撰文 | 盧昌海

如果把我所知的愛(ài)因斯坦傳記按問(wèn)世時(shí)間排序，那么初版于1971年的英國(guó)傳記作家羅納德·克拉克 (Ronald Clark) 的 Einstein: The Life and Times (《愛(ài)因斯坦：人生與時(shí)代》)也許是第一本稱得上巨幅的傳記。在這本厚達(dá)718頁(yè)的傳記里，克拉克這樣介紹愛(ài)因斯坦的舅舅凱撒·科赫 (Caesar Koch) ：“愛(ài)因斯坦家有一位姻親比父親、母親，或雅各布叔叔更重要，那就是凱撒·科赫，鮑林的哥哥”[注1]。

讀到這段話，我頗感好奇。因?yàn)閷?duì)于像愛(ài)因斯坦這種“其本質(zhì)恰恰就在于他想的是什么和他是怎樣想的”的人來(lái)說(shuō)，所謂“更重要”，自當(dāng)以對(duì)他智力發(fā)展的影響為判據(jù)。用這一判據(jù)來(lái)衡量，比他父親、母親更重要倒是不難 (不用這一判據(jù)則很難——從而佐證了這一判據(jù)的必要性) ，但要比“雅各布叔叔” (Jakob Einstein) 更重要?jiǎng)t不容易。因?yàn)椤把鸥鞑际迨濉苯塘藧?ài)因斯坦很多東西，讓他初次接觸并親自證明了畢達(dá)哥拉斯定理，這些都對(duì)愛(ài)因斯坦的智力發(fā)展產(chǎn)生過(guò)重大影響。在愛(ài)因斯坦的童年親友中，能在這方面跟“雅各布叔叔”相提并論的，或許只有麥克斯·塔耳玫 (Max Talmey) ，因?yàn)樗驉?ài)因斯坦推薦的科學(xué)讀物——其中包括“神圣的幾何學(xué)小書(shū)”——對(duì)愛(ài)因斯坦的智力發(fā)展同樣產(chǎn)生過(guò)重大影響[注2]（參閱愛(ài)因斯坦的童年）。愛(ài)因斯坦的晚年自述也印證了這一點(diǎn)，除了他父親那個(gè)很可能只是“誤打誤撞”的羅盤(pán)外，愛(ài)因斯坦就只提到過(guò)跟雅各布和塔耳玫有關(guān)的“生活瑣事”——實(shí)為智力啟蒙事件。

而愛(ài)因斯坦的智力發(fā)展是如此之快，使得童年親友對(duì)他的影響只限于童年。比如塔耳玫曾回憶說(shuō)，向愛(ài)因斯坦推薦科學(xué)讀物之初他尚能與之討論，但很快就跟不上了。雅各布也曾對(duì)他的一位學(xué)徒說(shuō)，他和助理苦思幾天都解決不了的問(wèn)題，有時(shí)會(huì)被愛(ài)因斯坦十幾分鐘就解決——那是在愛(ài)因斯坦“輟學(xué)”離開(kāi)路特波德中學(xué)后不久，也就是15歲的時(shí)候[注3]。由于這個(gè)緣故，對(duì)愛(ài)因斯坦的智力發(fā)展產(chǎn)生重大影響的先決條件是童年時(shí)跟他有過(guò)頻繁接觸——晚了則不行?！把鸥鞑际迨濉焙退刀挤线@一條件，但那位“更重要”的舅舅科赫則不然。

科赫是一位走南闖北的人，主要從事谷物貿(mào)易，在愛(ài)因斯坦10歲左右時(shí)定居于比利時(shí)。無(wú)論愛(ài)因斯坦本人，還是我讀過(guò)的愛(ài)因斯坦傳記，都并未提到科赫與童年愛(ài)因斯坦有過(guò)頻繁接觸，或?qū)?ài)因斯坦的智力發(fā)展產(chǎn)生過(guò)重大影響。最常被傳記提及的，是科赫曾于1885年初 (愛(ài)因斯坦即將6歲時(shí)) 造訪愛(ài)因斯坦家，并送了一個(gè)小蒸汽機(jī)給愛(ài)因斯坦當(dāng)禮物。那個(gè)小蒸汽機(jī)很受愛(ài)因斯坦喜愛(ài)，但并未產(chǎn)生過(guò)像羅盤(pán)、畢達(dá)哥拉斯定理或“神圣的幾何學(xué)小書(shū)”那樣的影響。

因此，克拉克對(duì)科赫的這個(gè)“更重要”的評(píng)價(jià)起碼以上述判據(jù)來(lái)衡量是未必貼切的。不過(guò)，盡管未必“更重要”，但科赫確實(shí)是愛(ài)因斯坦非常喜愛(ài)的長(zhǎng)輩——若將喜愛(ài)程度與交往時(shí)間綜合考慮的話，甚至說(shuō)是“最喜愛(ài)”的長(zhǎng)輩也并不夸張。因?yàn)閻?ài)因斯坦跟雅各布的聯(lián)系自后者與愛(ài)因斯坦父親合開(kāi)的工廠倒閉 (1896年) 之后就基本中斷了；愛(ài)因斯坦跟父母之間則因后者反對(duì)愛(ài)因斯坦跟女友米列娃·瑪麗克 (Mileva Mari?) 的關(guān)系而鬧得很不愉快，且愛(ài)因斯坦的父親1902年就去世了 (父親一去世，愛(ài)因斯坦很快就跟米列娃結(jié)了婚) 。倒是與科赫之間雖一向很有“社交距離” (通常不在同一個(gè)國(guó)家) ，卻也許恰恰是因?yàn)榱?xí)慣了“遠(yuǎn)程交流”，又沒(méi)有過(guò)分“血濃于水”帶來(lái)的干預(yù)對(duì)方生活的“義務(wù)”，彼此的交往保有了一份不受世事變遷影響的從容和愉快。愛(ài)因斯坦在歐洲旅行時(shí)，常順道或繞道去比利時(shí)拜訪科赫，哪怕在愛(ài)因斯坦遠(yuǎn)赴美國(guó)定居之后，雙方——乃至雙方家庭——依然維持著富有感情的書(shū)信往來(lái)，直至科赫去世 (科赫于1941年去世，享年87歲)。

愛(ài)因斯坦1924年3月28日給科赫的信很好地展示了他與這位舅舅的關(guān)系。在這封祝賀科赫70歲生日的信里，愛(ài)因斯坦寫(xiě)道：“讓像我們這樣的人寫(xiě)信需要有大事，現(xiàn)在就有了這樣一件大事：您的70歲生日。盡管我這么懶于寫(xiě)信，您始終是我最喜愛(ài)的舅舅[注4]，是我一想起來(lái)就覺(jué)得心頭溫暖的少數(shù)幾人之一?！睈?ài)因斯坦并且回憶了他與科赫的若干次會(huì)面——他稱那些記憶親切而難忘，至于小時(shí)候科赫送他小蒸汽機(jī)的那次會(huì)面，則被他視為盛大節(jié)日。愛(ài)因斯坦甚至在信中手繪了那個(gè)小蒸汽機(jī)，表示“終我一生都不會(huì)忘記您送給我的那臺(tái)漂亮的小蒸汽機(jī)”。在信的最后，愛(ài)因斯坦送上了誠(chéng)摯的祝福：“現(xiàn)在您迎來(lái)了70歲生日，我的頭發(fā)也已經(jīng)花白了……祝您擁有快樂(lè)的歲月……”

愛(ài)因斯坦手繪的小蒸汽機(jī)

寫(xiě)了這么多題外話，還讓克拉克“躺槍” (被我揪了半天的“更重要”一詞其實(shí)并不重要，只是閑話人物背景的借口罷了) ，現(xiàn)在回到主題上來(lái)。

在愛(ài)因斯坦與科赫的交往中，被愛(ài)因斯坦念念不忘的是那臺(tái)“漂亮的小蒸汽機(jī)”，令?lèi)?ài)因斯坦研究者們念念不忘的則是他16歲那年寄給科赫的一篇少作。那篇題為“對(duì)磁場(chǎng)中以太狀態(tài)的考察” ?(über die Untersuchung des Aetherzustandes im magnetischen Felde) 的文章是愛(ài)因斯坦在科學(xué)上的“處女作”，在他去世后的1971年，連同他寄文章時(shí)的信一起，被印度裔美國(guó)科學(xué)史學(xué)家杰格迪什·梅拉 ?(Jagdish Mehra，1937) ?翻譯成英文并披露，如今則作為“愛(ài)因斯坦的第一篇科學(xué)文章” ?(Einstein's First Scientific Essay) 收錄在了《愛(ài)因斯坦全集》里。

愛(ài)因斯坦的少作首頁(yè)

愛(ài)因斯坦這篇少作的撰寫(xiě)時(shí)間被認(rèn)為是15-16歲時(shí)，完成時(shí)間則被認(rèn)為是1895年夏天[注5]。在這篇文章中，愛(ài)因斯坦提出了一種測(cè)量以太性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)。具體地說(shuō)，愛(ài)因斯坦采納了以太的機(jī)械模型之一，將以太視為一種普通的彈性介質(zhì)。他并且認(rèn)為，磁場(chǎng)的能量是以太的彈性勢(shì)能，因此磁場(chǎng)的存在對(duì)應(yīng)于以太中的應(yīng)力變化。另一方面，彈性介質(zhì)內(nèi)的波速正比于應(yīng)力與質(zhì)量密度之比的平方根[注6]，利用這一點(diǎn)，并考慮到質(zhì)量密度的變化可以忽略，愛(ài)因斯坦提出通過(guò)測(cè)定光速 (即以太中的波速) 在磁場(chǎng)中的變化來(lái)推算磁場(chǎng)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力變化[注7]，并研究這種應(yīng)力變化與磁場(chǎng)大小的關(guān)系。

這篇文章既采用了特定的以太模型，又假定了以太中的光速 (相當(dāng)于如今所說(shuō)的真空中的光速) 可變，從科學(xué)角度講是沒(méi)有價(jià)值的——哪怕在當(dāng)時(shí)也已并無(wú)價(jià)值。比如《愛(ài)因斯坦全集》的編者就指出，愛(ài)因斯坦采用的將以太視為普通彈性介質(zhì)的特定模型，哪怕在當(dāng)時(shí)就已有些過(guò)時(shí)了，而他將磁場(chǎng)能量視為以太彈性勢(shì)能的“理論”，也是落伍的 (因?yàn)檫d色于將磁場(chǎng)能量視為動(dòng)能的“理論”) 。不過(guò)少作的價(jià)值本就不在于其原始目標(biāo)是否達(dá)成 (因?yàn)槟峭ǔＪ沁_(dá)不成的) ，而在于它是作者早期思維的呈現(xiàn)。愛(ài)因斯坦的這篇少作也是如此，它對(duì)于追溯愛(ài)因斯坦當(dāng)時(shí)的知識(shí)背景是很有價(jià)值的。

在愛(ài)因斯坦這篇少作中，我們可以看到，他當(dāng)時(shí)已接觸到了某些特定的以太模型，并將之作為了自己思考電磁現(xiàn)象的框架。從這篇文章提到的若干概念——比如雙折射、赫茲實(shí)驗(yàn)、偏振等等，則可以看出他當(dāng)時(shí)對(duì)光學(xué)和電磁理論已有過(guò)不少涉獵，已知道光是一種電磁波。不過(guò)另一方面，這篇文章認(rèn)為以太中的光速可變 (因此才會(huì)提出通過(guò)測(cè)定光速變化來(lái)推算應(yīng)力變化) ，這跟麥克斯韋電磁理論是不相符合的，被認(rèn)為顯示了愛(ài)因斯坦當(dāng)時(shí)對(duì)麥克斯韋電磁理論缺乏了解 (這是不足為奇的，因?yàn)辂溈怂鬼f電磁理論甚至在當(dāng)時(shí)某些大學(xué)的電磁學(xué)課程中，都尚未成為標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容) 。

除知識(shí)背景外，這篇文章對(duì)于追溯愛(ài)因斯坦智力發(fā)展的其他方面也不無(wú)裨益。在這篇文章的開(kāi)篇和給科赫的信里，愛(ài)因斯坦都寫(xiě)了一些很謙遜的話，顯示出如成熟科學(xué)家那樣的自省和謹(jǐn)慎。比如在給科赫的信里，他稱自己的文章是“一次小心翼翼的嘗試”，“相當(dāng)幼稚及不完善”。在文章的開(kāi)篇，他則提到“除單純的思考外，完全缺乏能讓我更加深入探究這一主題的資料”，“愿感興趣的讀者的寬容與我呈獻(xiàn)這篇文字時(shí)的謙卑心情相匹配”。這些話不僅僅是謙遜，也是一種誠(chéng)實(shí)的自我評(píng)估。比如“完全缺乏能讓我更加深入探究這一主題的資料”就說(shuō)得很實(shí)在，因?yàn)閺膼?ài)因斯坦對(duì)赫茲實(shí)驗(yàn)有所涉獵，卻對(duì)作為赫茲實(shí)驗(yàn)理論基礎(chǔ)的麥克斯韋電磁理論缺乏了解，就能看出他對(duì)光學(xué)和電磁理論的了解尚不系統(tǒng)，很有可能正是因?yàn)椤巴耆狈δ茏屛腋由钊胩骄窟@一主題的資料”。

另外比較有趣的是，在這篇少作的最后，愛(ài)因斯坦提到電流回路有一種阻尼，能對(duì)抗電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，這種阻尼正比于回路的長(zhǎng)度，但跟回路導(dǎo)體的材料和截面無(wú)關(guān)。他認(rèn)為應(yīng)對(duì)這種阻尼的存在進(jìn)行驗(yàn)證。由于愛(ài)因斯坦提到的這種阻尼明顯就是電路的自感 (self inductance) ，因此梅拉披露這篇文章時(shí)，在所撰的引言中表示“年輕的愛(ài)因斯坦獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了自感的定性性質(zhì)”。1982年，荷蘭裔美國(guó)物理學(xué)家亞伯拉罕·派斯 (Abraham Pais) 在他那本以深入程度而論迄今仍屬最佳愛(ài)因斯坦傳記的Subtle is the Lord: The Science and the Life of Albert Einstein (《上帝是微妙的：阿爾伯特·愛(ài)因斯坦的科學(xué)與人生》) 中也“附議”，并且?guī)缀踔苯诱瞻崃嗣防木渥?，稱“年輕的愛(ài)因斯坦獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了自感的定性性質(zhì)”。

16歲的愛(ài)因斯坦果真“獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了自感的定性性質(zhì)”嗎？在我看來(lái)是值得懷疑的。

從歷史上講，自感是1832年被美國(guó)物理學(xué)家約瑟夫·亨利 (Joseph Henry) 從實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)的，比愛(ài)因斯坦的這篇少作早了半個(gè)多世紀(jì)。由于自感是從實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)的，因此按定義就是已被驗(yàn)證過(guò)的現(xiàn)象，但愛(ài)因斯坦卻認(rèn)為應(yīng)對(duì)其存在進(jìn)行驗(yàn)證，這顯示他并不知道自感已在實(shí)驗(yàn)上被發(fā)現(xiàn)。既然不知道自感已在實(shí)驗(yàn)上被發(fā)現(xiàn)，那么愛(ài)因斯坦的文字似乎意味著“獨(dú)立發(fā)現(xiàn)”——這也就是梅拉和派斯的判斷。但另一方面，在電磁理論的發(fā)展史上，除位移電流 (displacement current) 和電磁波等寥寥無(wú)幾的例外，其余幾乎全是實(shí)驗(yàn)為先，理論在后。雖然誰(shuí)也不敢小覷愛(ài)因斯坦——哪怕16歲的愛(ài)因斯坦——的物理直覺(jué)，但包括法拉第在內(nèi)的那些杰出的電磁學(xué)先驅(qū)們都只能從實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)電磁現(xiàn)象，若說(shuō)16歲的愛(ài)因斯坦僅憑“單純的思考”就不僅能推出自感的存在，而且還包括了自感正比于回路的長(zhǎng)度，但跟回路導(dǎo)體的材料和截面無(wú)關(guān)那樣的“定性性質(zhì)”，仍未免太匪夷所思了?；蛘咄艘徊秸f(shuō)，推出自感的存在或許還不無(wú)可能——因?yàn)橐蕴Ｐ蜑樽愿械拇嬖谔峁┝祟?lèi)比渠道，但連自感的性質(zhì)都一并推出卻并非輕而易舉[注8]。若真能推出，該是一件“得意之作”，似乎不至于對(duì)推理過(guò)程只字不提。

因此，我對(duì)“年輕的愛(ài)因斯坦獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了自感的定性性質(zhì)”這樣的說(shuō)法是很懷疑的。不知是不是出于同樣的懷疑，1987年出版的《愛(ài)因斯坦全集》的編者在對(duì)愛(ài)因斯坦那段文字的注釋里，沒(méi)有沿襲梅拉和派斯的說(shuō)法，而只是完全中性地標(biāo)注了自感的最早出處——即亨利1832年的論文。這種標(biāo)注在我看來(lái)是聰明的。事實(shí)上，幾乎所有人的少作都難免有模仿他人的意味，愛(ài)因斯坦的也不例外，帶有閱讀摘記與思考相混合的性質(zhì)[注9]。考慮到這一點(diǎn)，或許可以提出這樣一種猜測(cè)，那就是：愛(ài)因斯坦涉獵過(guò)的資料里包含了對(duì)自感及其“定性性質(zhì)”的某種描述，卻沒(méi)有提到實(shí)驗(yàn)依據(jù)，故愛(ài)因斯坦只將它視為以太模型的一部分，認(rèn)為應(yīng)對(duì)其存在進(jìn)行驗(yàn)證。換句話說(shuō)，“自感的定性性質(zhì)”在我看來(lái)很可能是愛(ài)因斯坦從資料里看來(lái)而非“獨(dú)立發(fā)現(xiàn)”的。當(dāng)然，這只是猜測(cè)，大家姑妄讀之，不過(guò)跟16歲的愛(ài)因斯坦“獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了自感的定性性質(zhì)”相比，這種猜測(cè)或許更有可能些[注10]。

說(shuō)到16歲的愛(ài)因斯坦，免不了要談?wù)劻硪患隆患?ài)因斯坦晚年自述里提及的，遠(yuǎn)比上述少作更著名的事。那就是被愛(ài)因斯坦稱為“一個(gè)悖論”的所謂“追光實(shí)驗(yàn)”。這個(gè)“追光實(shí)驗(yàn)”是一個(gè)思想實(shí)驗(yàn) (thought experiment)，曾被愛(ài)因斯坦回憶過(guò)多次，直接訴諸文字的起碼有兩次，其中一次是在晚年自述里——也是最廣為引述的版本：

……這個(gè)悖論我在16歲時(shí)就已經(jīng)想到了：如果我以速度c(真空中的光速)追趕一束光，我所觀察到的那束光應(yīng)該是一個(gè)盡管在空間中振蕩著卻靜止不動(dòng)的電磁場(chǎng)?？墒牵瑹o(wú)論是依據(jù)經(jīng)驗(yàn)還是按照麥克斯韋方程組，看來(lái)都不會(huì)有這樣的事情。

這一思想實(shí)驗(yàn)在相對(duì)論的發(fā)展史上有極大的重要性，用愛(ài)因斯坦自己的話說(shuō)，是“包含了狹義相對(duì)論的萌芽”。不過(guò)盡管很多人都聽(tīng)說(shuō)過(guò)這個(gè)思想實(shí)驗(yàn)，卻不一定明白為什么“無(wú)論是依據(jù)經(jīng)驗(yàn)還是按照麥克斯韋方程，看來(lái)都不會(huì)有這樣的事情”，我們?cè)谶@里稍稍解釋一下。在“依據(jù)經(jīng)驗(yàn)”和“按照麥克斯韋方程組”這兩條否定途徑中，“依據(jù)經(jīng)驗(yàn)”似有些多余 (否則就不需要思想實(shí)驗(yàn)了) ，因?yàn)楦緵](méi)有人會(huì)有那樣的“經(jīng)驗(yàn)”——這甚至不是技術(shù)上能否實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題，而是原則上不可能會(huì)有那樣的“經(jīng)驗(yàn)” (因?yàn)椤?dāng)然那是后來(lái)才確立的——光速是不能作為觀察者或參照系的速度的，就像“0”不能作除數(shù)一樣) ?！鞍凑整溈怂鬼f方程組”則是關(guān)鍵。包括光在內(nèi)的真空中的振蕩電磁場(chǎng)用美國(guó)物理學(xué)家理查德·費(fèi)曼 (Richard Feynman) 在The Feynman Lectures on Physics (《費(fèi)曼物理學(xué)講義》) 中的精彩描述，是靠電場(chǎng)與磁場(chǎng)之間的“一種舞蹈來(lái)維持自己”，在這種舞蹈中，電場(chǎng)與磁場(chǎng)“一個(gè)產(chǎn)生另一個(gè)，第二個(gè)產(chǎn)生第一個(gè)”，“在空間中向外傳播”。這種舞蹈是永遠(yuǎn)動(dòng)態(tài)的，不僅“在空間中振蕩著”，在時(shí)間上也必須是變化的，因?yàn)殡妶?chǎng)與磁場(chǎng)“一個(gè)產(chǎn)生另一個(gè)，第二個(gè)產(chǎn)生第一個(gè)”所依賴的正是時(shí)間上的變化。因此，“在空間中振蕩著卻靜止不動(dòng)的電磁場(chǎng)”確實(shí)如16歲的愛(ài)因斯坦所說(shuō)，“不會(huì)有這樣的事情”。這一點(diǎn)雖是麥克斯韋方程組的推論，但能想到它，以它為切入點(diǎn)，且不懈深入?yún)s需要非同小可的物理直覺(jué)。

愛(ài)因斯坦的這一思想實(shí)驗(yàn)與前述少作的完成都發(fā)生在16歲時(shí)，兩者究竟誰(shuí)先誰(shuí)后呢？愛(ài)因斯坦在對(duì)這一思想實(shí)驗(yàn)的另一次也是最后一次書(shū)面回憶中給出了答案。那次回憶出現(xiàn)在他去世前一個(gè)多月所撰的簡(jiǎn)短自述里，在那里，愛(ài)因斯坦將這一思想實(shí)驗(yàn)的時(shí)間表述為“在阿勞的那一年”，這指的是他在瑞士小鎮(zhèn)阿勞 (Aarau) 完成中學(xué)學(xué)業(yè)的那一年——大致是從1895年10月至1896年秋天 (但由于是16歲，因此實(shí)際上是從1895年10月至1896年3月)。利用這一信息，我們可推知這一思想實(shí)驗(yàn)比完成于1895年夏天或早秋 (參閱上文及[注5])的前述少作更晚(這一點(diǎn)——如下文即將提到的——也可從兩者的內(nèi)容推斷出來(lái))。具體地說(shuō)，在那篇簡(jiǎn)短自述里，愛(ài)因斯坦寫(xiě)道：

在阿勞的那一年，我想到了下面這個(gè)問(wèn)題：如果一個(gè)人以光速追趕一束光，他將看到面前呈現(xiàn)出一個(gè)不隨時(shí)間而變的波場(chǎng)。然而這樣的東西看來(lái)是不可能存在的！這是跟狹義相對(duì)論有關(guān)的第一個(gè)幼稚的思想實(shí)驗(yàn)。

這兩次訴諸文字的回憶都發(fā)生在晚年，后世傳記的引述幾乎全都出自于此。不過(guò)，愛(ài)因斯坦其實(shí)在早得多的時(shí)候就回憶過(guò)這一思想實(shí)驗(yàn)。愛(ài)因斯坦的朋友、知名心理學(xué)家馬科斯·韋特墨 (Max Wertheimer) 曾于1916年采訪過(guò)愛(ài)因斯坦，目的是了解他研究過(guò)程中的心理學(xué)。韋特墨的采訪記錄直到1945年才發(fā)表 (那時(shí)韋特墨已經(jīng)去世) 。這個(gè)時(shí)間雖比采訪本身晚了29年，卻仍比愛(ài)因斯坦的晚年自述早了一年，因此是一份獨(dú)立于愛(ài)因斯坦本人文字的記錄。在這份記錄中，韋特墨寫(xiě)道：

這個(gè)問(wèn)題始于愛(ài)因斯坦16歲時(shí)……整個(gè)過(guò)程以一種很不清晰，從而很難描述的方式始于某種困惑性的狀態(tài)。最初出現(xiàn)的是像這樣的問(wèn)題：一個(gè)人如果追趕一束光會(huì)怎樣？如果他“騎”在光上面呢？……光會(huì)不會(huì)完全不動(dòng)？

因此，愛(ài)因斯坦起碼早在1916年就回憶過(guò)“追光實(shí)驗(yàn)”。

利用愛(ài)因斯坦對(duì)“追光實(shí)驗(yàn)”的上述回憶，及前述少作，我們可對(duì)愛(ài)因斯坦16歲那年的知識(shí)背景的演化作出進(jìn)一步的勾勒?？紤]到前述少作的完成時(shí)間是1895年夏天或早秋 (參閱上文及[注5]) ，且顯示了愛(ài)因斯坦對(duì)麥克斯韋電磁理論缺乏了解，而“追光實(shí)驗(yàn)”則不僅明確提到麥克斯韋方程組，還實(shí)質(zhì)性地用到了后者的性質(zhì) (因此哪怕愛(ài)因斯坦沒(méi)有提到“在阿勞的那一年”，從兩者的內(nèi)容也可推斷出“追光實(shí)驗(yàn)”晚于前述少作) ，我們可以勾勒出愛(ài)因斯坦較深入地學(xué)習(xí)麥克斯韋電磁理論的起始時(shí)間，那個(gè)時(shí)間應(yīng)該是位于從1895年后期到1896年3月的時(shí)段之內(nèi) (那是他16歲的最后幾個(gè)月) 。

從某種意義上講，這個(gè)“跟狹義相對(duì)論有關(guān)的第一個(gè)幼稚的思想實(shí)驗(yàn)”可視為狹義相對(duì)論孕育過(guò)程的起點(diǎn) (那篇“對(duì)磁場(chǎng)中以太狀態(tài)的考察”則在很多方面跟狹義相對(duì)論的思路完全相反，故很難“攀附”) 。從這個(gè)出現(xiàn)在瑞士小鎮(zhèn)阿勞的起點(diǎn)算起，用愛(ài)因斯坦晚年自述里的話說(shuō)，“經(jīng)過(guò)10年的沉思”，他終于得到了狹義相對(duì)論 (當(dāng)然，這10年的進(jìn)展絕非“均勻分布”，真正實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展是出現(xiàn)于后期乃至最后期) 。這個(gè)時(shí)間長(zhǎng)度大致跟從狹義相對(duì)論到廣義相對(duì)論的間隔相同。

不過(guò)遺憾的是，這個(gè)跟前述少作的完成同樣發(fā)生在16歲時(shí)，且被愛(ài)因斯坦回憶過(guò)多次的思想實(shí)驗(yàn)，雖被列在了這篇有關(guān)少作的隨筆里，卻并未在當(dāng)年的任何文字里留下記錄，從而不是文字意義上的少作。

在本文的最后，我們來(lái)欣賞愛(ài)因斯坦的另一篇少作——文字意義上的少作，只不過(guò)不是科學(xué)方面的。這篇少作是他“在阿勞的那一年”的中學(xué)畢業(yè)考試的法語(yǔ)作文，標(biāo)題是“我的未來(lái)計(jì)劃” (Mes Projets D'Avenir) ，撰于1896年9月18日。

愛(ài)因斯坦的這篇作文我念中學(xué)時(shí)就曾在一本名為《愛(ài)因斯坦談人生》的書(shū)里讀到過(guò)，那是愛(ài)因斯坦的晚年助手巴涅?！せ舴蚵?(Banesh Hoffmann) 和秘書(shū)海倫·杜卡斯 (Helen Dukas) 合著的Albert Einstein: The Human Side一書(shū)的中譯本。這篇作文對(duì)后世讀者的最大遺憾是：它是法語(yǔ)考試而非德語(yǔ)考試的作文，否則當(dāng)更有價(jià)值。因?yàn)閻?ài)因斯坦的德語(yǔ)表達(dá)能力是非常高的——用霍夫曼和杜卡斯的話說(shuō)，愛(ài)因斯坦是藝術(shù)家，“不僅在他的科學(xué)上……而且也在他的遣詞造句上”。但法語(yǔ)卻非但不是愛(ài)因斯坦的“藝術(shù)”，而且還是他的弱項(xiàng)，雖經(jīng)補(bǔ)習(xí)，水平也只是從很差提升到了很一般 (他在阿勞念中學(xué)時(shí)的法語(yǔ)入學(xué)成績(jī)空缺，備注欄里寫(xiě)著“有很大缺陷”，畢業(yè)成績(jī)則是6分制里的3分)，從而勢(shì)必會(huì)限制他的表達(dá)。但這是愛(ài)因斯坦少作里唯一談?wù)摗拔磥?lái)計(jì)劃”的，因此仍很有趣味。而且愛(ài)因斯坦的法語(yǔ)跟德語(yǔ)雖不可同日而語(yǔ)，但從這篇作文里明顯看得出“未來(lái)”愛(ài)因斯坦的模樣，起碼不是詞不達(dá)意——事實(shí)上非但不是詞不達(dá)意，甚至有一種言簡(jiǎn)意賅的清晰性。我不懂法語(yǔ)，就從英文版轉(zhuǎn)譯一下吧：

快樂(lè)的人會(huì)因太滿足現(xiàn)狀而不大暢想未來(lái)。但另一方面，年輕人卻總是喜歡作出大膽計(jì)劃。而且，對(duì)一個(gè)認(rèn)真的年輕人來(lái)說(shuō)，對(duì)他渴望實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)作出盡可能準(zhǔn)確的設(shè)想是很自然的事情。 如果我有幸通過(guò)考試，我將進(jìn)入蘇黎世聯(lián)邦技術(shù)學(xué)院。我將在那里待四年，學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和物理。我設(shè)想自己將成為這些自然科學(xué)分支里的教師，專長(zhǎng)于其中的理論部分。 將我引至這一計(jì)劃的理由如下：首先是我個(gè)人對(duì)抽象和數(shù)學(xué)思維的偏好，及在想象和實(shí)用才能上的欠缺。其次是我的意愿激勵(lì)我作出了同樣選擇。這是很自然的，每個(gè)人都喜歡做自己有專長(zhǎng)的事情。此外，科學(xué)工作所具有的獨(dú)立性也讓我非常喜歡。

這就是17歲愛(ài)因斯坦的“未來(lái)計(jì)劃”。這一年，愛(ài)因斯坦以全班最高的平均分“有幸通過(guò)考試”，結(jié)束了中學(xué)學(xué)業(yè)。愛(ài)因斯坦的中學(xué)畢業(yè)成績(jī)單(見(jiàn)下圖)是又一份書(shū)面證據(jù)，顯示所謂愛(ài)因斯坦是“差生”的傳聞之不確。中學(xué)畢業(yè)使愛(ài)因斯坦獲得了進(jìn)入蘇黎世瑞士聯(lián)邦技術(shù)學(xué)院的“通行證”，也正式啟動(dòng)了他的“未來(lái)計(jì)劃”。這一計(jì)劃的實(shí)施將不僅譜寫(xiě)愛(ài)因斯坦的人生，而且會(huì)將科學(xué)帶入一個(gè)全新時(shí)代。

愛(ài)因斯坦的中學(xué)畢業(yè)成績(jī)單

注釋

1. 我們來(lái)稍稍厘一下“凱撒·科赫”和“雅各布叔叔”這兩位“uncle”跟愛(ài)因斯坦的關(guān)系。英文的“uncle”、“cousin”等等乃是翻譯者的“地獄”，因?yàn)楦形牟皇恰耙灰粚?duì)應(yīng)”而是“一對(duì)多映射”。“uncle”可以是“叔叔”、“伯伯”或“舅舅”，“cousin”更要命，可以是“堂姐”、“堂妹”、“堂兄”、“堂弟”，或“表姐”、“表妹”、“表哥”、“表弟”。除非有額外信息，否則這種關(guān)系往往無(wú)法確切翻譯。不過(guò)托愛(ài)因斯坦知名度的福，他的家譜——起碼是其中從上兩代到下一代的所有關(guān)系密切者——算是被厘得很清楚了。因此我們知道凱撒·科赫是愛(ài)因斯坦的舅舅(因?yàn)槭菒?ài)因斯坦母親鮑林的兄弟)，并且是“鮑林的哥哥” (因?yàn)楸弱U林大4歲) ?！把鸥鞑际迨濉眲t是愛(ài)因斯坦父親的弟弟 (因?yàn)楸葠?ài)因斯坦父親小3歲)。

2. 關(guān)于雅各布和塔耳玫與愛(ài)因斯坦交往的更多介紹，可參閱“愛(ài)因斯坦的童年”。趁這個(gè)機(jī)會(huì)也順便說(shuō)明一下，這些有關(guān)愛(ài)因斯坦的隨筆是一個(gè)系列，后文參閱前文或以前文為背景之處甚多，未必一一提示。

3. 那段時(shí)間愛(ài)因斯坦一度在雅各布與愛(ài)因斯坦父親合開(kāi)的工廠里“打工”。

4. 這個(gè)所謂“最喜愛(ài)的舅舅”是將“叔叔”也比較在內(nèi)的。

5. 這兩個(gè)時(shí)間都是推測(cè)的 (因?yàn)槲恼潞托哦紱](méi)有標(biāo)注日期)。其中前者(即撰寫(xiě)時(shí)間)參照了愛(ài)因斯坦本人的事后標(biāo)注——他晚年曾在信上標(biāo)注了“1894或95”；后者(即完成時(shí)間)則依據(jù)了信中提到的愛(ài)因斯坦要去蘇黎世瑞士聯(lián)邦技術(shù)學(xué)院 (Swiss Federal Institute of Technology in Zurich) ——當(dāng)指參加入學(xué)考試。由于愛(ài)因斯坦是1895年早秋來(lái)到蘇黎世，并于該年10月8日參加入學(xué)考試 (比“應(yīng)屆生”早了兩年，不過(guò)最終因“偏科”而未通過(guò)) ，因此文章的完成時(shí)間與信的日期被一同推測(cè)為了1895年夏天。不過(guò)在我看來(lái)，起碼就信的日期而言，1895年早秋也是完全可能的——甚至也許更可能，因?yàn)閻?ài)因斯坦表示會(huì)在下封信里告知結(jié)果——當(dāng)指考試結(jié)果，從而顯示信有可能是考試前不久——也即早秋的某一天——所寫(xiě)的。

6. 這里有幾點(diǎn)需要說(shuō)明：一是在愛(ài)因斯坦的原始表述里，“應(yīng)力”和“密度”分別被稱為“彈性力”和“以太質(zhì)量”；二是英譯和中譯都將函數(shù)關(guān)系表述成了“正比于彈性力的平方根”及“反比于以太質(zhì)量” (即漏掉了后者的平方根)，不知是愛(ài)因斯坦的筆誤還是翻譯錯(cuò)誤。

7. 至于光速的變化本身如何測(cè)定，愛(ài)因斯坦的提議是通過(guò)測(cè)定波長(zhǎng)的變化——想必是因?yàn)轭l率由光源決定，不會(huì)改變，因此波長(zhǎng)變化正比于光速變化。

8. 以太模型在一定程度上綜合了電磁理論的主要特征，且提供了力學(xué)類(lèi)比，因此利用以太模型推出自感的存在性，其難度比起在電磁理論的實(shí)際發(fā)展過(guò)程中憑“單純的思考”推出任何電磁現(xiàn)象的存在性容易得多。但以太模型所提供的力學(xué)類(lèi)比在細(xì)節(jié)上存在大量問(wèn)題，因此推出自感的存在雖不無(wú)可能 (比如可以這樣來(lái)推：既然電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)能改變以太狀態(tài)，那么以太對(duì)電流回路有反作用——即阻尼或自感——也就不無(wú)可能) ，連“自感正比于回路的長(zhǎng)度，但跟回路導(dǎo)體的材料和截面無(wú)關(guān)”那樣的性質(zhì)都一并推出卻并非輕而易舉。

9. 事實(shí)上，《愛(ài)因斯坦全集》的編者就注意到了，愛(ài)因斯坦這篇少作的某些部分與德國(guó)物理學(xué)家倫哈特·松克(Leonhard Sohncke)發(fā)表于1891年的一篇題為“Die Umw?lzung unserer Anschauungen vom Wesen der elektrischen Wirkungen” (我們對(duì)電效應(yīng)本性看法的變革) 的電學(xué)論文的某些段落存在“顯著的相似性”(striking parallels)。

10. 對(duì)于這猜測(cè)，還可補(bǔ)充一個(gè)微妙的文字“論據(jù)”，那就是：梅拉的英譯(也是派斯所用的英譯)用了“there exists...”(存在)來(lái)銜接所要驗(yàn)證的自感及其性質(zhì)——也就是說(shuō)，要驗(yàn)證的是自感及其性質(zhì)的“存在”。而《愛(ài)因斯坦全集》所提供的英譯將銜接詞組換成了“there does exist...” (確實(shí)存在) ，從而意味著驗(yàn)證所起的是“再確認(rèn)”作用——既是“再確認(rèn)”，則“存在”本身應(yīng)該已有某種理由。從上下文看，那種理由不像是出自愛(ài)因斯坦本人 (因?yàn)榧葻o(wú)推理，亦未特意強(qiáng)調(diào))，故很可能來(lái)自他涉獵過(guò)的資料——但那資料應(yīng)該只給出了描述，而未提到實(shí)驗(yàn)依據(jù) (否則無(wú)需“再確認(rèn)”) ，從而跟我的猜測(cè)相一致。當(dāng)然，這一“論據(jù)”的前提是《愛(ài)因斯坦全集》的英譯足夠忠實(shí)，倘非如此，則“論據(jù)”自動(dòng)作廢 (但不等于猜測(cè)作廢) 。具體如何，就留給精通德語(yǔ)的讀者去核驗(yàn)吧。

參考文獻(xiàn)

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