书城自然科学新编科技知识全书:科学发现与传奇故事
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第74章 爱因斯坦独领风骚

“江山代有人才出,各领风骚数百年。”二十世纪初,正当多数科学家为“两朵乌云”困扰之际,1905年一颗灿烂的明星从瑞士伯尔尼的上空升起,震惊了整个科学界。

爱因斯坦幼年时代就经常被优美动听的旋律所吸引,他不是神童,但是很喜欢思考。他少年时代读了不少自然科学方面的书,自学了《大众物理科学从书》、《力与物质》以及欧几里德等读物,掌握了整个自然科学领域里的主要成果和方法。

科普读物不但增进了爱因斯坦的知识,而且拨动了年轻人好奇的心弦,引起他对问题的深思。十六岁那年,他自学了微积分,并且想:如果以光速追随一条光线运动,会发生什么情况呢?这条光线就会象一个在空间振荡着而停滞不前的电磁场。真是奇想联翩!这表明,爱因斯坦已经开始探索相对论问题了。一个年轻人这样异想天开,用传统的眼光来看完全是难以容忍的。然而,善于幻想正是爱因斯坦一个极可贵的品质。没有幻想,就没有相对论,也就没有爱因斯坦的伟大了。

爱因斯坦是进行思维实验的大师。即使是在备受失业煎熬、贫病交加的岁月,也没有放弃对科学的探索。他创立了狭义相对论和广义相对论。提起狭义相对论,许多的科学幻想作品用它做过题材,描写一个人坐光子火箭遨游太空回来以后,发现自己还很年轻,而孙子已经变成老头。这是狭义相对论钟慢尺缩现象,它是指物体高速运动的时候,运动物体上的时钟变慢了,尺子变短了,也就是时间和空间随物质运动而变化的结果。狭义相对论最重要的结论是质量守恒原理失去了独立性,它和能量守恒原理融合在一起了,质量和能量可以互相转换。几十年来的历史发展证明,狭义相对论大大推动了科学前进,成为现代物理学的基本理论之一。

在狭义相对论发表以后,爱因斯坦又经过十年的努力,在数学家们的协助下,运用非欧几里德几何学,完成了广义相对论。在广义相对论中,时间和空间跟引力场有关,而引力场又是由物质产生的。爱因斯坦从广义相对论出发,作了一些伟大的科学预言,光谱线的引力红移和引力场中光的弯曲。

爱因斯坦还根据广义相对论,提出了关于宇宙的有限无边模型,推动了宇宙学的发展。

爱因斯坦的相对论刚问世的时候,有人曾说全世界只有十二个人理解他的理论。他独一无二地作出了许多伟大的科学预言。他不是考虑某个具体问题,不是企图占据科学空间中的一个点,而是综观全局,试图找出科学空间中各点的相互联系。他创立相对论,关键过程的完成是靠直觉的,是一种经过长期酝酿、反复思考以后的豁然省悟。承认科学创造中的直觉作用,承认爱因斯坦非凡的思维洞察力,从这个意义上讲,他是个天才的科学家,他的攀登之路并不是随便什么人都能够开创出来的。

爱因斯坦的科学思想活跃,有时竟全神贯注到食而不知其味的地步。他在伯尔尼专利局时,常和几个年轻人共进晚餐,一边吃简单的食品,一边阅读讨论科学大师们的著作。由于常到一间叫“奥林比亚”的小咖啡馆,便把他们的聚会戏称为“奥林比亚科学学院”。有一次,爱因斯坦一面吃鱼子,一面兴致勃勃地在评论牛顿的惯性定律。待他停下来,有人问:“你刚才吃的是什么?”他茫然回答:“不知道。”“那是鱼子呀!”爱因斯坦已进入了一种超然的境界。

“奥林比亚科学院”使年轻人之间的脑力激荡,好比化学反应中的催化剂,常常促成一些创造性的思想火花。如今,脑力激荡已成为创造性思维的重要方法,爱因斯坦所开拓的路正吸引着越来越多的有志青年。

爱因斯坦创立了相对论,从科学界一无名小人物成为牛顿之后无与伦比的物理巨人。