|
1.课文解读
⑴作者简介
爱因斯坦是现代物理学 的开创者和奠基人。1879年3月14日生于德国 的乌尔姆,1955年4月18日卒于美国 的普林斯顿。爱因斯坦1900年毕业于瑞士苏黎世联邦工业大学,毕业后即失业。在朋友 的帮助下,才在瑞士联邦专利局找到工作。1905年获苏黎世大学博士学位。1909年任苏黎世大学理论物理学副教授,1911年任布拉格大学教授,两年后任德国威廉皇家物理研究所所长、柏林大学教授,当选为普鲁士科学院院士。1932年受希特勒迫害离开德国,1933年10月定居美国。爱因斯坦在物理学 的许多领域都有贡献,比如研究毛细现象、阐明布朗运动、建立狭义相对论并推广为广义相对论、提出光 的量子概念,并以量子理论完满地解释光电效应、辐射过程、固体比热,发展了量子统计。他于1921年获诺贝尔物理学奖。
⑵基本解读
本文是当代伟大 的物理学家爱因斯坦 的晚年回忆录,是一篇自传体式 的作品。爱因斯坦并没有按照自己生长 的时间顺序全面 的叙述自己 的一生,而是以自己科学观 的形成和科学道路 的选择发展为核心,将回忆与感受、自己生活 的叙述和对于科学学科 的哲理认识结合起来,生动而深入地坦陈了自己所经历过 的科学之路和人生观念。传记以第一人称手法写出,叙述活泼流畅,用语朴素。某些比喻、反语 的修辞手法,增加了文章 的趣味。
爱因斯坦接着说:“当我还是一个相当早熟 的少年 的时候,我就已经深刻地意识到,大多数人无休止地追逐 的那些希望和努力是毫无价值 的。”但是,作者并没有对这句话本身进行详细 的到位 的解释。要理解这句话,必须结合整篇课文,读者还可以根据爱因斯坦 的相关资料来解读。通读全篇文章,可以发现,这句话是爱因斯坦科学人生道路 的一个思想基点和出发点。(1)在当时,宗教观念通过传统 的教育机关灌输给每个人,大多数人崇奉 的是有定论宗教观念,并由此可能束缚他们 的创造力,陷入到“被愿望、希望和原始感情所支配 的生活中”。爱因斯坦成功 的一个根本前提,是摆脱宗教 的影响,对所有权威、任何社会里存在 的信念抱一种怀疑态度。(2)爱因斯坦成功 的一个重要做法是,“学会了识别出那种能导致深邃知识 的东西,而把其他许多东西撇开不管,把许多充塞脑袋、并使它偏离主要目标 的东西撇开不管。”但很多人为了考试,把所有 的废物塞进自己 的脑袋,窒息了科学创造 的动力。
爱因斯坦说,自己在12岁那年,突然中止了宗教信仰。因为,(1)由于读了通俗 的科学书籍,他相信《圣经》里 的故事有许多不可能是真实 的。(2)他 的脑海中充溢了一种狂热 的自由主义思想。(3)怀疑所有权威,对任何社会环境里都会存在 的信念完全抱一种怀疑态度。爱因斯坦相信,“在我们之外有一个巨大 的世界,它离开我们人类而独立存在,它在我们面前就象一个伟大而永恒 的谜,然而至少部分地是我们 的观察和思维所能及 的。”“从思想上掌握这个在个人以外 的世界,总是作为一个最高目标而有意无意地浮现在我 的心目中。”也就是说,爱因斯坦在摆脱了宗教定论 的观念之后,走上了一条冲破狭小自我、研究宇宙万物发展演变规律 的科学思索之路。
爱因斯坦描述了自己 的科学研究道路 的轨迹:12岁到16岁,熟悉了基础数学,包括微积分原理,还从一部卓越 的通俗读物中知道了整个自然科学领域里 的主要成果和方法。在苏黎世工业大学,爱因斯坦没有深造数学,而把大部分时间用于物理实验室 的工作,后来,他认识到,通入更深入 的基本知识 的物理学研究道路是同最精密 的数学方法联系着 的,不久还学会了识别出那种“能导致深邃知识 的东西”,追踪“主要目标”,撇开其他许多东西。回顾自己 的道路,爱因斯坦深有感慨,人们为了考试,强制性地把很多废物知识塞进脑袋,窒息了科学创造 的动力,扼杀了研究问题 的神圣好奇心。正是在上述理解 的前提下,爱因斯坦认为,选择从事什么研究 的自由,是至关重要 的,因为研究问题 的神圣好奇心“这株脆弱 的小苗”,“除了需要鼓励以外,主要需要自由;要是没有自由,它不可避免地会夭折。认为用强制和责任感就能增进观察和探索 的乐趣,那是一种严重 的错误。”
2.习题解说
三个习题 的用意,均在于引导学生较为切实地理解爱因斯坦科学观念。答案见前文。第三题应该鼓励学生各抒己见。
3.相关资料
(1)爱因斯坦生平
爱因斯坦是当代最伟大 的物理学家。他热爱物理学,把毕生献给了物理学 的理论研究。人们称他为20世纪 的哥白尼、20世纪 的牛顿。
爱因斯坦生长在物理学急剧变革 的时期,通过以他为代表 的一代物理学家 的努力,物理学 的发展进入了一个新 的历史时期。由伽利略和牛顿建立 的古典物理学理论体系,经历了将近200年 的发展,到19世纪中叶,由于能量守恒和转化定律 的发现,热力学和统计物理学 的建立,特别是由于法拉第和麦克斯韦在电磁学上 的发现,取得了辉煌 的成就。这些成就,使得当时不少物理学家认为,物理学领域中原则性 的理论问题都已经解决了,留给后人 的,只是在细节方面 的补充和发展。可是,历史 的进程恰恰相反,接踵而来 的却是一系列古典物理学无法解释 的新现象:以太漂移实验、元素 的放射性、电子运动、黑体辐射、光电效应等等。在这个新形势面前,物理学家一般企图以在旧理论框架内部进行修补 的办法来解决矛盾,但是,年轻 的爱因斯坦则不为旧传统所束缚,在洛伦兹等人研究工作 的基础上,对空间和时间这样一些基本概念作了本质上 的变革。这一理论上 的根本性突破,开辟了物理学 的新纪元。
爱因斯坦一生中最重要 的贡献是相对论。1905年他发表了题为《论动体 的电动力学》 的论文,提出了狭义相对性原理和光速不变原理,建立了狭义相对论。这一理论把牛顿力学作为低速运动理论 的特殊情形包括在内。它揭示了作为物质存在形式 的空间和时间在本质上 的统一性,深刻揭露了力学运动和电磁运动在运动学上 的统一性,而且还进一步揭示了物质和运动 的统一性(质量和能量 的相当性),发展了物质和运动不可分割原理,并且为原子能 的利用奠定了理论基础。随后,经过多年 的艰苦努力,1915年他又建立了广义相对论,进一步揭示了四维空时同物质 的统一关系,指出空时不可能离开物质而独立存在,空间 的结构和性质取决于物质 的分布,它并不是平坦 的欧几里得空间,而是弯曲 的黎曼空间。根据广义相对论 的引力论,他推断光在引力场中不沿着直线而会沿着曲线传播。这一理论预见,在1919年由英国天文学家在日蚀观察中得到证实,当时全世界都为之轰动。1938年,他在广义相对论 的运动问题上取得重大进展,即从场方程推导出物体运动方程,由此更深一步地揭示了空时、物质、运动和引力之间 的统一性。广义相对论和引力论 的研究,60年代以来,由于实验技术和天文学 的巨大发展受到重视。
另外,爱因斯坦对宇宙学、用引力和电磁 的统一场论、量子论 的研究都为物理学 的发展作出了贡献。
爱因斯坦不仅是一个伟大 的科学家,一个富有哲学探索精神 的杰出 的思想家,同时又是一个有高度社会责任感 的正直 的人。他先后生活在西方政治漩涡中心 的德国和美国,经历过两次世界大战。他深刻体会到一个科学工作者 的劳动成果对社会会产生怎样 的影响,一个知识分子要对社会负怎样 的责任。
爱因斯坦一心希望科学造福于人类,但他却目睹了科学技术在两次世界大战中所造成 的巨大破坏,因此,他认为战争与和平 的问题是当代 的首要问题,他一生中发表得最多 的也是这方面 的言论。他对政治问题第一次公开表态,就是1914年签署 的一个反对第一次世界大战 的声明。他对政治问题 的最后一次发言,即1955年4月签署 的“罗素—爱因斯坦宣言”,也仍然是呼吁人们团结起来,防止新 的世界大战 的爆发。
在20世纪思想家 的画廊中,爱因斯坦,就是公正、善良、真理 的化身。他 的品格与天地日月相争辉,他 的科学贡献,人类将万世景仰。
●爱因斯坦小时候并不活泼,三岁多还不会讲话,父母很担心他是哑巴,曾带他去给医生检查。还好小爱因斯坦不是哑巴,可是直到九岁时讲话还不很通畅,所讲 的每一句话都必须经过吃力但认真 的思考。
爱因斯坦在念小学和中学时,功课属平常。由于他举止缓慢,不爱同人交往,老师和同学都不喜欢他。教他希腊文和拉丁文 的老师对他更是厌恶,曾经公开骂他:“爱因斯坦,你长大后肯定不会成器。”而且因为怕他在课堂上会影响其他学生,竟想把他赶出校门。
●爱因斯坦 的叔叔雅各布在电器工厂里专门负责技术方面 的事务,爱因斯坦 的父亲则负责商业 的往来。雅各布是一个工程师,自己就非常喜爱数学,当小爱因斯坦来找他问问题时,他总是用很浅显通俗 的语言把数学知识介绍给他。在叔父 的影响下,爱因斯坦较早 的受到了科学和哲学 的启蒙。
●1900年,爱因斯坦从苏黎世工业大学毕业。由于他对某些功课不热心,以及对老师态度冷漠,被拒绝留校。他找不到工作,靠做家庭教师和代课教师过活。在失业一年半以后,关心并了解他才能 的同学马塞尔·格罗斯曼向他伸出了援助 的手。格罗斯曼设法说服自己 的父亲把爱因斯坦介绍到瑞士专利局去作一个技术员。
●1905年6月,爱因斯坦完成了开创物理学新纪元 的长论文《论运体 的电动力学》,完整 的提出了狭义相对论。这是爱因斯坦10年酝酿和探索 的结果,它在很大程度上解决了19世纪末出现 的古典物理学 的危机,改变了牛顿力学 的时空观念,揭露了物质和能量 的相当性,创立了一个全新 的物理学世界,是近代物理学领域最伟大 的革命。
狭义相对论不但可以解释经典物理学所能解释 的全部现象,还可以解释一些经典物理学所不能解释 的物理现象,并且预言了不少新 的效应。狭义相对论最重要 的结论是质量守恒原理失去了独立性,他和能量守恒定律融合在一起,质量和能量是可以相互转化 的。其他还有比较常讲到 的钟慢尺缩、光速不变、光子 的静止质量是零等等。而古典力学就成为了相对论力学在低速运动时 的一种极限情况。这样,力学和电磁学也就在运动学 的基础上统一起来。
●此后,爱因斯坦又进行了广义相对论 的探索。1917年,爱因斯坦用广义相对论 的结果来研究宇宙 的时空结构,发表了开创性 的论文《根据广义相对论对宇宙所做 的考察》。论文分析了“宇宙在空间上是无限 的”这一传统观念,指出它同牛顿引力理论和广义相对论都是不协调 的。他认为,可能 的出路是把宇宙看作是一个具有有限空间体积 的自身闭合 的连续区,以科学论据推论宇宙在空间上是有限无边 的,这在人类历史上是一个大胆 的创举,使宇宙学摆脱了纯粹猜想 的思辨,进入现代科学领域。1937年,在两个助手合作下,他从广义相对论 的引力场方程推导出运动方程,进一步揭示了空间——时间、物质、运动之间 的统一性,这是广义相对论 的重大发展,也是爱因斯坦在科学创造活动中所取得 的最后一个重大成果。
● 广义相对论建成后,爱因斯坦依然感到不满足,要把广义相对论再加以推广,使它不仅包括引力场,也包括电磁场。他认为这是相对论发展 的第三个阶段,即统一场论。1925年~1955年这30年中,除了关于量子力学 的完备性问题、引力波以及广义相对论 的运动问题以外,爱因斯坦几乎把他全部 的科学创造精力都用于统一场论 的探索。
在同一场理论方面,他始终没有成功,他从不气馁,每次都满怀信心底从头开始。由于他远离了当时物理学研究 的主流,独自去进攻当时没有条件解决 的难题,因此,同20年代 的处境相反,他晚年在物理学界非常孤立。可是他依然无所畏惧,毫不动摇地走他自己所认定 的道路,直到临终前一天,他还在病床上准备继续他 的统一场理论 的数学计算。
●作为物理学革命中 的伟大科学巨匠,爱因斯坦从来没有自认为是一个超人。他认识到,自己所走 的道路是前人走过 的道路 的延伸,科学 的新时代是在前人工作基础上 的合理发展,因此他总是抱着感激和敬仰 的心情赞赏前人 的贡献。
在谈到相对论 的创立时,他说:“相对论实在可以说是对麦克思韦和洛伦兹 的伟大构思画了最后一笔,因为它力图把场物理学扩充到包括引力在内 的一切现象。”爱因斯坦曾几次在信中对赞扬他 的成就 的朋友写道:“我完全知道我没有什么特殊 的才能:兴趣、专一、顽强工作,以及自我批评使我达到我想要达到 的理想境界。”
●少年时代 的爱因斯坦在瑞士生活时,过 的是穷学生 的生活,他对物质生活要求不高,有一碟意大利面条加上一点酱他就感到很满意。成名后,成为教授以及后来为了躲避纳粹 的迫害移民美国,他是有条件过很好 的物质享受 的,但是他仍保留像穷学生那样简朴无华 的生活。
爱因斯坦对自己 的衣着也是不注意 的,长年披着一件黑色皮上衣,不穿袜子,不结领带,裤子有时既没有绑皮带也没有吊带,他和人在黑板前讨论问题时,一面写黑板,一面要把那像要滑下 的裤子用手拉住,这种情形是有些滑稽,而他 的头发却留得长长 的,不加修饰。这对当年“贵族学府”普林斯顿大学 的学生来说是惊异 的事,难怪他们要希望上帝叫他把头发剪掉。
●有一次,一个美国记者问爱因斯坦关于他成功 的秘决。他回答:“早在1901年,我还是二十二岁 的青年时,我已经发现了成功 的公式。我可以把这公式 的秘密告诉你,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是少说废话!这公式对我有用,我想对许多人也是一样有用。”
◎一个人 的价值,应当看他贡献什么,而不应当看他取得什么。
◎人只有献身于社会,才能找出那短暂而有风险 的生命 的意义。
◎不管时代 的潮流和社会 的风尚怎样,人总可以凭着自己高贵 的品质,超脱时代和社会,走自己正确 的道路。现在,大家都为了电冰箱、汽车、房子而奔波、追逐、竞争,这是我们这个时代 的特征了。但是也还有不少人,他们不追求这些物质 的东西,他们追求理想和真理,得到了内心 的自由和安宁。
◎我从来不把安逸和享乐看作是生活目 的本身——这种伦理基础,我叫他猪栏 的理想。在真理 的认识方面,任何以权威者自居 的人,必将在上帝 的嬉笑中垮台。
◎在所阅读 的书本中找出可以把自己引到深处 的东西,把其它一切统统抛掉,就是抛掉使头脑负担过重和会把自己诱离要点 的一切。
◎科学研究好像钻木板。有人喜欢钻薄 的;而我喜欢钻厚 的。
◎对于我来说,生命 的意义在于设身处地替人着想,忧他人之忧,乐他人之乐。
◎凡在小事上对真理持轻率态度 的人,在大事上也是不足信 的。
◎ 照亮我 的道路,并且不断地给我新 的勇气去愉快地正视生活 的理想,是善、美和真。
|