杰出的科学天才、现代伟大的物理学家、相对论的提出者阿尔伯特·爱因斯坦,1879年出生于德国的乌尔姆市。爱因斯坦在慕尼黑度过了青少年时期,童年时他喜欢幻想,喜欢音乐,讨厌游戏,看不出有什么天分。由于父亲生意失败,他离开学校,到米兰给父母当帮手。1901年,他放弃了德国国籍,加入瑞士国籍。他第一次报考苏黎世理工学院电气工程系时落榜,一年之后才被录取。
爱因斯坦毕业后未能谋求到一个教学的职位,只能到设在伯尔尼的专利局当一名职员。1904年到1917年间,借助当时普朗克和洛伦兹等物理学家的最新研究和测量成果,他在心里重新思索宇宙,他的里程碑之作是1905年提出的“狭义相对论”,论述高速运动的问题;1915年,他提出了“广义相对论”,论述引力的问题。经过几年的艰辛工作,爱因斯坦声誉日隆。1933年,纳粹在德国的兴起迫使爱因斯坦流亡比利时,他在柏林的别墅被盖世太保征用,由于他曾打算资助一个共产党组织加强武装力量,因此财产被没收。他的著作在柏林国家剧院广场上被当众焚毁,因为那是所谓的“犹太”物理学。他辞去普鲁士科学院院士职位,1933年来到美国的普林斯顿研究所,从此再没有回到欧洲。他住在一所简朴的房子里,那里堆满了书籍和笔记,他每天要工作好久。
爱因斯坦
爱因斯坦坚信对希特勒只有用暴力才能遏制,于是他写信给当时的美国总统罗斯福,向他讲述核裂变的威力。爱因斯坦的信开辟了核能时代——现在我们大家都生活于其中——结果美国于1945年秋天用两颗原子弹轰炸了日本广岛和长崎,从而迅速结束了世界大战。爱因斯坦并没有参与开发核武器,当他听到核弹轰炸广岛的消息时,他感到沮丧和伤心,并在晚年致力于反对使用核武器。他谦虚、孜孜不倦,是伟大的印度非暴力主义者甘地的推崇者。
20世纪初,爱因斯坦继承了包括牛顿关于万有引力的研究成果,还有詹姆斯·克拉克·麦克斯韦的研究成果。
爱因斯坦表明,宇宙包含着有限的能量,如果你燃烧什么东西或者爆炸什么东西,并不能增加宇宙里的能量总量,它只是从一种形态转为另一种形态,宇宙能量的总量依然保持恒定。事实上,能量驻留于物质之中,能量就是物质,物质就是能量。根据这个理论,爱因斯坦推导出著名公式:能量等于质量乘以光速的平方,即E=m2。这个理论概括了宇宙所有的运动和创造,解释了像太阳这样的恒星天体怎样燃烧释放能量,万有引力怎样弯曲光线,宇宙又怎样弯曲空间,怎样膨胀。爱因斯坦写道:“在某种意义上,我真的做到了用纯粹的思想领悟现实,如同古人所梦想过的那样。”
爱因斯坦著作里让人震惊的是他文体的优美和计算的简练,其中没有像其他科学家著作里常见的脚注和含糊不清,而是显而易见、轻松简洁。他推演出的公式使人类“更接近造物主之秘密”。
爱因斯坦反对量子理论,尽管他自己的工作修正着量子理论,他写信给马克斯·玻恩(Max Born):“量子力学毫无疑问是言之成理、堂而皇之的,但是内心有一个声音告诉我,量子力学还不是靠得住的。这个理论尽管说得很多,但并没有让我们更接近‘造物主’,我在任何情况下都相信,神是不玩骰子的。”
量子理论首先由德国物理学家马克斯·普朗克于1900年提出,它保持着与先前物理学的种种联系。如果相对论可以处理大尺度物质的问题,量子理论只能处理小尺度物质的问题,量子力学处理对象小于原子层次。古希腊哲学家德谟克利特曾声言,物质都是由原子构成的,原子是宇宙间最小的单位。科学家们习惯于运用原子的观念,直到他们发现比原子更小的粒子。科学家们还发现这些粒子没有确定的行为方式,而是偶然与随机的,所以这些比原子还小的东西表现出不确定性。海森堡(Heisen-berg)的“测不准原理”表述了这一性质,即这些粒子的波动性、粒子性、空间位置等不能通过实验加以确定,物质从根本上来讲是不确定的,因此必须放弃绝对的概念。
相对论与量子理论的研究仅限于各自的领域,它们之间不能吻合。现代物理学面临的任务是发展一个统一的理论,并把相对论与量子力学协调起来。
爱因斯坦在早年就拒绝人格化的上帝,他也拒绝任何原教旨主义者对《圣经》的解读,如果说爱因斯坦追随某种宗教的话,那就是斯宾诺莎1632-1677年的泛神论。当爱因斯坦面对宇宙时,他怀有一种宗教式的敬畏。他写道:人生的含义是什么?或者,所有有机体生存的含义是什么?对这种问题的回答全都暗含着一种信仰——一个看不出自己和他人生活意义的人,虽然未必是不幸的,但他的生活几乎是不够格的。
爱因斯坦承认自己是有着“深深的信仰的人”。他的信仰感情是:“我们难以洞察的某个事物存在的知识、极其意味深长的理由和极其光辉灿烂的优美,只能以它最基本的形式接近我们的理性。”爱因斯坦钻研非常核心的宇宙问题,他的惊人发现让人们不停地追求科学的真相。