《愛因斯坦的宇宙》:教授們都低估了當年那個翹課、沒希望的學生

《愛因斯坦的宇宙》:教授們都低估了當年那個翹課、沒希望的學生
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我們想讓你知道的是

相對於教授的鄙視,愛因斯坦在蘇黎世結交到終生摯友。其中一人是數學系的馬歇爾・格羅斯曼,格羅斯曼向愛因斯坦的母親吐露,「偉大的事情」有朝一日一定會發生在愛因斯坦的身上。

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文:加來道雄

與光賽跑的白日夢

在1895年秋天,愛因斯坦終於進入蘇黎士技術學院,自此展開人生新的一頁。他覺得,這是第一次自己能接觸到全歐陸都在熱烈探討的最新物理學發展,他知道革命風潮正在襲捲物理世界,許多新實驗正在進行,最終更挑戰了牛頓與古典物理的法則。

在蘇黎士技術學院時,愛因斯坦想要學習關於光的新理論,特別是馬克士威方程式,他後來寫道:「這是我當學生時最吸引人的科目。」當愛因斯坦最後終於學到馬克士威方程式,他自此才能回答長久以來心裡的疑問。正如他所猜想,他發現馬克士威方程式裡不存在光波凍住的解。但是他的發現不只如此,令他感到震驚的是,不管你移動得多快,在馬克士威的理論裡光束總是以相同速度前進。現在終於找到這個謎題的最後答案:你永遠不可能追上一道光束,因為光束總是以相同速度超越你而去。這個結論違反他對世界的常識觀點,他得花好幾年才解開這項重要觀察所得到的矛盾:光總是以相同速度前進。

教授不曾看好的學生

革命的時代需要革新的理論以及大膽的領導者。可惜愛因斯坦在蘇黎士技術學院裡並未遇到這樣的領導人物。老師喜歡沉浸在古典物理中,所以愛因斯坦便蹺課自修,大多數時間花在實驗室或自己研讀新理論。教授認為他經常缺課是個性怠惰所致,這些老師又再一次低估這名學生了。

其中一位老師是物理系的教授韋伯,當年他對愛因斯坦的入學考試表現大為讚賞,並且允許他到課堂旁聽,甚至承諾在愛因斯坦畢業後,可以留下來當助理。不過隨著時間過去,韋伯開始討厭愛因斯坦沒有耐心且藐視權威的姿態,最後教授不再支持他了,明白表示:「愛因斯坦你是個聰明的孩子,非常聰明的孩子,但是你犯了一個大錯,你聽不進任何話。」

物理系導師讓・沛尼(Jean Pernet)也不喜歡愛因斯坦,有一回愛因斯坦看都不看一眼實驗課手冊,便丟進垃圾筒,這使沛尼覺得受到侮辱。不過沛尼的助教為愛因斯坦辯護,指說愛因斯坦雖然不是循規蹈矩的學生,但是他的答案每次都是對的。沛尼還是訓斥了愛因斯坦:「你很熱衷物理,但你是沒有希望的。為了你自己好,你應該換到別的科系,像是醫學、文學或法律都好。」又有一回,愛因斯坦撕毀實驗說明,結果意外引起一場爆炸而使右手受重傷,還需要縫上幾針。他與沛尼的關係降到最低點,沛尼給他「1」的成績,這是差到不能再差的成績。另外,數學教授赫曼・明科夫斯基(Hermann Minkowski)甚至叫愛因斯坦是「懶狗」。

相對於教授的鄙視,愛因斯坦在蘇黎世結交到終生摯友。那年他們物理課上只有五名學生,他有機會好好認識全部同學。其中一人是數學系的馬歇爾・格羅斯曼(Marcel Grossman),每堂課的筆記鉅細靡遺。因為他的筆記做得太好了,結果愛因斯坦經常沒去上課而向他借筆記,考試還常拿到比格羅斯曼更好的成績(至今格羅斯曼的筆記仍保存在學校裡)。格羅斯曼向愛因斯坦的母親吐露,「偉大的事情」有朝一日一定會發生在愛因斯坦的身上。

但是吸引愛因斯坦注意的是班上另一名同學,來自塞爾維亞的女孩米列娃・馬里奇(Mileva Maric)當時很少有物理學生來自於巴爾幹半島,更別說是女生了。米列娃個性堅毅,她決定隻身到瑞士求學,是因為這是唯一講德語並願意讓女孩子進入大學的國家,她也是第五個獲准進入蘇黎士技術學院唸物理的女生。愛因斯坦遇到旗鼓相當的對象了,這個女孩懂得他摯愛的語言「物理」。愛因斯坦對她情不自禁,於是很快與瑪麗(編按:現任女友)分手了。他幻想自己和米列娃能夠變成物理系教授,共同獲得重大發現。

很快地,他們無可救藥地陷入熱戀,當兩人因假期分隔兩地時,他們會交換情感濃烈的長封情書,並以可愛的暱稱互稱彼此,像是「強尼」與「桃莉」。愛因斯坦寫情詩給米列娃,也會說些甜言蜜語:「我可以到任何想去的地方,但我不屬於任何地方。我思念妳那雙小手臂,以及充滿柔軟甜蜜親吻的動人雙唇。」愛因斯坦與米列娃書信往返逾430封,往後都由他們的一個兒子保存下來。(當年兩人生活幾近貧困,就只差債主登門討債了,但諷刺的是,最近有幾封書信在拍賣場上以40萬美元賣出。)

愛因斯坦的朋友不明白他在米列娃身上看到什麼。愛因斯坦個性外向又詼諧幽默,而大他四歲的米列娃則陰鬱多了,她陰沉不定、極為內向,且不信任他人,又因為天生長短腳而明顯跛腳,這也使得她更為孤立。朋友會在背後說她妹妹卓爾卡(Zorka)的怪異行徑,最後卓爾卡因精神分裂症而住進療養院。但最重要的是,米列娃的社會地位受到質疑,就像有時瑞士人會看輕猶太人,有時猶太人也會看輕南歐人,特別是巴爾幹人。

反過來看,米列娃十分清楚愛因斯坦的個性,他的聰穎與藐視權威皆眾所周知。她知道他已放棄德國國籍,更對戰爭與和平抱持與眾不同的觀點。她寫道:「我的甜心愛耍嘴皮,還是個不折不扣的猶太人。」

然而愛因斯坦與米列娃交往越深,與父母間的裂隙越大。他的母親先前應允他與瑪麗交往,現在則徹底討厭米列娃,認為她遠遠配不上艾伯特,缺點是年紀太大、身體太差、沒有女人味、太陰鬱不定,以及太塞爾維亞了,恐怕會毀掉愛因斯坦與家裡的名聲。

愛因斯坦的母親向一位友人吐露心情:「這位馬里奇小姐讓我的人生極為痛苦,如果我有能力的話,我會盡一切努力讓她消失在地平線上,但是我已經失去對艾伯特的所有影響力了。」她警告兒子:「等你到30歲的時候,她已經是老巫婆了。」但是愛因斯坦決意要與米列娃交往,即便這意謂著他們關係緊密的小家庭將會決裂。有一次愛因斯坦的母親來探望兒子,問道:「那她以後呢?」愛因斯坦回答:「她會變成我太太。」母親聞言撲倒在床上,不可自抑地啜泣,指控他為了一個「出身不佳」的女人而自毀前程。面對父母親的強烈反對,愛因斯坦只好暫擱與米列娃結婚的念頭,等到他畢業後找到好工作再說。

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書籍介紹

本文摘錄自《愛因斯坦的宇宙:想跟光賽跑、從椅子摔落……世紀天才這樣想出相對論及量子力學》,時報文化出版
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作者:加來道雄
譯者:郭兆林

一個從寄宿學校逃回家、學業表現不被看好的白日夢青年,
他的發想如何改變人類對宇宙的認知、奠定現代物理學基礎?

當代大師加來道雄回溯物理學黃金年代,
細數愛因斯坦的研究、奇聞軼事和21世紀影響力

假使回到過去,來到愛因斯坦提出狹義相對論之前,我們會很驚訝地發現,當時人們認為物理學走到了盡頭,無需再投入研究。豈知委身於專利局的小職員愛因斯坦,對牛頓的力學定律和馬克士威的電磁理論兩相矛盾的狀況產生興趣,遂提出統合物理和數學的理論,就此開啟光速、量子論與相對論的新時代!

在《愛因斯坦的宇宙》這本書中,物理學家加來道雄以簡單扼要又不失趣味的方式,描繪愛因斯坦一生事蹟、物理學界之爭和歷史局勢的交互影響。愛因斯坦的存在惹得納粹不快、他所到之處民眾熱烈崇拜卻無從理解其學說、他拋出的問題引發學界跟進研究和爭論,開啟一個又一個的未知領域,進而啟發後世無數諾貝爾科學家研究重力波、黑洞、凝聚態、場論、弦論等新物理學門。

身為超弦論奠基者,加來道雄坦承他的成就受到愛因斯坦影響甚深。他認為世人誤解愛因斯坦的靈感來源,他從物理學者的角度,指出相對論起源於兩幅非常簡單的畫面:與光線賽跑、想像自己從椅子上摔倒,這些圖像中的物理現象最後發展成為相對論,以及著名的E= mc2(2要平方)方程式,解開了宇宙運行的祕密,更一舉改變過去對時空和重力的理解。

愛因斯坦的宇宙
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責任編輯:羅元祺
核稿編輯:翁世航

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