愛因斯坦

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我的世界觀

阿爾伯特．愛因斯坦

　　我們這些總有一死的人的命運多么奇特﹗我們每個人在這個世界上都只作一個短暫的逗留；目的何在，卻無從知道，盡管有時自以為對此若有所感。但是，不必深思，只要從日常生活就可以明白︰人是為別人而生存的－－首先是為那樣一些人，我們的幸福全部依賴於他們的喜悅和健康；其次是為許多我們所不認識的人，他們的命運通過同情的紐帶同我們密切結合在一起。

　　我每天上百次的提醒自己︰我的精神生活和物質生活都是以別人（包括生者和死者）的勞動為基礎的，我必須盡力以同樣的分量來報償我所領受了的和至今還在領受著的東西。我強烈地向往著儉樸的生活。並且時常發覺自己占用了同胞的過多勞動而難以忍受。我認為階級的區分是不合理的，它最后所憑借的是以暴力為根據。我也相信，簡單淳樸的生活，無論在身體上還是在精神上，對每個人都是有益的。

　　我完全不相信人類會有那種在哲學意義上的自由。每一個人的行為不僅受著外界的強制，而且要適應內在的必然。叔本華說︰「人雖然能夠做他所想做的，但不能要他所想要的。」這句格言從我青年時代起就給了我真正的啟示；在我自己和別人的生活面臨困難的時候，它總是使我們得到安慰，並且是寬容的持續不斷的源泉。這種體會可以寬大為懷地減輕那種容易使人氣餒的責任感，也可以防止我們過於嚴肅地對待自己和別人；它導致一種特別給幽默以應有地位的人生觀。

　　要追究一個人自己或一切生物生存的意義或目的，從客觀的觀點看來，我總覺得是愚蠢可笑的。可是每個人都有一些理想，這些理想決定著他的努力和判斷的方向。就在這個意義上，我從來不把安逸和享樂看作生活目的本身－－我把這種倫理基礎叫做豬欄的理想。照亮我的道路，是善、美和真。要是沒有志同道合者之間的親切感情，要不是全神貫注於客觀世界－－那個在藝術和科學工作領域裡永遠達不到的對象，那么在我看來，生活就會是空虛的。我總覺得，人們所努力追求的庸俗目標－－財產、虛榮、奢侈的生活－－都是可鄙的。

　　我有強烈的社會正義感和社會責任感，但我又明顯地缺乏與別人和社會直接接觸的要求，這兩者總是形成古怪的對照。我實在是一個「孤獨的旅客」，我未曾全心全意地屬於我的國家、我的家庭、我的朋友，甚至我最為接近的親人；在所有這些關係面前，我總是感覺到一定距離而且需要保持孤獨－－而這種感受正與年俱增。人們會清楚地發覺，同別人的相互了解和協調一致是有限度的，但這不值得惋惜。無疑，這樣的人在某種程度上會失去他的天真無邪和無憂無慮的心境；但另一方面，他卻能夠在很大程度上不為別人的意見、習慣和判斷所左右，並且能夠避免那種把他的內心平衡建立在這樣一些不可靠的基礎之上的誘惑。

　　我的政治理想是民主政體。讓每一個人都作為個人而受到尊重，而不讓任何人成為被崇拜的偶像。我自己一直受到同代人的過分的贊揚和尊敬，這不是由於我自己的過錯，也不是由於我自己的功勞，而實在是一種命運的嘲弄。其原因大概在於人們有一種願望，想理解我以自已微薄的綿力，通過不斷的鬥爭所獲得的少數幾個觀念，而這種願望有很多人卻未能實現。

　　我完全明白，一個組織要實現它的目的，就必須有一個人去思考，去指揮、並且全面擔負起責任來。但是被領導的人不應當受到強迫，他們必須能夠選擇自己的領袖。在我看來，強迫的專制制度很快就會腐化墮落。因為暴力所招引來的總是一些品德低劣的人，而且我相信，天才的暴君總是由無賴來繼承的，這是一條千古不易的規律。就是由於這個緣故，我總強烈地反對今天在意大利和俄國所見到的那種制度。像歐洲今天所存在的情況，已使得民主形式受到懷疑，這不能歸咎於民主原則本身，而是由於政府的不穩定和選舉制度中與個人無關的特徵。

　　我相信美國在這方面已經找到了正確的道路。他們選出了一個任期足夠長的總統，他有充分的權力來真正履行他的職責。另一方面，在德國政治制度中，為我所看重的是它為救濟患病或貧困的人作出了可貴的廣泛的規定。在人生的豐富多彩的表演中，我覺得真正可貴的，不是政治上的國家，而是有創造性的、有感情的個人，是人格；只有個人才能創造出高尚的和卓越的東西，而群眾本身在思想上總是遲鈍的，在感覺上也總是遲鈍的。

　　講到這裡，我想起了群眾生活中最壞的一種表現，那就是使我厭惡的軍事制度。一個人能夠洋洋得意的隨著軍樂隊在四列縱隊裡行進，單憑這一點就足以使我對他鄙夷不屑。他所以長了一個大腦，只是出於誤會；光是骨髓就可滿足他的全部需要了。文明的這種罪惡的淵藪，應當盡快加以消滅。任人支配的英雄主義、冷酷無情的暴行，以及在愛國主義名義下的一切可惡的胡鬧，所有這些都使我深惡痛絕﹗

　　在我看來，戰爭是多么卑鄙、下流﹗我寧願被千刀萬剮，也不願參與這種可憎的勾當。盡管如此，我對人類的評價還是十分高的，我相信，要是人民的健康感情沒有遭到那些通過學校和報紙而起作用的商業利益和政治利益的蓄意敗壞，那么戰爭這個妖魔早就該絕跡了。

　　我們所能有的最美好的經驗是奧秘的經驗。它是堅守在真正藝術和真正科學發源地上的基本感情。誰要體驗不到它，誰要是不再有好奇心，也不再有驚訝的感覺，誰就無異於行屍走肉，他的眼睛便是模糊不清的。就是這樣奧秘的經驗──雖然摻雜著恐懼──產生了宗教。我們認識到有某種為我們所不能洞察的東西存在，感覺到那種只能以其最原始的形式接近我們的心靈的最深奧的理性和最燦爛的美－－正是這種認識和這種情感構成了真正的宗教感情；在這個意義上，而且也只是在這個意義上，我才是一個具有深摯的宗教感情的人。

　　我無法想象存在這樣一個上帝，它會對自己的創造物加以賞罰，會具有我們在自己身上所體驗到的那種意志。我不能也不願去想象一個人在肉體死亡以后還會繼續活著；讓那些脆弱的靈魂，由於恐懼或者由於可笑的唯我論，去拿這種思想當寶貝吧﹗我自己只求滿足於生命永恆的奧秘，滿足於覺察現存世界的神奇結構，窺見它的一鱗半爪，並且以誠摯的努力去領悟在自然界中顯示出來的那個理性的一部分，倘若真能如此，即使只領悟其極小的一部分，我也就心滿意足了。

探索的動機
愛因斯坦的一次演講

－編譯︰朱長超
　　
　　這是愛因斯坦在柏林物理學會舉辦的紀念麥克斯．普朗克60歲生日演講會上的演講。 ──編者注
　　
　　在科學的神殿裡有許多樓閣，住在裡面的人真是各式各樣，而引導他們到那裡去的動機也各不相同。有許多人愛好科學是因為科學給他們以超乎常人的智力上的快感，科學是他們自己的特殊娛樂，他們在這種娛樂中尋求生動活潑的經驗和對他們自己雄心壯志的滿足。

　　在這座神殿裡，另外還有許多人是為了純粹功利的目的而把他們的腦力產物奉獻到祭壇上的。如果上帝的一位天使跑來把所有屬於這兩類的人都趕出神殿，那么集結在那裡的人數就會大大減少，但是，仍然會有一些人留在裡面，其中有古人，也有今人，我們的普朗克就是其中之一，這也就是我們所以愛戴他的原因。
　　
　　我很明白在剛才的想象中被輕易逐出的人裡面也有許多卓越的人物，他們在建築科學神殿中做出過很大的也許是主要的貢獻；在許多情況下，我們的天使也會覺得難以決定誰該不該被趕走。但有一點我可以肯定，如果神殿裡只有被驅逐的那兩類人，那么這座神殿決不會存在，正如只有蔓草就不成其為森林一樣。因為對於這些人來說，只要碰上機會，任何人類活動的領域都是合適的︰他們究竟成為工程師、官吏、商人還是科學家，完全取決於環境。現在讓我們再來看看那些得到天使寵愛而留下來的人吧。
　　
　　他們大多數是沉默寡言的、相當怪僻和孤獨的人，但盡管有這些共同特點，他們之間卻不像那些被趕走的一群那樣彼此相似。究竟是什么力量把他們引到這座神殿中來的呢？這是一個難題，不能籠統地用一句話來回答。首先我同意叔本華所說的，把人們引向藝術和科學的最強烈的動機之一，是要逃避日常生活中令人厭惡的粗俗和使人絕望的沉悶，是要擺脫人們自由變化不定的欲望的桎梏。

　　一個修養有素的人總是渴望逃避個人生活而進入客觀知覺和思維的世界－－這種願望好比城市裡的人渴望逃避熙來攘往的環境，而到高山上享受幽寂的生活。在那裡透過清淨純潔的空氣，可以自由地眺望、沉醉地欣賞那似乎是為永恆而設計的寧靜景色。
　　
　　除了這種消極的動機外，還有一種積極的動機。人們總想以最適合於他自己的方式，畫出一幅簡單的和可理解的世界圖像，然后他就試圖用他的這種世界體系來代替經驗的世界，並征服后者。這就是畫家、詩人、思辨哲學家和自然科學家各按自己的方式去做的事。各人把世界體系及其構成作為他的感情生活的中樞，以便由此找到他在個人經驗的狹小范圍內所不能找到的寧靜和安定。
　　
　　在所有可能的圖像中，理論物理學家的世界圖像佔有什么地位呢？在描述各種關係時，它要求嚴密的精確性達到那種只有用數學語言才能達到的最高的標準。另一方面，物理學家必須極其嚴格地控制他的主題范圍，必須滿足於描述我們經驗領域裡的最簡單事件。對於一切更為複雜的事件企圖以理論物理學家所要求的精密性和邏輯上的完備性把它們重演出來，這就超出了人類理智所能及的范圍。高度的純粹性、明晰性和確定性要以完整性為代價。

　　但是當人們膽小謹慎地把一切比較複雜而難以捉摸的東西都撇開不管時，那么能吸引我們去認識自然界的這一渺小部分的，究竟又是什么呢？難道這種謹小慎微的努力結果也夠得上宇宙理論的美名嗎？我認為，夠得上的。因為，作為理論物理學結構基礎的普遍定律，應當對任何自然現象都有效。有了它們，就有可能借助於單純的演繹得出一切自然過程（包括生命過程）的描述，也就是它們的理論，只要這種演繹過程並不超出人類理智能力太多。因此，物理學家放棄他的世界體系的完整性，倒不是一個什么根本原則問題。
　　
　　物理學家的最高使命是得到那些普遍的基本定律，由此世界體系就能用單純的演繹法建立起來。要通向這些定律，沒有邏輯推理的途徑，只有通過建立在經驗的同感的理解之上的那種直覺。由於這種方法論上的不確定性，人們將認為這樣就會有多種可能同樣適用的理論物理學體系，這個看法在理論上無疑是正確的。但是物理學的發展表明，在某一時期裡，在所有可想到的解釋中，總有一個比其他的一些都高明得多。

　　凡是真正深入研究過這一問題的人，都不會否認唯一決定理論體系的實際上是現象世界，盡管在現象和他們的理論原理之間並沒有邏輯的橋梁；這就是萊布尼茨非常中肯地表述過的「先天的和諧」。物理學家往往責備研究認識論的人沒有足夠注意這個事實。我認為，幾年前馬赫和普朗克的論戰，根源就在這裡。
　　
　　渴望看到這種先天的和諧，是無窮的毅力和耐心的源泉。我們看到，普朗克就是因此而專心致志於這門科學中的最普遍的問題，而不是使自己分心於比較愉快的和容易達到的目標上去的人。我常常聽說，同事們試圖把他的這種態度歸因於非凡的意志和修養，但我認為這是錯誤的。促使人們去做這種工作的精神狀態，是同宗教信奉者或談戀愛的人的精神狀態相類似的，他們每日的努力並非來自深思熟慮的意向或計劃，而是直接來自激情。

　　我們敬愛的普朗克今天就坐在這裡，內心在笑我像孩子一樣提著第歐根尼的風燈鬧著玩。我們對他的愛戴不需要作老生常談的說明，我們但願他對科學的熱愛將繼續照亮他未來的道路，並引導他去解決今天理論物理學的最重要的問題。這問題是他自己提出來的，並且為了解決這問題他已經做了很多工作。祝他成功地把量子論同電動力學、力學統一於一個單一的邏輯體系裡。

走近愛因斯坦

少年時代

　　20世紀最偉大的物理學家阿爾伯特‧愛因斯坦(Albert•Einstein)1879年3月14日出生在德國西南的烏耳姆城﹐一年後隨全家遷居慕尼黑。愛因斯坦的父母都是猶太人﹐父親赫爾曼．愛因斯坦和叔叔雅各布．愛因斯坦合開了一個為電站和照明系統生產電機﹑弧光燈和電工儀表的電器工廠。母親玻琳是受過中等教育的家庭婦女﹐非常喜歡音樂﹐在愛因斯坦六歲時就教他拉小提琴。

　　愛因斯坦小時候並不活潑﹐三歲多還不會講話﹐父母很擔心他是啞巴﹐曾帶他去給醫生檢查。還好小愛因斯不是啞巴﹐可是直到九歲時講話還不很通暢﹐所講的每一句話都必須經過吃力但認真的思考。

　　在四﹑五歲時﹐愛因斯坦有一次臥病在床﹐父親送給他一個羅盤。當他發現指南針總是指著固定的方向時﹐感到非常驚奇﹐覺得一定有什麼東西深深地隱藏在這現象後面。他一連幾天很高興的玩這羅盤﹐還糾纏著父親和雅各布叔叔問了一連串問題。盡管他連「磁」這個詞都說不好﹐但他卻頑固地想要知道指南針為什麼能指南。這種深刻和持久的印象﹐愛因斯坦直到六十七歲時還能鮮明的回憶出來。

　　愛因斯坦在念小學和中學時﹐功課屬平常。由於他舉止緩慢﹐不愛同人交往﹐老師和同學都不喜歡他。教他希臘文和拉丁文的老師對他更是厭惡﹐曾經公開罵他﹕「愛因斯坦﹐你長大後肯定不會成器。」而且因為怕他在課堂上會影響其他學生﹐竟想把他趕出校門。

　　愛因斯坦的叔叔雅各布在電器工廠裏專門負責技術方面的事務﹐愛因斯坦的父親則負責商業的往來。雅各布是一個工程師﹐自己就非常喜愛數學﹐當小愛因斯坦來找他問問題時﹐他總是用很淺顯通俗的語言把數學知識介紹給他。在叔父的影響下﹐愛因斯坦較早的受到了科學和哲學的啟蒙。

　　父親的生意做得並不好﹐但卻是一個樂觀和心地善良的人﹐家裏每星期都有一個晚上要邀請來慕尼黑念書的窮學生吃飯﹐這樣等於是救濟他們。其中有一對來自立陶宛的猶太兄弟麥克斯和伯納德﹐他們都是學醫科的﹐喜歡閱讀書籍﹑興趣廣泛。他們被邀請來愛因斯坦家裏吃飯﹐並和羞答答﹑長著黑頭髮和棕色眼睛的小愛因斯坦交成了好朋友。

　　麥克斯可以說是愛因斯坦的「啟蒙老師」﹐他借了一些通俗的自然科學普及讀物給他看。麥克斯在愛因斯坦十二歲時﹐給了他一本施皮爾克的平面幾何教科書。愛因斯坦晚年回憶這本神聖的小書時說﹕「這本書裏有許多斷言﹐比如﹐三角形的三個高交於一點﹐它們本身雖然並不是顯而易見的﹐但是可以很可靠地加以證明﹐以致任何懷疑似乎都不可能。這種明晰性和可靠性給我留下了一種難以形容的印象。」

　　愛因斯坦還幸運地從一部卓越的通俗讀物中知道了自然科學領域裏的主要成果和方法﹐科普讀物不但增進了愛因斯坦的知識﹐而且撥動了年輕人好奇的心弦﹐引起他對問題的深思。

　　愛因斯坦十六歲時報考瑞士蘇黎世的聯邦工業大學工程系﹐可是入學考試卻告失敗。他接受了聯邦工業大學校長以及該校著名的物理學家韋伯教授的建議﹐在瑞士阿勞市的州立中學念完中學課程﹐以取得中學學歷。

　　1896年10月﹐愛因斯坦跨進了蘇黎世工業大學的校門﹐在師範系學習數學和物理學。他對學校的注入式教育十分反感﹐認為它使人沒有時間﹑也沒有興趣去思考其他問題。幸運的是﹐窒息真正科學動力的強制教育﹐在蘇黎世的聯邦工業大學要比其他大學少得多。愛因斯坦充分的利用學校中的自由空氣﹐把精力集中在自己所熱愛的學科上。在學校中﹐他廣泛的閱讀了赫爾姆霍茲﹑赫茲等物理學大師的著作﹐他最著迷的是麥克斯韋的電磁理論。他有自學本領﹑分析問題的習慣和獨立思考的能力。

早期工作

　　1900年﹐愛因斯坦從蘇黎世工業大學畢業。由於他對某些功課不熱心﹐以及對老師態度冷漠﹐被拒絕留校。他找不到工作﹐靠做家庭教師和代課教師過活。在失業一年半以後﹐關心並了解他才能的同學馬塞爾‧格羅斯曼向他伸出了援助的手。格羅斯曼設法說服自己的父親把愛因斯坦介紹到瑞士專利局去作一個技術員。

　　愛因斯坦終身感謝格羅斯曼對他的幫助。在悼念格羅斯曼的信中﹐他談到這件事時說﹐當他大學畢業時﹐「突然被一切人拋棄﹐一籌莫展的面對人生。他幫助了我﹐通過他和他的父親﹐我後來才到了哈勒〔時任瑞士專利局局長〕那裏﹐進了專利局。這有點象救命之恩﹐沒有他我大概不致於餓死﹐但精神會頹唐起來。」

　　1902年2月21日﹐愛因斯坦取得了瑞士國籍﹐並遷居伯爾尼﹐等待專利局的招聘。1902年6月23日﹐愛因斯坦正式受聘於專利局﹐任三級技術員﹐工作職責是審核申請專利權的各種技術發明創造。1903年﹐他與大學同學米列娃.瑪麗克結婚。

　　1900～1904年﹐愛因斯坦每年都寫出一篇論文﹐發表於德國《物理學雜志》。頭兩篇是關於液體表面和電解的熱力學﹐企圖給化學以力學的基礎﹐ 以後發現此路不通﹐轉而研究熱力學的力學基礎。1901年提出統計力學的一些基本理論﹐1902～1904年間的三篇論文都屬於這一領域。

　　1904年的論文認真探討了統計力學所預測的漲落現象﹐發現能量漲落取決於玻爾茲曼常數。它不僅把這一結果用於力學體系和熱現象﹐而且大膽地用於輻射現象﹐得出輻射能漲落的公式﹐從而導出維恩位移定律。漲落現象的研究﹐使他於1905年在輻射理論和分子運動論兩方面同時做出重大突破。

1905年的奇跡

　　1905年﹐愛因斯坦在科學史上創造了一個史無前例奇跡。這一年他寫了六篇論文﹐在三月到九月這半年中﹐利用在專利局每天八小時工作以外的業餘時間﹐在三個領域做出了四個有劃時代意義的貢獻﹐他發表了關於光量子說﹑分子大小測定法﹑布朗運動理論和狹義相對論這四篇重要論文。

　　1905年3月﹐愛因斯坦將自己認為正確無誤的論文送給了德國《物理年報》編輯部。他靦腆的對編輯說﹕「如果您能在你們的年報中找到篇幅為我刊出這篇論文﹐我將感到很愉快。」這篇「被不好意思」送出的論文名叫《關於光的產生和轉化的一個推測性觀點》。

　　這篇論文把普朗克1900年提出的量子概念推廣到光在空間中的傳播情況﹐提出光量子假說。認為﹕對於時間平均值﹐光表現為波動﹔而對於瞬時值﹐光則表現為粒子性。這是歷史上第一次揭示了微觀客體的波動性和粒子性的統一﹐即波粒二象性。

　　在這文章的結尾﹐他用光量子概念輕而易舉的解釋了經典物理學無法解釋的光電效應﹐推導出光電子的最大能量同入射光的頻率之間的關係。這一關係10年後才由密立根給予實驗證實。1921年﹐愛因斯坦因為「光電效應定律的發現」這一成就而獲得了諾貝爾物理學獎。

　　這才僅僅是開始﹐阿爾伯特‧愛因斯坦在光﹑熱﹑電物理學的三個領域中齊頭並進﹐一發不可收拾。1905年4月﹐愛因斯坦完成了《分子大小的新測定法》﹐5月完成了《熱的分子運動論所要求的靜液體中懸浮粒子的運動》。這是兩篇關於布朗運動的研究的論文。愛因斯坦當時的目的是要通過觀測由分子運動的漲落現象所產生的懸浮粒子的無規則運動﹐來測定分子的實際大小﹐以解決半個多世紀來科學界和哲學界爭論不休的原子是否存在的問題。

　　三年後﹐法國物理學家佩蘭以精密的實驗證實了愛因斯坦的理論預測。從而無可非議的證明了原子和分子的客觀存在﹐這使最堅決反對原子論的德國化學家﹑唯能論的創始人奧斯特瓦爾德於1908年主動宣布﹕「原子假說已經成為一種基礎鞏固的科學理論」。

　　1905年6月﹐愛因斯坦完成了開創物理學新紀元的長論文《論運體的電動力學》﹐完整的提出了狹義相對論。這是愛因斯坦10年醞釀和探索的結果﹐它在很大程度上解決了19世紀末出現的古典物理學的危機﹐改變了牛頓力學的時空觀念﹐揭露了物質和能量的相當性﹐創立了一個全新的物理學世界﹐是近代物理學領域最偉大的革命。

　　狹義相對論不但可以解釋經典物理學所能解釋的全部現象﹐還可以解釋一些經典物理學所不能解釋的物理現象﹐並且預言了不少新的效應。狹義相對論最重要的結論是質量守恆原理失去了獨立性﹐他和能量守恆定律融合在一起﹐質量和能量是可以相互轉化的。其他還有比較常講到的鐘慢尺縮﹑光速不變﹑光子的靜止質量是零等等。而古典力學就成為了相對論力學在低速運動時的一種極限情況。這樣﹐力學和電磁學也就在運動學的基礎上統一起來。

　　1905年9月﹐愛因斯坦寫了一篇短文《物體的慣性同它所含的能量有關嗎﹖》﹐作為相對論的一個推論。質能相當性是原子核物理學和粒子物理學的理論基礎﹐也為20世紀40年代實現的核能的釋放和利用開闢了道路。

　　在這短短的半年時間﹐愛因斯坦在科學上的突破性成就﹐可以說是「石破天驚﹐前無古人」。即使他就此放棄物理學研究﹐即使他只完成了上述三方面成就的任何一方面﹐愛因斯坦都會在物理學發展史上留下極其重要的一筆。愛因斯坦撥散了籠罩在「物理學晴空上的烏雲」﹐迎來了物理學更加光輝燦爛的新紀元。

廣義相對論的探索

　　狹義相對論建立後﹐愛因斯坦並不感到滿足﹐力圖把相對性原理的適用範圍推廣到非慣性系。他從伽利略發現的引力場中一切物體都具有同一加速度這一古老實驗事實找到了突破口﹐於1907年提出了等效原理。在這一年﹐他的大學老師﹑著名幾何學家閔可夫斯基提出了狹義相對論的四維空間表示形式﹐為相對論進一步發展提供了有用的數學工具﹐可惜愛因斯坦當時並沒有認識到它的價值。

　　等效原理的發現﹐愛因斯坦認為是他一生最愉快的思索﹐但以後的工作卻十分艱苦﹐並且走了很大的彎路。1911年﹐他分析了剛性轉動圓盤﹐意識到引力場中歐氏幾何並不嚴格有效。同時還發現洛倫茨變化不是普適的﹐等效原理只對無限小區域有效……。這時的愛因斯坦已經有了廣義相對論的思想﹐但他還缺乏建立它所必需的數學基礎。

　　1912年﹐愛因斯坦回到蘇黎世母校工作。在他的同班同學﹑母校任數學教授的格羅斯曼幫助下﹐他在黎曼幾何和張量分析中找到了建立廣義相對論的數學工具。經過一年的奮力合作﹐他們於1913年發表了重要論文《廣義相對論綱要和引力理論》﹐提出了引力的度規場理論。這是首次把引力和度規結合起來﹐使黎曼幾何獲得實在的物理意義。

　　不過他們當時得到的引力場方程只對線性變換是協變的﹐還不具有廣義相對論原理所要求的任意坐標變換下的協變性。這是由於愛因斯坦當時不熟悉張量運算﹐錯誤的認為﹐只要堅持守恆定律﹐就必須限制坐標系的選擇﹐為了維護因果性﹐不得不放棄普遍協變的要求。

科學成就的第二個高峰

　　在1915年到1917年的3年中﹐是愛因斯坦科學成就的第二個高峰﹐類似於1905年﹐他也在三個不同領域中分別取得了歷史性的成就。除了1915年最後建成了被公認為人類思想史中最偉大的成就之一的廣義相對論以外﹐1916年在輻射量子方面提出引力波理論﹐1917年又開創了現代宇宙學。

　　1915年7月以後﹐愛因斯坦在走了兩年多彎路後﹐又回到普遍協變的要求。1915年10月到11月﹐他集中精力探索新的引力場方程﹐於11月4日﹑11日﹑18日和25日一連向普魯士科學院提交了四篇論文。

　　在第一篇論文中他得到了滿足守恆定律的普遍協變的引力場方程﹐但加了一個不必要的限制。第三篇論文中﹐根據新的引力場方程﹐推算出光線經過太陽表面所發生的偏轉是1.7弧秒﹐同時還推算出水星近日點每100年的進動是43秒﹐完滿解決了60多年來天文學的一大難題。

　　1915年11月25日的論文《引力的場方程》中﹐他放棄了對變換群的不必要限制﹐建立了真正普遍協變的引力場方程﹐宣告廣義相對論作為一種邏輯結構終於完成了。1916春天﹐愛因斯坦寫了一篇總結性的論文《廣義相對論的基礎》﹔同年底﹐又寫了一本普及性的小冊子《狹義與廣義相對論淺說》。

　　1916年6月﹐愛因斯坦在研究引力場方程的近似積分時﹐發現一個力學體系變化時必然發射出以光速傳播的引力波﹐從而提出引力波理論。1979年﹐在愛因斯坦逝世24年後﹐間接證明了引力波存在。

　　1917年﹐愛因斯坦用廣義相對論的結果來研究宇宙的時空結構﹐發表了開創性的論文《根據廣義相對論對宇宙所做的考察》。論文分析了「宇宙在空間上是無限的」這一傳統觀念﹐指出它同牛頓引力理論和廣義相對論都是不協調的。他認為﹐可能的出路是把宇宙看作是一個具有有限空間體積的自身閉合的連續區﹐ 以科學論據推論宇宙在空間上是有限無邊的﹐這在人類歷史上是一個大膽的創舉﹐使宇宙學擺脫了純粹猜想的思辨﹐進入現代科學領域。

漫長艱難的探索

　　廣義相對論建成後﹐愛因斯坦依然感到不滿足﹐要把廣義相對論再加以推廣﹐使它不僅包括引力場﹐也包括電磁場。他認為這是相對論發展的第三個階段﹐即統一場論。

　　1925年以後﹐愛因斯坦全力以赴去探索統一場論。開頭幾年他非常樂觀﹐以為勝利在望﹔後來發現困難重重﹐他認為現有的數學工具不夠用﹔1928年以後轉入純數學的探索。他嘗試著用各種方法﹐但都沒有取得具有真正物理意義的結果。

　　1925年～1955年這30年中﹐除了關於量子力學的完備性問題﹑引力波以及廣義相對論的運動問題以外﹐愛因斯坦幾乎把他全部的科學創造精力都用於統一場論的探索。

　　1937年﹐在兩個助手合作下﹐他從廣義相對論的引力場方程推導出運動方程﹐進一步揭示了空間──時間﹑物質﹑運動之間的統一性﹐這是廣義相對論的重大發展﹐也是愛因斯坦在科學創造活動中所取得的最後一個重大成果。

　　在同一場理論方面﹐他始終沒有成功﹐他從不氣餒﹐每次都滿懷信心底從頭開始。由於他遠離了當時物理學研究的主流﹐獨自去進攻當時沒有條件解決的難題﹐因此﹐同20年代的處境相反﹐他晚年在物理學界非常孤立。可是他依然無所畏懼﹐毫不動搖地走他自己所認定的道路﹐直到臨終前一天﹐他還在病床上準備繼續他的統一場理論的數學計算。

最偉大的科學家的風格

　　愛因斯坦因為在科學上的成就﹐獲得了許多獎狀以及名譽博士的授予證書。如果一般人就會把這些東西高高掛起。可是愛因斯坦把以上的東西﹐包括諾貝爾獎獎狀一起亂七八糟地放在一個箱子裏﹐看也不看一眼。英費爾德說他有時覺得愛因斯坦可能連諾貝爾獎是什麼意義都不知道。據說他在得獎的那一天﹐臉上和平日一樣平靜﹐沒有顯出特別高興或興奮。

　　少年時代的愛因斯坦在瑞士生活時﹐過的是窮學生的生活﹐他對物質生活要求不高﹐有一碟意大利面條加上一點醬他就感到很滿意。成名後﹐成為教授以及後來為了躲避納粹的迫害移民美國﹐他是有條件過很好的物質享受的﹐但是他仍保留像窮學生那樣簡樸無華的生活。

　　當愛因斯坦來到普林斯頓的高等科學研究所工作時﹐當局給了他相當的高薪──年薪一萬六千美元﹐他卻說﹕「這麼多錢﹐是否可以給我少一點﹖給我三千美元就夠了。」

　　愛因斯坦對自己的衣著也是不注意的﹐長年披著一件黑色皮上衣﹐不穿襪子﹐不結領帶﹐褲子有時既沒有綁皮帶也沒有吊帶﹐他和人在黑板前討論問題時﹐一面寫黑板﹐一面要把那像要滑下的褲子用手拉住﹐這種情形是有些滑稽﹐而他的頭髮卻留得長長的﹐不加修飾。這對當年「貴族學府」普林斯頓大學的學生來說是驚異的事﹐難怪他們要希望上帝叫他把頭髮剪掉。

　　愛因斯坦是很節儉的人﹐他在計算的紙上是兩面都寫﹐而且他把許多寄給他的信的信封裁開﹐當作計算的草稿紙﹐不讓它們在進了紙簍之前失掉可以再利用的價值。愛因斯坦在外出時經常坐二﹑三等車﹐平時只吃一些簡單的食物。

　　1909年7月﹐愛因斯坦應邀到日內瓦﹐參加隆重的日內瓦大學三百五十周年校慶和紀念建校人加爾文的慶祝活動﹐並接受日內瓦大學頒發給他的榮譽博士學位。在慶祝活動的遊行中﹐學校裏的顯要人物和政府中的大人物﹐都身穿燕尾服﹑頭戴高禮帽﹐或者身穿中世紀式的鏽金長袍﹐頭戴平頂絲帽﹐而愛因斯坦卻穿著一套平時上街穿的衣服﹐戴著一頂草帽。對這次慶祝活動所舉辦的盛大宴會﹐愛因斯坦很不以為然﹐他對坐在旁邊的人說﹐「如果加爾文還活著﹐他會堆起一大堆柴禾﹐因為搞這樣的鋪張浪費的盛宴而把我們全都燒死。」

　　愛因斯坦自己曾說過﹕「安逸和幸福﹐對我來說從來不是目的。我稱這些倫理基礎為豬欄的理想……」。他甚至拒絕自己被安排在上流社會中﹐而居於與眾不同的地位﹐對社會上對他的特殊照顧感到憤怒。

　　愛因斯坦是很珍惜時間的人﹐他不喜歡參加社交活動與宴會﹐他曾諷刺地說﹕「這是把時間餵給動物園。」他集中精神專心的鑽研﹐他不希望寶貴的時間消耗在無意義的社交談話上。他也不想聽那些奉承和贊揚的話。他認為﹕「一個以偉大的創造性觀念造福於全世界的人﹐不需要後人來贊揚。他的成就本身就已經給了他一個更高的報答。」1929年3月﹐為了躲避五十壽辰的慶祝活動﹐他在生日前幾天﹐就秘密跑到柏林近郊的一個花匠的農舍裏隱居起來。

　　作為物理學革命中的偉大科學巨匠﹐愛因斯坦從來沒有自認為是一個超人。他認識到﹐自己所走的道路是前人走過的道路的延伸﹐科學的新時代是在前人工作基礎上的合理發展﹐因此他總是抱著感激和敬仰的心情贊賞前人的貢獻。

　　在談到相對論的創立時﹐他說﹕「相對論實在可以說是對麥克思韋和洛倫茲的偉大構思畫了最後一筆﹐因為它力圖把場物理學擴充到包括引力在內的一切現象。」愛因斯坦曾幾次在信中對贊揚他的成就的朋友寫道﹕「我完全知道我沒有什麼特殊的才能﹕興趣﹑專一﹑頑強工作﹐以及自我批評使我達到我想要達到的理想境界。」

全人類命運的關注者

　　愛因斯坦熱愛科學﹐也熱愛人類。他沒有因為埋頭於科學研究而把自己置於社會之外﹐一直關心著人類的文明和進步﹐並為之頑強﹑勇敢地戰鬥。他說過﹕「人只有獻身於社會﹐才能找出那實際上是短暫而又有風險的生命的意義」﹐他自己正是這樣去做的。

　　1914年4月﹐愛因斯坦接受德國科學界的邀請﹐遷居到柏林﹐8月即爆發了第一次世界大戰。他雖身居戰爭的發源地﹐生活在戰爭鼓吹者的包圍之中﹐ 卻堅決地表明了自己的反戰態度。9月﹐愛因斯坦參與發起反戰團體「新祖國同盟」﹐在這個組織被宣布為非法﹑成員大批遭受逮捕和迫害而轉入地下的情況下﹐愛因斯坦仍堅決參加這個組織的秘密活動。

　　10月﹐德國的科學界和文化界在軍國主義分子的操縱和煽動下﹐發表了所謂「文明世界的宣言」﹐為德國發動的侵略戰爭辯護﹐鼓吹德國高於一切﹐全世界都應該接受「真正德國精神」。在「宣言」上簽名的有九十三人﹐都是當時德國有聲望的科學家﹑藝術家和牧師等。就連能斯脫﹑倫琴﹑奧斯特瓦爾德﹑普朗克等都在上面簽了字。當徵求愛因斯坦簽名時﹐他斷然拒絕了﹐而同時他卻毅然在反戰的《告歐洲人書》上簽上自己的名字。這一舉動震驚了全世界。

　　1917年﹐列寧領導的蘇聯社會主義革命勝利後﹐愛因斯坦熱情地支持這個偉大的革命﹐贊揚這是一次對全世界將有決定性意義的﹑偉大的社會實驗 ﹐表示﹕「我尊敬列寧﹐因為他是一位有完全自我犧牲精神﹑全心全意為實現社會正義而獻身的人。我並不認為他的方法是切合實際的﹐但有一點可以肯定﹕象他這種類型的人﹐是人類良心的維護者和再造者。」

　　1918年11月﹐德國工人和士兵在俄國十月革命勝利的影響和鼓舞下﹐發動起義﹐推翻了德皇威廉二世下臺第三天﹐愛因斯坦即給他的母親連續寫了兩張明信片﹐歡呼「偉大的事變發生了……親身經歷了這個事變是多麼榮幸﹗」

　　在二十年代到三十年代初期﹐愛因斯坦基本上是一個絕對的和平主義者。但是﹐侵略和掠奪戰爭不斷發生的現實﹐打破了他那美好的夢想。特別是1933年希特勒上臺後﹐德國日益法西斯化﹐使愛因斯坦意識到新的野蠻戰爭不可避免﹐促使他改變了自己的觀點。他明確表示﹕「當法律和人類尊嚴必需保衛時 ﹐我們一定要戰鬥。自從法西斯的危險到來後﹐現在我不再相信絕對的被動的和平主義是有效的了。只要法西斯主義統治歐洲﹐那就不會有和平。」

　　由於愛因斯坦的進步活動﹐又因為他是猶太人﹐因而被德國納粹分子列為重要的迫害對象﹐幸而他1932年底離開德國到美國講學﹐才未遭毒手。他在柏林的住屋被查抄和搗毀﹐他的財產被沒收﹐他的著作被焚毀﹐納粹還懸賞二萬馬克要殺害他。面對納粹分子暗殺的危險﹐愛因斯坦沒有絲毫的畏懼﹐而是更堅定地戰鬥。當他的摯友勞厄寫信勸他對政治問題採取明哲保身的態度時﹐他不顧個人安危﹐大聲疾呼﹐指出法西斯就意味著戰爭﹐和平必須用武裝來保衛﹐呼籲美國人民起來同法西斯作鬥爭。

　　在為人類的進步事業而戰鬥的歷程中﹐愛因斯坦一直關心著被壓迫﹑被奴役的國家和民族。他反對法西斯滅絕猶太人的暴行﹐為爭取猶太人的生存權利而大聲疾呼。但他也反對狹隘的猶太民族主義﹐希望看到猶太人「同阿拉伯人在和平共處的基礎上達成公平合理的協議﹐而不希望創立一個猶太國」。他反對美國的種族歧視政策﹐支持黑人的解放運動﹐並呼籲「美國黑人在這個方向上所作的堅定的努力﹐應當得到大家的贊揚和支援」。

　　在五十年代美國麥卡錫份子興風作浪的時期﹐麥卡錫參議員說他是「美國的第一敵人」﹐而一些狂熱人士還造謠說他是共產份子﹐並且說他的前助手英費爾德從他那裏知道原子彈的材料﹐準備供給蘇聯這些情報。事實上他除了擔心納粹能制造新式武器﹐在1939年8月2日向羅斯福總統建議這方面該進行研究寫的一封信外﹐他以後完全不知道美國政府秘密從事原子彈的制造﹐一些從事這一工作的愛因斯坦的朋友也對他保密﹐不讓他知道有這回事。但當他知道德國沒有制成原子彈﹐而美國已造出原子彈後﹐他的心情感到沉重和不安。他說﹐如果他知道德國不會制造原子彈﹐他就不會為「打開這個潘多拉魔匣做任何事情。」

　　當愛因斯坦後來從無線電廣播知道美國對廣島﹑長崎投下原子彈﹐殺傷許多平民時他感到非常痛心。他後來寫了一封告美國公民書﹐說﹕「我們將此種巨大力量解放的科學家們﹐對於一切事物都要優先負起責任﹐必須限制原子能絕對不能使用來殺害全人類﹐而是用來增進人類的幸福方面。」1955年﹐愛因斯坦與羅素聯名發表了反對核戰爭和呼籲世界和平的《羅素─愛因斯坦宣言》。

　　在1949年愛因斯坦寫了一篇《為什麼要社會主義﹖》的論文。在這裏﹐他提出了現在看來還是正確的看法﹗「計劃經濟還不就是社會主義。計劃經濟本身可能伴隨著對個人的完全奴役。社會主義的建成﹐需要解決這樣一些極端困難的社會──政治問題﹐鑒於政治權力和經濟權力的高度集中﹐怎樣才有可能防止行政人員變成權力無限和傲慢自負呢﹖怎樣能夠使個人的權利得到保障﹐同時對於行政權力能夠確保有一種民主的平衡力量呢﹖」

巨星隕落

　　1955年4月18日﹐人類歷史上最偉大的科學家﹐阿爾伯特•愛因斯坦因主動脈瘤破裂逝世於美國普林斯頓。巨星隕落﹐舉世同悲。

　　在愛因斯坦去世的前幾天還錄音對以色列廣播﹐他說﹕「我們這時代最大的問題是人類分成兩個互相對敵的陣營﹕共產世界和所謂的自由世界。由於「自由」及「共產」這兩個詞的意義對我很難理解﹐我寧願用「東方」和「西方」的權力衝突來說﹐然而﹐這地球是圓的﹐這樣「東方」和「西方」的真正精確意義也不能清楚。」

　　愛因斯坦生前不要虛榮﹐死後更不要哀榮。他留下遺囑﹐要求不發訃告﹐不舉行葬禮。他把自己的腦供給醫學研究﹐身體火葬焚化﹐骨灰秘密的撒在不讓人知道的河裏﹐不要有墳墓也不想立碑。在把他的遺體送到火葬場火化的時候﹐隨行的只有他最親近的12個人﹐而其他人對於火化的時間和地點都不知道。

　　愛因斯坦在去世之前, 把他在普林斯頓默謝雨街112號的房子留給跟他工作了幾十年的秘書杜卡斯小姐﹐並且強調﹕「不許把這房子變成博物館。」他不希望把默謝雨街變成一個朝聖地。他一生不崇拜偶像﹐也不希望以後的人把他當作偶像來崇拜。

　　愛因斯坦曾經說過﹕「我自己不過是自然的一個極微小的部分」﹐他把一切獻給了人類從自然界獲得自由的征程﹐最後連自己的骨灰也回到了大自然的懷抱。但是正如英費爾德第一次與他接觸時所感受到的那樣﹕「真正的偉大和真正的高尚總是並肩而行的」﹐愛因斯坦的偉大業績和精神永遠留給了人類。

逸事

愛因斯坦逃學記

　　1895年春天﹐愛因斯坦已16歲了。根據德國當時的法律﹐男孩只有在17歲以前離開德國才可以不必回來服兵役。由於對軍國主義深惡痛絕﹐加之獨自一人呆在軍營般的路易波爾德中學已忍無可忍﹐愛因斯坦沒有同父母商量就私自決定離開德國﹐去意大利與父母團聚。

　　但是﹐半途退學﹐將來拿不到文憑怎麼辦呢﹖一向忠厚﹑單純的愛因斯坦﹐情急之中竟想出一個自以為不錯的點子。他請數學老師給他開了張證明﹐說他數學成績優異﹐早達到大學水平。又從一個熟悉的醫生那裏弄來一張病假證明﹐說他神經衰弱﹐需要回家靜養。愛因斯坦以為有這兩個證明﹐就可逃出這厭惡的地方。

　　誰知﹐他還沒提出申請﹐訓導主任卻把他叫了去﹐以他敗壞班風﹐不守校紀的理由勒令退學。

　　愛因斯坦臉紅了﹐不管什麼原因﹐只要能離開這所中學﹐他都心甘情願﹐也顧不得什麼了。他只是為自己想出一個並未實施的狡猾的點子突然感到內疚﹐後來每提及此事﹐愛因斯坦都內疚不已。大概這種事情與他坦率﹑真誠的個性相去太遠。

韋伯先生的慧眼

　　愛因斯坦十六歲時報考瑞士蘇黎世的聯邦工業大學工程系﹐可是入學考試卻告以失敗。看過他的數學和物理考卷的該校物理學家韋伯先生卻慧眼識英才﹐稱贊他﹕「你是個很聰明的孩子﹐愛因斯坦﹐一個非常聰明的孩子﹐但是你有一個很大的缺點﹕就是你不想表現自己。」

　　韋伯先生是講對了﹐愛因斯坦在數學方面可以說是有「天才」﹐他在12歲到16歲時就已經自學學會了解析幾何和微積分。而對於不想表現自己這個「缺點」﹐他也是「死不悔改」。他晚年寫給朋友的信中說﹕「我年青時對生活的需要和期望是能在一個角落安靜地做我的研究﹐公眾人士不會對我完全注意﹐可是現在卻不能了。」

　　著名的電影演員查理．卓別林在他的影片《城市之光》於好萊塢首映之日﹐邀請愛因斯坦夫婦去看。愛因斯坦和卓別林走出汽車時﹐許多人發現愛因斯坦來看戲﹐大家圍攏歡呼﹐注意力都集中在他身上而不是卓別林。愛因斯坦不喜歡這樣的場面﹐問卓別林﹕「這是什麼意思﹖」卓別林馬上安慰他﹕「這沒有什麼。」

「相對論」就是這樣被發現的

　　愛因斯坦太太曾對查理．卓別林講述愛因斯坦發現相對論時工作的情形。後來卓別林把這事記在他的自傳裏。這故事倒是可以看出愛因斯坦在這歷史性發現的時刻是怎麼樣子工作的﹕

　　『博士像往常那樣穿著睡袍下樓吃早餐﹐可是那一天卻什麼也沒動。我想一定有什麼問題發生﹐我問他什麼事使他魂不守舍﹖

　　他回答﹕「親愛的﹗我得到一個巧妙的想法。」

　　喝完咖啡後﹐他就走到鋼琴前開始彈奏起來。幾次停下來在紙上記錄一些東西﹐然後重復地說﹕「我得到一個巧妙的想法﹐非常美妙的想法。」

　　他說﹕「這是很困難的﹐我仍需要進行工作。」

　　他繼續玩鋼琴﹐並且寫下一些東西﹐這樣半小時之久﹐然後走上樓去他的研究室﹐並且告訴我不要打擾他﹐他就一直留在房子裏兩星期。每天我上樓把食物送給他﹐傍晚時他就散一會兒步當作運動﹐然後回來繼續他的工作。

　　最後他走下樓來﹐臉色顯得蒼白。「這裏就是我的發現﹗」他把兩張紙放在桌上﹐這就是他的「相對論」。』

成功的秘訣

　　有一次﹐一個美國記者問愛因斯坦關於他成功的秘決。他回答﹕「早在1901年﹐我還是二十二歲的青年時﹐我已經發現了成功的公式。我可以把這公式的秘密告訴你﹐那就是A=X+Y+Z! A就是成功﹐X就是努力工作﹐Y是懂得休息﹐Z是少說廢話﹗這公式對我有用﹐我想對許多人也是一樣有用。