阿尔伯特·爱因斯坦:从好奇少年到科学巨匠
阿尔伯特·爱因斯坦:从好奇少年到科学巨匠
阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)是20世纪最伟大的物理学家之一,以其相对论和光电效应理论闻名于世。本文将为您详细介绍这位科学巨匠的生平、成就及其对现代物理学的深远影响。
早年生活与教育
爱因斯坦出生于德国乌尔姆的一个世俗犹太家庭。他的父亲赫尔曼·爱因斯坦最初是一名羽毛床销售商,后来经营一家电化学工厂,取得了一定的成功。母亲宝琳·科赫则负责管理家庭事务。爱因斯坦有一个妹妹,玛丽亚(又称玛雅),比他小两岁。
爱因斯坦曾写道,他的童年受到了两个“奇迹”的深刻影响。第一个奇迹是在五岁时接触到罗盘,他对看不见的力量能够使指针偏转感到迷惑。这激发了他对无形力量的终生兴趣。第二个奇迹发生在12岁时,他发现了一本几何学书籍,他如饥似渴地阅读,称其为“神圣的小几何书”。
爱因斯坦在12岁时变得非常虔诚,甚至创作了几首赞美上帝的歌曲,并在上学途中唱宗教歌曲。然而,这种情况在他读到与宗教信仰相矛盾的科学书籍后开始改变。这种对权威的挑战给他留下了深刻的印象。
在路德维希·文特尔中学,爱因斯坦经常感到格格不入,受到普鲁士式教育制度的压制,这种制度似乎扼杀了创造力。一位老师甚至告诉他,他永远不会有所作为。
重要影响
一个重要的影响来自年轻的医学学生马克斯·塔尔穆德(后来改名为马克斯·塔尔梅),他经常到爱因斯坦家共进晚餐。塔尔穆德成为了一位非正式导师,向爱因斯坦介绍了高等数学和哲学。一个转折点发生在爱因斯坦16岁时。塔尔穆德之前向他介绍了一套由阿龙·伯恩斯坦撰写的儿童科学系列《Naturwissenschaftliche Volksbücher》(1867-1868;通俗物理科学书籍),书中想象了沿着电报线中的电流一起旅行的情景。爱因斯坦随后提出了一个将占据他思考的下一个十年的问题:如果能与光束并肩奔跑,光束会是什么样子?如果光是一种波,那么光束应该像静止的波一样出现。然而,即使在童年时期,他就知道从未见过静止的光波,因此存在一个悖论。爱因斯坦还在这时写了他的第一篇“科学论文”(《关于磁场中以太状态的调查》)。
教育中断
爱因斯坦的教育因父亲的商业失败而中断。1894年,由于公司未能获得慕尼黑市电气化的重要合同,赫尔曼·爱因斯坦移居米兰与亲戚一起工作。爱因斯坦被留在慕尼黑的一所寄宿学校,预计完成学业。孤独、痛苦,且害怕16岁时的兵役,爱因斯坦六个月后逃走,出现在惊讶的父母面前。他的父母意识到他面临着巨大的问题:作为一个辍学、逃避兵役且没有可就业技能的人。他的前景看起来并不乐观。
幸运的是,爱因斯坦可以直接申请瑞士联邦理工学院(当时称为瑞士联邦理工学院,1911年扩建为大学后更名为瑞士联邦理工学院),无需高中文凭,只要通过严格的入学考试。他的成绩显示他在数学和物理方面表现出色,但在法语、化学和生物方面却不及格。由于数学成绩优异,他被允许进入理工学院,条件是先完成正规教育。他去了瑞士阿劳的约斯特·文特尔中学,于1896年毕业。同时,他放弃了德国国籍(直到1901年才获得瑞士国籍)。他与文特尔一家建立了终生友谊,他与他们同住。文特尔的女儿玛丽是爱因斯坦的第一个爱人;他的妹妹玛雅最终嫁给了文特尔的儿子保罗;他的密友米歇尔·贝索则嫁给了他们的长女安娜。
瑞士联邦理工学院时期
爱因斯坦回忆说,他在苏黎世的岁月是他一生中最幸福的时光。他结识了许多忠诚的朋友,如数学家马塞尔·格罗斯曼和贝索,与他们进行了关于空间和时间的长时间对话。他还遇到了未来的妻子,来自塞尔维亚的物理学生米列娃·玛丽克。