物理学与物理学家们（zt）

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纵观物理学千年以来的发展，对物理学真正最具信心的不是门类空前完善的今天，也不是经典物理成熟透顶的十九世纪末，而是拉普拉斯所处的时代。
　　 其时牛顿逝世已近半个世纪，然而他指引的方向确是丝毫不差，这些年来物理学取得了空前的发展，神学的迷雾一点点的散去，牛顿力学的威力也一点点的显出，原先无数困惑难解的现象无不迎刃而解。如果说还有什么障碍的话，那便是数学上遇到了难题。
　　 牛顿力学的概念固然是清晰明澈，但一遇到受力复杂的物体便需罗列诸多方程，求解极是困难，而且学过初等力学的人便知那套力学须得对每个物体作图解的受力分析，纵横交叉的矢量箭头更是大添繁乱，究其原因，还是牛顿力学在在数学上挖掘得尚不够深入。
　　 随着微积分体系的逐步健全，分析已成为数学中新兴的第一手段，和代数，几何鼎足而立。大物理学家，数学家拉格朗日的《分析力学》横空出世，立时弥补了牛顿力学的缺憾。
　　 拉格朗日是法国18世纪号称"三L"的三大科学家之首，剩下二位便是拉普拉斯和大数学家勒让德。他的父亲是一位很富有的商人，在拉格朗日童年的时候就不幸破产。多年之后拉格朗日提及此事的时候仍是大有感触，自称那是他一生最幸运的事情，要不然到今天法兰西只不过会多一个庸碌的商人而已。
　　 《分析力学》一书着眼于更本质的物理量--能量，把虚位移原理，拉格朗日方程，最小作用原理贯穿在一起，利用变分法这一强大的数学工具把力学推向了新的高度。全书以拉丁文写就，遣词造句极富风度，全无干巴巴的说教，倒似点缀以公式和方程的诗篇。
　　 拉格朗日于此书也极是自负，在序言中如是写到："我们自牛顿时代以来力学的专著层出不穷，但我保证本书的见解是全新的，自此所有和力学相关的题目都可以遵循一整套有条不紊的步骤，这一点恐怕会令一些喜欢奇兵制胜的朋友所望，这里没有一副图形，也没有任何几何上的论证，在我看来，力学显然已经成了分析的一支。"
　　 分析力学自是将纯数学引入物理的一个成功范例，而且解决了很多以前很难求解的问题。机械制造工业，建筑行业都在此基础上大大迈进了一步。但后世学者对分析力学却也颇有微词，它冲淡了物理学对事物本原的追寻，反而陷入了数学上无尽的形式变化，所有力学家无不以尽善尽美地解出方程为终极目标，百多年来力学再鲜有进展，这也是原因之一。
　　 但分析力学中的变分法却无论在当时，还是后世都是大受推崇。变分法思想乃是起源于亘古以来的一种美学思想，即事间万物均是被最简单，最完美的天然规律所支配。
　　 十七世纪大数学家费马在研究光的传播时提出过一条神秘的费马原理，不管在什么介质中运动，沿真实传播路径所需时间是最短的，依照该定理便可导出光的折射定理，这实际上已经开了变分法的先河。
　　 牛顿还在世的时候，法国的伯努利曾悬赏解决著名的最速落线问题，题目的原话是这样的："在垂直平面内有任意两点，一质点受地心引力的作用自较高点滑落到较低点，不计摩擦，问沿何种曲线运动时所需时间最短。"宝刀不老的牛顿仅花了一夜时间便找到了解决办法，而真正把变分法用于力学中的则是爱尔兰的大物理学家，数学家哈密顿。
　　 哈密顿自小便受过极好的教育，5岁就开始学习各种外语，12岁的时候已经掌握了12门欧洲语言，当时人人都认为他将会成为第一流的语言学家。孰料13岁那一年他和美国另一位15岁的数学天才见面之后发生了戏剧般的变化，他获得了那位美国神童不可思议的数学天赋，而美国神童最终却成为一代语言学大师。
　　 16岁那年哈密顿便指出了拉普拉斯的《天体力学》一书中的错误，令拉普拉斯大为惊叹。进入剑桥三一学院之后更是才华毕露，二十二岁那年就成为三一学院的天文学教授，人们从这位貌不惊人的爱尔兰人身上依稀看到了牛顿当年的风采。
　　 力学在哈密顿手中又一次获得升华，他的哈密顿原理是力学中至精至简的形式，纷繁芜杂的牛顿方程被简要地用哈密顿正则方程所代替。

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其中的H便是著名的哈密顿量，这在当年并未怎么引起十分的注意，直到两百年后新物理学的两大支柱相对论和量子力学出世之后，牛顿力学中的很多观念都被放弃，惟有哈密顿量成为两大支柱都扣得极紧的物理量，这一方面固然是哈密顿识见远卓，另一方面也说明正则方程实是牛顿方程的精髓所在，须知任何新理论都不是空中楼阁，而要向原有的理论借助一些最是根本的思想。
　　 哈密顿不仅是一位物理学，数学大师，其人文素养也是首屈一指。法兰西文学院多次征文，此君都是榜上有名。这也与当时学界涉猎广博的风气相关，知识分子阶层相互交谈用法语，立论著书用拉丁语，其时的法国大革命方兴未艾，启蒙风气之胜，思想大家之多相比文艺复兴时代并不逊色，很多人身兼数学家，物理学家，哲学家于一身，但象哈密顿这般文笔高妙的人倒是不多，如象拉普拉斯一般冠以革命家，社会活动家，政府高级官员的头衔的任务更是罕见了。
　　 拉普拉斯出身贫寒，他自小砺志自学，到二十一岁那年已经身手不凡，几篇涉及到数学，物理最新研究领域的论文引起了法兰西科学院的重视。但科学院当时守旧势力极重，象他这般既无背景，又年轻的人是很难进入的，拉普拉斯满怀希望地申请加入，谁知第一年申请科学院把职位给了比他年长十四岁的范德蒙，第二年又给了比他大十岁的库辛，他不免大发牢骚"科学院宁愿接受一个才能远逊于我的人！"，心灰气沮之余便到一所军事院校教书，这却成为他一生的转折点，因为在那里他遇上了其时尚为一炮兵学员的拿破仑。
　　 不过若说拉普拉斯的成名全拜拿破仑所赐却也太过冤枉了他。当拉普拉斯经过一番努力终于跻身法兰西科学院时，立刻显出了他的实力。拉普拉斯研究领域之广，论文数量之多，质量之高在全法国再无人能出其右，即便已经逝世的拉格朗日也是颇为不及，凭借如此辉煌的业绩很快便登上了院长的宝座。
　　 拉普拉斯涉猎到分析力学，差分方法，偏微分的解法，概率论和人口论，热学和声学的诸多方向，但他最显著的成绩就是把物理学引入到天文学中。他最早根据牛顿力学的万有引力建立起摄动理论，并讨论了三体问题解的存在。
　　 所谓三体问题就是空间三个物体在万有引力作用下的运动方程，这类看似浅显的问题真正解决起来却极是困难，拉普拉斯凭借深厚的数学功底，找到了一个特解，大约一百年后另一位数学物理大师彭加勒专门研究了多体问题（三个物体以上），他发现若是任有一个物体的坐标稍加变动，整个系统的运行轨道就变得全然不可捉摸，顺着这条线索走下去便有了今天盛极一时的混沌现象及非线形科学。
　　 天体力学这个名词便是拉普拉斯最先提出来的，在他严密的推导之下所有的天体，诸如行星，月亮，彗星，木星、土星、天王星各卫星的轨道都是一目了然，甚至拉普拉斯开始了笔下推算未知天体的尝试。
　　 一些行星的轨道和计算的轨道有所偏离，学者们首先想到的不是方程出了毛病，而一定是轨道外围还有一颗未被发现的行星在作祟，这也可见此时人们对牛顿力学的倚信程度已经到了无以复加的地步。尤其是1846年英国的亚当斯和法国的勒威耶同时发现的海王星更是有笔尖上的行星的美誉，牛顿力学再次显示出无坚不摧的威力。

如果说上个世纪物理学家还在为上帝的问题和神学家据理力争的话，到十九世纪则根本是不屑一顾，上帝的存在大可不必理会，世上还有什么问题解决不了的呢。漫漫长夜中伟人牛顿已经升起了明灯，沿着他指引的方向，我们自己在头脑里便可给出合乎理性的答案。大哲人伏尔泰的呼声道出了众人的心底话："如果没有上帝，我们便造一个出来！"
　　 拉普拉斯虽然在官场上碌碌畏缩，明哲保身，但一谈及物理学这一股自豪感却油然而生，即便面对威严的皇帝也是豪情不减。拉普拉斯的说法是只要能给我宇宙诞生初期的条件和边界的条件，叫上加上足够的数学知识，我甚至能计算出整个宇宙的演化历程，不管是过去，现在还是将来。
　　 此言已颇显狂态，阿基米德也曾吹嘘若给他一个支点便能撬起整个地球，也不过是极言杠杆作用之大，谁也不会挺身一试，但拉普拉斯的狂言却赢得一片轰然叫好之声，有些持重之士纵使嘴上不说，心里也是暗暗称道，人人心中都是一般想法：纵使我们这一代人未必能够，后世的物理学家们的日子也大是轻松，甚至不须出什么才能特异之士，只要数学工具一朝改进，顺着牛顿的路走下去便终可修成正果，所需的不过是时间和经验而已。
　　 今天的物理学家回想起来，拉普拉斯的言语虽然极是鼓动人心，却也太过狂妄，此后的两百年间数学固然没取得想象中的进展，牛顿力学却终究发现了不实之处，而且即便我们的计算能力空前强大，也不能预言出宇宙的每一个细节，这些都是二十世纪的量子力学出世之后人们才慢慢领悟到的，拉普拉斯纵使是牛顿再世，也决计想象不出后来居然还有如此惊人的波折。

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热学的发展包括热力学和统计物理两部分，它一开始虽然不象力学一般从数学中演绎出一套完美严格的体系，但于生产发展，社会进步却起过重要的作用，从第一次科技革命的代表--蒸汽机便可见一斑。
　　 早在1695年法国人丹尼斯•巴本就制造出世界上第一台活塞似蒸汽机，他的设计思想很是新颖，汽缸中加热产生蒸汽，推动活塞上升到顶端，然后汽缸降温，活塞又被推回，于是装置就运转起来。
　　 此后的蒸汽机种类繁多，但究其原理也与此类似。作出重大改进的是英国的瓦特，他于1782年制出单动式蒸汽机，并随后改进为双冲程式，蒸汽机的效率大大提高，并被广泛运用于各行各业，从此瓦特的名字就和蒸汽机紧紧联在一起。
　　 瓦特，巴本等人都是第一等的大发明家，工程师，却都算不上是物理学家。热学建立之初便和工程运用方面联系得极紧，这固与热学中不需要力学那般复杂的数学工具有关，但研究热学的物理学家们大多重视实验现象，忽视哲学的思辩也是一大失策，譬如荒谬的热质说就作为热学的根本前后统治达两百年之久便是明证。至于在如此脆弱的根基上居然演绎出很多成功的热学定理，甚至总结出震烁古今的第一哲学思想--能量守恒定律，却当真匪夷所思。
　　 整个热力学是建立在三大定律的基础之上的，如同牛顿三定律是牛顿力学的核心一般。第一定律就是能量的转化和守恒定律，这不仅限于热学领域，而是贯穿于整个物理学中。最早用实验证明热学中的热量和力学中的功等效的是英国物理学家焦耳。
　　 焦耳出生于曼彻斯特，原本是位酿酒师，后来在著名化学家道尔顿的引导下走上了科学的道路。他在实验方面颇有天赋，几乎是一点便会，一会便精，二十出头就在电学中观察到电流产生的热量和电流强度的平方、电阻成正比的焦耳定律而扬名一时，然而自此这位年青人就沉寂下去，因为他花了足足三十年的工夫才测定热功当量的数值，奠定了能量守恒的基础。
　　 能量守恒定律意义的重要性在当时而言，其哲学上的意义远较物理为胜。哲学家尽可以欢天喜地地拿去引证自然界事物的运动形式总是不断转化的观点，而物理学家只不过简化了一些复杂问题的求解过程。
　　 真正令人大开眼界的是二十世纪的相对论诞生之后，爱因斯坦著名的质能方程 显示出质量和能量的转换关系，原来各自独立的能量守恒和质量守恒也合二为一。此后数学中的群论引入物理学之后，寻找守恒定律便成了第一要务，今后物理学还会有什么进展，很大程度上取决于是否能找到类似能量，动量之类的守恒量。
　　 热力学第一定律无情的击碎了"永动机"的梦想。人类自古以来就渴望制出一种不需要额外提供能量又能永远转动下去的机器，但一直也未成功，反倒弄出了无数闹剧。
　　 最有名的是欧洲的一个人号称制出了永动机，其装置并不复杂，不过是一个轮轴上悬挂了几个金属球，偏偏这个轮轴当真一转起来就不休不停，而且每转一圈还可以从井中提出一小桶水来。稍具物理知识的人便可知此事绝不可能，但也一时看不出其作弊的手段。这个人口才了得，在他的鼓动之下，居然带着永动机游历整个欧洲，每到一国还受到王室的接见，甚至还曾取得专利。后来他的仆人间拌嘴才泄露了天机，原来永动机的下面有个暗箱，只须有人藏匿其中转动发条即可。
　　 第一定律明确指出了能量是不能凭空产生的，但有些才智之士又突发奇想，第一定律不是指出能量和热量可以相互转换么，那好，我们可以从一个高温物体不断吸收出热量并转换成机械能做功，这不也是一种永动机么，何况于第一定律并不矛盾呀。
　　 其实当蒸汽机不断完善的时候人们就发现出这一个问题，无论怎么润滑机件，减小摩擦，蒸汽机的效率提高到一定值之后就怎么也上不去了，换句话说高温物体释放的热量绝对不能完全转化成机械能，这倒不能简单地推诿于摩擦，即便是摩擦力为零的情况也是如此，解决这个问题就需要用到热力学第二定律。
　　 著名的物理学家克劳修斯提出的第二定理的表述是：不可能从单一物体吸收热量并把热量完全转化为机械能，另一位物理学家开尔闻勋爵的说法更是简单明了：不能把热量从低温物体逆传到高温物体，后来证明这两种说法都是等同的。
　　 随后克劳修斯便引入了熵的概念，从而第二定律又获得了第三种解释：熵增加原理，即在封闭的外部热量无法传入的情况下，体系的熵值只会朝增加的方向移动。
　　 所谓熵值乃是表现体系的无序程度的物理量，熵值越大，体系便越是混乱离散。熵这个词在当今除了物理和化学等寥寥学科之外，很少再有人提及了，但在19世纪的欧洲的上层社会的交谈中，你若不装腔作势地拼出这个字音来会被人视为鄙陋的。
　　 起因还在克劳修斯，他得出熵增加的结论之后马上就推广到宇宙空间，整个宇宙不也可视为一个封闭系统么，那么宇宙的前景是可想而知的，熵值无限增加，最后到一个极大值，此后宇宙各处的温度都等同了起来，便处于一种永恒的死寂状态。他写下这篇论文时的笔调很是忧郁，似乎宇宙的末日并不为远。
　　 克劳修斯的文章震动了整个社会，当时西方各国的社会正处于上升的黄金阶段，机械大工业已初见端倪，粗大的烟囱林立城市，满载的航船游曳大洋，老百姓的生活日益富足，人人都正在想如何把此等天堂一般的日子承继下去，孰料一盆冷水突然迎面泼来。

末世的到来圣经里不是没有，那也只是触怒上帝的报复，再说那时人们已大多倾信于科学，于天主的警告未必放在心上，然而正是科学家作出这等惨淡的预言，不由得不信，一般小民未必会在意这世界的结局如何，但哲学家们却非要争出个是非不可，受其影响，那个时期的文学也是悲观主义盛行一时，无病呻吟的诗歌也处处可见，神学家又得意地站了出来"如何，末日终有到来之日，这可是上帝的惩罚，还不投入天主的怀抱，请求宽恕？"
　　 实际上宇宙的热寂说本不足为信，第二定律简单地推广到整个宇宙空间未必适用，何况我们还无法说出宇宙的边界究竟是怎样的情况。至于那些耗散到太空去的热究竟到哪里去了，究竟又是怎样集结起来的，这期间牵涉到怎样的能量转化过程，当时的人们只能含混其词"上帝自有他的道理"。这须得到二十世纪的新宇宙学发展之后，才能给出答案。
　　 热力学第三定理最简单的表述是：绝对零度可以无限接近，但永远都不能真正达到。我们知道，物理学家开尔文曾经制定过一套热力学温标，与摄氏温标和华氏温标不同的是，它规定的世界上的最低温度是绝对零度，换顺换算成摄氏温度是-273.16度。
　　 第三定律是在对低温进行时由德国的物理化学家能斯脱提出的，沿着这条路走下去到二十世纪低温物理学便发展成物理学中门类最是庞大的一支--凝聚态物理，八十年代红极一时的超导也是系出此门。
　　 热学的另一支统计力学走的与热力学全然不是一条路，它是建立在分子运动论和数学上一大分支概率论基础之上的。
　　 分子学说自从古希腊的德谟克里特以来沉寂了千年之久，直到近世才被大化学家道尔顿从故纸堆中翻了出来，而概率论来历更是古怪，最初居然是大数学家傅立叶从赌场中获得的灵感。这样的两种理论结合在一起，又没有很强的实验来支撑，人们原来是不抱什么希望的。孰料天下尽多蹊跷之事，统计力学轻易就推导出热力学三大定律，而且前提只有一条：承认每个分子在各种不同的物理状态中是等几率分布的。
　　 这样一来热力学给出的是宏观上的现象，统计力学解释的是微观上的机理，二者实是殊途同归。其实统计力学最大的意义并不在于把热学重新解释了一遍，而是第一次把概率论的观点引入了物理学中，这在二十世纪物理学的革命中起了极端重要的作用，到今天每个物理学家都能真切地认识到：我们这个世界是建立在概率基础上的。

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电磁学是整个经典物理学辉煌到顶点的标志。早在古希腊时代人们认识到琥珀带电和磁石吸引铁钉的现象，但也仅仅到两百年以前才突然发现电和磁是如何紧密地联在一起的。
　　 最早能把琥珀带电和天上的闪电想象成是一种物质的是美国人富兰克林，这在当时也算是了不起的创见。自古以来人们就对电闪雷鸣抱有恐惧的心理，牛顿力学虽然解释了很多现象，但对此却无能为力，因为这其中涉及到的不是引力的作用，而是另一种尚未知晓的力--电磁力。
　　 富兰克林也是偶然注意到这一现象的，那一次在家中用一个存贮电荷的莱顿瓶做实验，一不小心莱顿瓶漏电，当场将他身旁的夫人击晕了过去，这只怕是历史上第一次人造电荷发生的事故。富兰克林赶忙将妻子扶起，心中却想，妻子倒地时浑身抽搐发青，倒似被雷电击中的一般，只怕雷电多少和这莱顿瓶中的电荷有关。
　　 这富兰克林也是胆气豪壮之士，他专门找准了雷雨天放起风筝，金属丝线搭落下来，火光四溢，旁人见了无不骇然失色，他却一边拽着风筝疾跑一边哈哈大笑，"我找到雷电的成因了！"
　　 当时研究电流的强度实在没有什么好的仪器，富兰克林干脆就把电流通到自己身上，如此强度就分成了三六九等，无感觉，麻木，抽搐，昏厥，再以上就觉察不到了，几次富兰克林都险被击毙。物理学家大都极富献身精神，但象他这般涉身犯险，视生命直同儿戏的倒也没几个，也正是在这些迹近拼命的实验下，电学的第一批数据建立起来了。
　　 第一个认识到电荷平方反比律的是应该算是英国的大物理学家卡文迪许。他出身贵族豪门，照例卡文迪许这等身份的人或者出入官场，扬威域内，或者放浪形骸，寄情声色犬马之中，可是他生性古僻，平时连生人都不愿见到一个，生平最喜好的事情便是在家里作各种希奇古怪的实验。
　　 卡文迪许是第一等的大物理学家，实验作得固然是精度极高，理论上的功底也是不弱，他在翻读牛顿的《原理》一书时看到牛顿的一个证明，一个小球悬吊在另一个空心球体之内，受到的引力为零，这完全是因为万有引力与距离平方成反比之故。卡文迪许看到这里，突然想到莱顿瓶的电荷可是只分布在表面，内部可是一点儿也没有，莫非电荷的作用力和引力作用全然相同，都是遵守平方反比的规律，这也未免太过巧合了吧？
　　 此等联想乃是物理学中最是宝贵的直觉,在实验室中不分昼夜的埋头实验故是不易，呕心沥血地推导出复杂的公式也属难得，但终究是及不上这电花火石般的一刹那，自牛顿的万有引力发现以来最重要的一个猜想便这般诞生了。
　　 当时的实验条件很是简陋，但卡文迪许经过极细心的检验和论证，指出电荷间作用力的形式如同： ，其中n在 之间，这是第一等的发现，但卡文迪许生性内向，所有的手稿都锁在柜中了事，根本无意发表。一直到1785年，法国物理学家库仑设计出扭称实验，验证了平方反比率，轰动了整个欧洲，但其精度尚还不及卡文迪许。
　　 卡文迪许终身未婚，只有他侄子继承了一大笔财产和一大柜手稿。他一生除了购置实验仪器之外花费着实寥寥，他的侄子毕竟最通他心意，将此笔钱捐给剑桥大学彼得豪斯学院实验室，这个实验室就是后来名闻天下的卡文迪许实验室，人类在那里第一次揭开原子的秘密，前后在那里培养出诺贝尔奖金获得者共计二十六人。

不过卡文迪许的侄子本人不通物理，倒拿那一大堆手稿没有办法，直到他本人也逝世之后，手稿才流落出来，后世的物理学家读到之后才对卡文迪许的旷世才学又惊又佩。是他最早精确测定了万有引力的常数，是他最早提出了电荷间的作用力和距离平方成反比，是他在法拉第之先用实验演示了电容器的电容和填充的物质相关，早在欧姆定律公开发表的三十年前他就发现了导体两端的电势和流过的电流成正比。在化学上他甚至享有"化学家中的牛顿"的美誉，是他最早提出水是由氢氧两种元素组成的。
　　 更让人不可思议的是所有这一切全部都是他一人完成的，连一个助手都没有，更别提创立什么学派了，他从来不与其他科学家交往，但英国科学界对他的尊敬是牛顿之后无人可比的。
　　 库仑定理提出之后，静电学又进入了一个崭新的阶段，一些第一流的大数学家参加了进来，其中便有高斯，格林，泊松等人。泊松是拉格朗日的得意高徒，他最先把数学中一整套分析的办法引入到电磁学中来，高斯则把单电荷的库仑定理扩展到连续场中，格林则第一次引入了电势的概念。
　　 静电学已经发展得很是成熟，与此平行的磁学也找到了类似的平方反比的作用力，但究竟电和磁之间究竟有什么牵连几十年来都不甚明了。一直到电池问世，人们可以获得稳恒的电流时，这个谜底才在1820年被丹麦物理学家奥斯特揭开。奥斯特也是偶然发现通以电流的导线边上的磁针奇迹般地发生了偏转，这一发现当即轰动一时，当年的著名科学刊物《化学和物理学年鉴》破例将他的论文全文刊载，附的编者按也颇耐人寻味："读者们一定都知道，本刊从不轻易支持宣称有惊人发现的报告，至今我们仍以能坚持这一方针而自诩，然而奥斯特先生的文章显然是个例外，他的结果看起来无论怎么光怪陆离，但每一个数据都是准确无误的，谁也找不到丝毫漏洞。"
　　 奥斯特的论文很快被译成法文，英文和德文传便了整个欧洲，另一位大物理学家安培接到消息之后大吃一惊，头脑中冒出的第一个想法便是磁体和磁体之间有相互作用，电流和磁体之间也有相互作用，如此说来电流和电流之间也应该有相互作用的呀。电池发明并使用的那么长时间，奥斯特效应摆在眼边都被漠视至此，已经是说不过去了，电流之间的相互作用要是还找不到，岂不令我辈汗颜？
　　 他马上付诸实验，并于1820年9月18日找到了实验证据，并向法国科学院作了汇报，并给出了著名的安培定律的表达式，而这仅仅是在奥斯特发现电流磁效应的第七天，电磁学的在一个星期的时间里进境之快，当真令人瞠目结舌。

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物理学家们各个都在暗悔自己的粗心大意，下一个目标却是再也不能放过了，电流可以产生磁，那么磁怎样才能产生电呢？但这个问题一搁置又是十年，直到英国的大物理学家法拉第发现了电磁感应现象。
　　 法拉第的崛起才真正算得上是一个奇迹。这位从小生长在伦敦郊外贫民窟里的孩子，一生所受到的正规教育不过才两年。连他自己都认为一生的最大出息也不过是一个出色的手艺工人而已，可是当时万业萧条，连靠手艺吃饭都成梦想，不得已法拉第浪迹伦敦，什么样的粗活重活都干过，包括打铁，喂马，送报，烤面包等等，最后的一份工作总算是固定下来了，帮人装订书报。
　　 可是法拉第也算是不世奇才，那个印刷厂出版的多是科技图书，他在装订的间隙闲极无聊，干脆读一些装订的书页为乐，开始他连字都认不全，但后来居然对其中的电和磁之类的东西大感兴趣。下工之后，他经常在工友中宣讲自己对电磁学的理解，人人都听得昏昏欲睡，唯独他意兴盎然，最后一位老工人劝他道："你和我们这些粗人有什么可说的呢，应该去找那些吃白面包的人呀。"
　　 那些吃白面包的人都是上层人士，自己奈何能见到他们？再三思量之下，法拉第决定把自己的一些见解写信寄给当时皇家学会会员戴维先生。戴维乃是英国当时首屈一指的大化学家，28岁那年便自创电化学一门学科，并发现了钠，钾等诸多金属元素，当时英法两国打得天昏地暗，拿破仑还是力排众议，授予他皇家勋章。法拉第对他景仰已久，经常旷工跑去听他做的报告。
　　 法拉第本没抱多大希望，谁知不久竟然受到了戴维的亲笔回信。原来戴维看到法拉第的信后，心想此人的见解倒也颇具灵性，看来也是一位可造之才，一见面之后却不免微微皱头，来者衣衫不整，肢手粗大，全无想象中儒雅的绅士风范，稍询片刻，便知法拉第根本没受什么教育，业余自学的东西倒是不少，但都杂而未纯，不成章法，尤其数学知识几乎是零。
　　 但戴维心肠甚软，不忍拂他一片热忱求学之意，又见他反应灵敏，手脚麻利，便接纳他为自己的助手。自此法拉第一步登天，步入了科学的殿堂。
　　 法拉第得知奥斯特和安培的进展之后，就把目标锁定在磁如何生电的问题上。十年之间他不知做了多少实验，跟着戴维拜会了多少名家，都没有取得丝毫进展，但法拉第却并不气馁。
　　 最后一次他选定的方案是把磁铁插入绕制的线圈之中，然后观察电流计中的计数。当时的仪器很是庞大，每次法拉第把磁铁插入线圈之后，都须得跑到另外一个放电流计的屋子去读数，结果每每都失望而回。
　　 突然法拉第灵感忽现，莫不是在磁棒插入的一瞬间才有电流产生？他向来心思极是周全，但于这一节却倒是从未想过，心念一动，叫来同事帮忙，在另一个房间里他果然看到了指针的偏转，登时目瞪口呆，兴奋得连欢呼都忘了。
　　 电磁感应定律发现又一次轰动了欧洲，法拉第也一朝成名。但法拉第在科学上的贡献远远不止这些，他师从戴维，在电化学领域发现了电解第一，第二定律。在实验方面19世纪的物理学家中却没有一个及得上他，是法拉第首先证实了电荷守恒，研究了光的偏振面在强磁场中的旋转，揭示了抗磁性和顺磁性，在化学上也是硕果累累，他制造出包括苯，丁烯在内无数的有机物，成功地液化了二氧化碳，氯气，二氧化硫等气体，接连不断地创出新的低温记录。
　　 但所有这一切比起他提出的场的观念，都不免黯然失色了。法拉第的数学基础不好，这是不争的事实。当时的物理学家各个都擅长用复杂的数学公式来表达物理思想，法拉第就经常合不上拍，但他也有自己的一套办法，用图解的方法表示出电磁场的分布。法拉第称之为力线，并在讲演中经常使用，开始大家都不免窃窃私笑，但没有人料到，这些力线实在是牛顿时代以来物理基础理论的一次最重要的变革。
　　 在此以前人们的潜意识中都持有的是超距作用的观点，即物质之间相互作用的传递根本是不需要时间的，力本身就是物质的属性，至于它怎样产生是无法说明的。
　　 这本来是牛顿的一家之言，只是牛顿威名过胜，后来人们一直便当天经地义一般。而法拉第画出的力线则隐然包含了物质之间的作用力乃是通过场来传播的，场虽然看不见，摸不着，但却实实在在的是一种物质，这不但为迈克斯韦的电磁场理论奠定了基础，而且对整个二十世纪的物理学影响极深。
　　 法拉第曾著有《电学的实验研究》一书，由于书中公式寥寥，在当时抱有数学至上观点的物理学界中反应平平，但法拉第毕生的思想精髓汇聚于内，后世得益于此书的有两个大大有名的人物，其一便是大发明家爱迪生，他年青时在波士顿的旧书摊上买得一本，虽然页数不全，却也是收益匪浅。晚年的爱迪生腰缠万贯，回忆起来仍认为当年买下法拉第的书实是一生中最得意的一笔投资。

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另一个人便是旷世奇才迈克斯韦，电磁学在他手中才到了旁人想也不敢想的至高境界，以他的姓命名的迈克斯韦方程组更是十九世纪物理学的一株奇葩，千载之后的人们忆及公元1864年，首先想到的只怕不是轰动一时的美国南北战争，而是那几个朴素的方程。
　　 迈克斯韦出生于苏格兰的爱丁堡，自小沉默寡言，喜好的仅是数学和英文诗歌，同学们都送给他一个外号"傻子"，但稍有眼光的老师都清楚这个孩子在数学上的前途不可限量。
　　 果然在16岁的时候迈克斯韦就写下了两篇论文《关于旋轮线的理论》和《论弹性的平衡》，居然获得了在皇家学院会议上宣读的资格，但会议真正开始的时候却是由人代读的，他还不过是个穿夹克衫的孩子而已，实在上不得台面。
　　 迈克斯韦在19岁那年进入剑桥大学学习，他的兴趣极为广泛，数学，物理，化学，哲学方面的课都去听，不过他最喜欢的还是数学。一次著名的大数学家霍普金斯到图书馆去借一本数学著作，管理员告诉他已经被一个叫迈克斯韦的学生借走了，霍普金斯心中暗暗称奇，这本书艰难晦涩，全剑桥的数学教授也未必有几人能看得懂，而一个学生竟能聪明至此？
　　 自此迈克斯韦师从霍普金斯，水平又升上了一个台阶。数学自古希腊以来一直分为两派，一派以毕达哥拉斯为鼻祖，崇尚抽象数学，并把数学看成纯粹的符号，另一派由法国的笛卡儿，英国的牛顿等人继承了下来，他们强调的是数学的应用性，尤其在物理学中更是一件犀利的锐器。很多大数学家，例如高斯，欧拉等人都是身兼两派之长，在纯数学和应用数学中都有过光辉的贡献。
　　 而迈克斯韦在老师影响之下，走的是应用数学的路子，这是他一生中最正确的选择，因为他有着比一般数学家强的多的物理直感。自古而来，数学家从事物理的鲜有大家，可见两门学科的思考方式原本大大的不同，物理学家固罕见严密得无以复加的推理本事，数学家也缺少简洁明快地直觉思维，但一朝突破这一障碍，那便是了不起的大师级人物，迈克斯韦便是一例。
　　 迈克斯韦一生中的另一大幸事便是见到了法拉第，他们二人虽都是第一等的物理学大师，但各方面相差仍是极远：法拉第自学成材，迈克斯韦则毕业于最负名望的剑桥大学，又受业于霍普金斯这等大行家，法拉第的实验手段极是高妙，物理直觉更是胜人一筹，而迈克斯韦的数学功底在当时也不做第二人想。而且这二人的年岁相差足足四十岁，可他们一见面便似多年的老朋友一般，当真是无话不谈。
　　 法拉第虽然威名远播，但他的电磁理论很少有人问津，说起来法拉第既然发现了电磁感应现象，又别出心裁地引入了场的概念，离电磁场方程的建立也就一步之遥，却偏就力不从心，想必是数学功基太也不牢的缘故。迈克斯韦则刚好在这一节上拿稳了法拉第的接力棒。
　
麦克斯韦的这几个方程貌似拙朴，却是整个电磁学的精华所在，当时无论哪一个物理学家看了都不免意动心折。须知电磁学发展到此也有百多年历史了，公式堆积得已经到了骇人听闻的地步，然而无论是怎样眼花缭乱的公式，却都可由这几个方程一推便得。而且迈克斯韦在这些方程中从数学家的美感出发，引入了位移电流的概念，这一手堪称绝妙，一代大师风范隐然已现。
　　 后来英国的亥维赛等人将其改写为现在常用的标准形式，
　　
　　在此形式之下迈克斯韦方程形式更显简洁，如果到类似于电荷的磁荷，方程将会更加完美，在二十世纪为磁荷的寻找也曾激起过轩然大波。
　　 但这组方程中蕴涵的更深层次的道理只怕连迈克斯韦本人也未意识到。原来这种更完美的对称竟是以破坏了迦利略变换为代价的，而整个牛顿力学的根基便建立在迦利略变换之上。
　　 要么牛顿力学被修正，要么迈克斯韦方程被推翻，此外没有第三条路。能警醒地看到这一点的人那自然更是了不起，他便是爱因斯坦，迄今为止真正能和牛顿比肩的巨人。他基于美学的观点，肯定了迈克斯韦方程的同时动摇了牛顿力学的根基，并终于创造出震古烁今的相对论，这些都是二十世纪以后的事情了。
　　 迈克斯韦根据他的方程作出最重要的预言便是电磁波,这在人类历史上是个了不起的里程碑，此后电报，广播，电视，雷达等等才成为可能。但当时所有人都在嘲笑迈克斯韦那悬乎其旋的所谓电磁波，从没有人在实验上找到它，甚至从从没有人想到过做相关的实验，数学家笔下花哨的东西多半作不得准的。
　　 迈克斯韦本人也是心灰气沮之致，他原先兴致勃勃开授的电磁波理论的课，只有两个人坚持听到最后。他身体原本羸弱，推导迈克斯韦方程那等艰辛的工作更是耗尽了毕生的心血，在四十八岁便英年早逝，葬在一处不知名的墓地上。
　　 他逝世七年之后德国人赫兹验证了电磁波的存在，人们突然才想起这位"牛顿之后最杰出的数学物理学家"迈克斯韦的功绩来，铺天盖地的荣誉呼啸而至。二十世纪量子论的提出者，大物理学家普朗克这样评价道："他的名字永远镌刻在经典物理学的门扉上，永放光芒。从出生地来说他属于爱丁堡，从个性来说他属于剑桥，从功绩来说他属于全世界。"
　　 迈克斯韦若是地下有灵，也该含笑九泉了。

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经典力学中的力，热，电，光四大分支中走过道路最是曲折的原是光学，其波动说与微粒说之争，数百年之间几经反复，已在物理学发展史极所罕见，最后结局之奇，却是大出所有人意料之外。
　　 牛顿本人对光学研究之深并不亚于力学，他最早通过三棱镜的色散观察到太阳光的色散现象，制造出先进的反射望远镜。对于光的本性，牛顿是持微粒说观点的，他认为光线是一些大小不同并且迅速震动的粒子组成，而这些粒子又是从发光物体那里一个个地发射出来。
　　 微粒说很好地解释了光的直线传播规律，折射定理和反射定理。但胡克是持波动观点的，所谓光就象水波一圈圈地传入人眼中，这一观点也得到当时法国的大物理学家惠更斯的认同。
　　 第一场大论战就此爆发。牛顿先发制人，一下子扼住了波动说的要害，波动说首先不能说明光直线传播，因为波的衍射现象是人所共知的，光线却何尝能够绕过障碍物，照到阴影中去？其二也不能解释光的偏振现象。
　　 惠更斯也不甘示弱，指出光如果真的是微粒一类的东西，就会象飞行的子弹一般相互碰撞，传播方向首先就确定不了，而且惠更斯借助包络作图法成功地解释了波的折射现象，但牛顿对此视而不见，当时他与胡克的成见甚深，凡是胡克拥持的观点他都不遗余力地加以反对。其实微粒、波动二说当时是各擅胜场，谁也不能压服对方。
　　 随着牛顿本人逐渐走上神坛，其创建的牛顿力学又是无往不胜，物理学家们大多对他骇然敬服，微粒说占稳了统治地位也是意料中的事情，天才如牛顿何尝犯过错误？
　　 又过了将近一个世纪，在1800年英国物理学家托马斯•杨竟然冒天下之大不韪，旧案重提，在提交到皇家学会的论文《在声和光方面的实验和问题》中指出光和声音一样都是纵波，最显著的例证便是二者都有干涉现象。
　　 托马斯•杨的双缝干涉实验装置并不复杂，却极有说服力，任何支持微粒说的人看到了都不免目瞪口呆。但皇家学会的保守传统由来已久，何况这次捍卫的乃是牛顿的理论，无数的讥讽，嘲笑，漫骂将托马斯团团裹住，托马斯一人舌战群儒，竟是丝毫无退缩之意。只是反方势力过强，托马斯也是心知肚明，他曾经花了好几年工夫写就的《关于自然哲学和机械工艺的演讲》一书来支持波动观点，正如他自己坦然承认一样，"总共也只卖出去一本"。
　　 与此同时法国的另一位光学家菲涅尔在对杨氏实验毫不知情的情况下，当把一根又细又直的线放在点光源的光束中，意外地在屏上观察到彩色条纹。菲涅尔马上联想到当年惠更斯的理论，引入了波前和子波的假说，成功地推导出光的衍射规律，为波动说找到了另一半证据。
　　 但波动说在法国的命运相比英国也未见好到哪里去，菲涅尔提交的报告落到拉普拉斯、泊松这些一等一的数学物理大师手中。菲涅尔当时的数学功底尚浅，泊松等人立时找到了不少缺陷，接着就将原稿退回，也不管其中物理思想的是非。
　　 菲涅尔毫不气馁，他将数学上大大改进之后静待时机。在1818年，法国科学院举办了一次规模空前的科学竞赛，题目是如何用精确的实验来确定光线的衍射效应。菲涅尔将更新后的稿件寄出，当真不是冤家不碰头，该次评委会的主席又是泊松。
　　 不过这一次菲涅尔的数学上实在无懈可击，泊松大为踌躇之余，对菲涅尔却也是刮目相看。一夜长考之后，泊松在假设承认菲涅尔衍射理论的情况下，居然推导出在一个圆盘的衍射花样的中心应该出现亮斑。他大笑着掷下笔从坐椅中直起身来，"怎么会有此等荒唐的事情，一个圆盘映在墙上的影子中心居然是个亮斑？"
　　 泊松的笑声未消，实验方面传来的消息把他惊得半晌说不出话来，确实在影子中心观察到了亮斑！当时那些久负盛名的光学家们都不免暗叫惭愧，如此重要的现象任由眼边溜走达百余年之久，未免太也说不过去。
　　 托马斯的干涉，菲涅尔的衍射，泊松的亮斑都使人们意识到波动说的正确性，紧跟着光的偏振，双折射，旋光等现象都找到了令人信服的解释，波动说更是被确认无疑了。
　　 支持微粒说的人一下子成了少数派，但他们的反诘也是咄咄逼人。我们都知道波的传播都是需要媒质的，声波借助的是空气，水波的媒质就是水，但光线能从无穷远的恒星传过来，媒质又是什么呢？
　　 波动说的支持者认定是一种充斥于宇宙空间的以太在起作用，可是这种以太的性质也太过离奇，它应该是一种能产生切向力的胶体，偏偏弹性模量比钢还要大，究竟是怎样的波才能传输在这样的媒质中呢？

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这个谜团一直到电磁波理论出现之后才被揭开。迈克斯韦生前曾深入研究过电磁波，一个惊人的预言便是电磁波传播的速度和光完全一样，每秒30万公里。他只差就没说出口，光就是电磁波！
　　 当时电磁波本身是否存在还是个问题，人们也没有在意，但当电磁波存在的消息被证实之后，人人都是恍然大悟，光本身就是电磁波，电磁波也有诸如折射，反射，衍射，干涉，偏振等与光一致的现象。
　　 光是电磁波的消息传出，物理学家们各个喜形于色。最后这道谜题的解出不但为波动说和粒子说最终定案，而且标志着经典力学已经到完美无及的地步了。众人都是一般心思：打开香槟痛饮一番，我们物理学家的使命到底是完成了！
　　 连英国皇家学会会长汤姆逊先生都放出话来："力，热，电，光物理学的四大根基已经稳稳地扎牢，上帝的奥秘我们全然知晓，现在我们的任务应该转到具体而细致的技术工作上来，物理学本身也会由于丧失新奇性而味同嚼蜡。"
　　 但真的就这样完了么？
　　 早在1888年赫兹就观察到紫外线照射到金属上时，会令金属发射出带电粒子，汤姆逊等人又证实这种带电粒子便是电子，是称光电效应。但依照光的电磁波理论，却是无论如何也说明不了光如何具有如此的能量将电子打将出来，而整个作用时间又何以短得不可思议。
　　 波动说隐然又被蒙上一层阴影，倒是废弃已久的微粒说可以很好地自圆其说。何况电磁波本身还有未解决的问题，诸如黑体辐射中的紫外发散，就令第一等的专家也是一筹莫展。
　　 更要命的危机是以太怎么也找不到！
　　 人们时空观自牛顿以来就无有丝毫变更，宇宙中存有一个绝对静止的空间，任何其他参考系和它对照才能判断是惯性系或者非惯性系。电磁波的存在则认定宇宙中充斥的以太便是和这个绝对空间连绑在一起的，我们只需测得地球相对于以太的运动，便可探知地球相对于那个绝对空间究竟是怎样的运动情形。
　　 这在当时被认为是物理学中的最后一件盛事，而且由于迈克尔逊干涉仪的发明大大增强了人们的信心，这种新型的光学仪器测量精度之高亘古未见。
　　 然而精度愈高，测量的结果愈是令人寒心不已，无论怎么都丝毫感测不到地球相对以太的运动，换句话说，以太也好，绝对空间也罢，都只怕是幻梦一场。一些有识之士在漫天的叫好声中却开始冷汗涔涔，这座经典物理的大厦看似威风凛凛，富丽堂皇，实则地基处就存有极大的缺陷，弄不好千年基业一朝便会灰飞烟灭。
　　 此时，历史的车轮已经缓缓驶入了二十世纪。

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物理学与物理学家们(4)——爱因斯坦

           1919年5月29日清晨，巴西南部一个叫做索不拉尔的偏僻村庄里。太阳刚刚升起。上帝赐予了当地人永久的宁静，在他们眼中，世界不过是蓝天，麦田，草原，绵羊，仅此而已。甚至刚结束的硝烟弥漫的第一次世界大战仿佛也是天边的传说。
　　　　但他们还是一大早就被人吵醒了，门口来了一队行装古怪的外国人。有的操着蹩足的葡萄牙语向他们问好，有的打着手势借水喝，更多人在忙着架设天文望远镜和照相机。
　　　　中午时分，灿烂的阳光慢慢开始变暗，本世纪一次著名的日全食发生了。围观的人群骚动了起来，纷纷在胸口画着十字，有人急忙去找牧师，而那些外国人则胸有成竹地开始进行观测。
　　　　他们是一支天文观测队，来自遥远的英国，此行的目的是验证一个德国人的奇怪理论。
　　　　很快数据得到了处理，而且底片也冲出来了。
　　　　领队的教授是一个标准的英格兰绅士，虽然绅士们最推崇沉着冷静的作风，但是教授的目光明显流露出期待和不安。当他将湿漉漉的底片放在灯下时，很快教授先生的手连同大胡子都激动地抖了起来，宇宙有界还是无界，我们所属的空间平直还是弯曲，牛顿思想胜利还是被颠覆，都取决这几张小小的底片了。他深吸一口气，睁大了眼睛。
　　　　很快，即使离屋子五十米以外的地方都可以听到一声毫无风度的嚎叫：“我的上帝，难道那个叫爱因斯坦的德国人到底说中了？！“
　　　　在两张重叠的底片上可以清晰地看到一条笔直的星光在穿过阴影中的太阳时，竟然发生了偏转，偏转角是1.7秒。
　　　　
　　　　 英国皇家学会的大厅里，坐满了英伦三岛的科学精英。他们有的可能意识到这会是个不平凡的日子，特地换上节日才穿里的西装。
　　　　当大会主席汤姆逊爵士，扶了扶眼镜，慢吞吞地宣布这次大会的议题是《广义相对论在天文学上的验证》时，底下的学者们就开始窃窃私语，而后声音愈来愈大，有的甚至不等主持人的召唤隔着橡木桌就站起来大声辩论，汤姆生几次摇玲试图控制局势都未成功，他遗憾地摇摇头，向旁边的几位委员尴尬地笑笑。
　　　　但是当著名的天文学家爱丁顿勋爵，这次天文测量的总领队出席在会场时，下面顿时静了下来。他满脸风尘，声音低哑而且发言简短，但纵使会场离他最远的人也听清了这样几句，“……铁一般的事实……光线弯曲了……与爱因斯坦博士的计算结果完全一致……“
　　　　会议开到很晚，没人提前退出会场，甚至没有人站起来发言。鲜红的地毯，昏黄摇曳的烛光，将沉思中的学者们的脸衬得或明或暗。没人感到饥饿，没人感到倦意，更为糟糕的是工作人员似乎也受上了物理学家风范的影响，粗心得连晚餐也忘了上。但人们根本顾不上这些，从白发班驳的老学究，到颇富朝气的新锐，都在默默地思考着，激动着。
　　　　无论是赞成派还是反对派，都清楚这的确是重要的一天，不仅二十世纪物理学的一代巨人就此崛起，而且是他，爱因斯坦，亲手抡起大槌，将牛顿苦心创建，业已竣工百年的经典物理学的大厦砸开第一道裂纹。
　　　　牛顿也错了？物理学就此混乱？末日就此到来？呵，依撒克．牛顿，我们心中的神祗，我们都是你忠实的追随者，你会怎样指示我们呢？人们纷纷把目光投向大厅正中牛顿的巨幅画像上。
　　　　牛顿不说话，他只是高深莫测地笑着。

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在伦敦，第二天影响甚大的《泰晤士报》头版头条的报道是《光线弯曲了，牛顿神话的破灭》，盛赞爱因斯坦是继牛顿之后的最伟大的物理学家，他更正了人类的时空观，拓展了人类的思维世界，并且断言他的相对论产生的影响决不会只囿于二十世纪。很快，从踯躅在伦敦街头的商贩，到面目黝黑的煤炭工人，都隐约知道了科学界最近发生了惊天动地的事，至于对其它人有什么影响，一时还领悟不到。毕竟，这离相对论的副产品之一──原子弹的诞生，还有漫长的二十六年。
　　　　 在大西洋彼岸的纽约，惯用哗众取宠手法的《纽约时报》的头条标题是“俄国爆发革命“，但接下去以更大的标题写道：“爱因斯坦的胜利“，“恒星在不在它们应在的位置上出现，但是似乎不必担心。“按照他们的报道，公众们已开始怀疑九九乘法表的正确性，学生们则开始拒绝作几何题，又据称，爱因斯坦在把他的著作交付出版商时，警告说全世界仅有12个人懂相对论，但出版商乐于承担这个风险。
　　　　 在巴黎，沙龙里“相对论“立时成了最时髦的词语。雍容的女贵族可以一边抚着怀中的哈巴狗，一边和女友们眉飞色舞地谈论“相对论“，如同在谈论昨夜刚上演的歌剧。她们并不需要纸和笔。
　　　　 在柏林，官方机构正在为难是否宣传这位并不是日尔曼人而是犹太人的传奇科学家的时候，大街小巷的啤酒馆里的人都在神秘而兴奋地谈论着爱因斯坦和他的相对论。是的，自从一战以德国的惨败而告终后，很久没有这样激动人心的话题了。一个德国人能受到战胜国的推崇，真是少见。一夜之间，即使是小学生也把爱因斯坦那著名的公式 写入了练习簿。
　　　　1919 第一次世界大战的硝烟刚刚散尽。为民族主义所鼓动的人们在狂欢或狂悲过后，却发现轰轰烈烈的一战除了大口径重炮，齐柏林飞艇，满目疮痍的建筑物和以百万计亲人充当的炮灰以外，委实没有剩下什么。理性终于在人们的冷静中回归，科学再度被摆上至高无上的地位。
　　　　不管怎么讲，1919年的爱因斯坦如日中天。
　　街头的电车刚刚停稳，就下来一个穿褐色风衣，头发凌乱的中年人。刚才在电车上，警惕的售票员几乎把他认作小偷，因为他实在很少见这种脖子上扎着领带，脚下穿着拖鞋的人。不过要是他知道这就是大名鼎鼎的爱因斯坦教授，一定会惊讶得说不出话的。爱因斯坦先生刚刚从他朋友洛仑兹教授的电报里得知广义相对论被证实的消息，他不过微微一笑，自然，一切都在意料中了。
　　　　心情毕竟很好，他边走边哼着舒伯特的小夜曲，但是没过多久声音就小了下去。爱因斯坦，这位历史上出名的智者，又一次晃着硕大的头脑陷入沉思，他在想些什么呢……
　　
　　1879年3月14日，阿尔伯特．爱因斯坦诞生于德国南部一个宁静的小城乌尔姆。和牛顿一样，这个注定要震撼世界的人的童年并未有任何特异之处。
　　　　 他的父亲海尔曼．爱因斯坦虽说是一位商人，但是他年青在学校里展现的数学方面的才华是有目共睹的。而他的母亲艾尔莎则是音乐爱好者，并经常在家庭聚会大声朗诵席勒的诗篇。父亲的数学才华加上母亲的艺术天赋，照理小爱因斯坦应该聪颖过人。然而这个孩子天生沉默寡言，以致忧心的母亲一度怀疑他是否有智力障碍。
　　　　 但是当他的母亲奏起钢琴时，小爱因斯坦就会侧过脑袋倾听。他的湛蓝的目光显得很是深邃，孩子显然是听懂了。这就是美呀。也许他毕生所追求的自然界和谐的美就根源于此。
　　　　 很快爱因斯坦就发现小城的环境并不适合他。弯曲而狭窄的街道，庄严的哥特式教堂，威武雄壮的炮台，这里似乎更适宜培养出一批热血的日尔曼战士，而不是他这种视自由为生命的思想家。在宏大的阅兵式上，普鲁士军官刻板的军令，士兵们单调的步伐，往往成为孩童们模仿的对象。而这时可怜的爱因斯坦紧张地抓住大人的手，他要回家。军号和刺刀是他厌恶了一生的东西。
　　　　 在学校的情况似乎也妙不到哪里去。他是一个犹太人，而欧洲排犹的习俗由来已久。周围同学有意无意的伤害，使小爱因斯坦更加孤僻。老师们也没有注意到蜷在教室一角的他，在老师看来，不能掌握拉丁文语法的孩子是没有前途的，而且小爱因斯坦回答问题时总显得很迟钝。他们并不能理解这是爱因斯坦思考比同龄人深刻得多的缘故。
　　　　 这期间也发生了触及爱因斯坦终生的事。
　　　　他的父亲送给小爱因斯坦一个罗盘针。不管他怎么拨动指针，它永远只朝一个方向。这在大人们看来是司空见惯，但在孩子的眼里充满了神奇，一定有什么神秘的力在推动它，怎么才能找到这种力呢？孩子为这苦恼了一段时间。
　　　　在他升入中学的时候，他第一次接触到了几何。这更是一个充满魔力的世界。书上各种复杂的定理归根到底由几个公理推论而出，一切是那么的简明，而证明过程又严格得无可挑剔，自然界有它独特的秩序美。
　　　　更令小爱因斯坦惊奇的是自然界竟也会骗人！人们通过粗浅的直觉经验得来的结论往往是那么的不可靠。上帝不仅淘气，而且吝啬，他经常会把真理象皮球一样踢向更深处，然后转过身向人们扮个鬼脸。人类对真理的追寻如同与上帝的角力。“或许我们对世界的看法根本就有偏差，因为它不过是建立在几个公理之上的，如果这些公理本身也有漏洞呢？“当小爱因斯坦摆弄着圆规和三角板的时候，心中升起这样的念头。当然他没有说出来，说出来也只会导致大人紧张地伸出手去摸他的额头，没有人相信若干年后这个羸弱的孩子会轻轻掀翻整个人类的世界观。
　　　　对于爱因斯坦而言，长期音乐的熏陶赋予他美感与想象，对常见事物的深思训练了他的洞察力，而几何题迷宫一样的推理使他的思路更加缜密。他无疑是幸运的。
　　　　然而爱因斯坦还是不能足够敏锐地回答老师的问题而遭白眼，还是不得不交出自己精心制作却依旧丑陋的泥捏小板凳而遭同学们嘲笑，拉丁语的课文念得结结巴巴，算术考试也由于马虎而错误百出，整个少年时代，学业不过平平。