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爱因斯坦一生与中国哪三位科学家有过人生交集?对他们影响几何?

2024-08-24科学

在人类近300年以来,在世界上影响力最大的科学家除了牛顿恐怕就当数爱因斯坦了。

牛顿所处的世代,曲于交通与传媒都比较封闭,其生前在全世界的传播度并不高,唯有爱因斯坦,在生前便誉满全球。

这样一位大科学家生前就封了「神」,其出访他国,一般情况下一国元首都对亲自接见并礼遇有加。

爱因斯坦具备传奇人物的一切元素:他不仅在科学上「开天辟地」,在言行衣作举止上也让人一见着迷,而且极善于社交与谈吐,他是一个科学时代的象征与灯塔。

与之同时代的科学家、学者、政界要人、影视明星等无不以与爱因斯坦相识交流为荣。

那么,在爱因斯坦的一生中与中国哪些科学家有过面对面或书信来往的人生交集呢?这样一位大科学家对他们是否又产生过影响?

笔者青峰今天就借新年的休闲时光与平台上的朋友们聊一聊这个有趣的话题,或许能从中收获一点人生的启迪与感悟。

爱因斯坦的成名与当时中国所处的时代;

爱因斯坦,1879年出生于德国乌尔姆市一个犹太人家庭。其童年时并没表现出异于常人的天赋,4岁时讲话还不太利索。

不过,少年时的爱因斯坦便十分热爱阅读通俗科学读物和枯燥的哲学著作。

12岁时,他开始自学欧几里得几何,对数学产生了狂热的喜爱,并自学起了高等数学。

1895年,16岁的爱因斯坦便自学完了微积分。

不过用于有点偏科,爱因斯坦在第一次报考瑞士联邦理工大学时考试失败了,直到次年的10月,第二次报考才考上该大学。

所以在与之同时代的科学天才眼中,爱因斯坦并不是什么天才。

不过,爱因斯坦有一个神奇的地方:他爱思考一些看来已是「常识」的问题,并且异想天开。

比如, 他在16岁时,在完全阅读过牛顿的科学巨著【自然哲学的数学原理】后,他就开始思考一个奇怪的问题——如果一个人以光速运动会看到什么现象呢?光到底是什么?它是以粒子传播的,还是以波的方式传播的呢?

他从小便对科学上既有的一切权威定论并不迷信,敢于向权威提出自己的质疑。

牛顿在爱因斯坦出生前的1687年便发现了万有引力定律,但引力到底是什么,牛顿从来没有解释。爱因斯坦却抓住这个问题紧紧不放。

1905年,爱因斯坦的论文【论动体的电动力学】发表,标志着狭义相对论的诞生。狭义相对论的出现,极大的改变了我们人类的时空观,对人类认知宇宙是一次革命性的飞跃。

这一年爱因斯坦,连续发表了5篇划时代的重要论文,一举确立了他日后作为二十世纪最伟大物理学家的地位。

此时的中国还处于大清的统治之下,以慈禧太后为首的满清保守派们在外部革命势力的压力与内部改革派的呼吁下,假模假样地被迫思考君主立宪制在大清实施的可能性,并派出以端方为首的五大臣出使欧美,考察西方国家的宪政制度。

也正是这一年,在中国自隋唐以来持续了1300多年的科举取士制度才正式被废除,新式学堂在各地开始兴起,这为中国人接受西方知识与思想打开了大门。

不过,由于爱因斯坦的科学思想太过超前,中国人谁也没有关注到他的狭义相对论,对于爱因斯坦的科学成就还没有中国人去关心,甚至没有几个中国人知道爱因斯坦这个人。

中国人真的不关注爱因斯坦吗?也不是,只是还需时日。 爱因斯坦的名字第一次引起中国人的兴趣;

图:青年时期的爱因期坦

1917年,爱因斯坦的名字才第一次传入中国。

此时距离大清被推翻仅仅过去不到六年,中国进入了民国时代。

这一年年初,蔡元培先生在就宗教信仰问题发表演讲时说:「科学不能解决的有关时间、空间的问题,要靠哲学来解决。」

蔡元培的这一观点引起了尚在日本留学、时年29岁的许崇清的注意与反对。

他于是撰文以爱因斯坦狭义相对论为论据加以反驳,并将文章寄回国内发表。就这样爱因斯坦的名字以及他的狭义相对论才第一次被中国人所知。

上图:许崇清(1888年~1969年),中国现代教育家,新中国成立后,曾担任中山大学校长长达20年之久。

此时距离「狭义相对论」的诞生已经过去了12年,离「广义相对论」的诞生还只仅仅过去了2年。

由于彼此相对论即使在欧洲也没有被主流科学界完全认同,争议极大,所以爱因斯坦的名气与声望远远没有达到越洋呼啸传遍全球的程度。

即便是他获得诺贝尔物理学奖,也还需要再等待五年。

在中国包括北大校长蔡元培先生在内的中国知识界精英们,此时连留日学者许崇清发表的关于爱因斯坦相对论的文章根本连读都读不懂,惶论有深刻的理解了。

蔡元培不愧为蔡元培,他作为一代大教育家的眼光、气魄与胸怀便展现了出来。

这也是为何蔡元培先生在那个时代与他逝世近80多年后,我们依然崇敬这位伟大教育家与大学者的原因之一。

图:蔡元培(1868年~1940年),一代教育大家,曾于1916年~1927年任北大校长达11年,被誉为「北大永远的校长」

蔡元培先生一生胸怀大如海,对一切有利于中国发展的新科学、新发现、新思维,即使自己不懂,但从不武断作出结论与判断,而是从谏如流,海纳百川。

于是,蔡元培先生立即写信发往这在德国、正师从爱因斯坦学习的北大理科学长夏元瑮教授,向他请求相对论有关知识,并嘱托他撰写一本关于相对论的简明读本在国内出版。

在办完此事后,蔡元培又把反驳自己的许崇清从日本请回国内到北大教书。

至此,爱因斯坦的名字与其学说开始在中国传播。

1915年,爱因斯坦关于广义相对论的论文发表后,在全世界科学界引起了轩然大波。

在论文中他提出的一系列观点在当时看来不仅是「异想天开」更是石破天惊,完全颠覆了人类对时间、时空的基本认知。

他关于时空是引力的弯曲、光是宇宙中速度的极限——任何物质速度都无法超越光速、物理高速运动下的尺缩效应、光线也会弯曲等观点,在欧洲连瑞典诺贝尔奖评审委员会都认为是无法证实的荒谬理论而加以驳斥。

可是,爱因斯坦不为所动,丝毫没有妥协的姿态,对外界的批评与反对之声置之不理。

图:爱因斯坦与爱丁顿在一起交谈

1919年5月29日,英国天文学家爱丁顿带领一个观测队在西非普林西比岛观察日全食,他的观测数据一举证实了太阳的重力使其附近星星发出的光经过太阳表面附近时发生了光线的弯曲。

爱丁顿的科学论文一经发表后,以铁的事实证明了爱因斯坦广义相对论理论的正确性,由此爱因斯坦大获全胜,其相对论科学思想轰动全球。

经此一役,大获全胜的爱因斯坦一举奠定了其作为人类二十世纪最伟大科学家的地位。

此时的中国,正好刚刚经过五四运动,民主与科学思想在民国广大知识份子中飞速传播。

正是这个历史的节点,爱因斯坦与中国的一些科学家和学者产生了人生的交集。

那么有哪些中国科学家与学者在其人生中与爱因斯坦产生了交集呢?又是否受到了爱因斯坦的影响呢?

爱因斯坦一生中与中国科学家的人生交集;

在中国科学家与学者中,曾爱因斯坦有过一面之缘的人也不算少,但真正与他有过人生交集交往的并不多,从目前史料研究只有以下几位科学家。

(一)、夏元瑮:与爱因斯坦交往的第一位中国科学家;

图:中国近现代理论物理学家夏元瑮(1884年~1944年),杭州人。他是第一位与爱因斯坦交往的中国科学家。

爱因斯坦与中国科学家交往最早的时间是1919年夏,此时距离中国五四新文化运动暴发才仅仅不到三个月。

这年的夏天,时任北京大学理科学长的夏元瑮以访问学者的身份进入柏林大学。这是夏元瑮第二次进入柏林大学深造。

夏元瑮,1884年出生于浙江杭州,他是我国早期近代物理学家,也是一位成功的教育家。

他是我国科学界与爱因斯坦有深度交往的第一人。他只比爱因斯坦小5岁,二人处于亦师亦友的关系。

那夏元瑮是如何认识爱因斯坦的呢?

1905年,广东省招考留学生,有3名省外名额,由于夏元瑮求学于上海的南洋公学,于是以外省学员去广东省参加应试,结果在600多名考生中,他荣获了第一名。

1905年夏,夏元瑮赴美留学。第一年在伯克利学校补习理化实验,并于次年秋顺利进入耶鲁大学攻读物理学,3年后毕业并获得物理学学士学位。

1909年秋,耶鲁毕业后的夏元瑮来到德国并进入柏林大学继续深造。

在柏林大学期间,他的老师正好世界著名科学家、量子力学奠基人之一的马克斯·普朗克(Max·Planck)。普朗克是现代物理学上划时代的人物。他生于1858年,比爱因斯坦大21岁,是物理学上的前辈,他一生对爱因斯坦有举荐提携之恩,爱因斯坦一生很尊敬普朗克,视其为恩师益友。

正是这一层关系,求学于普朗克门下的夏元瑮后来得以结识爱因斯坦并与之建立了深厚的友谊。

1909年秋至1912年在德国柏林大学深造期间,夏元瑮的勤奋与务实深受其导师普朗克的喜爱,对自己这位来自中国的学生评价亦颇高。

1912年,获得硕士学位的夏元瑮正准备继续留在柏林大学追随普朗克念博士时,中国国内的政局发生了大的变化。

1911年辛亥革命成功,大清被推翻了。1912年元月1日,中华民国成立,不久袁世凯上台任民国大总统。

上台后的袁世凯忙于统一各路地方军阀势力,以财政不足将各省的公费留学经费取消了。于是夏元瑮只好中断德国继续求学计划回到国内。

夏元瑮一回到国内,旋即被已经更名为北京大学的原京师大学堂聘请进入北京大学任教,此时北京大学校长正是中国近代鼎鼎大名的思想家、翻译家严复。

夏元瑮在北大任物理学教授期间,以其前瞻的眼光紧跟世界科学界的前沿。

1918年10月,夏元瑮就在北大物理系设置了诸如电子论、光论、相对论、原量论(即量子力学)、流体力学、声学、弹性论等前沿物理学课程。夏元瑮的超前眼光与学术视野深受时任北大校长的蔡元培先生赏识,并得到蔡元培的大力支持。

为了紧跟世界前沿科学,1919年,蔡元培先生在万难之下仍然筹集了一笔经费,派夏元瑮教授以访问学者再去德国柏林大学深造。

1919年春,夏元瑮第二次来到柏林,正是这一年,爱因斯坦与中国科学家夏元瑮产生了人生的交集。

同年,夏元瑮经其老师普朗克的介绍结识了爱因斯坦,并开始跟随爱因斯坦学习相对论。

由于夏元瑮是普朗克的高足、北京大学物理系教授,且只比爱因斯坦小5岁,爱因斯坦在教授夏元瑮相对论时也十分尊重他这位特殊的学生,教学讨论之余二人经常谈论中国古老的文明。爱因斯坦关于对中国的了解很多都是从夏元瑮这儿获得,这使得爱因斯坦内心种下了有机会要亲身访问中国的心愿。

1921年春,北大校长蔡元培游历欧洲考察,计划邀请一部分欧洲学界名流来华讲学。在途经柏林时,由夏元瑮陪同去访问了爱因斯坦,夏元瑮任翻译。

由于此时欧洲反犹主义丝潮的涌起,爱因斯坦在德国的处境并不是太好,面对中国最著名学府大学校长蔡元培先生的邀请,他并没有马上应承下来,只表示一伺有机会去亚洲会第一时间访问中国并去北京大学讲学。

1922年,爱因斯坦以光电效应获得诺贝尔物理奖。

同年,夏元瑮便翻译出版了爱因斯坦的名著【相对论浅释】,这是我国关于相对论的第一本译著,对相对论在我国及东南亚各国的传播起到了极大的传播作用。

1921年夏,夏元瑮结束了其德国柏林大学当访问学者的求学之路回到北京,继续任教于北大。

回国后,夏元瑮一直与爱因斯坦、普朗克保持着书信往来。

1922年11月,爱因斯坦首次来亚洲远东前往日本讲学时路过上海作了短暂的停留,为自己未能访问中国并讲学表示极大的遗憾,特地给夏元瑮写信说明原因道:

「北京如此之近,而予之宿愿终不得偿,其怅怅之情,君可当想也。现以要事,急须西归,不能与君一晤,只能函告一切,君之盛情敬心领矣。然予甚期望,君不久再来欧洲,吾等仍可会谈也。」

图:1922年10月,爱因斯坦首次远东之行,去日本讲学途经上海时在书画家王一亭私宅「梓园」中留下的唯一照片

爱因斯坦此次亚洲之行,为何没有访问中国并讲学,情况比较复杂,笔者不在此文讲述,将再另写一文探秘这一尘封百年的往事。

爱因斯坦对夏元瑮一生学术上的影响是巨大的。

夏元瑮回国后,在国内执教讲坛又近22年,除了在抗战时期短暂离开过大学讲坛出任过湖南省教育厅厅长外,一生都在大学教授相对论与量子力学。

另值得一提的是,夏元瑮的夫人是一位德国小姐,他们在1920年走到一起,在1937年因中国战火纷飞,居无定所,加之他妻子德国国籍等多重因素,其妻最终离开中国回到了德国。

这件事对夏元瑮晚年打击甚大,夏元瑮在抗战时期辗转西南数年,忧国忧民积劳成疾,终于在1944年病逝于贵阳。

夏元瑮病逝的消息直到抗战胜利后几年,时在美国普林斯顿高等研究院的爱因斯坦才从同事那儿获知,爱因斯坦内心很是悲伤,通过著文的方式表达了对自己这位学生弟子的怀念。

(二)、周培源:中国第二位与爱因斯坦交往较多的科学家;

图:周培源(1902年~1993年),理论物理学家,中国近代力学奠基人之一,著名的教育家。

从现在史料的考证来看,大物理学家周培源是我国第二位与爱因斯坦有过重要人生交集的科学家。

爱因斯坦对周培源一生的学术事业影响巨大。

周培源,1902年出生于江苏的宜兴县,是我国近现代理论物理学的开创者之一与流体力学中湍流力学的奠基人。 他在国际流体力学界也享有崇高的学术声望,是湍流力学上「四巨头之一」

图:流体力学湍流四巨头,图中右一为周培源

周培源先生一生在我国现代科学史上有着极其崇高的地位与巨大的影响力。

我国现代科学史上著名的「两弹一星」23位科学家,绝大多数都出自其门下或受到过他的教育,此外诺贝尔物理奖获得者杨振宁、中国近代力学奠基人之一的钱伟长、数学家「整理微分几何之父」陈省身、华人科学家林家翘等人也都是周培源的学生。

周培源是什么时间阶段结识爱因斯坦的呢?

图:中年时的周培源先生

1924年,时年22岁的周培源从清华园毕业,获得「庚款留美」名额后便踏上了去美国的求学之路。在美国只用了三年半的时间,周培源便相继获得了芝加哥大学的学士、硕士学位以及加州理工学院博士学位。其博士论文【在爱因斯坦引力论中具有旋转对称物体的引力场】,答辩时受到高度赞扬,后获「最佳论文」奖。

1928年秋,周培源持加州理工学院院长——1923年诺贝尔物理奖得主密立根教授的介绍信,来到德国跟随量子力学奠基人之一的海森堡研究量子力学,不久后又与物理学家泡利结识。

这二人以后都获得了诺贝尔物理学奖。海森堡是1932年获得的,泡利稍晚,于1945年也获得了诺贝尔物理学奖。

不过,此时的周培源还没机会结识爱因斯坦。

1936年,已在清华大学工作了7年的周培源获得了去欧美游学访问一年的机会。

周培源选择去了美国新泽西州的普林斯顿高级研究院,并参加了由爱因斯坦亲自主持的广义相对论高级研讨班。

正是这个机会,他与爱因斯坦一起工作了一年,并就运动方程等问题与爱因斯坦进行深入的讨论。

1937年夏,由爱因斯坦亲自主持的这次高级研讨班落下了帷幕。周培源也要回国了,这次研讨班使周培源受益匪浅,他对爱因斯坦也充满了崇敬之情。

回国临行前,周培源到爱因斯坦寓所向他辞行。临别之际,周培源提出为爱因斯坦在书房拍一张照片留作纪念,爱因斯坦欣然同意。

照片中此时的爱因斯坦已经58岁,他坐在书柜前的一张宽大的沙发上,左腿跷压在右腿上,满头银发的他,手中拿着一支烟斗,一双充满智慧的眼睛安祥而柔和地注视着前方,表达着对这位东方年轻科学家告别的不舍。

关于周培源为什么没有与爱因斯坦合影的问题,在周培源晚年时他的女儿周如玲也曾好奇地问过父亲。 周培源说道:「爱因斯坦是那么伟大的科学家,我怎么有资格和他合影呢?」

其实在我们今天的人看来,与大科学家合一张影又能怎么样呢?难道还能损害爱因斯坦的伟大形象不成?

可是,在周培源先生看来,他那时才35岁,只是一位年轻的成就还不大的物理学家,他不希望别人说他借爱因斯坦的光环扩大自己的名气与影响。

这张照片冲洗出来后,周培源一直未公开,他也不希望学术同事们谈到他与爱因斯坦这一段科学之缘。

直到1955年4月18日去世后,【科学通报】的编辑许良英发表一篇纪念爱因斯坦的文章,才从周培源先生那儿借用了这张照片,这一特殊的照片才首次公开面世。

1937年周培源回国后,一直执教于清华,后又任过北大校长,再也没与爱因斯坦见过面。

在抗日战争时期,他放弃了业已有所成就的相对论研究,转而投身于了流体力学中的湍流力学研究,并成为这一科学领域的开创者与奠基人。

放弃相对论的研究,这与时代背景有关。周培源先生认为相对论是纯理论物理学,对中国当时的价值并不是很大,而湍流力学对建设中国的应用工程、船舶、其它工业的作用很大,于是改为了对湍流力学的研究,并取得了开创性的成果与贡献,成为了湍流力学的一代大科学家。

1993年,周培源先生以91当高龄仙逝于北京。

(三)、杨振宁:与爱因斯坦交谈了一个半小时,可惜我没有得到什么智慧,充满了遗憾;

1952年,时年30岁的杨振宁与年仅26岁的李政道二人因合作发表了一篇统计力学的论文,在当时科学界引起了广泛的关注。

当时已经73岁的爱因斯坦仍然在关注着物理科学发展的前沿,杨李二人的科学成果自然引起了他的注意,于是派自己的助手邀请两位年轻的科学家到其普林斯顿研究院的寓所见面交流。

爱因斯坦作为二十世纪最伟大的科学家,是当时绝大多数科学家崇拜的偶像,杨李二人也不例外。

此时的杨振宁与李政道也正在美国新泽西州的普林斯顿从事物理学的研究,但是此前从没与爱因斯坦见面过。

接到邀请后,杨李二人都十分兴奋,应约来到了爱因斯坦的书房。

这次三人面对面的交谈整整持续了90分钟。

图:普林斯顿合作研究时斯的杨振宁与李政道

关于这次交谈的具体内容,李振宁与李政道两位科学家都有过回忆,但是对于具体交流的内容二人没有详细记录。

晚年时杨振宁再一次回忆起这次学术讨论时笑着说道:

「出来后,别人问我爱因斯坦说了什么,我讲不清楚爱因斯坦讲了什么,可惜我没有得到什么智慧。」

为什么会出现这种令人遗憾的结果呢?

造成这种遗憾结局,原因出现在三个方面:

一、当时爱因斯坦已经73岁,而杨李二人都很年轻,面对这位誉满全球的传奇大科学家,二人都有点紧张;

二、由于爱因斯坦出生于德国,在用英语交谈中,他不时夹杂着一些德语单词,而杨李二人对德语并不熟悉。更糟糕的是,爱因斯坦对英语并不是十分的纯熟,加之其英语口音较重,所以杨李二人听起来十分的吃力费劲,很不适应;

三、他们所交流的内容都是关于物理学的前沿知识,里面有许多全新且十分生僻的科学术语和单词,且爱因斯坦谈话的内容跳跃性极大。

这三个原因造成了这三位诺贝尔物理学奖获得者(注:1957年杨振宁与李政道共同获得了诺贝尔物理奖)这一次颇富历史性的长达90分钟见面交谈的遗憾。

在此后不到3年,爱因斯坦便与世长辞了。这次交谈以后,杨振宁又见到过爱因斯坦两次,只不过是在普林斯顿偶尔遇见,双方并没有交谈。

图:在美国纽约州立大学石溪分校任教时的杨振宁先生

对于爱因斯坦,杨振宁一生都很崇敬并给予了极高的评价。他曾经这样评价爱因斯坦:

「20世纪物理学的三大贡献,分别是狭义相对论、广义相对论和量子力学,其中两个半的贡献都和爱因斯坦有关系。」

对于在科学上的贡献,爱因斯坦生前自己有过一段讲话,他说:

「如果我不提出狭义相对论,5年或10年内也会有人会提出狭义相对论。如果我不提出广义相对论,50年内都不会有人提出来。」

爱因斯坦的这一段讲话无疑是客观的,也经受了时间的检阅。

这位在世便被封「神」了的大科学家,凭一己之力硬是把全人类对宇宙的认识带到了一个前所未有的新高度,他开创的「大脑思想实验」更是打开了人类研究科学的一扇新大门。

爱因斯坦一生对中国人民寄予了许多同情与祝福,他对中国人民是有感情的。在抗日战争时期,爱因斯坦联名一些科学家如杜威、罗素等人发表联合宣言,有力地声援了中国的正义事业。

文章结语

图:晚年沉思中的爱因斯坦

爱因斯坦这样一位划时代的科学巨人,他去世的1955年这个时间与我们今天还是如此之近,不到70年时光。这让我们对他并没有一丝时代久远的隔膜,似乎他昨天还生活着。

这位伟大的科学家,生前充满了对中国古老文明与名山大川的向往。在其生前的1922年,他还预言过: 「50年后,中国一定可以成为一个科技大国。」 如今他这个预言已经成为了现实。

只是令人遗憾的是,他生前访问中国并讲学的愿望在其去世前都一直没有实现,这令他「非常痛惜」,也令中国科学界遗憾。

此外与其交往的中国科学家和学者中,竟然没有一位与他有过合影或影像资料传世,这不能不说是近代科学史爱好者心中的一大憾事,连杨振宁先生晚年回忆起爱因斯坦也说很遗憾。

然而,值得欣慰的是,爱因斯坦把其科学思想与科学精神通过夏元瑮、周培源、杨振宁、蔡元培、梁启超等人传播到了中国,推动了中国近现代科学的发展,并结出了丰硕的果实。