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愛因斯坦有哪些非凡而坎坷的時刻?

德國南部城市烏爾姆。烏爾姆市班霍費爾大街135號住著壹戶猶太(yóu)人家庭。這個人的名字叫赫爾曼-愛因斯坦。赫爾曼-愛因斯坦的妻子是這個家庭的女主人,非常有教養,名叫寶琳-科赫(Pauline Koch)。

兩人結婚後相親相愛。不久,寶琳懷孕了,10個月後,1879年3月14日,孩子出生了。夫婦倆給孩子取名阿爾伯特-愛因斯坦。

夫婦倆非常疼愛小愛因斯坦。第壹個月後,波林突然發現愛因斯坦的頭與眾不同。她叫赫爾曼:

"看看阿爾伯特的頭。"

赫爾曼走近兒子,仔細端詳了壹會兒,說:

"有點奇怪。頭骨有棱有角(lénɡ),這不會影響孩子的發育吧?"

赫爾曼把阿爾伯特不尋常的頭骨告訴了他的母親,也就是小愛因斯坦的祖母,祖母說:

"唉,唉,唉,太重了,太重了!"

她說的是,小孫子的頭太大、太重了,弱小的身體怎麽能支撐起這麽大、這麽奇怪的頭呢?

無論大還是怪,愛因斯坦都在健康地成長。

小愛因斯坦今年 3 歲,似乎對大自然有著特殊的感情。他的目光,他臉上的表情,都顯示出他內心的喜悅。他望著森林,望著流水,獨自走在草地上......

有壹天,六歲的愛因斯坦生病躺在床上。

"愛因斯坦,妳好嗎?他的父親赫爾曼走進房間。

"醫生說我還不能起床。

"好吧,再忍耐壹下!我給妳帶來了壹份非常有趣的禮物。"

父親從口袋裏拿出的是壹個指南針。

"嘿,好奇怪的手表啊......,兩根針連成壹條直線!"愛因斯坦從床上坐了起來。

"這不是表,這叫指南針。"

"指南針?"

"是的。手表是用來計時的,有了這個東西,妳就可以確定方向了。來,仔細看看。"

"像這樣,不管妳怎麽搖,磁針總是指向壁爐的那個方向。這個磁針指向的方向就是北方。"

"磁針為什麽會指向北方呢?"

"這是因為我們生活的地球有磁力,磁力會把磁針引向北方。"

"這種磁力到底在地球的什麽地方呢?"

"可以說是整個地球。"

愛因斯坦驚奇地又看了看磁針,默默地想了想,然後躺回床上,不再說話。

"愛因斯坦真是個古怪的孩子"。走出病房,赫爾曼對妻子寶琳說:"我想,他病後壹定很悶(liáo),就拿了個指南針給他玩,我知道他看了,但他沈默不語,想著心事......"

"是啊。這孩子過了周歲還不會說話,好不容易學會了說話,又這麽沈默。我就怕他是個傻子。"

"真的......,但也許這就是天才。也許將來這個孩子會成為世界上最偉大的科學家!"

愛因斯坦的母親萬萬沒有想到,她隨口說的壹句玩笑話,後來竟成了心靈的預言。

孩子是富有想象力的。但是,是他的叔叔雅各布為愛因斯坦的想象力插上了翅膀。

"叔叔,代數是什麽?有壹天,愛因斯坦不知道從哪裏聽到了 "代數 "這個詞,就問叔叔。

叔叔笑著回答:"代數就是懶人的算術。任何妳不知道的東西,妳都把它叫做x,然後妳就去尋找x。"

多麽奇妙的遊戲啊!這是愛因斯坦躍入知識海洋的跳板。愛因斯坦從叔叔那裏學到初步的代數知識後,就整天迫不及待地尋找x和y。

愛因斯坦受到了三個成年人的影響:父親赫爾曼教他欣賞文學;母親保利妮帶他進入美妙的音樂世界;叔叔雅各布為他打開了科學殿堂的大門。文學、音樂和科學,這三樣東西後來成為塑造愛因斯坦偉大人格的三大支柱。

阿爾伯特10歲時進入魯特伯格高等學校。在那所學校裏,老師對學生的問題很不耐煩,而阿爾伯特只是不想簡單地重復老師教給他的知識,仍然忍不住向老師提問。因此,艾伯特在這樣的學校裏成了老師最不喜歡的學生。他感到非常不開心。幸運的是,艾伯特結識了穆(mù)尼黑大學的壹名醫科學生,他也是壹名俄羅斯猶太人,名叫馬克-塔爾梅。馬克還給艾伯特帶來了壹些關於自然科學的小書,這些書介紹了動植物、星星和隕石、地震、氣候和其他科學知識。艾伯特對這些書就像幾年前對父親表鏈上的小指南針壹樣興奮。傑克叔叔誇獎艾伯特喜歡解決問題,這就像打獵壹樣,把疑問當成動物,努力尋找,直到抓到為止。傑克叔叔還贊不絕口地對馬克-塔爾梅說:

"艾伯特開始學幾何時,還沒上第壹節課,就把幾何課本從頭到尾讀了壹遍。"

但是,高等學府的生活讓艾伯特變得越來越無聊和孤獨。他和老師、同學以及學校裏的壹切都格格不入。他渴望回到溫暖的家中。他堅信,在數學方面,他已經超越了高等學校畢業生的水平。他的數學老師不僅同意他離開學校,甚至認為艾伯特再也回不來了。

"我冒犯了您和學校的規定嗎?艾伯特很自然地問。

"沒有。"那位數學老師認為,阿爾伯特-愛因斯坦習慣於在課堂上問壹些連老師都無法回答的問題,這會影響其他學生對老師應有的尊重。

阿爾伯特毅然離開了那所高等學府。當時,赫爾曼-愛因斯坦已經陷入經營困境,關閉了工廠,舉家遷往意大利米蘭。阿爾伯特擺脫了慕尼黑淒涼、陰郁(àn):心裏不舒服、喜怒無常的樣子。這是他壹生中最快樂的時光之壹。他與好友奧托壹起,無拘無束地徒步穿越亞平寧山脈來到日內瓦。博物館、藝術珍品、教堂、音樂會、書籍、朋友、意大利溫暖的陽光、人們的自由和熱情,這壹切都讓阿爾伯特興奮不已。但這種田園生活不會長久。不久,父親的電器廠又倒閉了,他不得不讓艾伯特去找工作,或者回學校拿文憑,考大學。

阿爾伯特選擇了蘇黎世的瑞士聯邦理工學院。

愛因斯坦於1895年來到瑞士,進入蘇黎世工業大學學習。雖然他的數學成績很好,但其他幾門課程都不及格。他不得不回到瑞士的壹所州立中學補習。壹年後,他獲得了該校的文憑,才得以進入蘇黎世工業大學學習。

在大學的第壹年,愛因斯坦列出了壹份書目,主要是世界著名物理學家和哲學家的著作。他還為自己制定了每年、每學期和每月的讀書計劃。

然而,愛因斯坦對學校開設的常規課程不夠重視。他認為自己已經掌握了知識的課程,往往不去聽。不僅如此,對老師的教導,他也並不總是壹絲不茍地遵循:形容工作認真,連最細微的地方都不馬虎。老師的指點,他並不總是壹絲不茍地去做,而是常常獨出心裁,這讓壹些老師對他很不滿。

不久後的壹堂物理實驗課上,韋伯教授照例給每個學生發了壹張紙條,上面寫著詳細的操作步驟。

這是愛因斯坦自己在實驗室裏做過很多次的實驗。像往常壹樣,他把紙條捏成團,扔進紙簍(lǒu)裏。

沒想到,這次他犯了壹個大錯誤。

"砰 "的壹聲巨響,愛因斯坦的右手被炸開的玻璃劃破了,鮮血直流。

學生們驚叫起來,圍上去清理實驗臺上的碎玻璃,找來藥品給愛因斯坦的手包紮。

韋伯教授弄清原因後,從廢紙簍裏撿起他親手寫給愛因斯坦的字條,憤然離開了實驗室。

系裏給予愛因斯坦嚴重警告處分。

愛因斯坦為自己的 "獨立 "付出了代價,1900年秋天,他以優異的成績畢業,並和班上其他三名學生壹起獲得了當老師的資格。三人都留校當了助教,而愛因斯坦的申請卻被拒絕了。

在近兩年的失業期間,愛因斯坦時而在這裏教書,時而在那裏教書,沒有固定的工作,因此經濟收入很少,生活非常拮據,jié(jié):缺錢,處境艱難。

格羅斯曼看到並記住了這壹切。

格羅斯曼留意著世界各地的工作,但沒有壹個適合愛因斯坦。

有壹天,格羅斯曼從父親那裏得知伯爾尼聯邦專利局(或稱瑞士專利局,也叫精神財產局)正在招聘工作人員。他立刻想到了自己的好友阿爾伯特-愛因斯坦。

格羅斯曼對父親說:"爸爸,我的好朋友愛因斯坦還沒有找到工作,請幫我向專利局的弗裏德裏希?哈勒先生說說這件事,讓他去那裏工作"。

老格羅斯曼專程拜訪了哈勒先生,極力推薦愛因斯坦去專利局工作。哈勒先生點頭表示同意。

他說到做到,1901年12月11日,當地報紙刊登了伯爾尼專利局的招聘廣告。

愛因斯坦和米列娃看到了這則廣告。格羅斯曼也通知了愛因斯坦。愛因斯坦表示感謝,然後寫了壹份申請,並按照格羅斯曼告訴他的地點找到了專利局。

專利局局長哈勒很快認出了愛因斯坦這個名字。他請愛因斯坦到他的辦公室。愛因斯坦面對面坐在哈勒的辦公桌前,心中確實有些不安。他心裏非常清楚,這確實是壹個難得的機會,為了通過這次面試,他無論如何都不能犯任何錯誤。只有這次被錄取了,他才能不為生計發愁,才能通知父母,請他們放心。

哈勒博士打量著愛因斯坦說:

"我現在手裏有三份專利申請,請妳看壹看,發表壹下意見。"

愛因斯坦看到眼前的主任不僅嚴肅認真,而且正直熱情,為人真誠,緊張的心情頓時煙消雲散。他根據自己所學的知識,仔細閱讀了三份專利申請,判斷了這些申請的價值。然後,他壹壹說出了自己的看法。哈勒微微壹笑,聽得很認真。他確實從反面聽到了這個年輕人缺乏工程知識和某些技術細節,但他也從愛因斯坦的觀點中看到了這個年輕人敏銳的思維敏銳:(感覺)靈敏:(眼光)銳利。以及判斷能力,尤其是他認真的態度,讓他非常滿意。

告辭後,愛因斯坦回到住處,把自己被錄取的喜訊告訴了米列娃。

於是,愛因斯坦來到伯爾尼,在專利局就職。

正如局長所說,他很快就學會了工作。對愛因斯坦來說,這些工作簡直太容易了。別人需要壹天才能完成的工作,他不到三個鐘頭就完成了。他把剩下的時間都花在了學習物理上。

在伯爾尼,愛因斯坦結識了幾位新朋友,他們都對學術有著濃厚的興趣,經常聚在壹起進行 "科學談話"。

他們經常在下班後、散步時或在某人的住處見面,壹起聊天或讀書。

他們每次聚會也都是聚餐。幾根香腸、幾個面包、幾塊奶酪(lào)和水果,就是他們最豐盛的晚餐。

在伯爾尼的九年是愛因斯坦記憶中最快樂的時光,也是他最具創造力和科學成就的階段。他和米列娃還結了婚,並有了可愛的孩子。

在愛因斯坦不到16歲的時候,他乘坐壹輛馬車,突然產生了壹個奇怪的想法:如果有人以光速和光壹起旅行,他會看到光是靜止在空間的電磁(cí)波嗎?

根據傳統的經典物理學,答案是肯定的。這就好比我們坐在壹輛勻速行駛的汽車裏,觀察另壹輛以相同速度、朝相同方向行駛的汽車,感覺就像汽車沒有動壹樣。

但愛因斯坦通過推理和想象認為這是不可能的。

火車上的乘客相對於火車並沒有移動,他們相對於地面以每秒幾十米的速度飛馳而過。火車相對於地面運動,地球相對於太陽運動,這些都是相對運動。但如果繼續這樣推導下去,太陽相對於銀河系中心運動,銀河系又相對於什麽運動呢?

根據經典物理學的解釋,除了相對運動,還有絕對運動,即相對於絕對空間的運動。而絕對空間,牛頓的解釋是:"絕對空間,就其本質而言,是獨立於任何外在事物的,而是始終不變的、不可移動的"。

但是,如果絕對空間與外界無關,它又是如何存在的呢?它又是如何被認識的呢?牛頓無法回答這個問題,只好把絕對空間和絕對時間說成是上帝的創造。愛因斯坦當然不滿足於這種解釋。愛因斯坦的研究始於 "以太之謎 "這個古老的問題。

"以太 "壹詞是古希臘人創造的。他們認為空氣中充滿了壹種叫以太的物質,這種物質肉眼看不見,卻無處不在。

牛頓借用 "以太 "壹詞作為引力傳播的媒介。

另壹方面,光的 "波動理論 "認為以太是光波的介質,就像空氣是聲波的介質壹樣。

"波動理論 "還認為,以太無所不在,它不僅充滿宇宙空間,還滲透到氣體、水和所有物體中。它沒有摩擦阻力,不會影響所有物體的運動。

在 19 世紀,以太還被認為是電磁場的承載者和電磁波的傳播者。還有人簡單地把這種看不見、說不清的以太說成是牛頓的絕對空間!

以太成了謎中之謎,無人能解!

愛因斯坦長期以來壹直對以太的存在持懷疑態度:"難道光只能通過壹種傳播媒介來傳播嗎?這種媒介只能是以太嗎?

"既然沒有任何東西可以證明絕對空間和絕對時間的存在,那麽它們就不存在"。

愛因斯坦敢於挑戰任何權威!

在狹義相對論中,愛因斯坦提出了兩個基本原理:

第壹,光速不變。

二,當物體接近或以光速運動時,時間相對於該物體會變慢。這就是著名的狹義相對論原理。

他又根據狹(xiá)義相對論原理,推導出物體的質量也與運動密切相關,運動速度增大,質量也隨之增大,並得出了質能關系式:

E=mc2,即當物體轉化為能量時,能量的總值等於它的質量與光速的平方的乘積,從而揭示了原子內蘊藏著巨大能量的秘密!

對於相對論原理,愛因斯坦本人曾作過言簡意賅(è):抓住要點(多指講話或寫作)。

"大意是這樣的:早先人們認為,如果出現某種奇跡,壹切有形的東西突然消失了,那麽空間和時間就會保留下來。根據相對論,空間和時間會與其他壹切壹起消失。

時間、長度和質量是力學研究中的三個基本量。在牛頓力學中,它們是絕對不變的。但在相對論中,它們變成了與測量者所在的坐標系相關的量。

此外,在牛頓力學中,質量和能量是截然不同且互不相關的,它們各自都是守恒和守恒的(數值上):保持不變 ......。在相對論中,牛頓守恒定律變成了質能守恒定律,即E=mc2。

這樣,空間和時間統壹了,物質和運動統壹了,質量和能量統壹了。

1913年夏天,愛因斯坦和居裏夫人壹家來到安卡蒂努山谷。

愛因斯坦用他那充滿靈感的聲音,向居裏夫人講述了他腦海中湧動的概念。居裏夫人是全歐洲少數幾個能理解他的理論的人之壹。

孩子們有時會豎起耳朵,聽著那些聽不懂的術語。愛因斯坦壹邊專心致誌地思考,壹邊走過懸崖邊,爬上了壹塊矗立的巖壁。

他突然站住,抓住居裏夫人的手,驚呼道:"夫人,妳看!問題就出在電梯在真空中下降時乘客身上發生的變化上呀。"

1905年發表的相對論有壹個條件,即 "以兩個世界以相等的速度運動為條件"。因此被稱為 "狹義相對論 "或 "特殊相對論"。

當愛因斯坦在維也納物理和醫學大會上提出這壹理論時,有人支持,有人反對。經過激烈的爭論,愛因斯坦得出了明確的結論:"我希望在明年的日食期間拍攝行星的照片,以驗證我的理論是否正確。根據我的計算,光的曲率角為 0.83 秒"。

這是壹個大膽的預測!

不幸的是,1914 年日食發生時,世界大戰已經爆發。德國派往俄國的日食觀測小組被俄軍逮捕,因此實際觀測只能等待下壹次機會。

1918 年,德國投降,第壹次世界大戰終於結束。隨著戰爭陰雲的逐漸散去,全世界的人們都意識到,愛因斯坦已經成為世界上壹個偉大的偶像。

戰爭結束後,英國皇家天文學會和皇家學會,立即派出(qiǎn)日食觀測小組搞觀測,這次觀測的對象是預計出現在1919年3月27日的日食,目的是驗證愛因斯坦的預言。

由於日食可以在非洲和南美洲觀測到,英國決定派出兩支觀測隊。英國決定派出兩支觀測隊:壹支前往巴西北部的索布拉爾,壹支前往非洲幾內亞灣的普林西比島。著名天文學家愛丁頓爵士(Jué)親自擔任非洲觀測隊隊長。觀測隊乘船離開英國,攜帶(xié)各種新奇的儀器,做了充分的準備。

他們到達的那天正好是陰天,不適合觀測。

當全(shí)食快結束時,雲開霧散,繁星閃爍。因此,其中壹張照片非常清晰地捕捉到了五星。

他們把底片打包帶回了倫敦。幸運的是,巴西索布拉爾天氣晴朗,所以他們能夠拍到壹張很好的照片。在倫敦,專家們將它與陽光不充足時拍攝的照片進行了比較。

愛因斯坦的預言能否得到證實?全世界的學者都在屏息等待結果的公布。但有壹位物理學家例外,他似乎對這些事漠不關心,依然日日口(xián)管,專心致誌地做著其他研究--他就是愛因斯坦。

1919年11月6日--壹個偉大的日子。

英國皇家天文學會聯合英國皇家學會,在皇家學會禮堂舉辦了壹場日食觀測報告會。主席是著名物理學家湯姆森教授。講臺後面是艾薩克-牛頓的巨大雕像。湯姆森教授站在雕像前,報告了實際觀測的結果。正如愛因斯坦所預測的那樣,星光的 "之 "字形時間為 1.64 秒(愛因斯坦最後壹次預測為 1.7 秒)。

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