近现代物理的三大贡献，有两个半属于爱因斯坦。”这样一个人，足以拿诺贝尔物理奖数次。他影响了后人一百年，可预见的是，还将继续影响下去。 百年以前，无人理解爱因斯坦。 百年以后，无人不知道爱因斯坦，仍然没多少人真正理解他。 唯一的不同是，现在我们证明了，相对论是对的。 一 阿尔伯特·爱因斯坦，在他出生的那个3月14日，看起来好像是一个平凡的日子。谁也想不到这一个婴儿会彻底改变世界，乃至于影响了世界格局。 他们只是在发愁：我孩子脑袋真大，是不是个畸形儿？ 经常有谣言说爱因斯坦从小数学特别糟糕，只拿了一分。真该给爱因斯坦辟谣一下了。他的确是拿了一分，但那不是因为数学太差。而是数学太好。 那时候的德国，计算绩点的公式是：x = 1 3×( Nmax - Nd)/(Nmax - Nmin) 绩点=1 3×(满分成绩-你的成绩)/(满分成绩-及格成绩) 你越接近满分，你的绩点其实是越接近1的。 也就是说，爱因斯坦当时拿了满分，所以才能得到一分。 让很多成功学粉丝失望的是，爱因斯坦从小就聪明。爱因斯坦自学高等数学那一年。他12岁。他不仅自学微积分，还开始读哲学。读康德著作的时候，他才13岁。 神童也一样要经历被拒绝。 他15岁那年，厌恶军国主义压抑的学习环境，提出休学半年，结果被高中校长劝退。 爱因斯坦转而挑战苏黎世联邦理工学院入学考试。 这类似于既然我高中毕不了业，那我去考北大吧！ 当然是失败。 只是，爱因斯坦的失败，跟我们普通人高考失败并不一样。 他所有科目都考得很好，法语没过。 爱因斯坦转头去了阿劳州立中学。 命运的奇妙之处在于，你永远不知道脚下这一条路，到底是弯路，还是捷径。正是这一年的中学生活，他第一次发现，教育可以是这样的——充满了自由，充满了理性讨论。他在这样的新鲜空气里，一束光不经意从窗户透下来，落在了他的手心上。 他抓住了这一束光，开始思考一个当时所有中学生都不会去考虑的问题：“光能否被赶上甚至被超越？” 相对论第一次萌芽。 爱因斯坦入学考试失败后的第二年，他拿到了阿劳州立中学的毕业证书。同一年，他再次挑战苏黎世联邦理工学院。 这一次，他考上了。 在苏黎世联邦理工学院的这几年，爱因斯坦并不讨老师喜欢。他对老师态度冷漠，不善言辞，还经常逃课。 当他毕业后，想留校当教授助教的时候，教授拒绝了。 一毕业就失业。 爱因斯坦家里的经济条件早就没有当年开厂的辉煌。 在翻阅他的传记时，我们看到他写给妹妹的信：“我已经长大成人，可是仍然无所作为，一点忙也帮不上。真是使人肝肠寸断。我只能加重家庭的负担，确实，如果当初根本没有生我，情况可能会好些吧。唯一使我坚持下来的，唯一使我免于绝望的，就是我自始至终一直在自己力所能及的范围内，竭尽全力。从没有荒废过任何时间，日复一日。除了读书之乐外，我从不允许自己把一分一秒浪费在娱乐消遣上。” 1901年7月7日，距离他毕业接近一年，他仍然没有找到正式的工作。他到处投简历，找家教打工。不知道是谁这么幸运，可以说出一句“爱因斯坦给我补过课。” 对于爱因斯坦来说，这却不是一件幸运的事情。家教的钱，杯水车薪。  后来，他写给未婚妻米列娃的信中是这么说的：“我的未来规划是必须马上找到工作，无论多么卑微，我的科学目标和骄傲都不能阻止我接受哪怕最卑微的工作。” 他曾经一度想改行去卖保险。如果爱因斯坦真的去卖保险了，这就不是他一个人的损失，是全人类的损失。科学不知道要停滞多少年。 终于，在一年半的惨淡日子后，影响他一生的人出现了。 他叫马塞尔·格罗斯曼。 他是爱因斯坦的大学同学。他让自己的父亲帮爱因斯坦在专利局找了个工作，当一个普通的技术员。甚至连转正都要花上两年时间。然而，爱因斯坦对他无比感激。 在悼念格罗斯曼的信中，爱因斯坦写道：“突然被所有人抛弃，一筹莫展地面对人生。他帮助了我。通过他和他的父亲，我后来才到了哈勒(时任瑞士专利局局长)那里，进了专利局。这有点像救命之恩，没有他我大概不至于饿死，但精神会颓唐起来。” 二 爱因斯坦从颓唐中恢复过来。他在专利局花两三小时完成工作后，便开始他近乎疯狂的研究与论文写作。他好像一部不知疲倦的论文印刷机。 1905年3月，他发表“量子论”，提出光量子假说，解决了光电效应问题。 4月向苏黎世大学提出论文《分子大小的新测定法》，取得博士学位。 5月完成论文《论动体的电动力学》，独立而完整地提出狭义相对性原理。 11月完成固体比热的论文。 世人称1905年为爱因斯坦奇迹年。 爱因斯坦接二连三爆出的论文，轰动了整个科学界。 这一份奇迹，都是一个个沉寂的夜晚堆积出来的。 截止到1905年的成就，已经足够爱因斯坦拿诺贝尔奖了。然而他没有停步。 爱因斯坦最大的贡献，广义相对论，还没诞生。 1907年，坐在伯尼尔专利局的桌子上，爱因斯坦突然想到人自由落体的时候，不会感觉到自己的重力。这让爱因斯坦很吃惊。 这就是后来的等效原理，是广义相对论第一个基本原理，也是它最核心的地方。 也就是说，爱因斯坦已经摸到了宇宙的衣角边了。 那时，爱因斯坦已从三等技术员升到了一等。他仍决定重回大学，专注于广义相对论的研究。 他辞职了，受聘于苏黎世大学。 这一次，头衔不是教授助教，而是理论物理学副教授。第二年，他回到了母校任教。曾经将他拒之门外的大学，现在花重金请他回去。 当年的他只是一个普通的高中生，现在的他，已经是研究出大量光理论的院士。 他终于有能力，去解决那个盘旋在他内心十几年的问题了。然而，他面对的挑战，也是前所未有的。 这一次，他要挑战的，是科学界最顶尖的伟人——牛顿。 等效原理大大质疑了牛顿的绝对空间论。绝对空间论，是牛顿物理体系的基础假设。 所以，相对论与牛顿体系第一次爆发了本质冲突。 其实，牛顿的绝对空间论不是第一次受到质疑。在十九世纪也有人提出过。这个人叫恩斯特马赫，是奥地利的物理学家。然而，在爱因斯坦的相对论诞生之前，还没人能够扳倒这一座逻辑自洽的巨山。  哪怕是爱因斯坦这样的人类顶尖天才，也整整花了八年时间。 广义相对论是关于时间与空间的几何学。爱因斯坦的数学绝对能吊打99%人类大脑，然而，他发现自己曾引以为傲的几何知识，在这种程度的研究面前，根本远远不够。 他找到了马塞尔·格罗斯曼。 在爱因斯坦请求他的协助时，马塞尔其实也不懂爱因斯坦研究的是什么，但他二话不说，就决定跟着他工作。 有了马塞尔，爱因斯坦如虎添翼。 从此，利马特河边咖啡馆成了他们人生中印象最深刻的地方。不像我们总在咖啡馆吃鸡，他们讨论的是数学。JK罗琳在咖啡馆写出了《哈利波特》，爱因斯坦在咖啡馆研究出相对论，你永远不知道你去咖啡馆，隔壁可能会坐下来一个什么神仙。 花了八年，爱因斯坦写出了一条公式。 这条公式可以描述宇宙。 这就是广义相对论。 然而，这条公式刚出现的时候，其实是不被人接受的。 当相对论对牛顿理论发起致命冲击的时候，人们压根没意识到这是一场冲击。 他们不知道这是什么意思，听不懂。 这条公式是Gmu nu =8πG/c4times Tmu nu。 观众朋友们听懂了吗？好，请把“我懂了”打在公屏上。  在相对论里，时间与空间是统一的。像恒星与行星这样的物质，扭曲了这个时空。曲率是迫使行星围绕太阳旋转的重力场。没有任何东西，甚至光也无法逃脱这样的曲率。 它直接把人类的视角从三维提升到了四维。 当然，还有一个原因。那一年是1915年，第一次世界大战，战火烧遍了世界的土地。科学的声音显得如此渺小而不被注意。 相对论就这样被忽视了。 他的广义相对论是一颗蒙尘的明珠。他心里知道这是对的，却无法证明给所有人看。 喜剧大师卓别林就曾经对他说：“你的成功对我们来说，都是很大的鼓励。你是因为没有人理解你。而我是因为所有人都理解我。” 其实，也有一个叫卡尔史瓦西的德国物理学家曾经写信给爱因斯坦。他是为数不多能够理解这公式的人。他甚至利用这条公式，成功计算出因为一个行星导致的时空变形。同时，引申出十多条等待被解决的公式。 这个时候，距离发现史瓦西奇点（指时间空间都有无限曲率），其实只差一步之遥。而史瓦西奇点，是广义相对论被验证正确的重要一步。 然而，等不及他继续研究，1916年5月份，他死于战争。所以有人说，战争是文明的绞肉机。 要不是爱丁顿的出现，这颗明珠恐怕会一直蒙尘。1915年，和平主义者爱丁顿没有参加战争，他仍在坚守剑桥，并且立即意识到了相对论的重大意义。 但爱丁顿还没有完全相信相对论，所以他做了一件超乎所有人想象的事。到底爱丁顿做了什么事呢？爱因斯坦又是怎么拿到诺贝尔奖的呢？他有没有遇到过什么困难呢？下一集为你们讲述。 三 上回说到爱丁顿，是为数不多意识到了相对论的意义，并且活着的珍贵遗珠。 那么他是怎么做的呢？ 他要验证爱因斯坦的理论。 首先，我们要知道，能够确认相对论的最好物理测试，就是能够测量光线是否从遥远的地方，根据时空的曲率，到达我们这里。 太阳是唯一足够近距离，可以明显弯曲时空的恒星。但如果白天太阳出现时，是看不到远处的恒星的。 唯一能拍到其他恒星的机会，就是日食。 所以，爱丁顿在1918年决定出发，选择了两条路线。一条是去普林西比岛，一条是沿非洲海岸到巴西。 虽然天气不好，但足够了。 他发现，光线的确是按照爱因斯坦说的曲率来弯曲的。 这个发现，让爱因斯坦一下子声名大噪。 不得不说，这个爱丁顿实在是一个戏精。 他去找了皇家天文学会作演讲，非要特意要站在一个巨大的牛顿肖像画前，宣布爱因斯坦的成就。 看当时的录像，底下密密麻麻围满了人，座无虚席。无数人翘首以盼这一个新的发现。 乔治萧伯纳抑扬顿挫地说：“像拿破仑那样的伟人，他们打造了帝国。但是有些人比那还要伟大。他们没有创造帝国。他们创造了宇宙！当他们创造宇宙的时候，他们的手上没有任何人的鲜血。托勒密创造的宇宙持续了1400多年，牛顿创造的宇宙持续了300多年，爱因斯坦创造的宇宙，我不知道会存在多少年。” 那天以后，爱因斯坦受到世界各地的邀请。 送行火车的人，激动得堪比去看迈克尔杰克逊演唱会。 时间的礼物总是迟到。 1921年，在从日本去上海的车上，爱因斯坦收到了电报，才知道自己拿到了诺贝尔物理奖。 可惜，却不是因为他的广义相对论。 而是因为1905年关于光电效应的正确解释。 到了巴黎，他发现，邀请他的大多是哲学沙龙，而不是科学研讨会。大家都想听他谈论时间，然而，大家都听不懂。他难免失落：“没有人对我的理论哪怕有一丁点理解。” 很快，数学家来了。 相对论受到了前所未有的攻击。 他们按数学逻辑来推演，发现曲率是无限的。 “所以，你的算法是错的。”雅克阿达马在巴黎这么对爱因斯坦说。 谁也不知道当我们发射卫星到一个恒星，接触的瞬间会发生什么？这个史瓦西奇点居然是无限的。这件事太可怕了，超出了全部人的认知。无限的曲率，意味着一个恒星会塌落，内爆。 史瓦西奇点，就是史瓦西黑洞的边缘。 脑子里是三维的人们，怎么可能相信这个世界有黑洞。谁也没上过天，也不可能实践。 连当初为他巡回演讲的爱丁顿都开始怀疑起来了。要么物理错了，要么数学错了。 可是谁都没有错，自然就是这么运行的。 一个恒星会膨胀，内爆，体积减少到接近它的奇点。 内核坍塌以后，其他物质也失去支撑，在重力挤压下，会急速下降到一个支撑点，缩成一个中子星，然后跳出来。 如果你看过《流浪地球》，你会发现这也正是基于这样一个物理知识展开的故事。 还有一个之前很火的小短片，讲一个宇航员登陆星球后，发现了一个小球体，不小心捏碎了。后来发现那就是地球。本质都是基于同一个知识逻辑产生的故事。 爱因斯坦也不信史瓦西奇点存在，他努力证明这个点不存在，然而他这一次失败了。他写出了一篇最烂的论文。他将自己想要的结论作为推演的基础。 那些年，他被攻击为顽固不化的老化石。不被信任的爱因斯坦，甚至连自己都不信任了。他知道得越多，越觉得自己知道得太少。 他开始怀疑起自己的理论。在一场牛津大学的演讲上，他甚至声称，广义相对论的基础是数学概念而不是物理观测。 相对论就这么被批评了许多年。 直到乔斯林贝尔波纳尔的出现，相对论才重新被世人认可。1974年，距离爱因斯坦去世，过去了19年。新的天文观测手段——射电望远镜出现了， 乔斯林当时只是一个负责监测数据的研究生。她花了几周时间，发现了一个奇怪的脉冲信号。宽度上是小的，但在质量上，它很大。这样矛盾的结论，让她怀疑仪器坏了。 然而，经过几个月的排查工作，她再次探测到了一秒相同的脉冲。 项目负责人让她不要再继续查下去了，担心地球因此受到其他文明的攻击。 当时的她没意识到这是什么信号，但对于导师来说，他们的敏锐触觉已经迅速意识到，这不仅仅是一个脉冲信号，可能是一个人造星体发出的信号。 未知永远最可怕，也最迷人。 乔斯林抵抗不了继续探索的诱惑。她把握最后一丝机会。这个机会只有在凌晨两点钟通过望远镜看到。她赶到那儿，觉得天气冷得发抖，设备不好，接收器可能有问题。但是她必须让它运行这珍贵的五分钟。在正确的电波设置下，脉冲进来了。 那一刻，那甜蜜的脉冲，几乎与她的心跳声共鸣。 因为她清楚知道，这不是气温干扰，设备没有问题。她只是发现了一类新的星体，人类第一次发现了脉冲星。 这就是众多科学家预言过的，中子星。 爱因斯坦是对的。 在随后的时间里，她的两位导师也因此下定决心，就此研究发表论文。 这一发现震撼了整个科学界，直接令两位导师拿到了诺贝尔物理奖，但没有她的名字。当然这也成为诺贝尔奖最大的丑闻。 无论如何，广义相对论拭去了历史的灰土，重见天日。 1999年12月，爱因斯坦被美国《时代周刊》评选为20世纪的“世纪伟人”。 2019年4月11日，人类拍下第一张黑洞照片。 四 1924年，希特勒还在牢里关着，纳粹还没开始。爱因斯坦已经坚决反战。众人皆醉我独醒，其实是一件很孤独很可怕的事。只是，伟人从不随波逐流。他与甘地一起在拒绝服兵役的声明上签字，他为被定为“叛国罪”的和平主义者奔走。他曾号召各国对日本进行经济封锁，以制止对中国的侵略。1937年，他公开声援中国七君子。 他一直希望世界和平。 这样的人，为什么会写信建议美国尽快制造原子弹呢？ 1933年，纳粹政府查抄了他的公寓，烧他的书，没收他的财产，悬赏十万马克要他的人头。 爱因斯坦不得不逃离德国，去了美国。 他陷入了人生最窘迫的一段时光。“在德国，我成了'邪恶的怪物’，所有的钱都被没收了。但是我安慰自己，钱总是会很快消失的。” 他去英国牛津大学演讲，坐在在当时意气风发的卢瑟福教授旁边，他显得可怜，又孤立无援。牛津大学生阿诺德甚至担心这所英国大学不接受他。 然而，当他阐述完自己全新的关于物理的观点，他坐下的那一个瞬间，全场轰动，掌声雷鸣。爱因斯坦的演讲重新有了光，幸福重新出现在他的脸上。他被自己的祖国驱逐，犹如一条丧家之犬，却在另一个国度，受到了牛津人们发自内心的热烈欢迎。 1933年，希特勒把一百多位科学家驱逐出境，送了美国一份超级大礼。 1938年，哈恩实现了核分裂。 这意味着，原子弹不再是一个理论。 德国要造原子弹，后果不堪设想。 得知这一点，爱因斯坦和西拉德火速写信给当时的总统罗斯福，劝他加快制造原子弹。尽管他没有真正参与到曼哈顿工程，但他一直为此后悔，然而事态已经不受控制。 当时一千多科学家联名反对实验室军事化。最后曼哈顿工程还是推行下去了，启用了十五万人用于建设，只有12个人知道全盘计划。 他没有想到事情会失控，更没想到，德国其实造不出原子弹。 为什么德国造不出原子弹呢？主要是当时德国内部科学界反战，消极怠工。爱因斯坦本人曾说。“要是我知道德国造不出原子弹，我手指头都不会动一下。” 此后，他一直反对军事普遍化，反对美国制造氢弹。 这两颗原子弹到底有没有必要呢？ 这些年来，争论不休。有人说，德国在5月7日已经投降，日本早晚也要投降，各国制裁日本就可以，或者原子弹可以投放到沙漠，作威力展示就可以了。祸不及平民？而且，两颗原子弹间隔时间太短，可以再等一等再丢第二颗，这样明显是报复。 也有人说，丢得好，日本侵略别国的时候，怎么没见他们放过平民呢？ 不管如何，原子弹投下了。世界再也不能回到从前。 国际迅速开始了军备竞争。核武器几乎成为了傍身武器。有人曾问爱因斯坦：“会用什么武器呢？”他回答说：“对于下一次也就是第三次的世界大战，我不知道会用什么武器，但是对于第四次的话肯定是用石头。” 这意思是，如果爆发，人类无所不用其极的时候，人类文明将彻底毁于一旦。 人类会回到石器时代。 战争，是一场对人类及其生存环境的彻底摧毁。无人可逃。 如果原子弹起爆按钮在你手下，你会选择按，还是不按？ |
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