光辉而磊落的一生
——纪念爱因斯坦
爱因斯坦的一生开始于工业革命和艺术思潮蓬勃兴起的时代,结束于超级大国之间的相互对抗,核战争一触即发的世界格局之中。在他诞生之初的19世纪末期,蓬勃朝气的资产阶级和文艺先驱仍还具有决定性的影响,但在他辞世之时,他已经从一个宇宙揭秘者的身份成为人类智慧的代表和20世纪的文化象征。在今天的21世纪,他个人本身,他的行为以及思想所具有的魅力仍散放着耀眼的光芒。对于人类,太阳照亮了世界,而他——阿尔伯特 爱因斯坦——照亮了一个新的世界。
青年时代——奠定了为科学和人类奋斗一生的信念
1879年3月14日,在德国南部的一个小城市——乌尔姆,阿尔伯特 爱因斯坦降生在一个宽容、理性、不信教的中产阶级家庭中。爱因斯坦的父母是德国犹太市民的典型代表,非常重视教育和教养问题。小爱因斯坦是在SICH REGEN BRINGT SEGEN(梅花香自苦寒来)这样的格言下长大的。父亲和母亲非常相爱。母亲钢琴弹的很好,是她把音乐带进了家中,为音乐和爱因斯坦牵了红线。从爱因斯坦6岁第一次开始接触小提琴时,它便成了他一生中的另一个挚爱。父亲为人和善,爱好文学,晚上经常向家人朗读德国席勒和海涅的作品。爱因斯坦虽非一个早慧的天才,但童年和青少年时期的他,有许多超出同龄孩子的特别之处。比如,爱因斯坦在12岁的时候从塔耳梅(一名学医的犹太学生)得到一本后来被爱因斯坦称为“神圣的几何学小书”的欧几里得几何学的教科书,这是一个让他感到好奇和惊奇的学科,因为它的推论能“如此精确的证明,以至于任何怀疑都是不可能的”。或许“好奇”对爱因斯坦的整个一生都特别重要,它几乎是爱因斯坦反思的出发点,也几乎是他作出重大科学贡献的出发点。另外对于年轻的爱因斯坦来说,塔耳梅就象一位精神上的“父亲”,他是爱因斯坦的科学启蒙老师。塔耳梅推荐爱因斯坦读通俗科学读物,从而引发了爱因斯坦对物理学问题的浓厚兴趣。爱因斯坦也是通过他第一次有了对科学的国际主义精神、科学的世界观意义和社会意义的认识。爱因斯坦或许还是个早熟的少年,爱因斯坦在那时就“深切的意识到,大多数人终生无休止地追逐的那些希望和努力是毫无价值的”。或许在那时就注定了他今后辉煌又极具价值的一生。也可以看出,爱因斯坦在往后的生涯中所表现出的“没有任何野心,也没有对金钱的贪图,更没有出人头地的想法”在他小时候就深深埋下了纯洁的种子。他在晚年曾经说过:“幸福和愉快对我来说永远不会成为最高的目标。我甚至倾向把这种精神目标比作一头猪的幸福。”爱因斯坦从小表现出的这些——不同于一般孩子的好奇心、顽强的信念和坚韧不拔的毅力使他最终实现了自己的梦想。
即将中学毕业,爱因斯坦在他的法文作文《未来的计划》中写道:“一个幸福的人对现在感到太满意就不可能对未来思考太多中。对于一个严肃的年青人来说,尽可能准确地去认识他适当的目标是什么,是很自然的事情。……科学事业还存在着一定的独立性,那正是我喜欢的。”爱因斯坦此时已从一个有点胆怯的少年成长为甚至有点自负的青年了,并且此时的爱因斯坦已经可以十分肯定他自己未来的发展方向了。在爱因斯坦心中,始终有一团火在燃烧着,那就是 “科学将伴随我终身”的信念。而此时,音乐已和他深深的互相爱上了对方。从此,科学和艺术这两个矛盾的事物就这么奇妙的在爱因斯坦身上融合了。
在爱因斯坦16岁的时候,他写了他的第一篇物理论文:《关于磁场的以太状态研究》,他研究了磁场对以太的影响问题。他在论文中假设了一个充满全部空间的弹性物质——以太的存在。这篇论文成为狭义相对论的最初的出发点——对以太观念的放弃。
奇迹年——第一个科学高峰
爱因斯坦大学时代以自学和关注实验著称。他通过自学来了解科学的最新进展,而直接观察和接触实验为他今后的研究工作奠定了扎实的基础。但爱因斯坦大学毕业后并没有找到合适的工作,他向许多学术机构发出了求职信,但都石沉大海。1902年,爱因斯坦接受了伯尔尼联邦专利局的一个技术专家的职位,并在同年,他加入了伯尔尼的自然研究者协会,在此不久,他和他的朋友有又建立了“奥林匹亚科学院”。在伯尔尼,他和他的朋友们一起讨论哲学与科学,他们批判学术界的狭隘和对权威的崇拜,爱斯坦认为“对权威的愚忠是真理最大的敌人”。爱因斯坦从他的朋友们那里得到了许多的启发和帮助,正是在这个圈子里,他的许多革命性的想法诞生了。伯尔尼在爱因斯坦后来的回忆中被称为“在地球上最接近天堂的地方”。
1905年,一道圣光从伯尼尔的上空似乎一下子照射开来,世界也似乎一下子沸腾起来。这一年,爱因斯坦在《物理学纪事》上发表了五篇论文和21篇评论。其中《分子热运动论所要求的平静液体中悬浮粒子的运动》——解开了布朗运动之谜,证实了原子的存在;《有关光的产生和转化的一个试样性观点》——光量子假说,创立了新的科学理论,解开了辐射之谜;《论动体的电动力学》——宣告了狭义相对论的诞生。这三篇论文各自都引发了物理学理论的革命,宣告了传统物理学向现代物理学的转变,从此人类对自然的认识发生了飞跃。在1905年11月12日爱因斯坦又发表了一篇关于相对论的论文——《物体的惯性同它所含的能量有关吗?》,爱因斯坦在其中阐述物体能量和质量之间的关系,并提出了一个令地球都为之颤抖的公式——E=mc^2——第一次向人类预告有一种震撼世界力量。这些成果的问世,犹如闪电划破了时代的夜空,然而这场革命和历史上任何的重大进步一样,一开始并没有别很多人所接受,反而受到各种诋毁和批判,但是它的价值就象被沙子包裹的金子,在历史潮流的荡涤中,日益散发它的光芒。
1905年,的确是爱因斯坦丰收的一年,但这一切并没有给他带来学术上的声誉。1906年,苏黎世大学接受了他的博士论文《论分子大小的新测定法》,爱因斯坦获得了博士学位,并于1908年,爱因斯坦成为伯尔尼大学的无薪讲师,这才为他在学术界大放异彩开辟了道路,成为他学术生涯起飞的时刻。爱因斯坦的名声正在逐渐的增长,但这外界的一切并没有带给爱因斯坦多少的愉悦和轻松。他所关心和感兴趣的只是对世界的凝神深思,在一切可能的条件下去解开这个世界上的一个个的谜。爱因斯坦曾在研究的过程中写道:“探索真理,我从自己不时撞入死胡同的痛苦的探索认识到,在朝着真正有意义的事物方面每迈进一步,不管是多么渺小的一不,都是难乎其难的。”他认为“通向人类真正伟大的道路只有一条——那就是历尽艰苦的道路。”爱因斯坦终生追求伟大和崇高,他对大自然奥秘的迷恋,这种渴望认识客观的“个人以外的”和“超个人的”世界的愿望成为支配他一生最根本的力量。尽管这种力量伴随着痛苦的煎熬,但带给爱因斯坦本人和人类的却是无限的光明。
绚丽多彩的时期——坚守科学和和平的信念
1911年,爱因斯坦举家移居布拉格。在布拉格期间,他写了《论引力对光传播的影响》,这篇论文是爱因斯坦迈向广义相对论的重要步骤。同年,爱因斯坦接到了第一个国际性物理学家大会——索耳末会议的邀请,这标志着爱因斯坦正式跨入同时代杰出科学家的行列。1914年4月,爱因斯坦来到德国柏林的普鲁士科学院,4个月后,第一次世界大战爆发了。“这场战役是一场非常野蛮的战役,各国动用了所有的战争资源,并把最新的技术应用到战争中。”
在爱因斯坦到柏林的最初五年,他创造了他学术上的“第二高峰”。也许对于狭义相对论,爱因斯坦还汲取了很多物理学家们一些有价值的观点,但是,对于广义相对论的建立,则很少人能分享这一成果。1915年秋,爱因斯坦从一个广义协变的理论,几经修改,发表了今天我们所知的广义相对论,并且预言了两个可以证明广义相对论的效应——引力场中的光线弯曲和引力场中光色谱的变化。虽由于战争的原因,证明这两个预言的考察一直被拖延到五年之后,但广义相对论成为理论物理学发展的典范和人类理性思维能力高度成熟的标志,已是不争的事实。1919年,爱丁顿领导的日食远征队确证了“光线在经过附近时会偏转”,这个观测到的事实宣告了广义相对论的彻底胜利。从此,爱因斯坦成为世界性的人物。1917年,爱因斯坦又发表了《广义相对论的宇宙学考察》,在这里,他提出了一个新的场方程,引入了宇宙学项。虽然随后发现这一理论中“宇宙学常数”被证实需要放弃,但是,这篇论文仍标志着现代宇宙学的开始,从此宇宙的发展和结构成为广义相对论最重要的研究对象。1922年,爱因斯坦被授予1921年的诺贝尔奖,惊讶的是,授予奖章的名义竟是爱因斯坦众多贡献中最不起眼的一个——发现光电效应。
1932年12月10日,爱因斯坦离开柏林,终身未返。在柏林的18年中,爱因斯坦成为世界名人,创立了广义相对论,作出了宇宙学的思考,并且他的理论得到验证。也正是在这18年中,除了科学研究之外,他广泛的参加了社会活动,政治成为他除了科学之外的第二寄托。在柏林,爱因斯坦多次目睹了“人们多么的背信弃义和缺少爱心地对待优秀犹太青年”,尽管对于不信犹太教的犹太人——爱因斯坦来说,“自由和独立是第一位的,对于种族的忠诚则居于其次”,但强烈的人道主义精神使得他献身于和平、自由和社会正义。也正是这样恶劣的民族主义和残酷的第一次世界大战更加使爱因斯坦坚定和平主义和国际主义的信念。从1925年到1932年,爱因斯坦成为国际反战运动活跃的领袖,这一切使得这位对待人类热忱的伟人几次险些丧命。但他仍豁达和乐观的说:“能亲身经历这样一种过程,是何等的荣幸!”在这期间,“作为做出头等贡献的德国二等公民”,爱因斯坦向我们全面展示了他的政治观点——“消除战争,以次作为人类道德革新的第一步”;对犹太人的立场来源——“社会解放和保留民族个性”的愿望;声援的犹太复国主义——犹太传统在文化和精神上的复兴,以及他所主张的国际间的科学合作。
德国对于爱因斯坦来说,是他故乡的热土,这里不仅激发了他思想的又一火花——广义相对论,而且激发了爱因斯坦的政治潜能和国际交往能力,但同时,也正是德国,给爱因斯坦带来很多痛苦和悲哀感受。在20世纪的二三十年代,已经成为名人的爱因斯坦或许是为了躲避反犹太主义的喧嚣,他应邀进行了几次大的旅行。从美国到日本;从上海到巴勒斯坦;从西班牙到南美的阿根廷、乌拉圭、巴西。在初次访问美国,爱因斯坦赞扬了美国的民主制度和美国人乐观向上的精神,但也看到了美国社会中的功利主义、教条主义还有政治上的孤立主义;在东方的旅行,东方文化的特有韵味让他印象深刻。在访问到上海时,爱因斯坦高度赞扬了中国文明:“我们的兄弟民族确实比这些可怕的欧洲人更富有同情心,至少不那么残忍。或许,只有当世上只剩下中国人时,情况才会得到改善。”但在随后几天的上海之游中,爱因斯坦也看到了旧中国苦难的一面,在旅行日记中,他写道:“他们好像是受折磨的、鲁钝的、不开化的民族,而同他们国家的伟大文明的过去好像毫无关系。他们是淳朴的劳动者,……在劳动着,在呻吟着,并且是顽强的民族。”南美三国之行让爱因斯坦看到了欧洲以外的文明。1932年,爱因斯坦再次到美国讲学,从此,他再也没有回到德国。
晚年岁月——执著的追求
爱因斯坦是量子理论的奠基人之一。当他1905年提出光量子概念时,几乎所有的物理学家都反对他,虽然在随后的一两年中,爱因斯坦用事实证明了光的本质:波和粒子的综合。但直到1916年,仍还有一些科学家认为光量子假说是站不住脚的。随着1925年海森伯的矩阵力学和1926年薛定谔的德布罗意的物质波思想的问世,波和粒子终于成为真正的“一家人”。量子力学从此兴旺起来。1927年,海森堡提出了不确定原理,由此,很快的,由于处于柏林的以互补原理和测不准关系为理论基础的哥本哈根学派的诠释,量子力学成为“真正的理论”,但也正由此开始,爱因斯坦与量子力学争论起来。在1927年第五次索耳末会议上,爱因斯坦和量子力学的代表人物——波尔——20世纪的另一位最杰出的物理学大师,就量子力学基础展开对话,这些关于量子力学解释的许多讨论成为当时在科学界具有轰动性的pk战。1935年,爱因斯坦在《物理学评论》上发表文章:“量子力学不完备,有待进一步发展。因为不允许粒子同时具有位置和动量是绝对不可能的。”爱因斯坦“不相信上帝会掷骨子”,他坚持“物理理论完全能够反映与主体无关的客观世界,因果性是自然界的基本规律。而量子理论恰恰在是否存在脱离于人的客观世界和完全的因果性上于传统物理学甚至相对论产生分歧。”虽然玻尔几个月后发表文章反驳了爱因斯坦的这个观点——“由于不可能同时对粒子的位置和动量进行测量,所以也就谈不上同时具有确定的值。”但是,爱因斯坦觉得玻尔的回答是不能够令人满意,因为这个回答回避了关键性的问题,对于现象背后的实际过程没有做出任何说明。在1948年,爱因斯坦在《辩证法》杂志上发表《量子力学与实在》:“量子力学在某种意义上甚至是决定性的进步。但它的方法是根本不令人满意的。我设想,这个理论很可能成为以后一种理论的一部分,就象几何光学现在合并在波动光学里面一样:相互关系仍然保持着,但其基础将被一个包罗得更广泛的基础所加深或代替。”1932年,爱因斯坦在离开德国之后,小而恬静的普林斯顿成为他生命最后的22年度过的地方。在这里,爱因斯坦依然继续着他自己的科学研究。他一方面对相对论进行精致化的工作,另一方面,他晚年最大的工作就是试图寻找“统一场论”。爱因斯坦的思想实际上比他同时代的人超前好几十年,早在1905年,爱因斯坦就希望能够通过修改麦克斯韦的电动力学来解释神秘的量子效应。1922年,爱因斯坦发表了他的第一篇关于统一场论的论文,尝试把广义相对论和电动力学结合起来,希望可以解释粒子和量子效应。在后来的日子里,爱因斯坦在批判量子力学的同时,也希望通过建立统一场论来克服量子力学的缺陷。虽然直到爱因斯坦逝世,统一场论也未成功,但这一探索成为爱因斯坦留给科学的最重要的遗产。(目前,物理学家们试图提出一个万物理论,用一套公式涵盖物理学的一切已知的力和场。)在他后三十年的科学生涯中,对自然界的统一的追求,成为他研究工作的主旋律。
二十世纪的前几十年,实际是纳粹恐怖活动最为猖狂的时候。爱因斯坦虽然已经到了美国,但是面对纳粹德国令人发指的行为,爱因斯坦改变了他的态度,他的和平主义是“有条件的”:“和平问题的有效解决只能依靠建立一个超国家的仲裁机构。与眼下的国际联盟不同,这个机构有执行决定的手段。简而言之,它是一个国际正义法庭,永久拥有强有力的军队或警察机构。”1939年7月,爱因斯坦得知德国人正在研究“原子裂变导致的链式反应”,由于担心德国人先发制人的军事行动,8月,爱因斯坦给罗斯福总统写了一封非常重要的信:“……这种新现象在变为一种新的能源的同时,虽然还很不确定——也可以由此制造出极有威力的新型炸弹……”或许许多人会由于爱因斯坦的能量方程和他给罗斯福总统的那封信,认为他是“原子弹之父”。而事实绝非如此,在爱因斯坦得知德国并未造出原子弹之后,立刻出来阻止这场灾难,但美国并没有因得知这个消息(德国没有造出原子弹)而停手。伴随着原子弹在广岛上空的爆炸声和那些无辜的生命的哀号,原子时代到来了。爱因斯坦也由此更加确定了“核武器是未来对人类最大的威胁”——“如果这种努力果然成功了,那么大气的放射性毒化,以及随之而来的地球上一切生命的灭绝,都将是在技术可能达到的范围。”爱因斯坦在他生命的最后十年,不懈努力,试图建立有效的国际合作来防止战争。他建议成立一个世界政府来加强武器控制,组建一只国际维持和平部队。他还认为,科学家负有特殊责任,要向公民宣传核战争的危险。怀着对人类未来深深忧虑的爱因斯坦曾在1936年写了一封信:“亲爱的后辈们,如果你们的所作所为不能比我们现在和以前的行为更加公平、和平,尤其是更加理性的话,那你们就等魔鬼来带你们走了。”1955年,英国著名哲学家、数学家罗素发表了一份和平倡议书,“要求消减原子武器,停止研究开发氢弹”。1955年4月11日,爱因斯坦在该文件上签了名。“罗素-爱因斯坦宣言”开创了科学家积极投身反战和裁军运动的先河。这份签名也被视为“来自象征人类智力之颠的人的最后信息,恳求我们不要让我们的文明被人类的蠢行所毁灭”。4月8日1时25分,爱因斯坦在普林斯顿的一家医院里去世了——“人类宇宙中有头等光辉的一颗巨星”陨落了。
1999年12月31日,阿尔伯特 爱因斯坦被美国《时代》杂志评选为“世纪之人”。总结爱因斯坦76年的生命里程,作为伟大的科学家、哲学家、社会活动家、政治思想家的他对整个人类社会的影响,除了他的科学成就之外,更重要的是他宽广的胸怀、高尚的情操以及他给人类所带来的宝贵的思想、精神财富。今天,离阿尔伯特 爱因斯坦的奇迹年1905年已经过了101年又332天(11月28日),但追忆爱因斯坦的热潮仍然不减,因为爱因斯坦的依然影响至今,甚至将会更加久远。
参考文献:
《爱因斯坦传》
《爱因斯坦文集》
《爱因斯坦》
《爱因斯坦年表》