丑小鴨走上諾貝爾獎領(lǐng)獎臺

文/朱長超 編輯/一帆

丑小鴨走上諾貝爾獎領(lǐng)獎臺

文/朱長超 編輯/一帆

朱長超

上海社會科學(xué)院信息研究所研究員，中國思維科學(xué)學(xué)會籌委會副理事長，中國科普作家協(xié)會會員。

如果一個生物學(xué)老師指著一只笨拙的丑小鴨，對著同學(xué)說：“這只丑小鴨，走路搖搖晃晃，叫聲嘶嘶啞啞，真是丑死了。這只丑小鴨，將注定當(dāng)一輩子的丑小鴨?！蓖瑢W(xué)們都會用可憐的目光看著這只丑小鴨。有誰會想到，將來有一天，這只丑小鴨會長好翅膀，長滿羽毛，會張開翅膀，飛上藍天。物理學(xué)家愛因斯坦就是一只這樣的丑小鴨，他從小學(xué)、中學(xué)到大學(xué)，在老師的眼中都是差生。

然而，就是這樣一只丑小鴨，卻在25歲那年，突然發(fā)表了三篇震動世界的論文，徹底改變了牛頓力學(xué)對物質(zhì)、時間、空間的理念。牛頓力學(xué)認為，物質(zhì)的質(zhì)量、時間、大小是不變的；愛因斯坦的相對論認為，這些物體的基本屬性在高速運動情況下，會發(fā)生變化。他還發(fā)現(xiàn)了質(zhì)能關(guān)系式，微小的質(zhì)量會轉(zhuǎn)化成巨大的能量，它與光速的平方成正比。

又過了17年，瑞典諾貝爾獎評獎委員會決定將1921年度的諾貝爾物理學(xué)獎頒給愛因斯坦。這一年，他登上了斯德哥爾摩的領(lǐng)獎臺，當(dāng)年的丑小鴨真的飛上了藍天，而且長久地在物質(zhì)學(xué)廣闊的天空中翱翔。

一只笨拙的丑小鴨

幼年的愛因斯坦，一點兒也看不出天才的跡象，他真像一只笨拙的丑小鴨。

他說話很遲，直到5歲多才學(xué)會說話。他出生后，家里又添了個妹妹。小妹妹到了一二歲，咿咿呀呀地學(xué)說話了，哥哥卻一句話也不會說，連爸爸媽媽這樣的稱呼也不會說，還一點也沒有張口學(xué)說話的跡象。又過了一年，妹妹說話已經(jīng)非常流暢，能說小故事、朗誦短詩歌，愛因斯坦還是一個單詞都沒有說過。他的父母非常擔(dān)心，心想，這個孩子大概再也不會說話了，心里很難過。又過了2年，愛因斯坦5歲了，他才終于開口說話了。爸媽心里的一塊大石頭才終于沉沉地落了地。但是，他們的心里還是不踏實，因為孩子學(xué)說話實在太晚了，而且，他說起話來，語速很慢，口齒不清，話語也不多。

后來，愛因斯坦上學(xué)了，看上去不活潑，不機靈，也不聰明，成績很一般。老師們也認為這個孩子不聰明，將來不會有什么出息，老師們都不喜歡他。

有一次，老師布置做紙工的家庭作業(yè)，讓孩子們做一個小板凳。老師看了愛因斯坦做的小板凳后，認為這是世界上最丑陋的小板凳。老師肯定沒有比較過世界上所有的小板凳，說愛因斯坦做的小板凳是世界上最差的，一是說明確實做得不好，二是說明老師對這個學(xué)生確實不喜歡。

愛因斯坦后來升上了中學(xué)。中學(xué)里，他的成績也很一般。要用心記憶的功課，如拉丁語、英語、生物學(xué)等，他的成績都不理想。在學(xué)校老師的印象中，他依然是個差生。有一次，他的爸爸到中學(xué)與教導(dǎo)主任溝通，問起孩子在學(xué)校的情況，主任直來直去地告訴他說：“你的兒子整天癡癡地，不知道想著什么。總之，無論他長大了做什么，都不會是有出息的?！?/p>

愛因斯坦高中畢業(yè)了，第一次沒有考取大學(xué)，第二次再考，算是考取了。但是，大學(xué)老師也不喜歡他，有一件事可以說明老師對他的冷漠。大學(xué)畢業(yè)后，他沒有找到工作，不得已，就寫信給物理學(xué)教授請求推薦。愛因斯坦告訴老師自己的窘境，請求教師幫助。但是，這位物理學(xué)教授不喜歡這個學(xué)生，不愿意推薦他，也不給他回信。而另外幾個學(xué)生寫信給教授，教授幫助他們找到了工作，或者至少都回了信。因為教授不幫忙，愛因斯坦最后只能在專利局找到了一份工作。

光電效應(yīng)

一個從小學(xué)到大學(xué)都落落寡合，老師們都不喜歡的學(xué)生居然在大學(xué)畢業(yè)不久，在業(yè)余的物理學(xué)研究中大放異彩，這一定有著內(nèi)在的原因。愛因斯坦后來在反思軍營式教育和填鴨式教育的時候曾經(jīng)感嘆說，這樣的教育居然沒有把學(xué)生的創(chuàng)造性全部扼殺掉，這實在是一個奇跡。

奇跡是怎樣發(fā)生的

一只從小學(xué)到大學(xué)都受到歧視和冷落的丑小鴨，最后竟沒有被摧毀自信心和創(chuàng)造性，在那么年輕的時候就做出了問鼎諾貝爾獎的成就，這決不是偶然的，其背后一定有科學(xué)的因素在里面。

第一，盡管老師不喜歡他，然而，小愛因斯坦一直保持著自信和獨立思考。當(dāng)小學(xué)老師布置做小板凳的紙工家庭作業(yè)的時候，他確實做得不好，爸爸也認為他做得不好，鼓勵他再做一個。愛因斯坦在爸爸的鼓勵下，又做了一個，仍然做得不好，但是，比第一個小板凳有了一點進步。第二天，他上學(xué)的時候帶了2個自己也不太滿意的小板凳。一個稍好的放在桌面上，準(zhǔn)備交給老師，第一次做的那個放在桌肚里備用。老師瞧了瞧他放在桌面的小板凳，譏諷地說，這是世界上最難看的小板凳。小愛因斯坦似乎知道老師會說這樣的話，他從桌里拿出第一個更差的小板凳，對老師說：“你說的這個小板凳并不是世界上最差的，我做的第一個更差。瞧，就是這一個，你看的這個是我重新做的?！?/p>

老師一時被小愛因斯坦的話塞住了。小愛因斯坦的話有點含蓄，說白了就是這樣的意思：“您說這一個是世界上最差最難看的小板凳，您說得不對，更差的那個就在這兒。不信您自己看。它也是我做的。我交的這個至少不是世界上最差的，世界上最差的是我手上的這個。我交的小板凳至少比這個要好一點兒。”這段話體現(xiàn)了愛因斯坦的內(nèi)在的心理素質(zhì)和思維特點。第一，他的話非常符合邏輯，老師無法反駁他——你說我做的是世界最差，你說得不對。世界最差的在我手里呢！這就把老師“世界最差”的結(jié)論否決了。第二，一個小學(xué)生，面對老師強勢的批評，沒有忍氣吞聲，而是作了巧妙的溫和而有力的反駁。這表示小愛因斯坦有著良好的心理素質(zhì)：他是說理的，即使他是低微的、弱勢的一方，他也堅持平等地進行說理，他不會因為自己的弱勢而默認強勢方的無理。第三，在這里，愛因斯坦也表現(xiàn)得很自嘲。自嘲是一種良好的心理素質(zhì)。他承認自己的紙工做得不好，是世界做得最不好的。世界上最差的和第二差的兩只小板凳，都出自他的手中。這種自嘲使他占據(jù)了反駁的優(yōu)勢，為否定老師將他上交的作業(yè)定性為世界最差的結(jié)論制造了邏輯依據(jù)。這個貌似笨拙的孩子，其實內(nèi)心強大、邏輯嚴(yán)密，不可小覷。

第二，愛因斯坦從小學(xué)到大學(xué)，都很會提出問題，很會尋找和思考問題的答案。五六歲的時候，爸爸給了他一只指南針。小愛因斯坦發(fā)現(xiàn)，無論他怎么在房間里兜圈子，指南針的小針永遠指著南方。他拿著指南針爬到床上，小針指向南方；他躺在地上，小針也指向南。這件事使他著了魔，一整天一整天地在房間里玩著這新奇的玩具。他想，是什么原因使這個小針一直指著南方呢？是有個小人躲在里面嗎，那不可能，因為指南針太小了，無論如何藏不下一個小人。他感到極大的困惑和驚奇，他感到，自然界里有一種不以人的意志為轉(zhuǎn)移的規(guī)律，它們平時看不見，但是存在著，不時地表現(xiàn)著自己。

12歲那年，愛因斯坦的叔叔送他一本歐幾里得的《幾何原本》。愛因斯坦如獲至寶，他看著，算著，證明著。有一天，他自己證明了畢達哥拉斯定律，即直角三角形的兩條直角邊的平方之和等于斜邊的平方。就是說，以斜邊為邊長的正方形的面積，等于以直角邊為邊長的兩個正方形的面積之和。這個定理，用眼睛是無論如何也看不出來的。他居然證明了出來。在古代，只有像畢達哥拉斯這樣的大科學(xué)家才能證明的啊。他對著一只直角三角形，左看右看，怎么也看不出斜邊的平方會等于2條直角邊的平方之和。但是，人的理性卻發(fā)現(xiàn)了它，證明了它。邏輯的力量是多么強大啊！他開始懂得，人的感覺只能發(fā)現(xiàn)世界的表象，只有理性才能發(fā)現(xiàn)世界內(nèi)在的規(guī)律。

上大學(xué)的時候，他有時候去聽課，有時候不去聽。有的內(nèi)容他自習(xí)過了，能理解，他就不去上課了。自己到圖書館里看別的書。雖然他不是在游玩，但他不去聽老師的課，老師自然不高興。做物理實驗的時候，老師規(guī)定了實驗的步驟，但是，愛因斯坦卻想，能不能用別的辦法進行這個實驗?zāi)?，能不能通過別的途徑得出同樣的結(jié)論呢？他不照老師設(shè)定的原理和步驟做實驗，總喜歡別出心裁做一套，物理學(xué)教授對他不按照自己的布置、自說自話做實驗很有意見。但是，恰恰在構(gòu)思新的實驗中，愛因斯坦鍛煉了自己的創(chuàng)新精神，學(xué)會了另辟蹊徑，不落窠臼。

第三，愛因斯坦接受了良好的家庭教育。愛因斯坦的智力發(fā)展的起點相對較晚。妹妹會說話了，他還遲遲不會說話。后來學(xué)說話，也不像妹妹那么伶牙俐齒。但是，爸媽仍然對他充滿了愛心，一點也不歧視和冷落他。他的手工不靈巧，做的小紙工不好看，父親沒有打擊他，而是鼓勵他重新做一個。再做的那個也不太好，父親也沒有嘲笑他。父親去學(xué)校溝通，聽到學(xué)校老師和領(lǐng)導(dǎo)對兒子那么多負面的評價。如果愛因斯坦生在中國家庭，大部分父母不會這么寬容?？赡芨赣H一回家，就會不管三七二十一，先一頓數(shù)落；媽媽則會整天拿他的成績與傳說中總是優(yōu)秀的“別人家”的孩子比較。甚至有的父母還會嘲笑愛因斯坦的腦子是黃魚腦袋，豬的智商。如果這樣，一個潛在的天才很可能在不知不覺之間，在學(xué)校和父母的世俗觀念的內(nèi)外夾攻下徹底被摧毀。如果這樣，質(zhì)能關(guān)系式會推遲許多年再被發(fā)現(xiàn)，相對論也不會由他提出來。那時候，老師們會說：“瞧，我當(dāng)年就說了，這是個丑小鴨。你看，它沒有飛起來。我的眼光是不會錯的?！备改竸t會說：“這個孩子從小就笨，唉，白養(yǎng)了他一輩子?！比欢?，愛因斯坦的父母卻不是這樣，他們小心地呵護著兒子的自信和自尊，盡力地幫助他成長。正是有了良好的家庭教育，愛因斯坦盡管受了許多屈辱，他仍然有尊嚴(yán)有自信。

家庭還幫助了愛因斯坦思維能力和思維品質(zhì)的成長。愛因斯坦的媽媽有很高的音樂素養(yǎng)，在兒子6歲的時候，教他學(xué)小提琴。愛因斯坦覺得很好，學(xué)得很認真，音樂成了他一輩子的朋友。他在祝賀創(chuàng)立量子論的老友普朗克60歲壽辰時拉小提琴；他在創(chuàng)立相對論的一周里，躲在小樓上，不時地拉著小提琴。音樂的訓(xùn)練對他思維品質(zhì)的成長具有重要意義。音樂幫助他發(fā)展了形象思維的能力，豐富了他的想象力。他在創(chuàng)立相對論的時候，就是想象出一個同時性問題：在一個乘上光子火箭的乘客和一個靜止不動的旁觀的觀察者之間，是否同時看到了同樣的景象？這是一個理想實驗，它的提出需要豐富的想象力；而它的解答，又需要強大的邏輯能力。愛因斯坦邏輯思維能力和形象思維能力都很強大，這兩種能力，分別是由左腦和右腦主管的。音樂的學(xué)習(xí)促進了右腦的發(fā)展，也促進了左右腦的均衡發(fā)展，提高了他的思維能力。

可見，愛因斯坦的家庭是愛因斯坦的心靈港灣。學(xué)校老師的錯誤看法，沒有摧毀他的自新和自信，與家庭對他的愛心有著密切的關(guān)系。而對他的音樂教育促進了左右腦的協(xié)調(diào)發(fā)展，促進了創(chuàng)造力的提高。

偉大的科學(xué)發(fā)現(xiàn) 榮獲了諾貝爾獎

青年時代是創(chuàng)造和發(fā)現(xiàn)的黃金歲月。有人發(fā)現(xiàn)，張愛玲最重要的作品是23歲開始的兩三年中完成的。牛頓23歲那年，倫敦發(fā)生鼠疫，學(xué)校為了防止感染，放了假，牛頓回到鄉(xiāng)下。這一年，他作出了他一生中在數(shù)學(xué)、光學(xué)和物理學(xué)的最杰出的發(fā)現(xiàn)——他創(chuàng)立了微積分，發(fā)現(xiàn)了白色光經(jīng)三棱鏡后的色散現(xiàn)象，還發(fā)現(xiàn)了偉大的萬有引力定律。

愛因斯坦25歲那年，即1905年，也在科學(xué)上作出了三項偉大發(fā)現(xiàn)。這一年，他在物理學(xué)年鑒上發(fā)表了三篇著名的論文。一篇提出了用光量子理論解釋了光電效應(yīng)，一篇提出了布朗運動的統(tǒng)計學(xué)解釋，一篇提出了物體在高速運動的情況下，物體的質(zhì)量、長度隨運動速度的變化而變化的規(guī)律。后來，他進一步提出了廣義相對論，認為光在引力場中也會彎曲。

就像達爾文的進化論改變了人們對物種起源和人類起源的看法一樣，愛因斯坦的相對論改變了人們對物體運動的圖景。在牛頓力學(xué)中，時間是絕對的時間，它是不變的；空間，是絕對的空間，也是不變的。愛因斯坦卻證明，牛頓力學(xué)的理論只有在低速運動下才是正確的，在高速運動體系中是不正確的。物體高速運動時，長度變短，質(zhì)量增大，時鐘變慢。它們隨運動而變化。這就是鐘慢尺縮效應(yīng)。這個理論，改變了人們的絕對時空觀、運動觀、物質(zhì)觀。它對人們思想的改變，就如哥白尼的日心說、達爾文的進化論一樣深刻和深遠。

他的理論和預(yù)言不斷地得到科學(xué)的證實。他曾預(yù)言，光線在引力場中會發(fā)生彎曲，引力場中的光譜線會發(fā)生紅移，即向紅端移動。1919年5月29日，大西洋地區(qū)發(fā)生日全食，英國科學(xué)家進行精密測量后，觀察到光線經(jīng)過太陽時發(fā)生了偏折，偏折的角度與愛因斯坦的預(yù)言非常一致。1960年，科學(xué)家哈勃發(fā)現(xiàn)了紅移現(xiàn)象，再一次論證了愛因斯坦的預(yù)言。

他的科學(xué)發(fā)現(xiàn)是如此豐富，如此創(chuàng)新。有科學(xué)史家認為，他25歲那年的三篇論文，都有資格獲得諾貝爾獎。但是，他的獲獎不是以影響最深遠的相對論，因為據(jù)說是這種理論提出之初理解的人不多，最后以對光電效應(yīng)的理論解釋的那篇論文獲獎。人們曾發(fā)現(xiàn)，將一些堿金屬，例如銣、銫做燈管的一極，它與另一極之間是絕緣的。在黑暗中，電路上沒有電流。但是，如果在光照條件下，電路上就存在電流。這種效應(yīng)就是光電效應(yīng)。這個效應(yīng)是怎么發(fā)生的呢？愛因斯坦提出，這些堿金屬原子核的正電對最外層的電子的吸引力因為距離的增大成減小。在光照條件下，光量子撞擊最外層電子，光子的能量超過了原子核對它的吸引力，這樣，最外層電子就在光子的作用下，變成自由電子，就產(chǎn)生了電流，形成了光電效應(yīng)。

需要指出的是，愛因斯坦對人類的貢獻并不局限于自然科學(xué)。二戰(zhàn)時，他看到納粹有制造原子武器的跡象，便寫信提醒美國總統(tǒng)羅斯福，促使美國啟動了制造原子彈的曼哈頓工程，并遏制了德國的原子武器制造。原子彈促進了二次大戰(zhàn)的早日結(jié)束。戰(zhàn)后，鑒于世界大戰(zhàn)和原子武器對和平的威脅，愛因斯坦積極呼吁和平，反對戰(zhàn)爭，反對核戰(zhàn)爭，他起草并發(fā)表了《羅素——愛因斯坦宣言》，為世界和平事業(yè)作出了寶貴的貢獻。直到今天，他留下的知識財富，留下的人文精神，仍然給這個世界增添著智慧和光明。