日期：2017-08-21 08:10:07
　　第三十二回：爱因斯坦与狭义相对论
　　不用猜，就是历史上和牛顿比肩的人物—爱因斯坦。我向来反对将科学家排名，因为没有意义，此其一；其二，也无法排名，所谓“文无第一，武无第二”，更何况是关公战秦琼、郭靖对乔峰的把戏呢？站在巨人肩膀上难道就能忽略巨人的存在？哥白尼、开普勒、牛顿、伽利略、法拉第、麦克斯韦、赫兹等等都有着无可替代的伟大，都是应运而生的历史产物，就好比吃了七个馒头才填饱了肚子，不能说那个馒头最重要，只能说第四个馒头的历史使命便是在第三个之后、第五个之前。

　　然而为什么我们常常独将爱因斯坦和牛顿比肩而忽略他人，我想可能是因为比的是名气。名气当然是实力的体现，但是实力只占一部分，名气还需要广告，这种广告由老百姓茶余饭后的一个个小故事组成，比如牛顿的风车和苹果的故事。这些故事又都很贴近生活，让人感觉伟人也是人，都是一个鼻子两只耳朵组成的。如果有人在花前月下谈恋爱时，大谈特谈麦克斯韦方程组，那么TA极有可能会处在并长期处在单身状态。

　　闲淡少扯！话说公元1879年，在德国乌尔姆市有对犹太夫妇生了男孩，他们给他取名阿尔伯特爱因斯坦（Albert Einstein，1879—1955）。据说爱因斯坦从小就笨，3岁还不会说话，9岁表达都成问题。在学校里，成绩差、行动迟缓、还老受同学耻笑、连老师都看不惯云云，总之一切都很惨。如果放在现在，感觉爱因斯坦不参加某些选秀节目都浪费了一身的好遭遇，然而这些大多是杜撰，至少添油加醋处理过，比起天生丽质难自弃，丑小鸭式的逆袭似乎更有渲染力。

　　年少的爱因斯坦虽然不笨，但也不比别人聪明多少。少年时，他们家生意做的红火，举家迁往大都市慕尼黑。后来家族生意失败，频临破产，举家又迁往意大利，却把把爱因斯坦单独留在了慕尼黑。那时候爱因斯坦正在读高中，而留下爱因斯坦就是要他混个中学文凭，这样上大学就有指望了。德国的中学向来以军事化管理闻名的，这点让爱因斯坦很难受，他曾把学校比作军队，把老师比作教官，果如此，那么他肯定是一个不合格的小兵兵，因为除了数学和物理比较好以外，其他成绩很是一般。关键是“教官们”对他的评价也不好，孤僻、迟钝、不守纪律等等。爱因斯坦的父亲为此很担心，担心他儿子找不到出路，就算找到了出路也怕不成功。面对家长的忧虑，学校的教导主任这样开导和安慰的：“别担心，您儿子干什么都不会成功的。”就这样，爱因斯坦成为了学校的反面教材，就好像我们现在的老师批评别人时总是说：“难道你想和那谁一样”。

　　1895年，爱因斯坦16岁了，按照慕尼黑当地的法律，男人18岁是必须服兵役，除非17岁离开这个城市。热爱自由的爱因斯坦打死也不会去当兵的，所以他想到意大利寻亲，同时他也因为中途退学而拿不到毕业证感到苦恼，于是找人开假的病假条。造假终究不是一件光荣的事，他正在为是否造假踌躇时，学校的教导主任又替他解决了这个两难的问题—勒令退学，具体是不是因为假条，现在不得而知了。

　　等他回到意大利，又面临着一个问题。在意大利，没有中学文凭就无法上大学，他的父亲想让爱因斯坦转换干手工业，说白了就是学徒，爱因斯坦肯定是不答应的。好在天无绝人之路，瑞士的苏黎世联邦理工大学是不要中学文凭的，但是要年龄18岁以上，所以爱因斯坦又在瑞士上了两年的中学。
　　上大学后的爱因斯坦旧习难改，依然没有显现出天才的一面，倒是多了些精致的淘气，逃课更是家常便饭。如果普通人以此为逃课理由的话，那是很不合情理的，爱因斯坦逃课是因为课堂上讲授的物理他全会、数学他觉得学多了是浪费、其他的学不学无所谓。他的数学老师闵可夫斯基就曾骂爱因斯坦是“懒狗”，因为他一点对数学都不上心。实际上，数学确实曾一度困扰过爱因斯坦。
　　在诸多劣迹斑斑下，毕业时的评语自然也不好，这直接导致快毕业的爱因斯坦无法找到像样的工作，而此时他的女朋友还怀了孕。到了1898年，否极泰来，爱因斯坦在瑞士专利局找到了一份工作，虽然只是小小的角色，但好歹也相当我们现在的公务员。
　　爱因斯坦在这里一干就是7年，日后成名的爱因斯坦曾戏称他在这里干了7年的“补鞋匠”的工作。不过这份工作对于爱因斯坦是极其重要的，能掌握当时最前沿的科学咨询，同时也有更多时间让他思考更多问题，当然最关键的是，能领薪水，此时的爱因斯坦很缺钱花—可能他在提出广义相对论之前都缺钱，而在领取诺贝尔奖金之前口袋都不宽裕。
　　在读大学时期，爱因斯坦就曾考虑过发明一种仪器测量以太风，当他把图纸拿给物理老师看的时候，物理老师对此不以为然，并劝爱因斯坦要听老师讲、要听老师讲、要听老师讲，这样考试才能考高分，但是偏偏有那么一类人，考试改变不了他，他却改变了考试。
　　日期：2017-08-21 08:26:50
　　那时候的爱因斯坦还不了解迈克尔逊—莫雷的零结果实验，等到他逐渐了解该实验的时候，他认为如果实验的结果正确的，那么以太就相对地球静止，而静止的以太是无法测量的，好比如果没有“风”，人几乎感觉不到空气的存在一样。但是这个悖论，迈克尔逊也想到过，只是又该怎么解释光行差现象呢？爱因斯坦一时也没有答案。

　　过了几年，当他读到洛伦兹的理论时，他隐约地感觉到，洛伦兹的变换公式并非只是数学的把戏。麦克斯韦方程式基于静止以太为参考系的，而洛伦兹变换是将其推广到运动的参考系中，静止的、运动的，在伽利略相对原理中，它们本无本质区别，但是现在，凭什么静止的就高人一头？又凭什么运动的尺子就要缩短、时间就要膨胀呢？爱因斯坦对于“绝对静止参考系”的特殊地位感到不满，所以他认为，在新的动力学理论中，一切自然定律应该对所有的惯性参考系都有效，也就是说尺子缩短和时间膨胀也应该像伽利略相对原理一样是相对的。

　　问题来了。如果新的定律依然相对，那么光速度为什么不能相对，而是一个恒定值呢？这可是无可辩驳的实验（零结果实验）结果决定的啊！好吧，问题又重新回到了起点。在此时爱因斯坦想到了一个关键点：赫兹曾经论证过光速与光源是否运动无关，我们是否有理由相信光速对于任何一个参考系都是相同的呢？
　　即默认在任何惯性系下测量光速都是不变的。 经过一段时间的思考，爱因斯坦对光速不变深信不疑，至于他怎么思考的，现在也只能亲自去问他了。
　　既然测量速度不变，那么测量时间的钟、测量距离的尺子就会变，这又回到钟慢效应和尺缩效应上来，但是这意味着什么呢？意味着时空并非一成不变的了。
　　时空是什么？牛顿认为是冥冥中早就注定的物理量，是凌驾与任何物体之上而且绝对的物理量。爱因斯坦对此一直持批评的态度，他信仰的是马赫（Ernst Mach，1838-1916，声音的速度以马赫命名，一马赫就是一倍音速）的哲学，而马赫对于时空态度和前面庞加莱说的差不多：如果找不到绝对的时空，怎么能假设时空就存在呢？上大学时，爱因斯坦曾想过要把绝对空间和绝对时间从先验论神坛上拉下来。