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①日晷:古代用来观测日影以定时刻的仪器。
由胡尔维茨、明可夫斯基这样一些杰出的研究者讲授的数学课,同样没引起爱因斯坦的兴趣。明可夫斯基,这位未来的相对论数学工具的创立者,在自己的课堂上并没有看出相对论的未来创造者。当相对论出现的时候,明可夫斯基才发现,自己教过的学生竟完全出乎自己的预料。这个相对论的创立者,就是那位经常无故旷课的学生?
爱因斯坦又在想以太了。这个以太,来无影,去无踪,怎样才能证明它确实存在呢?以太没有重量,无所不在,渺茫太空就是以太的海洋,地球像一只小船,在以太的海洋里缓缓航行。要是有一个仪器,能量地球在以太海洋里的航行速度,不就证明了以太的存在吗?他成天泡在物理实验室里,真的设计出一个测量地球在以太中运行速度的仪器。
爱因斯坦兴奋地把图纸拿给韦伯教授看,他说:
“韦伯先生,……”
韦伯的眉头皱了起来。他一手拿着图纸,一手捻着胡子,心里想:
“这个爱因斯坦,真是个怪人!人人都叫我教授先生,他偏叫我韦伯先生。瞧他那身衣服,臃肿得像条面粉口袋。你对他说这样,他偏要那样。”
韦伯教授是一位注重实验的物理学家,对于理论物理的新思想,他是不关心的。韦伯的眼睛离开图纸,和爱因斯坦那一片真诚的期待的目光相遇了。爱因斯坦很想听听教授对他这个设计的评价。但是,怕嘲笑的人总觉得人家在嘲笑他。
韦伯教授在爱因斯坦那双又大又亮的眼睛中看到的正是嘲笑。
他说:
“爱因斯坦先生,你很聪明,可以说聪明绝顶。可惜,你有一个缺点:你不让人教你!”
他把图纸还给爱因斯坦,有礼貌地点一下头,走了。
教授还没有走远,爱因斯坦就哈哈笑了起来。爱因斯坦是有“缺点”;他只会真诚待人,不懂客套。你讲得不对,他会当场打断你的讲话,不管你是鼎鼎有名的教授,也不管你是如何的难堪,反驳得意时,他甚至会忍不住笑出声来。但是一当看到对方的窘相,他又会戛然而止,露出比对方更窘的抱歉的神色。真诚与善良永远是爱因斯坦的天性。
经常旷课的爱因斯坦每当考试时就得提心吊胆了。幸好,他的同班同学格罗斯曼笔记记得非常出色,考试前,这些笔记就成了爱因斯坦的救命船。
格罗斯曼总是准时去听明可夫斯基和其他教授讲授的高等数学的各章节的课,爱因斯坦和他很要好,后来吸收他参加广义相对论的数学工具的制订工作。格罗斯曼把自己的课堂笔记本借给爱因斯坦。在1949年的自述中,爱因斯坦回忆起此事,并顺便称道了几句他在苏黎世所享有过的这种上课自由,为了应付考试而强制去学一门课程曾使他感到苦恼。
“这种强制使我如此畏缩不前,以致我在通过最后的考试以后整整一年对科学问题的任何思考都感到扫兴。不过我应当指出,我们在瑞士苦于这种窒息真正科学工作的强制,比其他许多地方的大学生要少得多。一共只有两次考试,除此之外,你或多或少可以做你想做的事。谁要是像我这样有一个朋友认真地去听全部课程并仔细地整理讲课的内容,那就更好了。直到考试前几个月,这种情况都给我选择了干事的自由——我大大地利用了这种自由;我把与此伴随而来的内疚看作是不可避免的,并且其害处是微不足道的。事实上,现代的教学方法还没有把神圣的求知欲完全扼杀掉,这差不多是一个奇迹;因为这株脆弱的幼苗,除了需要鼓励之外,首先需要自由——没有自由它将不可避免地会夭折。”
爱因斯坦对科学研究的理解在守旧的教授们那儿,被视为离经叛道、胡思乱想。在他们眼里,爱因斯坦是个糟糕的、叫人头疼的学生,能否毕业都成问题呢!
有一次上实验课,教授照例发给每个学生一张纸条,上面把操作步骤写得一清二楚。爱因斯坦也照例把纸条捏做一团,放进裤子口袋。过了一会儿,这张纸条就进了废纸篓里。原来他有自己的一套操作步骤。爱因斯坦正低头看着玻璃管里跳动的火花,头脑却进入了遥远的抽象思维的世界,突然,“轰”的一声,把他震回到现实世界中来。爱因斯坦觉得右手火辣辣的,鲜血直往外涌。同学、助教、教授都围了上来。教授问明情况,就愤愤地走了。他向系里报告,坚决要求处分这个胆大包天、完全“不守规矩”的学生。前不久,因为爱因斯坦不去上他的课,他已经要求系里警告爱因斯坦。未来的物理学大师果真受到了处分。一个不听老师话的学生能成材吗?
十几天以后,爱因斯坦看到教授迎面走来,想躲已经来不及了。教授走到爱因斯坦面前,目光很自然地落到他那只包着绷带的右手上,教授叹了口气,心里又同情又遗憾。教授再次叹了口气,说:“唉,你为什么非要学物理呢?你为什么不去学医学、法律或语言学呢?”
爱因斯坦并未意识到教授的话中话,教授认定,一个不循规蹈矩的人是进不了物理学殿堂的。
诚实的爱因斯坦老老实实地回答:
“我热爱物理学,我也自以为具有研究物理学的才能。”
教授迷惑了。一个不守规矩的学生还加上一份固执,他摇了摇头,再次叹了口气,说:
“唉!……”
“算了,听不听由你,我是为你好!”
历史得感谢爱因斯坦的“不守规矩”和固执。假如当初爱因斯坦真听了这位教授先生的“忠告”,物理学真不知要蒙受多大的损失呢!幸好,固执的爱因斯坦是有自信的。他继续走自己的路,继续刻苦攻读物理学大师的著作,不为守旧教授们的态度而退缩。
在苏黎世也像在瑞士其他的大学城一样,聚集了许多不同种族的大学生、革命的侨民或是因民族压迫和阶级限制而离开自己祖国的男女青年。大学生中许多人并不是革命者,但是几乎所有的人都是民主思想的拥护者。这是一个具有巨大政治和科学热情的环境。甚至把兴趣局限于纯科学的苏黎世青年的代表者们也不能不受它的影响。
爱因斯坦和许多大学生侨民接近。他的朋友中有一位名叫米列娃·玛利奇的塞尔维亚姑娘,她是来自奥匈帝国的侨民。米列娃的才貌并不出众,生性沉默寡言,她也是学物理学的,虽在学识上没有出众的才华,但对一些物理学著作很感兴趣。她可以面对爱因斯坦坐上很长时间,一言不发地听着爱因斯坦滔滔不绝地讲述他的物理学观点。
当时还未出名、也还没有成熟的爱因斯坦太需要一个消极的听众,内在情感一直是孤独的爱因斯坦很自然对米列娃产生了感情,以致双方不久就堕入爱河。
在大学期间,爱因斯坦最亲密的朋友有:格罗斯曼、路易·科尔罗斯、雅科布·埃拉特等人。他们像米列娃一样都是在1896年进入苏黎世工业大学的。格罗斯曼跟自己的双亲住在苏黎世湖边的塔尔维尔村,爱因斯坦经常到他家去。埃拉特也住在家里,上课时爱因斯坦通常都是和他坐在一排,他妈妈非常喜欢爱因斯坦。许多年后她都回忆起,患了感冒的爱因斯坦围了一条古怪的围巾是怎样来到他们家里的,原来围巾是他从抽屉柜上取下的一块长条桌布,这是他从一位熨衣妇那里租来的房间里的一件朴素的装饰品。有趣的是,这位熨衣妇喜欢在音乐声中干活,爱因斯坦就用自己的提琴声使这位善良的妇女得到享受,为此,他不知耽误了多少上课以及与朋友聚会讨论问题的时间。
爱因斯坦跟古斯塔夫·迈耶尔一家也有往来。迈耶尔曾经住在乌尔姆,是他父亲的朋友。许久之后,在迈耶尔夫妇金婚纪念日,爱因斯坦曾写信给他们:
“早在鹳鸟刚想把我从它无穷无尽的宝库中送出来的那段时间里,在乌尔姆您们就是我双亲敬爱的朋友。当1895年秋天,我只身来到苏黎世并考试落榜的时候,是您们给了我衷心的支持。在我上大学的年代里,甚至于当我穿着肮脏的鞋子从乌特里堡去拜访您们的时候,您们家好客的大门始终为我敞开着。”
有时,爱因斯坦就到自己一个远房亲戚阿尔贝特·卡尔科赫①商行驻苏黎世的代表那里去。在那儿举办的家庭音乐会上,爱因斯坦总是过得很快活。卡尔的妻子有一副金嗓子,爱因斯坦就用小提琴为她伴奏。
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①爱因斯坦的热那亚亲戚。
一个名叫“都会”的咖啡馆,是爱因斯坦与格罗斯曼等朋友常去的地方。他们边喝咖啡边交谈,从科学到哲学,从艺术到人生,年轻人所看到的、感兴趣的一切,无所不谈。当然,谈得最多的是物理学。就在“都会”咖啡馆里,爱因斯坦的意大利同学贝索,一位马赫的信徒,极力推荐爱因斯坦读马赫的著作。
贝索手里拿着马赫的《力学》,激动地说:
“牛顿在他的《自然哲学的数学原理》中说,时间是绝对的,空间也是绝对的。绝对的意思就是和一切事物都没有关系。既然空间、时间和任何事物都没有关系,你又怎么知道空间和时间存在呢?”
爱因斯坦的意见比贝索更激烈,更彻底。他说:
“牛顿把这个归结为神的意志。康德把神意视为先验,而空间与时间的概念又是先验的。一旦躲进了先验的神山,我们物理学家就无能为力了。要把绝对空间和绝对时间从先验的神山上拉下来,用我们的经验来检验它们!”
年方20岁的爱因斯坦,握住马赫这把批判的剑,准备向有200多年历史的牛顿力学挑战了。
后来爱因斯坦在总结自己的学术活动时,对物理学的情况作了如下描述,这也正是他从少年到青年时碰到的情景:
“当时,在各个细节问题上,虽然成果累累,但在原则问题上僵化的教条仍居于统治地位。假如真有所谓‘开始’的话,那么一开始是上帝创造了牛顿运动定律及其必不可少的质量和力,这就是一切;其余一切,都可以用演绎法根据适当的数学方法推演出来。”
当时,普遍认为大自然是一座庞大的钟表,制造出来后,“一上发条”,马上就会按其内在规律走动起来。同时,严格的自然规律预先就决定了每个物质粒子在每一时刻的命运。在那些年代,几乎所有的物理学家都把古典力学看作是全部物理学,乃至所有其他自然科学的牢固的和最终的基础。这种观点从伽里略、笛卡尔和牛顿时代开始,长期被人们所接受,被证明是正确的,而且得到了极大的发展,因而主宰一切。
1870年左右,这种自然观达到了它的顶峰,而后逐渐开始走下坡路。80和90年代的种种发现,使机械自然观陷于难以克服的困境和矛盾之中。首先是麦克斯韦场方程和赫兹的研究成果,严重动摇了把力学看作是物理学思想最终基础的信念。不过,这两位物理学家仍然没有从前人的观念中彻底走出来,坚持认为牛顿力学是物理学的可靠基础。
马赫是一位奥地利物理学家、哲学家和物理学史学家。爱因斯坦说,他的功劳在于“冲击了这种教条式的信念”。1871年,马赫在布拉格科学院的报告中讲到,不必以机械自然观认识自然现象,它甚至还妨碍了对自然的认识。1883年,马赫在《发展的力学,历史的批判》一书中对于这种在当时是大胆而新颖的想法作了详尽论述。
几乎同时,恩格斯在《自然辩证法》片断中,谈到了机械自然观的局限性。恩格斯有力地批驳了自然科学家们把一切都归咎为机械运动的“狂癖”。然而这位辩证唯物主义哲学创始人之一的思想也还只是停留在早期阶段,对于19世纪自然科学研究的实际发展还没有产生影响。恩格斯的《反杜林论》中也有相似论点,不过也未引起自然科学家的重视。甚至连马赫在学术上对古典力学提出批判,最初也没有反响。直到70年代末,大多数物理学家仍然确信自然科学应以机械论作为基础,这是正确的、不可改变的。直到90年代中叶,从伦琴发现“X射线”开始,机械自然观在一系列惊人的重大发现的冲击下,才土崩瓦解了。被法国物理学家彭加勒称作“怀疑阶段”的时期开始了,随即发生了“物理学的危机”。
把机械物理学判成为死刑的自然科学成果中,除了伦琴射线的发现,首先应该指出的是放射性和电子的发现。这些发现都是在1896年至1900年期间,也正好是爱因斯坦大学期间。1900年晚秋,普朗克发现热辐射具有原子和量子结构。
这个发现动摇了旧世界大厦的地基。
由马赫发起的对旧物理学的冲击波直接影响到爱因斯坦物理学新思想形成。1948年1月8日在给M·贝索的信中,爱因斯坦不仅以成熟的思想评价着马赫,而且毫不避讳马赫对自己大学期间的重要影响:
“就马赫而论,我想把他的一般影响和他对我的影响区别开来。……特别是在《力学》和《热学》中,他总是努力证明概念是怎样来自经验的。他令人信服地采取这样的立场:认为这些概念,甚至是最基本的概念,都只能从经验知识中得到它们的根据,它们在逻辑上决不是必然的。……我看他的弱点正在于他或多或少地相信科学仅仅是对经验材料的一种整理;也就是说,在概念的形成中,他没有辨认出自由构造的元素。在某种意义上他认为理论是产生于发现,而不是产生于发明。他甚至走到这样的地步:他不仅把‘感觉’作为必须加以研究的唯一材料,而且把感觉本身当作建造实在世界的砖块,因此,他相信他能够克服心理学同物理学之间的差别。只要他把这种想法贯彻到底,他就必然会不仅否定原子论,而且还会否定物理实在这个概念。
至于说到马赫对我的发展的影响,它的确是很大的。我记得十分清楚,在我学习的最初年代里,你曾使我注意到他的《力学》和《热学》,这两本书给了我深刻的印象。它们对于我自己的工作的影响程度,说实在的,我并不清楚。就我所意识到的来说,休谟对我的直接影响还要大些。……但是,如我所说的,我没法去分析那些在不知不觉的思想中停泊的东西呀。”
苏黎世工业大学的4年生活在爱因斯坦一生中留下了深刻的印象。以致崇尚简洁的爱因斯坦在自己极短的自传中却为这4年留下充分的记录:
“1896—1900年在苏黎世工业大学的师范系学习。我很快发现,我能成为一个有中等成绩的学生也就该心满意足了。要做一个好学生,必须有能力去很轻快地理解所学习的东西;
要心甘情愿地把精力完全集中于人们所教给你的那些东西上;要遵守秩序,把课堂上讲解的东西笔记下来,然后自觉地做好作业。遗憾的是,我发现这一切特性正是我最为欠缺的。于是我逐渐学会抱着某种负疚的心情自由自在地生活,安排自己去学习那些适合于我的求知欲和兴趣的东西。我以极大的兴趣去听某些课。但我‘刷掉了’很多课程,而以极大的热忱在家里向理论物理学的大师们学习。这样做是好的,并且显著地减轻了我的负疚心情,从而使我心境的平衡终于没有受到剧烈的扰乱。这种广泛的自学不过是原有习惯的继续;有一位塞尔维亚的女同学参加了这件事,她就是米列娃·玛利奇,后来我同她结了婚。我热情而又努力地在H·F·韦伯教授的物理实验室里工作,盖塞教授关于微分几何的讲授也吸引了我,这是教学艺术的真正杰作,在我后来为建立广义相对论的努力中帮了我很大的忙。不过在这些学习的年代,高等数学并未引起我很大的兴趣。我错误地认为,这是一个有那么多分支的领域,一个人在它的任何一个部门中都很容易消耗掉他的全部精力。而且由于我的无知,我还以为对于一个物理学家来说,只要明晰地掌握了数学基本概念以备应用,也就很够了;而其余的东西,对于物理学家来说,不过是不会有什么结果的枝节问题。这是一个我后来才很难过地发现到的错误。我的数学才能显然还不足以使我能够把中心的和基本的内容同那些没有原则重要性的表面部分区分开来。
“在这些学习年代里,我同一个同学马尔塞耳·格罗斯曼建立了真正的友谊。每个星期我总同他去一次马特河口的‘都会’咖啡店,在那里,我同他不仅谈论学习,也谈论着睁着大眼的年轻人所感兴趣的一切。他不是像我这样一种流浪汉和离经叛道的怪人,而是一个浸透了瑞士风格同时又一点也没有丧失掉内心自主性的人。此外,他正好具有许多我所欠缺的才能:敏捷的理解能力,处理任何事情都井井有条。他不仅学习同我们有关的课程,而且学习得如此出色,以致人们看到他的笔记本都自叹不及。在准备考试时他把这些笔记本借给我,这对我来说,就像救命的锚;我怎么也不能设想,要是没有这些笔记本,我将会怎样。
“虽然有了这种不可估量的帮助,尽管摆在我们面前的课程本身都是有意义的,可是我仍要花费很大的力气才能基本上学会这些东西。对于像我这样爱好沉思的人来说,大学教育并不总是有益的。无论多好的食物强迫吃下去,总有一天会把胃口和肚子搞坏的。纯真的好奇心的火花会渐渐地熄灭。幸运的是,对我来说,这种智力的低落在我学习年代的幸福结束之后只持续了一年。”
取得伟大成就的科学家,在青年时代,大多在勤奋学习中经历过一种艰苦卓绝的、英雄主义的生活。爱因斯坦也不例外。他租的那间斗室,书桌上、椅子上、床上到处摊满了书,房东太太看了直摇头。书,书,到处是书!读书,读书,直读到眼睛发花头发昏!直读到肚子叽哩咕噜叫,才到小巷里的那几家小饭馆、小咖啡馆去胡乱吃些东西。有时候,干脆三顿并作两顿,因为爱因斯坦觉得头脑比肚子更饥饿。从1896年到1900年的整个学生时期,爱因斯坦依靠几个舅父,每月有100瑞士法郎的生活费,此中还要每月节约20法郎来交付入瑞士国籍的证件费。
在这一时期中,爱因斯坦的家庭处于经济拮据的局面。赫尔曼和雅各布开设在帕维亚的工厂失败了,不得不在1896年进行债务清理,家里投入这个企业的资金,大部分都蚀光了,雅各布在一家大公司找到了工作。这时,赫尔曼则决定在米兰独自重新再开设一个工厂。爱因斯坦为这个新的冒险计划警告了父亲,然而没有用处;他还去探望了一位在德国的叔叔,要求他不要再作经济支援。这位叔叔也没有听从他的劝告。爱因斯坦家于是又迁回了米兰,开始了新事业。2年之后,赫尔曼又不得不关厂了。此时,爱因斯坦给妹妹玛雅写信说:
“可怜的父母亲多年来没有一刻幸福之时,他们的不幸使我心情十分沉重。作为一个成年人而只能消极旁观,……对此连丝毫也无能为力,这也使我深为苦恼。对亲人说来,我只是一个负担……我不活着,肯定还好受些。年复一年,我不让自己有半点欢乐。靠了这种思想,也就是一种分心的办法,我才得以捱了过来,常常使我不致失望的也一直是这种思想。”直到他父亲找到了新工作,又在安装电站的工程中找到一些事做,这种伤感情绪才算过去了。
1900年秋,爱因斯坦通过了毕业考试,拿到了文凭。他的朋友们也都在工大毕业了。米列娃除外,她在下一学年结业,但没得到文凭——当时文凭是不发给妇女的,代替文凭的是一份结业证明书。爱因斯坦的成绩如下(按6分制):理论物理5分;物理实验5分;函数论5.5分;天文学5分;
毕业论文4.5分;总分:平均4.91分。
虽然分数是好的,又有优秀研究者的名声,但爱因斯坦未被留在工大。他的朋友们则留下了:格罗斯曼留在斐德烈那里;埃拉特留在鲁迪奥那里;科尔罗斯留在胡尔维茨那里。爱因斯坦不能指望找到理论物理或实验物理方面的工作。韦伯与佩尔内对他屡屡缺课深为不满,他们的自尊心妨碍了他们对爱因斯坦的深入了解与客观评价。
爱因斯坦步入了漫长的求职道路。他替苏黎世联邦观象台做过计算工作。为了寻求固定工作,他不得不考虑加入瑞士国籍。1901年2月,爱因斯坦花掉了自己的全部储蓄,回答了有关祖辈们的健康和性格问题,并向当局保证不酗酒之后,才获得了瑞士国籍。这个新公民没被征入瑞士联邦军队,因为发现他是平足还有静脉曲张。
5月间,爱因斯坦得到了在温特图尔城的职业技术学校当几个月教师的职位。为此,爱因斯坦特给苏黎世的一位教授写信说:
“我接到了一个建议:从5月15日到7月15日,去温特图尔技术学校工作——负责教数学,因为常任教员要去服兵役。我今天得到了问题终于解决的通知书后,简直喜出望外。我不清楚哪位仁慈的人推荐我去那里:因为我原先的教授中没有一个人曾认为我是好样的,同时我并没有申请就得到了这个职位。我还有希望以后得到瑞士联邦专利局的固定工作……应当补充一句:我是一只快活的小鸟,决不会沉缅于郁郁不乐之中,如果我没有肠胃失调或其他类似的病痛的话……最近我将沿施普留根徒步而行,以便把接受令人高兴的职务和娱乐结合起来。”
这就是爱因斯坦!
设身处地地想象一下这只“快活的小鸟”吧!没有生活费用,没有可能获得一个固定的工作,因为有希望获得2个月的工作并徒步越过施普留根山到工作的地方去而“喜出望外”!爱因斯坦有一种容易忍受不快的幸福的天性,而微不足道的成功就足以使他欢喜雀跃。这不妨碍深邃的内心的紧张;相反,在摆脱了日常的忧虑和痛苦的头脑里,才好自由地排演非个人的戏剧。
1901年秋,爱因斯坦又失业了。下一个短暂的安身之处是夏富豪森——莱茵河畔的一座小城镇,这里以吸引了许多旅游者的瀑布而闻名。爱因斯坦在工大时结识的哈比希特的家就住在这里。由哈比希特推荐,爱因斯坦进了一所私立的中学生寄宿学校当补习教师。让他把学生们教好以便应付毕业考试。他接手数学,并努力使它变得生动活泼和饶有兴趣,破除了那些童年时给他本人带来过不少痛苦的陈规陋习。但是,爱因斯坦和他的老板雅科巴·纽易莎对教学的观点和目的不一致。补习教师表现出来的判断的独立性和自主性使纽易莎不满,于是爱因斯坦被解雇了。
爱因斯坦再次失业,而且无法重新谋得一个教师的职位。爱因斯坦的父亲这时贫病交加,看到儿子和自己一样的不幸,心里实在难过。他瞒着儿子,给奥斯特瓦尔德教授写信求情:
“亲爱的教授:
请原谅一个父亲为了他儿子的事情来打搅您。
……我的儿子目前失业,这使他深感难过。他越来越觉得,他的事业已经失败,再也无可挽回。而最使他沮丧的是,他感到自己是我们的负担,因为我们的景况不好……”
奥斯特瓦尔德教授是否写过回信,现在已无从稽考,但有一点是可以肯定的,苏黎世联邦工业大学的教授们从未认为爱因斯坦是个做学问的料子。奥斯特瓦尔德教授更不会想到,9年之后,爱因斯坦将和他一起在日内瓦接受名誉博士学位,而且自己会第一个提议爱因斯坦为诺贝尔奖获奖人。
贫困和屈辱,不能使爱因斯坦降低人格。他不自怨自艾,也不乞求怜悯。他用幽默来排遣愁闷,在给一位同学的信中,这样写道:“上帝创造了驴子,给了它一张厚皮,这使驴子的处境比我有利……”
爱因斯坦把痛苦咽到肚里,化做微笑和玩笑,去安慰亲朋好友。
他常爱说:“我最后还有一条出路呢,我可以拿起小提琴挨家挨户去演奏,这总能挣几个钱吧!”
贫困、屈辱,并未使爱因斯坦放弃对物理学的热爱。他一次又一次向对他紧闭的科学殿堂发起了冲击。
在温特图尔代课时,爱因斯坦写信给温特勒说:“上午教完5—6小时的课之后,我依然神清气爽,下午或是去图书馆更进一步自修,或是在家研究些有趣的问题……。我已经放弃去大学工作的野心,因为我认识到,在目前这种环境中,我还可以保存将来在科学上下功夫的精力和意愿。”
在温特图尔,爱因斯坦还写信告诉格罗斯曼,他正致力于气体动力学理论,思考着物质相对于以太的运动。
1901年9月,在夏富豪森代课的爱因斯坦给人写信说:“从1901年9月15日起,我成了夏富豪森的一家私立学校的教师。在这所学校的教学活动的头两个月中,我撰写了一篇以气体动力理论方面为题的博士学位论文。一个月以前,我已经将这篇论文呈交给苏黎世大学了。”然而,母校依然没有理睬爱因斯坦。
然而,满意的事还是有的。1900年12月,爱因斯坦完成了第一篇科学论文,是关于分子之间相互作用力的研究,题为《由毛细血管现象所得到的推论》,发表在1901年的来比锡的《物理学杂志》上。尽管后来爱因斯坦对这篇论文的评价是“毫无价值”,但在当时,“阿尔伯特·爱因斯坦”这几个字第一次端端正正地印在这家权威的物理学杂志上,毕竟给了爱因斯坦许多温暖与希望。
挫折的尽头,已升起一缕光明。
正文 三 瑞士
更新时间:2007-1-12 23:50:01 本章字数:22199
三 瑞士
★相对论的摇篮
希望在哪里?光明在哪里?
格罗斯曼,又是那个格罗所曼,向爱因斯坦投来了希望之光。
爱因斯坦在《自述片断》中没有忘记这件事:
“马耳塞罗·格罗斯曼作为我的朋友给我最大的帮助是这样一件事:在我毕业后大约1年左右,他通过他的父亲把我介绍给瑞士专利局(当时还叫做‘精神财产局’)局长弗里德里希·哈勒。经过一次详尽的口试之后,哈勒先生把我安置在那儿了。这样,在我的最富于创造性的活动的1902—1909这几年中,我就不用为生活而操心了。即使完全不提这一点,明确规定技术专利权的工作,对我来说也是一种真正的幸福。它迫使你从事多方面的思考,它对物理的思索也有重大的激励作用。总之,对于我这样的人,一种实际工作的职业就是一种绝大的幸福。因为学院生活会把一个年轻人置于这样一种被动的地位:不得不去写大量科学论文——结果是趋于浅薄,这只有那些具有坚强意志的人才能顶得住。然而大多数实际工作却完全不是这样,一个具有普通才能的人就能够完成人们所期待于他的工作。作为一个平民,他的日常的生活并不靠特殊的智慧。如果他对科学深感兴趣,他就可以在他的本职工作之外埋头研究他所爱好的问题。他不必担心他的努力会毫无成果。我感谢马耳塞罗·格罗斯曼给我找到这么幸运的职位。”
当时,格罗斯曼自己刚当上助教,当然没有能力替他在大学里谋一席教职。但是,他把爱因斯坦的窘迫处境告诉了父亲。老格罗斯曼请自己的好朋友,伯尔尼联邦专利局局长哈勒帮忙。哈勒是在开山筑路的年代里苦干出来的工程师,他Xiong襟开阔,办事果断,说到做到。他一口答应帮这个忙。1901年12月11日,报上登出了伯尔尼专利局的“征聘启事”:
“征聘二级工程师。应征者需受过高等教育,精通机械工程或物理学……”
爱因斯坦马上赶到伯尔尼专利局,呈上了申请书。他来到局长办公室,面对着坐在办公桌后面的局长那一双锋利的眼睛,心在怦怦直跳。他知道,必须通过这场考核。父母亲希望他生活安定下来;米列娃期待他找到个固定职业;他自己,受够了学术界的冷淡,也把专利局的职位看作幸福的所在。
局长叫他坐下,拿出几份专利申请书,要他当场提出意见。爱因斯坦缺少工程知识,不懂技术细节,这一点逃不过局长的眼睛。可是,爱因斯坦对新事物的敏锐反应和判断真伪、对错的能力,也引起了哈勒先生的注意。局长收起专利申请书,和爱因斯坦谈起了物理学,从牛顿谈到麦克斯韦。哈勒理论修养不高,但是多年的专利局工作,使他获得了一种无与伦比的鉴别优劣的能力。他看出,这个说话温和的年轻人,确实像老格罗斯曼介绍的那样,是有天才的,他决定录用爱因斯坦。
爱因斯坦搬到了伯尔尼,未来物理学大师终于走到了辉煌的起点。
在一幢破旧的小房子里,爱因斯坦住了下来。哈勒先生已经通知他,专利局一有空缺,他就可以正式上班,在待职期间,他可以当家庭教师,以此糊口。首都有的是学生,爱因斯坦呢,他有的是物理学。于是,伯尔尼的报上出现了一则小小的广告:
“阿尔伯特·爱因斯坦,联邦工业大学毕业。讲授物理课,每小时3法郎,愿者请洽。”
广告吸引的学生寥寥无几,但此时的爱因斯坦已是一副坦然成熟的心态。一个曾受业于他的学生描述当时的爱因斯坦:
“身高约5英尺10英寸,肩膀宽阔,腰稍微有点前曲,棕色的皮肤显得苍白,长着一张引起美感的嘴,上唇留着黑胡,鼻子稍带鹰钩,棕色的眼睛十分明亮,语音欢快、法语发音准确、但略带德语口音。”
1902年3月底,一个应广告而来的学生结识了爱因斯坦,他就是莫里斯·索洛文。索洛文是罗马尼亚人,他来到苏黎世上大学,同时希望加深自己的物理学知识。初次谈话导致后来不断见面以及随之而来的终身友谊。
索洛文在大学学习哲学、文学、希腊文、数学、物理学、地质学,还在医学系听课。作为阐明自然界一般观点的手段的理论物理学引起了他的兴趣。当索洛文按广告找来时,虽然爱因斯坦是在半明半暗的楼道里迎接他,可爱因斯坦那双大眼睛射出的不寻常光辉使他感到惊讶。第一次谈话就确立了他们观点和兴趣的一致。会晤接连不断,他们以长时间的讨论代替了上课。
这样,私人授课变成了聚会、读书、讨论、探索和研究。几个星期后,哈比希特也来参加他们的讨论,他来到伯尔尼是为了完成自己的大学学业。
通常他们都在工余和课后见面,在一起散步或在谁的寓所聚会,座谈和一起大量阅读。他们研究过斯宾诺莎和休谟的一些哲学著作,马赫、阿芬那留斯、毕尔生的新著,安培的作品《科学的哲学经验》,亥姆霍茨的文章,黎曼的著名演讲《论作为几何学基础的假设》,戴德金和克利福德的数学论文,彭加勒的《科学的假设》以及许多别的东西。
他们还一起读过索福克勒斯的《安提戈涅》、拉辛的《昂朵马格》、狄更斯的《圣诞节的故事》、塞万提斯的《堂·吉诃德》和世界文学的其他代表作品。他们经常就某一页、某一句话引起争论,争论持续到深夜并一连几天。在米列娃搬来之前的日子里,朋友们是在一起吃饭的,午餐通常是灌肠、干酪、水果和加蜂蜜的茶。授课收入差,课又少,爱因斯坦常开玩笑说,也许沿街串巷演奏小提琴更好些。但至少他们感觉自己是幸福的。在谈及这几年的时候,索洛文曾引用伊壁鸠鲁的名言:
“欢乐的贫困是最美好的事”。
精神的欢悦与物质贫困间的反比越大,人的身上就会产生奇迹了。
团结、友爱、共同的兴趣、思想,使三人间心心相印,他们干脆为三人世界起了个名字:奥林比亚科学院。
爱因斯坦晚年曾回忆起这段时间。1953年4月3日,在给哈比希特和索洛文的信中,爱因斯坦说:
“敬致不朽的奥林比亚科学院:
在你的生气勃勃的短暂生涯中,你曾以孩子般的喜悦,在一切明朗而有理性的东西中寻找乐趣。你的成员把你创立起来,目的是要同你的那些傲慢的老大姐开玩笑。他们这么做是多么正确,我通过多年的细心观察,懂得了对此作出充分的评价。
我们三个成员至少都表现得是坚忍不拔的。虽然他们都已经有点老态龙钟,可是你所闪耀的明亮耀眼的光辉依然照耀着我们孤寂的人生道路;因为你并没有同他们一起衰老,而却像蓬勃生长的莴苣那样盛发繁茂。
我永远忠诚于你,热爱你,直到学术生命的最后一刻!现在仅仅是通讯院士的A.E.
普林斯顿3.Ⅳ.53.”
爱因斯坦写此信的原由是,1953年哈比希特到巴黎访问了索洛文,他们回忆了半个世纪以前那些峥嵘岁月,于3月12日一起写了一张明信片给爱因斯坦:
“敬致我们科学院的无比敬爱的院长:
我们这个举世闻名的科学院今天开了一个忧伤而肃穆的会议,虽然你缺席了,还是给你保留着席位。这个保留席位,我们始终使它保持温暖,等着,等着,一再等着你的来临。
哈比希特
我,这个光荣的科学院的往昔成员,当看到该由你坐的那个空席位时,也忍不住老泪纵横。留给我的,只有向你表达我的最微末、最诚挚的衷心祝愿。
M·索洛文”
奥林比亚科学院,相对论的摇篮!
三人世界形成后不久,奥林比亚科学院又增加了新的成员,一个是爱因斯坦的同事,意大利人、工程师米盖朗琪罗温德勒的丈夫,还有一个是爱因斯坦的妹妹玛雅的丈夫泡利·温德勒,他也是爱因斯坦在阿劳读书时的朋友。贝索于1904年由爱因斯坦介绍进入伯尔尼专利局。他们一起工作,一起下班。贝索在哲学、社会学、医学、技术、数学和物理学方面的渊博知识,使爱因斯坦有了与之共同探讨各种新思想的至朋好友。爱因斯坦后来曾说过,贝索是他在全欧洲都找不到的“新思想更好的共振器了”。看来,贝索具有接受新思想和给它增加某些非常重要的欠缺的线条的惊人能力。
贝索本人曾说起过关于他同爱因斯坦的谈话:“这只鹰用自己的双翼把我——麻雀——夹带到辽阔的高空。而在那里,小麻雀又向上飞了一些。”
这是针对第一次口头解释相对论思想而说的。听完爱因斯坦的解释之后,贝索感到,而且是强烈地感觉到,科学史上一个新的时代开始了。贝索与爱因斯坦围绕这个新思想展开了持续的讨论,所以爱因斯坦在《论动体的电动力学》这篇著名论文中以这样一句话结尾:
“最后,我要声明,在研究这里所讨论的问题时,我曾得到我的朋友和同事贝索的热诚帮助,要感谢他一些有价值的建议。”
伯尔尼时期的生活紧张而有趣。
索洛文回忆说,朋友们谈够和抽够烟之后就恭听爱因斯坦演奏小提琴,而有时去散步,在途中继续讨论。他们还在午夜后攀登过位于伯尔尼南面的古尔腾山。夜空的星辰把他们的思想吸引到天文学问题上,于是谈话又以新的活力重新开始了。他们在这里呆到天明并观看日出。他们看见太阳如何从地平面冉冉升起,黑压压的隐约可见的阿尔卑斯山的轮廓染上一层迷人的绯红色彩,巨大的山国以深沉的宁静感召着一群新时代的精英的灵魂。
清晨来临了。
几个年轻人走进小饭馆,喝过咖啡,大约9点钟以前才下山,他们疲惫而幸福。有时他们徒步到20公里外的图恩城去。步行从早上6时持续到中午,他们重又置身于阿尔卑斯山脉之中。朋友们谈起地球的历史,山脉的形成,地质学问题。他们在城里用过午饭,然后在湖畔坐下并呆上一整个下午,傍晚才乘坐火车回伯尔尼。
此时的爱因斯坦,整个身心都沉浸在深深的思考中。
索洛文回忆道,此时的爱因斯坦,说话缓慢、单调,时而缄默沉思。人整个儿沉浸在思维过程中,周围的一切都视而不见。索洛文回忆的一些轶闻趣事,很可说明这一点。
在爱因斯坦生日的那一天,索洛文和哈比希特打算去他家吃晚饭,所以带去了他从未品尝过的鱼子酱,这也是爱因斯坦早就想品尝的东西。吃饭之前,大家一直谈着惯性原理的话题。朋友们入席后,爱因斯坦仍滔滔不绝地讲着惯性问题。他把鱼子酱送到口里,仍在继续评论:
“牛顿说,物体的惯性是对绝对空间讲的。马赫说,物体的惯性是对遥远的星系讲的。到底谁对呢?”
鱼子酱吃完了,演讲的人停下来,用手在桌上划了一个大问号。
朋友们问他:
“请问爱因斯坦先生,你知道你刚才吃的是什么吗?”
“不知道,是什么东西?”爱因斯坦反问道。
“是鱼—子—酱”,朋友们齐声告诉爱因斯坦。
“怎么?哎哟,是鱼子酱呀!”爱因斯坦惋惜地叫了起来。
沉默片刻后,他又说:
“不必请我这样的傢伙尝什么山珍海味,他反正也不知道它的价值。”
朋友们大笑起来。
在伯尔尼,常有一些大音乐家来巡回演出,朋友们常出席他们的音乐会。有一次,捷克交响乐队要来伯尔尼举行音乐会。音乐会前夕,索洛文提议大家去听音乐会,但恰好这些天他们正在津津有味地阅读休谟的书。遵照爱因斯坦的建议,他们决定放弃音乐会,代之以到索洛文那儿继续读书。可是第二天,索洛文弄到一张票,他预备好他的伙伴们爱吃的煮鸡蛋作晚饭,并留下一张便条:
“亲爱的朋友们——请吃鸡蛋,并致敬意与歉意!”
按时来到索洛文家的爱因斯坦和哈比希特读了便条后,用完晚饭,在房间里抽够烟才走,走时也留下一张便条:
“亲爱的朋友——请尝浓烟,并致敬意与歉意!”
第二天见面时,爱因斯坦紧皱双眉,气愤地责骂:
“坏蛋!你竟敢为了什么音乐会就忽视了科学院会议!外国佬,蠢货!再有这种狂妄行为,你就要被开除了!”