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在人类历史上,从不缺少那些能改变时代的人。人们对伟大人物的追忆,也从不缺少粉饰。但过分的神化,往往会成为人类前行的阻碍。因为它掩饰了那些错误与失败,也让人忽视教训。

爱因斯坦便是如此,他当然是伟大的科学家,但不应该是一个被神化了的科学家。他这一辈子,犯过的错可真不少。

其实,科学家在研究中总免不了犯错。有些是方向和事实错误,后来被证明行不通,也有一些局部错误,会随着科学演进而被纠正,还有一些错误反而给科学家带来了新的灵感与发现……多看看错误,其实有助于人类更好地理解科学。

爱因斯坦一家在他出生不久就搬到了慕尼黑。在那里,他的父亲和叔叔创立了爱因斯坦公司,其业务是制造电动机械,特别是发电机和照明设备。当时一场电气技术革命正在欧洲掀起,老爱因斯坦预计其工厂将从这项新技术的发展中获利。一家人住在工厂旁边的一栋房子里。爱因斯坦在慕尼黑长大,在附近的一所小学读书,然后上了几年的中学。

爱因斯坦曾经回忆:

“当我还是一个四五岁的小孩,父亲给我看一个指南针的时候,我内心经历了强烈震撼。这只指南针以如此确定的方式行动,根本不符合那些在无意识的概念世界中能找到位置的事物的本性。我现在还记得,至少相信我还记得,这种经历给我一个深刻而持久的印象。”

12岁到16岁,爱因斯坦自学了基本几何和数学,包括微积分演算的原理。他还读了一套关于自然科学的丛书,这激发他成为一名物理学家。

不过,爱因斯坦从来都不是一个乖孩子,他虽然成绩很好,但在老师眼中却是一个自以为是、没有礼貌的人。爱因斯坦也不喜欢他的老师,直言“小学的老师是军士长和军士,中学的老师是副官”。

他始终想摆脱德国中学那种僵化的纪律。许多年后,他在《自述》中抱怨道:

“认为用强制和责任感就能增进观察和探索的乐趣,是一种严重的错误。我想,即使是一头健康的猛兽,当它不饿的时候,如果有可能用鞭子强迫它不断地吞食,也会使它丧失贪吃的习性的。”

爱因斯坦最反感的是军事训练,害怕服兵役(当时所有德国17岁年轻男子都要义务服兵役)。有老师为此骂他,认为他没责任感、不爱国,赶紧滚出班级滚出学校最好,别给学校丢脸。平时从不听老师话的爱因斯坦,这次倒是特别听话,立马收拾行李逃离德国,后来在瑞士学校就读。

这所瑞士学校是一个进步的无教派学校,甚至讲授达尔文进化论,在那个年代可谓新奇。《爱因斯坦的错误:天才的人性弱点》一书中提到,“就讲授达尔文学说而言,一百多年前的瑞士中学比当今许多美国中学更开明,后者迎合了把宗教与科学混为一谈的喧嚣的基督教教派,并将虚幻的伪科学理论,如创世论与智能设计等灌输给学生。”

书名:《爱因斯坦的错误:天才的人性弱点》

作者:[美]汉斯·C.欧翰年

译者:潘涛 / 范岱年

出版社:新星出版社

出版时间:2022年5月

定价:69元

这所学校对于爱因斯坦的影响是正面的,他多年后这样回忆:

“以其开明的精神和老师们的严肃认真……这所学校给我留下了难忘的印象;与在德国威权式中学里六年的教育相比,我深深意识到,以行动自由和责任为导向的教育比建立在操练、强加权威和野心基础上的教育要好得多。”

中学毕业后,爱因斯坦进入苏黎世联邦工学院就读物理专业。那时的他十分特立独行,经常逃课,差点毕不了业,大部分时间花在了高难度课题的独立研究上,傲慢态度也让教授们不满。毕业后,他希望谋求学术职位的愿望,也因为教授们的反感而无缘实现。

结果,爱因斯坦一度靠当家教维持生活,直至朋友格罗斯曼帮他找到了联邦专利局专利审查员的职位,才免于饿肚子。

这份工作的薪水并不高,但胜在稳定,而且活少。爱因斯坦也认为,这个职业:

“对我这样的人来说是一种福气。在学术生涯中,一位年轻人受到一种强烈的驱动,要求他发表大量的科学论文——一种肤浅的诱惑……大多数实用的职业都是这样的一种类型,一个普通的人才就能达到对他的要求……如果他有更深层次的科学兴趣,他可以在搞好专业职责的同时钻研他最喜欢的问题。他不必因为担心其努力将徒劳无功而沮丧”。

简单点说,就是这份工作不但可以让爱因斯坦不饿肚子,还有时间做自己的研究。

当然,在科学研究中,后来成就无数的爱因斯坦并非没有犯过错,《爱因斯坦的错误:天才的人性弱点》一书就告诉我们,爱因斯坦的奇迹总伴随着错误。

1905年是一个奇迹年,“爱因斯坦的思想达到巅峰,引发了他疯狂的创造力的爆发。他像着魔一般工作,表现出热烈的精神活动,这常常使他陷入绝望的困惑之中,但最终他得出了敏锐的洞见。紧张的脑力劳动使他精疲力竭,当完成工作后,他瘫倒在床上两个星期。”

在那年的3月至9月,爱因斯坦完成了至少五篇论文,这些论文对物理学产生了永久而深远的影响:第一篇,将光描述为光的量子流(后来称为光子),解释光电效应;第二篇,确定分子的大小;第三篇是布朗运动理论,及如何为原子的存在提供决定性证据;第四篇是相对论;第五篇是能量与质量的关系。第一篇,使他获得诺贝尔奖;第二篇和第三篇,让许多怀疑论者相信原子和分子是事实,而不是虚构;第四篇,让爱因斯坦扮演相对论发明者的角色;第五篇,则因为公式E=mc2及其与核能和原子弹的著名联系而出名。

但与此同时,1905年也是错误之年。在这一年里,“爱因斯坦在漫长而杰出的职业生涯中所犯的错误比其他任何一年都多。那一年他发表的五篇著名论文中,有四篇是有缺陷的。”

根据汉斯·C.欧翰年的统计,1905年,爱因斯坦根据狭义相对论,在计算时钟同步过程上出现错误;错误估计了迈克逊-莫利实验;在高速粒子的横向质量计算上出现错误;在运用数学和物理知识计算液体粘性时多次出现错误;在热辐射和光量子关系的认识上出现错误;次验证质能方程E=mc2时出现错误。

《爱因斯坦的错误:天才的人性弱点》根植于历史脉络,不但讲述了爱因斯坦创建广义相对论的历程,也指出了他后来与主流物理学界的脱节。爱因斯坦不仅仅是“伟大的爱因斯坦”,也是“自负孤独的爱因斯坦”。

正如书中所写,广义相对论的建立是爱因斯坦最伟大的科学城就,但随着其将之应用于宇宙学,也为后来的失败埋下伏笔。

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在1905年之后,爱因斯坦还犯过许多错误,比如1906年,在第2次、第3次和第4次验证质能方程E=mc2时连续出现错误;1911年在首次计算光线弯曲时出现错误;1913年在首次尝试广义相对论时出现错误;1917年在引入宇宙常数时出现错误(爱因斯坦称这是其一生中最大的错误);1927年在与玻尔探讨量子不确定性时出现错误;1933年在解释量子力学时出现错误……

但错误并不仅仅是错误,正如本文开头所说,错误有时也会变成科学家的灵感与新的发现。书中写道:

“在爱因斯坦所犯的错误中,最有成效的是他提出狭义相对论和广义相对论时的两个错误。他对时钟同步的误解,促使他引入关于恒定光速的臆测,这给了他洛伦兹变换、长度收缩、时间延缓和丰富的其他新成果的捷径。他错误的(或至少是有缺陷的)等效原理,使他发现了广义相对论。同样,爱因斯坦在推导E =mc2中的错误,使他有可能为这个方程式负责。他对这个方程的第一次推导虽有缺陷,却使物理学家相信质能关系应该普遍有效。1905 年,爱因斯坦不具有正确推导这个公式所需的数学张量方法,可是由他发起的理论研究后来导致冯·劳厄和克莱因得出了正确的推导。”

有趣的是,成名后的爱因斯坦曾对朋友说:“为惩罚我对权威的蔑视,命运也把我变成了权威。”当然,随着人生的老去,爱因斯坦虽然从未放弃追求真理,但“已经接近物理学家从提出新想法转变为抵制新想法的年纪了”,继而变得保守。

从叛逆到保守,从开拓者变成挡路石,是人类无法避免的命运。但人们无需对此惋惜,因为相比大多数人一成不变,二十岁就能看到六十岁的样子的人生,这样已经很精彩。

关键在于,只要人类仍然可以对权威提出质疑,能够直接指出那些伟大人物的错误,那文明就有了前行的动力。如果不能质疑、不能批评,世界必将倒退。

图源 | 网络

作者| 叶克飞

编辑|二蛋