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第4章 電氣時代

1879年的最後一天,美國東北部大雪紛飛,第二天就是1880年的新年了,但是寒風與大雪都阻擋不住人們的熱情,就在大約一個星期之前,紐約報紙大幅報道了一個神奇的實驗室,在這個實驗室裡,有一個神奇的玩意將要大放異彩。報紙不惜筆墨,花費了整整一個版面,文章標題也很吸引眼球,但絕無「標題黨」之嫌疑。報社記者把愛迪生的魔法講得有聲有色,扣人心弦:把電流通到「一口氣就能吹得走的小紙條上」就產生了一種明亮的、美麗的光,像意大利秋天日落時分的太陽那樣柔和……

連篇累牘的報道徹底激發了讀者的興趣,這個名叫愛迪生的三十二歲年輕人一時間成了大家關注的焦點。愛迪生還非常懂得在商業營銷上趁熱打鐵,借輿論造勢的手法,他宣佈要在12月31日邀請大家來看看這種「未來之光」。就在12月31日的晚間,賓夕法尼亞鐵路公司的火車陸續拉來了三千人到場參觀,他們都是從人口眾多的大城市紐約和費城趕來的。愛迪生把從車站到自己在門羅公園的實驗室的道路沿途都安裝了電燈,每當一班火車到站,愛迪生就扳動開關點亮電燈,下車的人群立刻就被這種神奇的光線震撼了。上至達官顯貴,下至販夫走卒,一個個看得目瞪口呆。在愛迪生的實驗室裡,大家更是興奮,因為他們第一次看到扳動開關就能夠隨便控制亮滅的燈,要知道街邊兒那昏黃的煤氣燈,每天傍晚都是要工人爬上爬下逐個點燃的。實驗室庭院裡的數百盞電燈讓人們神魂顛倒,到了午夜時分大家還都不肯離去,甚至還有人不斷地高喊「愛迪生萬歲!」此刻的愛迪生已經創造了歷史。

愛迪生顯得信心滿滿,將來要建立發電廠,城市裡要架設電線,氣燈煤油燈也將全部都被電燈所代替。未來恐怕還需要培養大批量的電氣人才,電氣工程師將是炙手可熱的高科技職業。他分明感到一個電氣時代已經撲面而來,就如同過去的蒸汽機代替風車時所發生的一切那樣。

但是,一個對電氣時代的到來做出重大貢獻的巨人,卻沒能看到門羅公園這令人欣喜的一幕。就在一個多月前的1879年11月5日,麥克斯韋因胃癌去世,他的母親也是在同樣的歲數,因同樣的疾病去世的,深究起來恐怕有家族遺傳的因素。麥克斯韋去世的時候,僅僅四十八歲,他留下了尚未整理完的卡文迪許的文稿,留下了親手創建的劍橋大學卡文迪許實驗室,留下了揭示了電磁奧秘的方程。人們在他離去之後才發現,他是一位堪與牛頓比肩的科學巨人。

進入十九世紀,科學研究的重心也已經轉移到了歐洲大陸,法國科學家開始獨領風騷。現在的物理學標準計量體系都由法國人建立,從「米」到「千克」,到「行車靠右」等等一系列標準也都是法國人的貢獻,英國的地位開始不可避免地下降。因為牛頓與萊布尼茨關於微積分發明權的爭議,英國科學界與歐洲大陸的科學家們開始心存芥蒂,他們甚至不肯使用由萊布尼茨發明、經過無數數學家改進的微積分符號。長期與歐洲大陸隔離,長期使用陳舊的數學思想,英國的科學研究水平逐漸被法國超越。緊跟著,德國也逐漸顯露出了後來居上的勢頭,但英國仍然是那個率先走進了工業時代的英國,幾代科學宗師都誕生在這孤懸海外的英倫三島。牛頓、麥克斯韋、達爾文都是英國人,《自然哲學之數學原理》《電磁通論》《物種起源》成為近代科學最重要的三大基石。在這其中,麥克斯韋就是那力挽狂瀾的擎天巨柱。

麥克斯韋去世前大約半年,身體已經每況愈下,但是他還在關心著光速的測量問題。正在為大英百科全書整理撰寫《以太》詞條的他假設:如果能夠從A點發射一束光到B點,測量一下光速。然後反過來,從B點發射一束光到A點,再次測量光速。假如兩者是不一樣的,那麼我們的地球必定是在「以太」之中運動著。這也好理解,同樣一條船順流而下與逆流而上,速度自然不同。一正一反的速度不一致,那麼就正好可以說明介質是相對於地球運動的。不過麥克斯韋也很悲觀,光速太快了,一正一反,即便有差異,恐怕也在一億分之一的水平上,現在沒有辦法測量到這麼精密的程度。1879年3月19日,他寫了一封信給美國航海歷書局的托德,詢問觀察木星食測量光速是不是有足夠的精度,這又回到了人類最初粗測光速的道路上來了。「以太」到底是個什麼東西?還是沒有定論。麥克斯韋最終也沒能知道這個問題的答案,而此時就在美國航海歷書局,一位有心人暗下決心要解決這個問題,這是後話按下不表。

1879年是有意思的一年,陳獨秀、斯大林都是在這一年出生,沒人知道他們長大成人到二十世紀時,會掀起怎樣的世紀波瀾。歷史總是把千般線索巧妙安排,讓那麼多人的命運有了交集。麥克斯韋一定不會想到,以太的「掘墓人」剛剛出生,二十世紀最偉大的物理學家,此時此刻正在嬰兒的搖籃裡甜甜地睡著。就在幾天前的3月14日,這個嬰兒剛剛降生,他出生在德國南部的小城烏爾姆。這裡靠近奧地利和瑞士,南邊就是白雪皚皚的阿爾卑斯山,翻過阿爾卑斯山,不遠處就是意大利。

就在這座小城裡面,這位年輕的母親,剛剛產下了他的兒子。有了兒子,全家都高興得不得了,第二天,父親立刻跑到市政廳給孩子上戶口,他給孩子起名叫阿爾伯特。這名字很有意義,來源就是他爺爺的名字亞伯拉罕,一聽這個名字就知道,他們家是猶太人。孩子的父親也在填寫表格時,鄭重其事地填上了「猶太人」三個字。

孩子快一歲的時候,他們家搬到了慕尼黑。要知道,德裔猶太人是善於做生意的民族。他家顯然是個小有積蓄的家庭,遠房的叔叔伯伯掰著手指頭也數不過來。孩子的親叔叔是他們家唯一接受過高等教育的人,大學深造以後就幹上了電氣工程師的工作,這也是那個時代的一個特徵——電氣時代到來了。電氣工程師屬於高科技行業,因此兄弟倆搬家來到慕尼黑,開辦了一家電氣公司,叫做「愛因斯坦電氣公司」。

聽出來了吧?孩子家姓「愛因斯坦」。這個姓氏,將因這個孩子在物理學方面的成就而名滿天下。不過,當時大家可是發現,這孩子說話太慢。爹媽非常擔心。這孩子怎麼不說話呢?他們仔細一研究,發現他先要自己叨念兩遍,有把握了才大聲地說出來,因此顯得說話慢。看來阿爾伯特小時候往好了講是個完美主義者,往壞了講就是「自閉症」。後來,孩子長大了,爹媽又發現一個毛病,這孩子脾氣太暴躁了,碰上啥事兒不對胃口,立刻臉煞白,看著十分淒慘。有一次他把一個碗砸到了妹妹的頭上,後來又變本加厲,扔了一把玩具鎬過去,妹妹腦袋被打了個洞。把他父母給急壞了,這孩子太難伺候了!

孩子到了七歲,脾氣不那麼暴躁了,開始變得正常起來,不過仍然有些不合群,不太喜歡和別的孩子來往。孩子要上小學了,而他家是猶太人,本來應該上猶太學校,可是他們那兒的猶太學校早就關門了。不得已,只好就近入學,學校離他家二十分鐘的路程,是個天主教小學,但愛因斯坦在這所小學過得一點也不快樂。

我們現在已經可以腦補出當時的畫面:老師拿來一個長長的釘子。

「耶穌是怎麼死的啊?」

「被釘死在十字架上的。」

「回答正確!耶穌就是被這種釘子釘死的。」

「是誰幹的呀?」

「都是猶太人幹的。」

「你們玩吧,我走了。」

「愛因斯坦同學,你別走啊……」

愛因斯坦身為猶太人,他心裡能好受嗎?他們家這支猶太人,並非與當地社會格格不入,而是比較積極地跟周邊和睦相處。愛因斯坦家族並沒有突出的宗教情結,家裡的生活習慣與左鄰右舍並無不同。家族起名字也盡量不用猶太名而是用德國名,他們認為自己是猶太人,但是並不虔誠地信仰猶太教,清規戒律方面也都不大在乎,猶太法典、希伯來文也並不熱衷,倒是特別喜歡席勒和海涅的作品。遙想當年,孩子的父母也都是文藝青年。海涅本就是猶太人,後來為了獲得公民權而不得不皈依了基督教,反倒疏遠了猶太同胞,後來還因為革命思想而不得不遠走他鄉,恐怕愛因斯坦家的兩口子也頗有些感同身受的意思。席勒更是大大地有名,他的名作《歡樂頌》就是由樂聖貝多芬譜曲寫進了《第九交響曲》的。孩子媽媽音樂功底很深,耳濡目染之下,愛因斯坦同學小提琴拉得非常不錯。

愛因斯坦同學在學校過得並不開心,儘管那時候的學校已經在提倡兼容並包,講究平等博愛。可是歐洲幾千年的傳統就是不待見猶太人,一時半會兒也拗不過來,愛因斯坦顯得有些孤僻。不過愛因斯坦可是個有名的好好先生,能與大家處好關係,誰都不得罪,畢竟猶太人身份特殊。他對周圍環境也保持了一份敏感,學習成績方面,愛因斯坦絕對沒得說,是個典型的好學生,經常拿高分。現代東亞的教育模式普遍都借鑒了早年的普魯士模式,我們對愛因斯坦當時的學校經歷很容易感同身受。1868年8月1日,小學二年級期末,他母親在一封信中寫道:「阿爾伯特昨天拿回了成績單,又是全班第一。」猶太人都很重視教育,可想而知他母親多開心。很多人都傳說愛因斯坦小時候笨,其實他一點也不笨,是個相當聰明的孩子。

愛因斯坦不太喜歡運動,可是看起書來就拿著不撒手。看叔叔擺弄電器,他也有很大的興趣。他最不喜歡的就是當兵,連玩具兵他都不喜歡。那個年月,德國剛統一沒幾年,在此之前,德國不過是一個地理名詞,1871年,德意志各邦的領袖齊聚法國的凡爾賽宮大鏡廳,見證了德皇威廉一世的登基大典,德意志諸邦才統一成了一個完整的德國。

大家肯定奇怪,德國皇帝登基大典怎麼跑到法國凡爾賽宮去舉行?這是因為普法戰爭中,普魯士打敗了法國,拿破侖三世兵敗如山倒,自己帶領十萬陸軍在色當投降。巴黎隨後爆發了革命,建立了第三共和國,拿破侖三世這個皇帝已經不算數了。德國人不管那一套,大軍打進法國國境,繼而圍攻巴黎。沒幾天,巴黎被攻陷,新成立的德意志帝國初露鋒芒,因此在凡爾賽宮舉行了登基大典,在全世界面前揚眉吐氣。德國陸軍總參謀長毛奇元帥的聲望如日中天。普魯士本就是條頓騎士的後裔,德國人把自己的成就都歸功於軍國主義,全國上下都對軍國主義大加推崇:你看我們德國人多牛啊。年輕人都以當軍官,為皇帝陛下服務為榮!學校也積極進行軍訓,操場上踢正步,大太陽底下站軍姿。有人問愛因斯坦:「你不想穿軍裝嗎?那多神氣啊。」但愛因斯坦覺得,他們太可憐了,每個人都像上足了發條的機器,腦後拖了根電線,他對此完全無感,惹不起還躲不起嗎?可到處都盛行軍國主義,他想躲也躲不開。在愛因斯坦看起來,中學的教師就像是陸軍中尉。

小學畢業,愛因斯坦便就近上了中學。他的脾氣秉性跟中學的氣氛不太相容,也非常不喜歡這所中學,覺得這樣的生活沒有意義。他是猶太人,於是他就嘗試從宗教中看看能不能獲得點慰藉。他首先戒了豬肉,以顯示他是個虔誠的教徒,又開始熱心於宗教的禮儀,自己還給上帝寫了幾首歌,放學路上也時常哼唱,這年他還不滿十三歲。不過沒多久,他又把上帝扔到了九霄雲外,這是怎麼回事兒呢?這還要從猶太人的傳統講起。

猶太人有很多文化傳統和民族習慣,作為一個故土消失了的流浪民族,要保持自己獨特的民族習慣,保持猶太人的身份認同,其實並不是太容易的事情,畢竟猶太人被趕出家園已經上千年了。所以猶太人就特別注重保持自己的民族文化傳統,比如正宗猶太人婚禮儀式的末尾,婚慶活動結束前,新郎要將一隻玻璃杯一腳踩碎。這是猶太人結婚的規矩,以此提醒人們在喜慶的時候不能忘記當年猶太聖殿被毀壞以及猶太人被迫三次大流散的苦難歷史,同時也以此表示人際關係的脆弱,希望人們擯棄偏見和無知,開始新的生活。

愛因斯坦家族並不是虔誠的猶太教徒,他們幾百年來就主張不要那麼顯眼,盡量跟其他民族保持一致的生活習慣,低調一點。歐洲有排斥猶太人的傳統,人在屋簷下,不得不低頭。但他們家有一個猶太傳統還是保留了下來,那就是接濟貧窮的同胞。大家既然是一個民族的,在歐洲又不招人待見,那麼就要互相幫助互相提攜。在猶太教的安息日,他家總會邀請一個貧窮的猶太同胞來家裡吃午飯,被邀請的那個定點幫扶對象,是一個從俄國來的年輕學生,叫塔爾梅。他是個學醫學的學生,比愛因斯坦大十一歲。塔爾梅對於愛因斯坦來說,差不多就是個神奇的叔叔。他帶來不少當代科學的書籍給愛因斯坦看,愛因斯坦喜歡看書,這些書一上手,就拿著放不下了。

那麼,這個塔爾梅都給愛因斯坦帶來了哪些書呢?有貝恩斯坦的二十卷《自然科學通俗讀本》,貝恩斯坦是啟蒙教育著作的作家,在思想解放的猶太人中很受重視。有亞歷山大·文·洪保德的經典——《宇宙——嘗試解釋物質世界》,還有查爾斯·達爾文的著作,以及康德的哲學著作。

那時候,很多德國家庭都不建議孩子過早接觸自然科學類和哲學類的書籍,大部分人都信仰上帝,覺得必須按照聖經的描述來理解這個自然界,理解這個宇宙,這樣才能培養出富有愛心富有教養的人格。讀讀氣象啊,地理啊,這也就差不多了,你怎麼能讓孩子去讀「毀三觀」的達爾文學說呢?

果不其然,孩子讀完這些書,立刻就「毀了三觀」。愛因斯坦發現,《聖經》裡面描述的不靠譜,甚至是欺騙。這種思想的轉變,對愛因斯坦非常重要,要對很多東西保持一種懷疑的態度,是一個人獨立思考的重要條件。如果沒有這個品質,也就不會有他以後的巨大成就。

愛因斯坦後來又對數學著了迷,他還在上小學的時候,他叔叔就發現他特別喜歡數學。那時候的德國小學教育跟我國差不多,我國的這種課堂教育模式那就是當年從德國學來的。數學當然就是從四則運算開始的,小學數學少不了又是「一個大池子,上面水龍頭開著放水,下邊往外流水,看看多少時間能灌滿」這類不接地氣的題目。當時愛因斯坦的叔叔雅各布,就想在侄子面前露一手,他拿出了一本《代數》,在學校的老師們看來這是一種偷懶的辦法。可是雅各布叔叔不管那一套,他教給愛因斯坦列方程式,愛因斯坦可樂壞了,這簡直是不費吹灰之力就能解決很多難題。後來雅各布叔叔又開始教他勾股定理,於是愛因斯坦又對幾何產生了濃厚的興趣,還自己動手證明了勾股定理。

塔爾梅還是常到他家來,他驚奇地發現,這孩子已經學完了斯匹克的《平面幾何教科書》。若是在學校,再高兩個年級也沒學到這麼難的課程,而愛因斯坦完全自學搞定了。這之後,他便把手伸向了高等數學。十三歲時,在塔爾梅的推薦和指導下,這個孩子學習了康德的《純粹推理原理》,十三歲的孩子已經開始玩兒哲學了。

愛因斯坦的家境一直不錯,愛因斯坦電氣公司已經發展到有二百名員工的規模。1893年,慕尼黑也要搞城市亮化工程,電燈泡已經大規模應用,煤氣燈要被更新換代掉了。愛因斯坦電氣公司也參加了招標工作,同場參加招標的有西門子電氣公司和AEG電氣公司,這兩家都是柏林的公司,還有一家紐倫堡的舒克特公司,這都是響噹噹的大公司。西門子後來收購了舒克特,現在仍然是世界級的大公司,AEG也同樣享譽世界。當時招標慕尼黑市中心照明工程的時候,本地的「地頭蛇」——愛因斯坦電氣公司當然勢在必得。可結局卻出乎意料,舒克特公司拿下了這筆大單,愛因斯坦電氣公司鎩羽而歸。沒訂單,廠子也就開不下去了,小批量訂單又養不起那麼多工人。他家懷疑,可能還是因為猶太人的身份招惹了麻煩。1894年,愛因斯坦電氣公司因經營困難,只好到意大利去開展業務,看看能否絕境逢生,德國本地的公司就此關門歇業。

全家都搬去了意大利米蘭,可是愛因斯坦不能去。他高中上到一半,轉學到意大利多有不便。況且,他家當年買的是「學區房」,他入學的路易波爾德中學是個不錯的學校,只有讀完中學再作打算了。家裡房子已經變賣,愛因斯坦不得不住到一個遠親老太太家裡。

處理完房產和後續事宜,他父母和妹妹去了意大利。愛因斯坦在路易波爾德中學裡面簡直是備受煎熬,他最不喜歡的就是填鴨、高度紀律化的教育模式。當然,假如他看見我國「考試工廠」的繁榮景象,恐怕會讓他覺得路易波爾德中學像天堂一般美好。

就在愛因斯坦家族鬧危機、折騰搬家的這些年裡,物理學界也不太平,有兩位科學家居然為了一個公式爭吵不休。有人的地方就有江湖,科學家也不是生活在真空之中,他們是有七情六慾的活生生的人。這到底是怎麼回事兒呢?且聽下回分解!