文/朱长超 编辑/一帆

丑小鸭走上诺贝尔奖领奖台

文/朱长超 编辑/一帆

朱长超

上海社会科学院信息研究所研究员，中国思维科学学会筹委会副理事长，中国科普作家协会会员。

如果一个生物学老师指着一只笨拙的丑小鸭，对着同学说：“这只丑小鸭，走路摇摇晃晃，叫声嘶嘶哑哑，真是丑死了。这只丑小鸭，将注定当一辈子的丑小鸭。”同学们都会用可怜的目光看着这只丑小鸭。有谁会想到，将来有一天，这只丑小鸭会长好翅膀，长满羽毛，会张开翅膀，飞上蓝天。物理学家爱因斯坦就是一只这样的丑小鸭，他从小学、中学到大学，在老师的眼中都是差生。

然而，就是这样一只丑小鸭，却在25岁那年，突然发表了三篇震动世界的论文，彻底改变了牛顿力学对物质、时间、空间的理念。牛顿力学认为，物质的质量、时间、大小是不变的；爱因斯坦的相对论认为，这些物体的基本属性在高速运动情况下，会发生变化。他还发现了质能关系式，微小的质量会转化成巨大的能量，它与光速的平方成正比。

又过了17年，瑞典诺贝尔奖评奖委员会决定将1921年度的诺贝尔物理学奖颁给爱因斯坦。这一年，他登上了斯德哥尔摩的领奖台，当年的丑小鸭真的飞上了蓝天，而且长久地在物质学广阔的天空中翱翔。

一只笨拙的丑小鸭

幼年的爱因斯坦，一点儿也看不出天才的迹象，他真像一只笨拙的丑小鸭。

他说话很迟，直到5岁多才学会说话。他出生后，家里又添了个妹妹。小妹妹到了一二岁，咿咿呀呀地学说话了，哥哥却一句话也不会说，连爸爸妈妈这样的称呼也不会说，还一点也没有张口学说话的迹象。又过了一年，妹妹说话已经非常流畅，能说小故事、朗诵短诗歌，爱因斯坦还是一个单词都没有说过。他的父母非常担心，心想，这个孩子大概再也不会说话了，心里很难过。又过了2年，爱因斯坦5岁了，他才终于开口说话了。爸妈心里的一块大石头才终于沉沉地落了地。但是，他们的心里还是不踏实，因为孩子学说话实在太晚了，而且，他说起话来，语速很慢，口齿不清，话语也不多。

后来，爱因斯坦上学了，看上去不活泼，不机灵，也不聪明，成绩很一般。老师们也认为这个孩子不聪明，将来不会有什么出息，老师们都不喜欢他。

有一次，老师布置做纸工的家庭作业，让孩子们做一个小板凳。老师看了爱因斯坦做的小板凳后，认为这是世界上最丑陋的小板凳。老师肯定没有比较过世界上所有的小板凳，说爱因斯坦做的小板凳是世界上最差的，一是说明确实做得不好，二是说明老师对这个学生确实不喜欢。

爱因斯坦后来升上了中学。中学里，他的成绩也很一般。要用心记忆的功课，如拉丁语、英语、生物学等，他的成绩都不理想。在学校老师的印象中，他依然是个差生。有一次，他的爸爸到中学与教导主任沟通，问起孩子在学校的情况，主任直来直去地告诉他说：“你的儿子整天痴痴地，不知道想着什么。总之，无论他长大了做什么，都不会是有出息的。”

爱因斯坦高中毕业了，第一次没有考取大学，第二次再考，算是考取了。但是，大学老师也不喜欢他，有一件事可以说明老师对他的冷漠。大学毕业后，他没有找到工作，不得已，就写信给物理学教授请求推荐。爱因斯坦告诉老师自己的窘境，请求教师帮助。但是，这位物理学教授不喜欢这个学生，不愿意推荐他，也不给他回信。而另外几个学生写信给教授，教授帮助他们找到了工作，或者至少都回了信。因为教授不帮忙，爱因斯坦最后只能在专利局找到了一份工作。

光电效应

一个从小学到大学都落落寡合，老师们都不喜欢的学生居然在大学毕业不久，在业余的物理学研究中大放异彩，这一定有着内在的原因。爱因斯坦后来在反思军营式教育和填鸭式教育的时候曾经感叹说，这样的教育居然没有把学生的创造性全部扼杀掉，这实在是一个奇迹。

奇迹是怎样发生的

一只从小学到大学都受到歧视和冷落的丑小鸭，最后竟没有被摧毁自信心和创造性，在那么年轻的时候就做出了问鼎诺贝尔奖的成就，这决不是偶然的，其背后一定有科学的因素在里面。

第一，尽管老师不喜欢他，然而，小爱因斯坦一直保持着自信和独立思考。当小学老师布置做小板凳的纸工家庭作业的时候，他确实做得不好，爸爸也认为他做得不好，鼓励他再做一个。爱因斯坦在爸爸的鼓励下，又做了一个，仍然做得不好，但是，比第一个小板凳有了一点进步。第二天，他上学的时候带了2个自己也不太满意的小板凳。一个稍好的放在桌面上，准备交给老师，第一次做的那个放在桌肚里备用。老师瞧了瞧他放在桌面的小板凳，讥讽地说，这是世界上最难看的小板凳。小爱因斯坦似乎知道老师会说这样的话，他从桌里拿出第一个更差的小板凳，对老师说：“你说的这个小板凳并不是世界上最差的，我做的第一个更差。瞧，就是这一个，你看的这个是我重新做的。”

老师一时被小爱因斯坦的话塞住了。小爱因斯坦的话有点含蓄，说白了就是这样的意思：“您说这一个是世界上最差最难看的小板凳，您说得不对，更差的那个就在这儿。不信您自己看。它也是我做的。我交的这个至少不是世界上最差的，世界上最差的是我手上的这个。我交的小板凳至少比这个要好一点儿。”这段话体现了爱因斯坦的内在的心理素质和思维特点。第一，他的话非常符合逻辑，老师无法反驳他——你说我做的是世界最差，你说得不对。世界最差的在我手里呢！这就把老师“世界最差”的结论否决了。第二，一个小学生，面对老师强势的批评，没有忍气吞声，而是作了巧妙的温和而有力的反驳。这表示小爱因斯坦有着良好的心理素质：他是说理的，即使他是低微的、弱势的一方，他也坚持平等地进行说理，他不会因为自己的弱势而默认强势方的无理。第三，在这里，爱因斯坦也表现得很自嘲。自嘲是一种良好的心理素质。他承认自己的纸工做得不好，是世界做得最不好的。世界上最差的和第二差的两只小板凳，都出自他的手中。这种自嘲使他占据了反驳的优势，为否定老师将他上交的作业定性为世界最差的结论制造了逻辑依据。这个貌似笨拙的孩子，其实内心强大、逻辑严密，不可小觑。

第二，爱因斯坦从小学到大学，都很会提出问题，很会寻找和思考问题的答案。五六岁的时候，爸爸给了他一只指南针。小爱因斯坦发现，无论他怎么在房间里兜圈子，指南针的小针永远指着南方。他拿着指南针爬到床上，小针指向南方；他躺在地上，小针也指向南。这件事使他着了魔，一整天一整天地在房间里玩着这新奇的玩具。他想，是什么原因使这个小针一直指着南方呢？是有个小人躲在里面吗，那不可能，因为指南针太小了，无论如何藏不下一个小人。他感到极大的困惑和惊奇，他感到，自然界里有一种不以人的意志为转移的规律，它们平时看不见，但是存在着，不时地表现着自己。

12岁那年，爱因斯坦的叔叔送他一本欧几里得的《几何原本》。爱因斯坦如获至宝，他看着，算着，证明着。有一天，他自己证明了毕达哥拉斯定律，即直角三角形的两条直角边的平方之和等于斜边的平方。就是说，以斜边为边长的正方形的面积，等于以直角边为边长的两个正方形的面积之和。这个定理，用眼睛是无论如何也看不出来的。他居然证明了出来。在古代，只有像毕达哥拉斯这样的大科学家才能证明的啊。他对着一只直角三角形，左看右看，怎么也看不出斜边的平方会等于2条直角边的平方之和。但是，人的理性却发现了它，证明了它。逻辑的力量是多么强大啊！他开始懂得，人的感觉只能发现世界的表象，只有理性才能发现世界内在的规律。

上大学的时候，他有时候去听课，有时候不去听。有的内容他自习过了，能理解，他就不去上课了。自己到图书馆里看别的书。虽然他不是在游玩，但他不去听老师的课，老师自然不高兴。做物理实验的时候，老师规定了实验的步骤，但是，爱因斯坦却想，能不能用别的办法进行这个实验呢，能不能通过别的途径得出同样的结论呢？他不照老师设定的原理和步骤做实验，总喜欢别出心裁做一套，物理学教授对他不按照自己的布置、自说自话做实验很有意见。但是，恰恰在构思新的实验中，爱因斯坦锻炼了自己的创新精神，学会了另辟蹊径，不落窠臼。

第三，爱因斯坦接受了良好的家庭教育。爱因斯坦的智力发展的起点相对较晚。妹妹会说话了，他还迟迟不会说话。后来学说话，也不像妹妹那么伶牙俐齿。但是，爸妈仍然对他充满了爱心，一点也不歧视和冷落他。他的手工不灵巧，做的小纸工不好看，父亲没有打击他，而是鼓励他重新做一个。再做的那个也不太好，父亲也没有嘲笑他。父亲去学校沟通，听到学校老师和领导对儿子那么多负面的评价。如果爱因斯坦生在中国家庭，大部分父母不会这么宽容。可能父亲一回家，就会不管三七二十一，先一顿数落；妈妈则会整天拿他的成绩与传说中总是优秀的“别人家”的孩子比较。甚至有的父母还会嘲笑爱因斯坦的脑子是黄鱼脑袋，猪的智商。如果这样，一个潜在的天才很可能在不知不觉之间，在学校和父母的世俗观念的内外夹攻下彻底被摧毁。如果这样，质能关系式会推迟许多年再被发现，相对论也不会由他提出来。那时候，老师们会说：“瞧，我当年就说了，这是个丑小鸭。你看，它没有飞起来。我的眼光是不会错的。”父母则会说：“这个孩子从小就笨，唉，白养了他一辈子。”然而，爱因斯坦的父母却不是这样，他们小心地呵护着儿子的自信和自尊，尽力地帮助他成长。正是有了良好的家庭教育，爱因斯坦尽管受了许多屈辱，他仍然有尊严有自信。

家庭还帮助了爱因斯坦思维能力和思维品质的成长。爱因斯坦的妈妈有很高的音乐素养，在儿子6岁的时候，教他学小提琴。爱因斯坦觉得很好，学得很认真，音乐成了他一辈子的朋友。他在祝贺创立量子论的老友普朗克60岁寿辰时拉小提琴；他在创立相对论的一周里，躲在小楼上，不时地拉着小提琴。音乐的训练对他思维品质的成长具有重要意义。音乐帮助他发展了形象思维的能力，丰富了他的想象力。他在创立相对论的时候，就是想象出一个同时性问题：在一个乘上光子火箭的乘客和一个静止不动的旁观的观察者之间，是否同时看到了同样的景象？这是一个理想实验，它的提出需要丰富的想象力；而它的解答，又需要强大的逻辑能力。爱因斯坦逻辑思维能力和形象思维能力都很强大，这两种能力，分别是由左脑和右脑主管的。音乐的学习促进了右脑的发展，也促进了左右脑的均衡发展，提高了他的思维能力。

可见，爱因斯坦的家庭是爱因斯坦的心灵港湾。学校老师的错误看法，没有摧毁他的自新和自信，与家庭对他的爱心有着密切的关系。而对他的音乐教育促进了左右脑的协调发展，促进了创造力的提高。

伟大的科学发现 荣获了诺贝尔奖

青年时代是创造和发现的黄金岁月。有人发现，张爱玲最重要的作品是23岁开始的两三年中完成的。牛顿23岁那年，伦敦发生鼠疫，学校为了防止感染，放了假，牛顿回到乡下。这一年，他作出了他一生中在数学、光学和物理学的最杰出的发现——他创立了微积分，发现了白色光经三棱镜后的色散现象，还发现了伟大的万有引力定律。

爱因斯坦25岁那年，即1905年，也在科学上作出了三项伟大发现。这一年，他在物理学年鉴上发表了三篇著名的论文。一篇提出了用光量子理论解释了光电效应，一篇提出了布朗运动的统计学解释，一篇提出了物体在高速运动的情况下，物体的质量、长度随运动速度的变化而变化的规律。后来，他进一步提出了广义相对论，认为光在引力场中也会弯曲。

就像达尔文的进化论改变了人们对物种起源和人类起源的看法一样，爱因斯坦的相对论改变了人们对物体运动的图景。在牛顿力学中，时间是绝对的时间，它是不变的；空间，是绝对的空间，也是不变的。爱因斯坦却证明，牛顿力学的理论只有在低速运动下才是正确的，在高速运动体系中是不正确的。物体高速运动时，长度变短，质量增大，时钟变慢。它们随运动而变化。这就是钟慢尺缩效应。这个理论，改变了人们的绝对时空观、运动观、物质观。它对人们思想的改变，就如哥白尼的日心说、达尔文的进化论一样深刻和深远。

他的理论和预言不断地得到科学的证实。他曾预言，光线在引力场中会发生弯曲，引力场中的光谱线会发生红移，即向红端移动。1919年5月29日，大西洋地区发生日全食，英国科学家进行精密测量后，观察到光线经过太阳时发生了偏折，偏折的角度与爱因斯坦的预言非常一致。1960年，科学家哈勃发现了红移现象，再一次论证了爱因斯坦的预言。

他的科学发现是如此丰富，如此创新。有科学史家认为，他25岁那年的三篇论文，都有资格获得诺贝尔奖。但是，他的获奖不是以影响最深远的相对论，因为据说是这种理论提出之初理解的人不多，最后以对光电效应的理论解释的那篇论文获奖。人们曾发现，将一些碱金属，例如铷、铯做灯管的一极，它与另一极之间是绝缘的。在黑暗中，电路上没有电流。但是，如果在光照条件下，电路上就存在电流。这种效应就是光电效应。这个效应是怎么发生的呢？爱因斯坦提出，这些碱金属原子核的正电对最外层的电子的吸引力因为距离的增大成减小。在光照条件下，光量子撞击最外层电子，光子的能量超过了原子核对它的吸引力，这样，最外层电子就在光子的作用下，变成自由电子，就产生了电流，形成了光电效应。

需要指出的是，爱因斯坦对人类的贡献并不局限于自然科学。二战时，他看到纳粹有制造原子武器的迹象，便写信提醒美国总统罗斯福，促使美国启动了制造原子弹的曼哈顿工程，并遏制了德国的原子武器制造。原子弹促进了二次大战的早日结束。战后，鉴于世界大战和原子武器对和平的威胁，爱因斯坦积极呼吁和平，反对战争，反对核战争，他起草并发表了《罗素——爱因斯坦宣言》，为世界和平事业作出了宝贵的贡献。直到今天，他留下的知识财富，留下的人文精神，仍然给这个世界增添着智慧和光明。