首頁 > 天才也要吃苦—— 努力與挫折造就愛因斯坦
:::

天才也要吃苦—— 努力與挫折造就愛因斯坦

一提到愛因斯坦,大家總將他視為「天才」,相對論是繼牛頓後最重要的重力理論。然而,在成名以前,愛因斯坦求學與求職都處處碰壁,他是靠著毅力與學術熱情,邊工作邊完成相對論。最後才在1921年拿到諾貝爾獎,當時他只有42歲。
 
 

 
大學低空飛過 畢業即失業
 
二十世紀的科學家裡,愛因斯坦(Albert Einstein, 1879-1955)是世人最熟知的一位。但是很少人知道,愛因斯坦在德國中學沒畢業就到瑞士考大學,結果沒考上。他是在瑞士花了一年取得中學文憑後,才申請進入蘇黎世的聯邦理工學院的。

愛因斯坦在大學期間並不用功,教授也沒看出他的潛力。一九○○年,他的畢業論文只得了七十五分,學科考試成績也不好,在五位應考的學生中是第四名,而教授決議不讓最後一名(第五名)的學生畢業–她就是愛因斯坦的未婚妻米勒娃。

米勒娃必須留校重讀一年才能畢業,愛因斯坦就先向本校的教授申請助理的職位,一方面薪水可以養家,另一方面,又可以從事研究,取得博士學位。可惜他的成績無法撩起教授的愛才之心。他向其他大學申請同樣的職位,但是他的導師為他寫的推薦信不可能強而有力,因此,愛因斯坦沒有得到任何繼續留在學術界的機會。

這段經歷對愛因斯坦來說,是極為痛苦的記憶,直到十年後,他已是布拉格大學的正教授,聽說當年的導師過世,仍然忿恨不已。甚至後來他的母校提出極為優厚的待遇,邀他返校擔任教授,他還要重提舊事:

十八年前,我申請過低微的助理職位,要是得到了,我不知會多麼高興。但是,我沒有得到。這個世界真是個瘋人院,名氣就是一切。

愛因斯坦無法在學界找到頭路,家裡又無法給他經濟支援,幸好同學的父親與瑞士專利局局長熟識,為他捎來了好消息,那可是有終生保障的職位。但專利局暫時沒有缺,愛因斯坦必須等待。在等待期間,他到中學代過課,擔任過家教。

相對論曾不被學術圈看好

一九○二年六月二十三日,愛因斯坦終於到專利局上班了,掙扎餬口的日子才算結束。但是,他始終沒有放棄從事科學研究的志向,在他到職以前,居然發表了三篇論文,頭兩篇雖然沒什麼看頭,第三篇卻已展露創意。
 
1915-1916年間愛因斯坦首次解釋廣義相對論的手稿(圖片來源:wiki)
▲1915-1916年間愛因斯坦首次解釋廣義相對論的手稿(圖片來源:wiki)
 
一九○五年,愛因斯坦完成了四篇論文,奠定他的聲名,其中一篇就是「狹義相對論」,著名的質能互變公式就在裡面。有意思的是,愛因斯坦拿那篇論文向蘇黎世大學申請博士學位,卻遭到拒絕,於是他另選了一篇論文去申請,那篇論文的特色是:不太有革命性、又不具玄思,結合了具體的假設、傳統的數學、基於實驗的研究,結果通過了。那年夏天,他就是愛因斯坦博士了。

兩年後,他仍然在專利局擔任技師,但是福至心靈,掌握了發展廣義相對論的鑰匙。不過,他花了八年時間才完成「愛因斯坦方程式」,一九一六年,世人才看見完整的廣義相對論。這時第一次世界大戰已經爆發了。

根據廣義相對論,可以做許多預測,例如,重力場會使空間「彎曲」,穿越這個空間的光線會因而「偏折」。日全食發生時,觀測太陽周遭出現的星星,就會發現他們的位置與太陽不在的時候稍有不同。利用愛因斯坦方程式,可以算出星光偏折的程度。因此,日全食的觀測紀錄,就能用來「考驗」廣義相對論。

少數理解廣義相對論的科學家——艾丁頓

一九一八年十一月十一日上午十一時,第一次世界大戰正式結束,次年一月,各國在巴黎召開和會,歐洲科學界開始恢復正式的學術交流。戰爭期間,愛因斯坦的廣義相對論論文只流入英國一份,收到論文的人是劍橋大學的天文學家艾丁頓(Arthur Eddington, 1882-1944),他立刻就為「愛因斯坦方程式」傾倒不已,成為英語世界中宣傳相對論最力的學者。

一九一七年,英國的天文學界就已經知道,一九一九年五月二十九日會發生一次日全食,最適合觀測的地點在非洲與南美洲。由於到時候太陽會進入金牛座的中央,那裡有著名的畢宿星團,由超過200顆的藍巨星組成,是難得的考驗相對論的機會。最後,艾丁頓負責策劃兩個觀測隊,他自己率領一隊,目標是接近西非海岸的一個葡萄牙屬小島。另一隊由格林威治天文臺的學者組成,到巴西去觀測。這樣安排是為了避免因為天候的緣故,錯失了寶貴的機會。

兩個觀測隊都排除萬難,順利拍攝到了日全食的照片。艾丁頓那一隊隨後就將照片沖洗出來了,日食時的星星位置,果真偏移了,而且偏折程度與預測值沒有太大的差異。他們七月十四日就回到英國。

巴西的那一隊,則是把照片帶回英國沖洗,結果印證了艾丁頓得到的數值。於是英國皇家學會與皇家天文學會在十一月六日舉行了聯合會,由皇家天文學家戴森爵士(Sir Frank Dyson, 1868-1939)與艾丁頓分別報告了這次日全食觀測的來龍去脈,以及觀測結果的理論意義。用不著說,他們都支持愛因斯坦的相對論。現場有些人提出反對意見,但是辯論之後,聯合會主席宣布:這是自牛頓以來,有關重力理論最重要的科學發現。要是愛因斯坦的理論站得住腳,就是人類思想的最高成就。這個理論的弱點是,要把它說清楚,實在太難了。

於是「世上只有幾個人了解相對論」的說法,便不脛而走。據說在那場盛會之後,有位天文學者向艾丁頓致賀,他說,「艾丁頓教授,世上只有三個人能了解廣義相對論,你當然是其中之一。」艾丁頓聽了有些遲疑,似乎不知如何做答,這位學者馬上接著說,「別客氣啦!」艾丁頓這才答覆:「倒不是客氣,我是在想第三位是誰?」

《倫敦時報》第二天刊出的新聞,以橫欄標題宣布了「科學革命–推翻了牛頓的觀念–空間『會彎曲』」。接著,美國的《紐約時報》,以及世界各地的報章雜誌,都以同樣的方式報導了這個消息。從此,愛因斯坦暴得大名,成了家喻戶曉的人物,象徵理性的革命精神。

愛因斯坦訪日 激起大眾對科學的興趣

一九一九年,《改造》雜誌在日本創刊,代表當時興起的一股民主潮流。改造社社長山本實彥第一次聽說愛因斯坦的名字,是在京都大學哲學教授西田畿多郎那裡。他立即向東北大學物理學教授石原純打聽愛因斯坦的成就,因為石原純是日本第一位在蘇黎世與愛因斯坦合作研究過的學者。
 
愛因斯坦與第二任妻子愛莎曾同遊日本(圖片來源:wiki)
▲愛因斯坦與第二任妻子愛莎曾同遊日本(圖片來源:wiki)
 
當時羅素受北京大學邀請,正在中國訪問。改造社派人邀請羅素訪問日本,羅素就在一九二一年七月十六日抵達神戶,受到熱烈的歡迎。山本實彥請羅素推薦三個人,由他邀請訪問日本。羅素立即回答:「第一位是愛因斯坦,第二位是列寧。然後就沒有人了。」

於是山本實彥下定決心,一面請石原純、桑木彧雄(九州大學教授/第一位在波昂見過愛因斯坦的日本理論物理學家)等人修書給愛因斯坦,並去電駐英國記者赴柏林,在日本大使館的協助下,與愛因斯坦會談了三次,取得了非正式同意。一九二二年春,改造社又派人赴柏林,會同京都大學哲學助教授田邊元,直接與愛因斯坦商談訪日事宜,最後簽約,言明改造社邀請愛因斯坦夫婦訪問日本,並公開演講相對論,預定六場針對一般大眾,六場針對科學界,報酬是兩千英鎊,扣除來回船資七百英鎊,實得一千三百英鎊;在日期間,食宿由日方招待。

愛因斯坦這時已與米勒娃離婚,並與表妹愛莎結婚。他們倆一九二二年十月八日自法國馬賽登上日本郵輪「北野丸」。十一月九日,瑞典諾貝爾基金會宣布愛因斯坦是一九二一年物理獎得主,「北野丸」已離開香港,正朝著上海駛去。十一月十三日上午十一時,「北野丸」駛入上海港,守候的讀賣新聞社記者立即登船採訪。第二天早上,「北野丸」離開上海,《讀賣新聞》刊出了訪問稿,愛因斯坦否認了「世上只有十二個人懂得相對論」。十一月十七日,「北野丸」駛入神戶港。

愛因斯坦訪問日本所掀起的熱潮,後來日本第一位得到諾貝爾獎的物理學家湯川秀樹,根本比不上,即使先前訪問日本的外國軍政名流,也比不上。在東京,群眾麇集在他下榻的旅館之外,只等他走到陽台上,一睹風采。那樣的熱情教他擔憂,他對妻子說:

沒有一個活人受得起這樣的接待。……我怕我們根本就是騙子,只是還沒給關進大牢罷了。

十一月十八日,他在東京慶應義塾大學大講堂發表第一場通俗演講,由石原純翻譯,一共進行了五個小時。前一年,羅素也是在那裡演講的。當時擠進了兩千三百人,改造社出售的門票,全票三圓,學生票二圓,相當於十份午餐的價錢,並不便宜。這充分展示了改造社的造勢運籌能力。

十二月號的《改造》雜誌就是愛因斯坦專號,上市後立即銷售一空,改造社還同時推出了世界第一套愛因斯坦全集,分裝四冊,也非常暢銷。

愛因斯坦的學術演講是在東京大學理學部物理學教室中央講堂發表的,自十一月二十五日起一連六天。然後,他就到日本幾個大城訪問、演講,如仙台、京都等地。十二月十七日,他在京都回答西田畿多郎的提問,第一次公開談論他發展相對論的心路歷程,由石原純翻譯,答詞是一份珍貴的史料。

愛因斯坦訪問日本,合計四十三天,對日本的印象非常好。至於他對日本的影響,最具體而直接的就是促成一般大眾對科學的興趣,一些科學雜誌趁勢創刊。後來得到諾貝爾物理獎的湯川秀樹(1946)與朝永振一郎(1965),都在一九二九年自京都大學畢業,算起來當年都是初中生,不可能未受這股科學熱的影響。

諾貝爾獎的頒發難題

愛因斯坦早就知道自己會得諾貝爾獎,他只好奇與他的成就有關的重要科學家,哪些人會先得獎。此外,在離婚協議中,他同意得到諾貝爾獎後,獎金就給米勒娃當贍養費。其實,在他動身赴日之前,瑞典方面已有人暗示他,說是十二月希望他到斯德哥爾摩去(領獎)。但是,赴日之約早已簽下,獎金已有歸屬,愛因斯坦毫不考慮屆時親自赴瑞典領獎。

於是,由誰代表愛因斯坦領獎就成了問題。根據慣例,不能親自出席的科學家,就由那一國的駐瑞典大使代表領獎。那麼,愛因斯坦是哪一國人呢?他在德國出生,一家人搬到義大利,他到瑞士求學。他在大學畢業前申請瑞士國籍,等到他進入專利局工作前,已取得瑞士公民權。他此後四處旅行,都以瑞士護照通關。一九一○年,他到捷克的大學任教,兩年後回到瑞士母校,一年後再到柏林落腳,正職是支薪的普魯士科學院院士,並在柏林大學擔任不必教書的教授。

一開始,瑞士與德國的外交部都宣稱愛因斯坦是本國人,後來柏林科學院出面澄清,說愛因斯坦是德國人,瑞士方面就打退堂鼓了。頒獎典禮之後,德國外交部發現了愛因斯坦其實是瑞士人。柏林科學院的律師立即會商,認為愛因斯坦在普魯士科學院任職後,就間接地成為國家公務員,因此是德國公民。此外,還有別的證據。但是,愛因斯坦返回柏林後,立即通知普魯士科學院,他就職前明白表示過他要保留瑞士國籍,這是他就職的條件。

由於這時獎章與獎狀已在德國外交部長手上,諾貝爾基金會想出的解決辦法是:他將獎章、獎狀交給瑞典外交部長,再由瑞典外交部長頒給愛因斯坦。

後來愛因斯坦入了美國籍,仍然以自己做過瑞士公民為榮。

看透名利的本質 堅持對的價值

愛因斯坦的認同問題,其實值得注意。他當年到瑞士念書,初衷就是不滿德國學校教育以權威強迫服從的作風。他改變了科學宇宙觀的革命成就,不就是這種心態的產物?但是,他在日本受到歡迎,部分原因卻是日本人當他是德國人,而日本社會瀰漫著崇德情結,從哲學到醫學,都以德國為師。
 
1921年愛因斯坦在維也納講學的照片(圖片來源:wiki)
▲1921年愛因斯坦在維也納講學的照片(圖片來源:wiki)
日本人認為愛因斯坦代表德國科學的光輝,在德國,愛因斯坦卻因為是「非日耳曼的猶太人」,而遭到攻擊。他無法改變不明就裡的異國景仰者,只好自行設法寬解。有一次,大阪市長午宴,席前他受到德國國歌、國旗的致敬,他說受禮的不是他個人,而是科學–他代表科學接受世人對德國的敬意。

至於科學界是否算得上「智者共和國」呢?他胸中自有丘壑:

如果我的相對論證明是對的,德國會說我是德國人,法國會說我是世界公民。如果相對論錯了,法國會說我是德國人,德國會說我是猶太人。

如果他的訪日之行有什麼遺憾的話,那一定是日本青年沒有聽進他的勸告。他警告,日本即將面臨的問題包括:人口過剩導致工資下降,以及軍國主義,他鼓勵年輕人超越狹隘的國族主義,致力於國際合作與組織。這與羅素的睿見並無二致。改造社邀請的外國「激進」名流,除了羅素、愛因斯坦,還有美國的山額女士(Margaret Sanger, 1879-1966),她是節育運動的先驅。羅素與山額訪問日本時,都受到當局嚴密的監控,只有愛因斯坦受到空前歡迎,可說是上下一心。但是,他們三人都無法改變日本的歷史命運,教人對歷史不禁產生一種莫名的敬畏。

科學史上的這個月
推薦文章