熱愛物理的學生
愛因斯坦在不足16歲時,有一次乘坐馬車,當他看到馬車在地面上經過時,忽然產生了一個奇怪的念頭:如果有人以光速和光線一齊前進,那么,是不是將看到的光線就是靜止在空間中的電磁波呢?
就像我們坐在一輛勻速行駛的汽車上,觀察與我們以同樣的速度、同樣的方向,一塊兒前進的另一輛汽車一樣,感覺那輛汽車似乎是不動的。
可是,愛因斯坦卻憑著推理和想象,認為那是不可能的?;疖嚿系某丝?,相對于火車并沒有運動,相對于地面卻以每秒幾十米的速度飛馳而過?;疖囅鄬τ诘孛孢\動,而地球則是相對于太陽運動,這些都是相對運動。但是,如果按照這種說法繼續(xù)推導下去,太陽相對于銀河系中心運動,那銀河系又是相對于什么運動呢?根據(jù)經典物理學的解釋,除去相對運動外,還有絕對運動,即相對于絕對空間的運動。牛頓把它解釋為:“是和外界任何事物無關,而永遠是相同的和不動的。”
既然絕對空間和外界毫無關系,那它又是如何存在和被人所了解的呢?
對于這個問題的提出,愛因斯坦決定從“以太之謎”入手進行深入研究。
“以太”這個詞,是古希臘人的創(chuàng)造。他們認為空氣中充滿著以太這種物質,它是肉眼看不見的,但無處不在。
牛頓借用“以太”一詞,把它作為萬有引力的傳播媒介。但光的“波動說”卻認為“以太”是光波的傳播媒介,就像空氣是聲波的媒介一樣。
“波動說”還認為,“以太”無所不在,不但充滿宇宙空間,而且滲透于氣體、水和一切物體之中。它沒有一點摩擦阻力,不影響一切物體的運動。
19世紀末,“以太”又被人們說成是電磁場的承擔者和電磁波的傳播者,還有人干脆把這種看不見、摸不著、說不清、道不明的“以太”,說成是牛頓的絕對空間!
這種說法可靠嗎?愛因斯坦開始思索了,他想:“難道光只有借助傳播媒介才能傳播嗎?而這種傳播媒介又只能是‘以太’嗎?”
“既然沒有任何一樣東西能夠證明絕對空間和絕對時間的存在,那么,它們就是不存在的?!睈垡蛩固棺匝宰哉Z地說著,他陷入了獨自一個人的深深思索之中。愛因斯坦通過自己豐富的想象力,走上了開創(chuàng)他終生事業(yè)的道路——對相對論的探索,并且奠定了他一生發(fā)展的基礎。
1894年6月,愛因斯坦一家除了愛因斯坦以外都已遷居到意大利。
赫爾曼·愛因斯坦先生在慕尼黑的工廠舉步維艱,一個名叫加羅尼的意大利人建議赫爾曼把工廠搬到意大利去。
愛因斯坦的叔叔雅客布對此完全贊成,并以他的熱情帶動了赫爾曼。
留在慕尼黑的愛因斯坦暫時住在一位老太太的家里。父親要求兒子一定要讀完高中,并取得畢業(yè)文憑。
有了文憑,才能進大學,獲得電機工程師的資格。這是父親為兒子謀劃的人生道路。愛因斯坦獨自一人在慕尼黑,本來就生性孤僻的他更是意志消沉、心神不定。
美麗的慕尼黑給了愛因斯坦清新寧靜的自然風情,給了他美妙動聽的音樂,也給了他真摯的宗教情感。但在路易波爾德中學的6年生活,卻是他一生中最痛苦的回憶。
在校內,除了數(shù)學外,愛因斯坦幾乎就沒有什么好分數(shù)。老師們嫌他“生性孤僻、智力遲鈍”,責備他“不守紀律,心不在焉,想入非非”;同學們大都視他為陌生人,從不跟他來往。
1895年,愛因斯坦已經16歲了。根據(jù)當時德國的法律,男孩只有在17歲以前離開德國才可以不必服兵役。
出于對軍國主義的深惡痛絕,加之對軍營般的路易波爾德學校的生活早已忍無可忍,愛因斯坦沒有同父母商量就想離開德國,去意大利與父母團聚。
這時候發(fā)生了一件意外的事,使他的愿望提前變成了現(xiàn)實。一天,學校的訓導主任把愛因斯坦叫到了辦公室,十分嚴肅地對他說:“愛因斯坦先生,如果你想離開這所學校的話,將會受到歡迎的?!?/p>
愛因斯坦反應過來這話究竟是什么意思時,便問:“訓導主任先生,您的意思是說,我已經被學校勒令退學了?”
“一點兒不錯,據(jù)好幾位任課老師反映:由于你的存在,破壞了學生對老師的尊敬!你帶壞了班級的風氣?!?/p>
愛因斯坦明白了,心里長長地松了一口氣:“這樣也好!想不到事情這么容易就解決了?!?/p>
他心里感到高興,因為這樣一來,在父親面前也好交代了。不然,他私自退學,父親肯定不會同意,說不定還會強迫他重新回來完成學業(yè)。而現(xiàn)在情況就不同了,是學校方面勒令他退學,父親也沒有辦法,最多不過是狠狠地責怪他一番罷了。
然而被學校勒令退學,對16歲的愛因斯坦畢竟還是一次很大的傷害,他覺得自己的自尊心受到侮辱,盡管他自己原來就是想離開這里的,可最終他是帶著一顆受傷的心離開學校的。
當南下的火車載著愛因斯坦,穿過阿爾卑斯山谷的時候,一股清新自由的空氣迎面撲來。
前面就是他日夜向往的意大利,就是他的父母、他的妹妹、他的新家。
父親整天不停地嘮叨:“把你哲學上的胡思亂想通通扔掉吧!想辦法學一點實實在在的東西,將來當個機電工程師吧!”
最終他不得不接受了家人的忠告,于1895年秋天坐上了開往蘇黎世的列車。通過他母親的關系,愛因斯坦獲準參加瑞士著名的聯(lián)邦工業(yè)大學的入學考試。
然而他的成績實在不夠理想,只有數(shù)學和物理考得十分出色,引起了學校教授和校長的關注,這給了他一線希望。
校長十分欣賞他非凡的數(shù)學能力以及淵博的數(shù)學知識,他給愛因斯坦提出了一個善意的忠告:應當先在瑞士的一所中學畢業(yè)后,再來投考聯(lián)邦工業(yè)大學。
校長還親自推薦了阿勞小鎮(zhèn)上的州立中學,這所學校無論在教學方法還是在師資的組成上都是當時蘇黎世最先進的。
愛因斯坦來到了離蘇黎世不遠的阿勞小鎮(zhèn),這依山傍水的小鎮(zhèn),美麗如畫的景色,卻一點兒也引不起他的興致。
當踏進州立阿勞中學大門時,他的心情很沉悶。他寄宿在溫特勒先生的家中。
溫特勒先生是州立阿勞中學的教師,他不僅知識淵博,而且擅長教育心理學。他帶著愛因斯坦在學校里到處參觀散心,并讓自己的妻子和7個孩子都與愛因斯坦交上了朋友。
很快,愛因斯坦就在溫特勒先生家里找到了溫暖,擺脫了抑郁的心情。
愛因斯坦后來在他的《自述》中,很有感慨地回憶起了他在阿勞中學的這一年的時光:
這個學校的自由精神和那些毫不依賴外界權威的老師們的淳樸熱情給我留下了非常難忘的印象。同我在一個處處使人感到受權威指導的路易波爾德中學的六年學習生活相比,我深切地感到:自由行動和自我負責的教育,比起那種依賴訓練、外界權威和追求名利的教育來,是多么的優(yōu)越呀!真正的民主絕不是虛幻的空想,人不是機器,要是周圍環(huán)境不允許襟懷坦白、暢所欲言的話,人就不會生氣勃勃了。
從現(xiàn)在保存下來的一篇愛因斯坦當時在阿勞中學寫的《我的未來計劃》的短文中,可以充分看出愛因斯坦當時的精神狀況是何等的昂揚自信:
幸福的人對自己的現(xiàn)狀太滿足了,所以往往不太會去想到未來。另一方面,青年人則非常愛構想一些大膽的計劃。而嚴肅認真的青年人自然想要做到使自己尋求的目標概念盡可能明確。
若有幸考取,我就會到蘇黎世的瑞士聯(lián)邦工業(yè)大學去讀書。我會在那里待上四年,學習數(shù)學和物理。我想象自己成了自然科學中這些部門的教師,我選擇了自然科學的理論部分。下面就是使我做出此項計劃的理由。
最重要的是:我傾向于做抽象的和數(shù)學的思考,而缺乏想象力和實際工作的能力。我的愿望也在我心中激發(fā)了這樣的決心。這是很自然的事,人們總是喜歡去做自己有能力去做的事情。何況,科學事業(yè)還有某些獨立性,那正是我喜歡的。
阿勞中學規(guī)模雖然不算太大,但卻擁有完備的實驗室和實驗設施,學生們可以在物理實驗室或化學實驗室里獨立操作。在學校的動物館里,學生們還可以使用顯微鏡和手術刀,完全自由地研究自己感興趣的題目。
這種學習和實驗的方式,完全符合也適應了愛因斯坦進行科學研究和科學思考的習慣,從而又重新激發(fā)了他對數(shù)學、物理學的探索與思考。
溫特勒先生在阿勞中學教德文和歷史。他淳樸熱情,學識淵博,采集鳥類標本是他的業(yè)余愛好。
他常帶著學生到山里去遠足,采集動植物標本。愛因斯坦與溫特勒先生朝夕相處,最后他們成了好朋友。
就是在這樣的環(huán)境下,愛因斯坦對學校的印象開始有所改變。愛因斯坦有生以來第一次喜歡學校了。這里的老師對學生很親切,學生可以自由地提問、討論問題。
愛因斯坦第一次享受到這種民主和自由,他開始熱愛自己的生活,一股青春的朝氣和活力迸發(fā)出來了。
過去路易波爾德中學里那個膽小敏感、沉默寡言的少年,現(xiàn)在變成了一個笑聲爽朗、步伐堅定、情緒飽滿的年輕人。
在阿勞中學的生活更加堅定了愛因斯坦的一個決心,那決心就是不再做德國人。在慕尼黑的時候他曾向父親提出過,他要放棄德國國籍。
“爸爸,我想放棄德國國籍?!?/p>
乍一聽到兒子這么一說,赫爾曼感到十分吃驚。
“為什么?”
“我討厭德國,那里像座地獄?!?/p>
赫爾曼沉默了,孩子想放棄國籍,這簡直是不可思議的事情。
可是,愛因斯坦十分堅決,他一再懇求父親。
赫爾曼和妻子波琳商量說:
“看起來,這孩子,是真的下定決心了,可是,這是件大事。我們一定要好好想想,不能輕率?!?/p>
還是媽媽了解自己的兒子,她說:
“阿爾伯特是個有主見的孩子,他這么做,一定有他自己的打算,我看,我們還是尊重他的選擇吧。”
赫爾曼后來也不再反對了,于是,他為兒子向當局寫了一份申請。
沒多久,當局便給愛因斯坦寄來了一份文件,正式聲明,愛因斯坦不再是德國的公民了。
可是,放棄了德國的國籍,總要再加入到另一個國家的國籍中去呀,在瑞士,有愛因斯坦要去讀書的學校,愛因斯坦決定要加入瑞士國籍。
瑞士法律規(guī)定,要想加入瑞士國籍,必須年滿24歲,愛因斯坦無法立即加入瑞士國籍,于是,他成了一個沒有國籍的人。