希望爱因斯坦指导你的生活?看看她是怎么做到的?
在探索和寻找未来的道路时,属于我们每一个人的爱因斯坦都和我们在一起。他鼓励我们思考更宏伟的想法,理性地探索存在的界限,鼓励我们赞美和拥抱思考生活。我们曾经拥有爱因斯坦,但现在我们仍然拥有爱因斯坦。在爱因斯坦的影响下,我们分享了24位著名的思想家、科学家和爱因斯坦的人生交集。那些激励了几位著名科学家的时刻,会给你带来怎样的新思考?珍娜·莱文今天与大家分享理论物理学家(Janna Levin)爱因斯坦。
摘录自《我的爱因斯坦》
理论学家|珍娜·莱文(Janna Levin)
哥伦比亚大学巴纳德学院物理与天文学教授是著名的理论物理学家。
致力于研究黑洞、时空和引力波。它也是布鲁克林艺术与科学中心“先锋工厂”的科学总监。它是一个集艺术、音乐、电影和科学于一体的文化中心,致力于跨领域的实验、教育和创新。代表作《黑洞旅行指南》(Black Hole Survival Guide)、怎样得到宇宙的斑点?(How the Universe Got Its Spots)等。
在我的脑海里,他就在那里,我的爱因斯坦。
——珍娜·莱文
这一天是星期二,爱因斯坦从我的脑海中出现了八次。我八次想起他的名字和形象,这无疑是一个虚假的形象,一个投影,一个我自己塑造的倒影——我的爱因斯坦。
(1)早晨6:25。
在我起床之前,我不情愿地被迫从梦中醒来。房间像午夜一样黑暗,像呼吸一样温暖。婴儿站在婴儿床里,胖乎乎的手扶着床沿,眼睛的高度与手的关节相平,在黑暗中寻找我。我没想到会在这里醒来。在过去的几个月里,我和丈夫总是睡眠不足,在凌晨的公寓里走来走去,最后不记得在哪里睡着了。
睡眠中断(本可以再延长几个小时)拉长了那个美好的时刻,正当我从睡梦中醒来时——此时我正处于半梦半醒之间。当我穿越梦境时,一些来自混乱梦境的重要片段变成了一些有价值的想法。这样的想法也许是经得起推敲的那种,如果我不早点重复他们,他们就会消失。那天早上,我清楚地看到空间的形状会弯曲,就像我能把它握在手里一样。宇宙中有一对双子星沿着清晰的螺旋轨迹运行。通过模仿爱因斯坦的梦想,我几乎可以分辨出他们的轨迹。
我从床上爬起来,很快就忘记了一半的梦,梦里的光消失在黑暗的房间里。我想抓住梦里的记忆,但它很快就破碎了,变得毫无价值。我抱起宝宝,啜饮他的叹息,然后把头靠在他的头上。新的一天开始了。
(2)早晨8:25。
我开始检查邮箱,约翰·布罗克曼催促我提交关于爱因斯坦的文章。他说:“快完稿子!”“我在想!”我这样回答。
(3)早晨8:50。
一位来自伦敦的朋友马克打电话给我,对我大喊:“我在中央公园!我在中央公园!“他正在制作一部关于解密英国电视台第四频道天才脑神经的纪录片,其中一部是关于爱因斯坦的大脑灰质的,他们是来拍摄的。十分钟后,马克开着一辆红色敞篷车来到南哈莱姆区曼哈顿大路,停在我公寓门口。他看上去非常好看。他无休止地谈论爱因斯坦的大脑,以及他是如何把它握在“肮脏的手里”以及如何“可耻地握在手里”爱因斯坦的大脑碎片的。我觉得很无聊,马克也是。
我和马克花了几分钟在人行道上交谈。我们突然来到这里。现在我们在纽约市,我们的声音甚至盖过了街上的喧嚣。我们对婴儿跺着脚灵活地走来走去感到惊讶。时间在悄悄流逝,即使我们静止不动,也无法阻止。
从我住的街道上,马克和敞篷车呼啸而过,消失在视野中。每个人都想从爱因斯坦的大脑中得到什么?对于我们来说,他是谁?他鼓励了几代因战争而伤痕累累的人的精神,并以史诗般的方式展现了优雅的人类思维,让我们惊叹不已。他的思想。他的大脑。一种物质,化合物和血液。钙、氢、骨。把自己的身体变成基本的粒子,然后扔进太空,不要让他受苦。那不是我的爱因斯坦。
(4)早上10:05。
当我试图阅读教材第29章时,我发现电路图不再吸引学生的注意力,所以我停下来告诉他们麦克斯韦是如何统一电磁学的,如何发现光是一种电磁波,如何证明光速为c。
我希望他们能看到大自然把它简化为四种基本相互作用的意义及其简单的美。这四种基本相互作用决定了整个宇宙的进化和生命的出现(包括他们的生命)。、星系在其轴上运转。
我还告诉他们,科学家如何努力将四种基本的相互作用简化为两种,以及爱因斯坦如何梦想发展一个统一的理论,将所有的理论简化为一个物理定律,一个宏伟的自然宣言——一切都来自于此,包括整个宇宙、时间和物质。
爱因斯坦的故事告诉学生。
学生们非常关心自己的成绩,42人中有38人想去医学院。数学课程让他们很沮丧。起初,他们不能理解抽象的概念,所以很少有学生变得非常暴躁。大多数人最终适应了这门课程。这段经历可能会让他们难以忘怀,给我留下深刻的印象。但他们都需要安慰。我告诉他们:“爱因斯坦的一位教授曾经说过他是一只懒狗。”
据说爱因斯坦每天晚上睡10个小时,有时候睡11个小时,除非他在研究某个想法。当他睡着的时候,他会做梦。他梦见自己骑着自行车穿越树林,捕捉落在树叶上的光;梦见他以光速旅行时,时间静止了;我也梦见了相对论和时空弯曲。
我自己的梦想又回到了我的脑海,打断了我早上的愚蠢。现在我只能先把它扔到一边,给学生讲解第29章的示例图——交流电的电路图。
(5)下午1:05。
我错过了早餐,所以我想在吃午饭前处理我没有吃的早餐。虽然我已经饿了,但我突然被一本关于量子力学和狭义相对论的哲学书籍分散了注意力,那就是戴维·阿尔伯特。(David Albert)量子力学与经验(Quantum Mechanics and Experience)。
我本可以离开办公室寻找一些食物,但我太饿了,无法寻找食物。这本书是阿尔伯特昨天亲自在哲学系办公室给我的。我盯着封面看了很久,然后拿起书,靠在椅子上。我差点摔倒,因为我的靠背有点远。我重新调整了坐姿和阅读。
爱因斯坦意识到时间和空间是相对的。基于麦克斯韦导致的电磁波速度是恒定的观点,他得出了这个不可思议的结论。这种解释看似简单,但实际上蕴含着惊人的意义,因为它揭示了与我们熟悉的经历正好相反的经历。
比如你跑到一列正在行驶的火车上,火车的速度会和你相比发生变化,但是如果你跑到一束光上,你会发现光的速度永远是C。爱因斯坦建立了一个关于时间和空间的理论,前提是光速是恒定的,不可超越。为了让理论自洽,他放弃了时间和空间绝对不变的观点。他提出了相对论。
这个理论具有超现实的意义,这是爱因斯坦在富有想象力的思想实验中得出的。他想象着一个宇航员以接近光速的速度乘坐火箭往返于深空,他的双胞胎兄弟留在了地上。为了让双胞胎测量同样的光速,他们必须经历不同的时间消失。当他们再次相遇时,他们的年龄是不同的:宇航员只有几岁,但地球上的双胞胎兄弟已经是老人了。
就在写这篇文章的前一天,我和阿尔伯特讨论了这个问题——双胞胎谬论。在办公室的黑板前,他画了两条相交线,谈到了量子力学与狭义相对论之间的矛盾。我对两条简单的线代表了这么多不同的含义感到惊讶:两个亚原子粒子的透射,欧几里的第五个公共设施(也就是平行公共设施,我觉得直线永远不会交叉。但是在弯曲的空间里,这被证明是错误的),井字游戏中的“×”。此时此刻,他们代表着两个观察者——宇航员和双胞胎兄弟的完美对立。
在量子力学和爱因斯坦狭义相对论之间,阿尔伯特提到了矛盾。量子力学允许非因果事件发生,事件之间的联系比光速更快。在狭义相对论的前提下,量子可能会选择一条特殊的路径穿越空间,即所有的测量都是相对的,没有任何路径是特殊的。哪一种理论会赢?是量子力学还是狭义相对论?哪一种理论是正确的?他从满是字的黑板上退了回来。
用铅笔写在黑板上,我们盯着模糊的“×”。坦白说,这确实令人费解,但也令人惊讶。我期待着这样的会议,无论是在办公室还是在咖啡馆。这个时候,我们会讨论各种各样的想法,看看哪些会在压力下妥协,哪些会保持稳定。有时候,物理概念就像我手里的金币一样可靠,但是当光源变化的时候,金币就像塑料一样。我们继续讨论。
(6)下午3:15。
我沿着百老汇街走,阳光太耀眼了,我连街道都看不见。但在街道的外围和高处,我看到了一些东西:商店上方的窗户反射出炫耀,修剪过的树梢,还有一只鸽子。白阳光就像一幅空白的画板,我沉浸在这炎热天气的混浊中。想像宇宙是有限的,封闭的,非常接近球体的表面。宇航员可以一直围着地球跑,每转一圈都会向他的双胞胎兄弟挥手。兄弟俩可以看见对方的时钟走得很慢。两者都不特别。时间是相对的。哪一个双胞胎更年轻?它们什么时候测量?谁在什么时候观察到了什么?
我从口袋里拿出一张折叠的纸,上面密密麻麻地写着计算、图表和笔记。在我不太明白的地方,我做了一个明显的标志,以便在我再次阅读时提醒我答案。我做了这张皱巴巴的纸,形状像一个球。
在纸张摩擦力减弱之前,我用左手和右手来回揉捏,享受着纸张的声音,声音变得柔软,就像揉棉花一样。接着,我把它扔进了垃圾桶。它从我的脑后旋转过来,然后掉进垃圾桶,好像是一个厚厚的铅球,或者只是一个球,抛出一个可爱的弧线。它仿佛抖落了自己巨大的重量,自由地航行,在空中翻滚,直到一个橙色的金属垃圾桶随着地球的旋转而升起,吞噬它。回答看起来是正确的,但是在干净的纸张上看起来更加清晰。
(7)下午5:03。
我在布赖恩·格林的办公室,一个弦理论家。房间远处的窗户像探照灯一样把他的影子投射到大桌子后面,这让我笑了。我被困在椅子上,面对着他。大椅子让我看起来很小,椅背比我高45厘米,扇形的侧面像一个巨大的蚌壳包裹着我。这也让他笑了。
我把我和一些思想家的对话告诉了他。在有限的空间内,我们讨论了双胞胎谬论和相对论,以及首选切片。这是一个反向推理的对话,从结论开始,然后不断评价,每次都向后推演一步,找出一些错误,最后回到众所周知的起点。除了相信光速是恒定的,我们认为没有什么是理所当然的,不要假设,不要相信任何事。按照这个原则,我们又迈出了试探性的一步。
试图解决这个问题,我们没有一个明确的答案。提出一个合适的问题可能需要几个星期。明确目标本身就是一个巨大的进步。现在,我们只是在验证我们所知道的东西。只是聊天,凭感觉做事。双胞胎谬论、受限空间、量子力学与狭义相对论之间是否存在联系,我们选择了一个问题。在这个拼图中,我们是会得到一些有意义的东西,还是会一无所获?事越来越复杂了。
(8)凌晨12:35。
在美国国家公共广播电台上,我正在听一个关于第一批女宇航员的节目。在这段时间里,我不时地神游其外,盯着大厅浅蓝色墙壁上的一块有机玻璃。钉子穿过的地方已经损坏,断裂的地方布满了碎痕,近距离看,它就像一个全新的表面。我一次又一次地在这个有机玻璃上画出交叉的线条,用蓝色、绿色或粉色荧光笔标出顶点。空间标志,无限制。
我盯着墙看了很久。婴儿睡着了,婴儿床的床单上留下了指纹,这是他在情绪崩溃前对这一天的最后一次热情回应。我看着墙,想象着宇航员试图同步时钟光源的路径。
我感到压力很大,焦虑不安,细微之处让我感到沮丧,但也让我着迷。爱因斯坦和他的大鼻子,稀疏凌乱的头发,长长的小胡子,被遮住的笑容,这种荒谬的形象缓解了我的情绪。当他闭上眼睛午睡,梦见通往真理的方式时,这个形象变得更加可笑。困倦的温暖洪流向我涌来,随之而来的是诱人的梦想。
后来,我想到了布罗克曼想要的关于爱因斯坦的文章,并开始写作。他就在那里,在我的脑海里,我的爱因斯坦。
题目:“希望爱因斯坦指导你的生活?看看她是怎么做到的”
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