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《柔软的宇宙 第6章 两朵乌云》




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更新时间:2017年8月07日

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柔软的宇宙 第6章 两朵乌云


      阿劳中学的生活是愉快的,爱因斯坦同学以前在德国上中学的日子太憋屈了,还是在瑞士过得比较有收获。时间过得真快,终于迎来了高考的日子。苏黎世工学院的老师对他还不错,法文考得比较差,但也算过关了,爱因斯坦如愿以偿,进入大学深造。放弃德国公民权的手续,也委托了亲戚去办理,他终于可以不当德国人了。不过填写的表格材料上有一点跟以前不一样:宗教信仰那一栏写着“无”,爱因斯坦这辈子跟神仙再也没什么瓜葛。他放弃了德国国籍,瑞士国籍还没申请,就这样成了黑户。好在瑞士政府并不驱赶盲流,有没有国籍并不重要,只要到居民管理部门登记一下就可以了。没国籍不能当公务员,爱因斯坦也不惦记,人家只求在苏黎世工学院上学。

      苏黎世工学院那时候主要是培养工程师的,只有在师范系有纯科学类专业。那时候上大学的人很少,整个大学也仅仅有一千人。爱因斯坦学的这个专业一共收了十名学生。爱因斯坦惊奇地发现,班上居然还有一个女生,叫米涅娃,那个年代上大学的女学生非常稀少,学习理工科的女生就更少。当时的苏黎世工学院是个普通的学校,没有授予博士学位的权利,有教授头衔的人也不多,那年头教授头衔是很金贵的,不像现在一抓一大把。爱因斯坦的老师里面,有一位挺有名气,叫做闵可夫斯基。这位闵可夫斯基教授从小也是远近闻名的神童,他的兄弟几个也都是神童。他原本住在立陶宛,后来跑到了东普鲁士的柯尼斯堡。家门前有条小河,河对面也出了一位大数学家叫“希尔伯特”,这几位在相对论的发展史上都有重要的贡献。

      闵可夫斯基老师发现,爱因斯坦怎么总是翘课啊?一点名就不在。爱因斯坦的同班同学并不多,老师一眼就可以看到谁没有来,想蒙混过关难如登天。闵老师总是问:“格罗斯曼,爱因斯坦哪儿去啦?”班长格罗斯曼一摇头:“不知道哪儿去啦。”闵老师说:“你不跟他关系很好嘛?叫他别老翘课啊!”不仅仅是闵可夫斯基,爱因斯坦跟不少老师关系都不好。物理教授韦伯是个电工学家,尤其不喜欢爱因斯坦这个学生,觉得这孩子怎么老是问一些莫名其妙的问题。他老是打听麦克斯韦的电磁学理论,可是韦伯教授是个老派的学者,他对最新的麦克斯韦电磁学理论并不熟悉,也没有兴趣,上课的时候他也不讲麦克斯韦的东西。

      每当到了考试的时候,爱因斯坦就显得手忙脚乱,毕竟很多课都没怎么听啊。他只有厚着脸皮跟米涅娃借阅课堂笔记,顺便跟米涅娃套近乎,一来二去的,米涅娃就成了他的女朋友。他抓过米涅娃的笔记就突击学习,一般的考试还都能对付过去。可是到了期末大考,米涅娃的笔记就不够用了,因为她自己学得也不是太出色,笔记整理得并不是很好。爱因斯坦只好求助于好友格罗斯曼,这个格罗斯曼是班上的学霸,每门功课都是数一数二的,有他帮忙,爱因斯坦的考试总是有惊无险顺利过关。格罗斯曼家境殷实,父亲人脉关系很广,格罗斯曼天分也高,而且人缘颇好,老师都喜欢这种听话的孩子。格罗斯曼跟爱因斯坦是好朋友,爱因斯坦就喜欢跟他聊天,天南海北地胡侃,在咖啡馆里一泡就是一个下午。米涅娃坐在一边静静地看着这两位讨论问题,一脸的不解之色,她的思维早就被两位天才给甩出去好几条街了。

      当时,两人聊得最多的是一个叫马赫的哲学家提出的观点,牛顿认为是有绝对的时空观的,可是这个马赫不认账。马赫认为绝对的时空并不存在,一切都是相对的。这个马赫在空气动力方面还颇有建树,速度与当地音速之比称为“马赫数”,我们听见航空界常说的2马赫、3马赫就是2倍音速、3倍音速的意思,就是为了纪念马赫的贡献。反正爱因斯坦很喜欢马赫的观点,经常跟格罗斯曼讨论个没完没了,米涅娃只好一头雾水地在旁边陪伴。此外,爱因斯坦还认识了一位好朋友叫贝索,他们的友谊维持了一辈子。这位贝索先生在机缘巧合之下,一不留神就名垂物理学史,这是后话按下不表。

      大学时光就这么一天又一天地过去了,爱因斯坦总是沉浸在大量的图书之中,物理学、哲学类书籍是他的最爱,最新的各种理论各种思想也总引起他深深的思考。爱因斯坦在苏黎世工学院过得比较悠闲自在,上课也有一搭没一搭的。韦伯教授的课他不喜欢,闵可夫斯基的课他也听得不多。对于数学这种东西,他一直就当做一个工具来对待,工具够用就可以了,完全犯不上学那么多数学知识。况且数学分科极细,很多犄角旮旯的学问都够人研究一辈子。爱因斯坦把心思都集中在了理论物理上,电磁学、以太,这些才是他的最爱,他毕竟是电气工厂里面长大的孩子。不过,世事难料,不久以后他就为自己轻率的翘课行为追悔莫及。闵可夫斯基这么好的老师的课不听,那是多亏本的一件事儿啊!与大师相伴本身就是最好的学习,这些高人可以开阔你的眼界,扩展你的知识面。数学够用就可以?爱因斯坦的经历充分说明了,他的数学水平是真不够用,因为他的理论需要用到当时非常偏门的数学工具。后来爱因斯坦不得不突击恶补数学知识,好多次求教好友格罗斯曼。格罗斯曼后来成了一名出色的数学家。

      1900年是个世纪之交的年份,从十九世纪迈进了二十世纪。这也是不平凡的一年。这一年正值中国农历庚子年,义和团围攻东交民巷使馆区,打得不亦乐乎,一不留神,把德国公使克林德给打死了。那欧洲列强岂能善罢甘休?组织八国联军打进北京,鉴于德国人是苦主,八国联军公推德国陆军总参谋长瓦德西瓦大帅为总司令。慈禧光绪吓得一溜烟儿跑去了西安避难,一路上狼狈不堪,等到瓦大帅从德国不远万里来到中国,仗早打完了。瓦大帅得意洋洋地住进了中南海仪鸾殿,跟奕劻和李鸿章展开了一轮又一轮的讨价还价。大清国丧权辱国,赔偿白银四亿五千万两,折合一人一两。如此屈辱,怎一个惨字了得。

       亚欧大陆这一端的大清王朝已经进入了生命的倒计时阶段,另一端的欧洲却是一派欣欣向荣的景象:世界博览会四月份就要在巴黎开幕,到时必定是冠盖云集;五月份巴黎还要举办夏季奥运会,运动健儿也将来到赛场一展身姿;北欧的瑞典政府批准设立诺贝尔基金会,日后这个名字将响彻全世界,无数科学家将以获得诺贝尔奖为最大荣耀。不过,此时此刻在瑞士苏黎世,毛头小伙子爱因斯坦最大的任务还是找工作,因为——他失业了。

      爱因斯坦成了“苏漂”,一天到晚到处游荡。他彻底成了“四无”人士:无工作,无房,无钱,外带无聊,每个月就靠亲戚们从意大利寄钱给他过活。他焦急万分地到处投寄明信片,希望能在大学里弄个助教的职位干干,他还是喜欢在学术部门工作。现在学生毕业求职都要打印一大堆简历到处送,那个年代还没有这种先进的工具,也没有招聘求职网站帮助年轻人就业,凡事只能靠邮政系统。爱因斯坦搞了一堆明信片,写上求职意向,统统寄出去,然后就石沉大海,没有了任何消息。爱因斯坦一边求职,一边准备博士论文。爱因斯坦那个时代,只要论文合格,就可以获得一个博士的学位。爱因斯坦写了一篇有关毛细管的论文,题目叫《由毛细管现象得到的推论》。这一年爱因斯坦就在一边写论文一边求职等回信中度过了。第二年,论文在莱比锡的《物理学杂志》上发表,没多久,爱因斯坦便获得了数学教师的证书,也就是说,上讲台教课的资格是到手了。

      此时,在海峡对岸的英国,德高望重的开尔文勋爵在皇家学会的大会上做了一次颇有展望意味的发言。开尔文勋爵对自己的发言感到很满意,于是就记录下来发表了。这篇文章的题目是《在热和光动力理论上空的十九世纪的乌云》,发表的时候加了大量的资料。文章开宗明义就说了,动力学理论断言,热和光都是运动方式,但现在,这一理论的优美性和明晰性都被两朵乌云遮蔽,显得黯然失色了……

      开尔文老爷子继续提出了自己的意见,光的波动理论已经被菲涅尔和托马斯·杨的实验证明了:假如光是在以太这种东西里面传播的,那么地球是如何穿过以太而没有丝毫察觉呢?这便是第一朵乌云。第二朵乌云,那便是有关麦克斯韦-玻尔兹曼的能量均分学说的。

      对于第一朵乌云,开尔文勋爵写到,按照菲涅尔的思想,他是这么解释的:地球对于以太来讲可以毫不费力地穿过去,对以太只有部分拖动的效果。可是迈克尔逊和莫雷的实验完全检测不到这样的现象,以太相对于地球一动也不动。我看他俩的实验很严谨很精密,无懈可击,这该如何解释呢?斐兹杰惹和洛伦兹虽然做出了收缩假设,但是这样一个收缩假设已经动摇了以太的地位。因为假如收缩假设成立,那么我们就失去了任何测量以太存在的手段,换言之我们根本无法测量以太。一个不能测量的东西,到底有多少必要继续保留在物理学体系里面呢?以太的地位岌岌可危,我看这一朵乌云依旧浓密,以太只是暂时涉险过关。开尔文勋爵说话还是很严谨的。

      至于第二朵乌云,是有关比热的观测。麦克斯韦-玻尔兹曼的学说,跟实验结果偏差得很大,这是为什么呢?十年前我就觉得这事儿不对劲啊,还给他们写了信,然后就没消息了。不过瑞利是支持我的,瑞利他明白,这是一个本质性的困难,没那么容易解决,我看还是否定这个理论比较靠谱一点。

    这位老爷子算是比较保守的人士,毕竟岁数大了,但是这老爷子还是很有洞察力的。第一个问题,涉及后来爱因斯坦的伟大成就——相对论,第二个问题,则是涉及量子论的崛起。物理学经过了牛顿和麦克斯韦两位巨人以及无数科学家的努力,已经建成了宏伟的大厦,还差最后两块砖无论如何也塞不进去。仅仅因为这两块该死的砖头,不得不拆了整个大楼建了更加宏伟的双子塔。开尔文老爷子的洞察力,不得不叫人佩服。

      到了1901年,老爷子的文章也发表了,不知道爱因斯坦是不是在第一时间看到这篇文章。那年头大家都需要通过专业杂志来了解研究的动态,消息也都不太及时。有时候,好几个月以后才能见得到,也可能有的杂志没看到,导致完全错过。

      这一年开春,爱因斯坦还是没找到工作,不过瑞士国籍倒是申请下来了。工作上他已经不仅仅是盯着瑞士了,他申请了德国、荷兰、意大利的教学职位,结果照样没人甩他。他怀疑,是他老师韦伯搞鬼。其实人家韦伯才没那个时间精力跟你爱因斯坦过不去呢,大部分情况都是学术机构的人事部门不重视这个名不见经传的毛头小伙子,收到了他求职明信片,瞄上一眼就随手一丢,然后这事儿也就忘了个干净。最后爱因斯坦不得不降低门槛,到一所技术学校当临时教师,后来又到一所私立中学当老师。大学不要他,中学总可以吧,那一阵儿爱因斯坦过得真是艰难。

      最后,还是人家格罗斯曼出手了,他找了自己的父亲帮忙。他老爸人脉很广,四处一打听,瑞士专利局要招人,局长还是老相识。格罗斯曼他老爸当然就推荐了爱因斯坦,专利局局长也觉得可以考虑,就发布了一份招聘启事,声明要找一个学习机械工程的大学毕业生,特别指定,要学过物理学的,这简直是那个年代瑞士版的“萝卜招聘”嘛!

      那个年代的大学生本来就稀少,学过物理学的人就更少了。其他人都有了工作岗位,唯独爱因斯坦还没找到工作,这可不就是为他量身打造的职位吗!爱因斯坦自己也是这么认为的,他还挺感激格罗斯曼,毕竟人家老爸挺帮忙,就是为了照顾自己嘛。不过深究起来,瑞士专利局的确需要一个懂得电气工程的人才,电气时代已经是碾压般地滚滚到来,电不仅仅作为一种能源深入城市和乡村,深入人们的工作和家庭,还产生了迅速便捷的交流与通讯方式。蒸汽机只能放在工厂矿山里使用,电却可以拉根电线深入到方方面面。电气时代风起云涌,远超当年的蒸汽时代,各种各样有关电器的发明越来越多。专利局的那些审核人员都是学机械出身,对电器不熟悉,他们面临着知识的老化与落伍,因此特别需要有电器知识背景的人才加入。格罗斯曼的老爸一推荐,局长立刻就眼睛一亮。

      就这样,爱因斯坦在1900年的年底,终于有了工作。不过专利局在首都伯尔尼,爱因斯坦不得不举家搬迁。米涅娃跟着他也毫无怨言,夫唱妇随嘛。米涅娃在苏黎世工学院学的也是物理,可以说是理工女,但是她拿的是一纸肄业证书,不得不说是一种遗憾。不过,瑞士专利局的工作需要走程序,等着各部门一环套一环的程序走下来,也要好多时间。爱因斯坦一等没消息,二等还没消息,更要命的是米涅娃要生孩子了,他俩还没举行婚礼呢,连订婚仪式都没有举行过。爱因斯坦的母亲拼命反对,别的事情都可以由着孩子自己决定,这事儿坚决不同意。米涅娃不得不回塞尔维亚父母那里去住,起码生孩子有人照顾。爱因斯坦没有工作,没有保障,一个丈夫该承担的养家糊口的任务,他都承担不了,也难怪双方家长都有意见。
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