阿爾伯特?愛(ài)因斯坦不僅僅是一個(gè)沉浸在理論世界的天才，他同樣關(guān)注實(shí)用科學(xué)，關(guān)心現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，參與發(fā)明專利，樂(lè)于創(chuàng)新和工程設(shè)計(jì)，甚至涉足工業(yè)應(yīng)用。

文/方在慶

中國(guó)科學(xué)院自然科學(xué)史研究所研究員，華東師范大學(xué)紫江講座教授，博士生導(dǎo)師。

提到愛(ài)因斯坦，許多人腦海中浮現(xiàn)的可能是那個(gè)白發(fā)蓬亂、專注于數(shù)學(xué)公式的科學(xué)家形象。然而，史料研究揭示了他的另一面——一個(gè)熱衷于工程技術(shù)的發(fā)燒友，一個(gè)關(guān)心現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的發(fā)明家，一個(gè)愿意將科學(xué)應(yīng)用于生活的智者。

在擔(dān)任瑞士專利局審查員期間，愛(ài)因斯坦接觸到各種技術(shù)創(chuàng)新，培養(yǎng)了對(duì)實(shí)用科學(xué)的興趣。他在獲得物理學(xué)重大突破的同時(shí)，還積極參與技術(shù)改進(jìn)，例如研究光學(xué)儀器、改良陀螺儀、優(yōu)化魚(yú)雷系統(tǒng)，甚至設(shè)計(jì)更安全的冰箱等。他并不滿足于推導(dǎo)理論，而是不斷思考如何讓科學(xué)真正改變生活。

讓我們走進(jìn)“工程師”愛(ài)因斯坦的世界，看看他如何將科學(xué)應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)，激發(fā)更多創(chuàng)新靈感。

科學(xué)家的“下金蛋”時(shí)刻

愛(ài)因斯坦認(rèn)為，科學(xué)不應(yīng)該只停留在抽象的思辨，而應(yīng)與現(xiàn)實(shí)世界緊密相連。他曾用“下金蛋”來(lái)形容科學(xué)家的責(zé)任，認(rèn)為科學(xué)研究不僅僅是出于興趣，而是一種社會(huì)責(zé)任。科學(xué)家必須不斷提出新理論，做出新發(fā)現(xiàn)，推動(dòng)人類知識(shí)的進(jìn)步。

他曾半開(kāi)玩笑地對(duì)合作伙伴匈牙利裔美國(guó)物理學(xué)家萊奧·齊拉（Leo Szilard，又譯西拉德）說(shuō)：“靠著下金蛋過(guò)日子并不是一件好事。”表面上，這是對(duì)科研壓力的調(diào)侃，實(shí)際上卻反映了他對(duì)科學(xué)家角色的深刻理解——科學(xué)不能只是推導(dǎo)公式，而要真正影響現(xiàn)實(shí)世界。

從專利審查到科學(xué)突破

在瑞士專利局工作時(shí)，愛(ài)因斯坦并不覺(jué)得這份工作浪費(fèi)了他的時(shí)間，反而認(rèn)為它是種“真正的幸福”。他在審查專利的過(guò)程中接觸到了各種新技術(shù)。這些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不僅沒(méi)有妨礙他的理論研究，反而激發(fā)了他在物理學(xué)上的突破。他甚至建議年輕科學(xué)家，不要抱怨從事實(shí)用性工作的機(jī)會(huì)，因?yàn)椤皩?shí)際任務(wù)讓人不至于遲鈍，也給人某種自尊”。

愛(ài)因斯坦在瑞士專利局

“星期日騎手”

愛(ài)因斯坦曾用“星期日騎手”來(lái)形容自己對(duì)技術(shù)發(fā)明的態(tài)度。當(dāng)時(shí)在歐洲，許多人只有周末才騎自行車或開(kāi)車，因此“星期日騎手”通常指不太熟練的業(yè)余愛(ài)好者。他用這個(gè)比喻自嘲，表示自己雖然主要研究理論，但仍然喜歡偶爾“越軌”嘗試技術(shù)發(fā)明，像個(gè)業(yè)余工程師一樣探索新事物。

然而，他的這些“業(yè)余”嘗試并不淺顯，而是經(jīng)過(guò)深入研究，并產(chǎn)生了實(shí)際影響。例如，不僅參與陀螺羅盤的專利申請(qǐng)，還研究其物理原理，并將其與地球磁場(chǎng)聯(lián)系在一起；基于對(duì)熱力學(xué)的深刻理解，對(duì)冰箱技術(shù)做改進(jìn)，而非簡(jiǎn)單的技術(shù)改良。

科學(xué)不僅是理論，更是改變現(xiàn)實(shí)的工具

愛(ài)因斯坦的“下金蛋”比喻揭示了科學(xué)家的責(zé)任和壓力，而他的經(jīng)歷表明，科學(xué)探索不能只停留在理論，而應(yīng)與現(xiàn)實(shí)世界緊密結(jié)合。愛(ài)因斯坦既是改變世界的理論物理學(xué)家，也是富有創(chuàng)造力的實(shí)踐者。從專利局的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)到技術(shù)發(fā)明的“星期日騎手”嘗試，他始終在理論與現(xiàn)實(shí)之間尋找平衡，展現(xiàn)了科學(xué)家真正的全貌。

河流為什么會(huì)蜿蜒

大家有沒(méi)有注意過(guò)，大多數(shù)河流都不是筆直流淌的，而是像一條舞動(dòng)的絲帶，蜿蜒曲折地穿越大地。為什么會(huì)這樣？這個(gè)看似簡(jiǎn)單的問(wèn)題，曾經(jīng)引起了愛(ài)因斯坦的興趣。1926 年，他在一篇研究論文中提出一種解釋，這不僅展現(xiàn)了他對(duì)物理學(xué)的深刻理解，也體現(xiàn)了他對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的好奇心。

愛(ài)因斯坦發(fā)現(xiàn)，河流的彎曲現(xiàn)象和攪拌茶水時(shí)茶葉的運(yùn)動(dòng)有異曲同工之妙。當(dāng)茶水受到攪拌后，茶葉并不會(huì)被甩到杯壁，而是會(huì)慢慢聚集在杯底的中央。這是因?yàn)榱黧w在運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)形成環(huán)流，而類似的現(xiàn)象也發(fā)生在河流中。當(dāng)河水流動(dòng)時(shí)，河道底部的摩擦力會(huì)導(dǎo)致水流在不同高度上速度不均勻。上層水流較快，而底層水流較慢，這種速度差異形成了環(huán)流，使表層水向外岸流動(dòng)，而底層水向內(nèi)岸運(yùn)動(dòng)。長(zhǎng)此以往，外岸不斷被侵蝕，內(nèi)岸則沉積泥沙，河流就逐漸變得彎彎曲曲。

茶杯中的水流

圖源：耶路撒冷希伯來(lái)大學(xué)阿爾伯特·愛(ài)因斯坦檔案館

在此之前，19 世紀(jì)德裔俄國(guó)科學(xué)家卡爾·馮·貝爾曾提出貝爾定律，認(rèn)為北半球的河流更容易侵蝕右岸，而南半球相反。他將此歸因于地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的科里奧利力。但愛(ài)因斯坦的研究表明，科里奧利力雖然存在，它的影響遠(yuǎn)不如水流自身的動(dòng)力特性重要。換句話說(shuō)，河流的彎曲主要是因?yàn)樗鞯膬?nèi)部運(yùn)動(dòng)，而不僅僅是地球自轉(zhuǎn)的作用。

河床中的環(huán)流

圖源：耶路撒冷希伯來(lái)大學(xué)阿爾伯特·愛(ài)因斯坦檔案館

愛(ài)因斯坦的理論不僅揭示了河流為何彎曲，還幫助科學(xué)家更好地理解河流的演變。例如，科學(xué)家通過(guò)實(shí)驗(yàn)室中的水槽模擬，觀察到了類似的環(huán)流現(xiàn)象。而在現(xiàn)代，研究者利用計(jì)算機(jī)模擬驗(yàn)證了這套理論在不同類型河流中的適用性。

更令人驚訝的是，這一理論甚至被用于研究其他星球的地貌。科學(xué)家在火星表面發(fā)現(xiàn)了一些蜿蜒的古老河道。利用愛(ài)因斯坦的理論，他們推測(cè)這些河道可能是由曾經(jīng)流淌的液態(tài)水塑造的。這一發(fā)現(xiàn)為探索火星的過(guò)去提供了重要線索，也讓我們對(duì)宇宙中的流體運(yùn)動(dòng)有了更深的認(rèn)識(shí)。

愛(ài)因斯坦的這項(xiàng)研究雖然不像相對(duì)論那樣轟動(dòng)世界，但充分展現(xiàn)了他的科學(xué)精神——觀察身邊的現(xiàn)象，提出物理學(xué)解釋，并不斷探索背后的規(guī)律。這種思維方式，正是科學(xué)最迷人的地方。

科學(xué)家也能當(dāng)技術(shù)顧問(wèn)

陀螺羅盤是一種利用陀螺儀保持方向的導(dǎo)航儀器。它不依賴地球磁場(chǎng)，因此比傳統(tǒng)磁羅盤更穩(wěn)定。它的原理基于角動(dòng)量守恒：一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的物體（如陀螺儀）在不受外力矩的情況下，會(huì)保持其旋轉(zhuǎn)軸的方向不變。這項(xiàng)技術(shù)對(duì)航海和航空至關(guān)重要，特別是在當(dāng)時(shí)的遠(yuǎn)洋航行中，它能幫助船只在各種復(fù)雜環(huán)境下實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)導(dǎo)航。20世紀(jì)初，這項(xiàng)技術(shù)正處于發(fā)展階段，而愛(ài)因斯坦不僅研究了它的物理原理，還在一場(chǎng)專利糾紛中提供了關(guān)鍵的科學(xué)意見(jiàn)，幫助技術(shù)創(chuàng)新者打贏了官司。

愛(ài)因斯坦是如何介入其中的

德國(guó)工程師、藝術(shù)史家赫爾曼· 安許茨— 肯普費(fèi)發(fā)明了一種基于陀螺儀的航海羅盤，并申請(qǐng)了專利。然而，美國(guó)工程師艾爾默· 斯佩里也在研發(fā)類似的技術(shù)，并試圖搶占市場(chǎng)。兩人最終鬧上法庭，爭(zhēng)奪專利權(quán)。為證明自己的設(shè)計(jì)具有獨(dú)創(chuàng)性，安許茨— 肯普費(fèi)請(qǐng)來(lái)了愛(ài)因斯坦，希望他能提供科學(xué)支持。

愛(ài)因斯坦（右）與安許茨- 肯普費(fèi)（左）

斯佩里與他制造的飛機(jī)陀螺羅盤

其實(shí)，愛(ài)因斯坦對(duì)陀螺儀的興趣由來(lái)已久。早年在瑞士專利局工作時(shí)，他就接觸過(guò)相關(guān)的專利申請(qǐng)。1915 年，他正式受邀為安許茨— 肯普費(fèi)的技術(shù)提供咨詢，并做出了幾項(xiàng)重要貢獻(xiàn)。

第一，理論驗(yàn)證。愛(ài)因斯坦用數(shù)學(xué)模型分析了陀螺羅盤的運(yùn)動(dòng)方式，確認(rèn)其工作原理符合角動(dòng)量守恒定律。他還指出，地球自轉(zhuǎn)會(huì)引發(fā)陀螺儀的微小進(jìn)動(dòng)，而這一現(xiàn)象可以用來(lái)修正航向，提高導(dǎo)航精度。第二，優(yōu)化設(shè)計(jì)。他發(fā)現(xiàn)，船舶的晃動(dòng)可能會(huì)影響陀螺羅盤的穩(wěn)定性，因此建議改進(jìn)支撐系統(tǒng)并優(yōu)化阻尼特性，以減少誤差。第三，法律辯護(hù)。在專利糾紛案中，愛(ài)因斯坦撰寫了一份技術(shù)報(bào)告，詳細(xì)說(shuō)明了安許茨— 肯普費(fèi)的設(shè)計(jì)為何具有獨(dú)創(chuàng)性。最終，這份報(bào)告成為安許茨— 肯普費(fèi)贏得訴訟的關(guān)鍵證據(jù)。

影響與后續(xù)發(fā)展

在愛(ài)因斯坦的支持下，安許茨— 肯普費(fèi)成功獲得專利，并使陀螺羅盤成為德國(guó)及其他國(guó)家海軍的重要導(dǎo)航工具。而斯佩里公司繼續(xù)改進(jìn)技術(shù)，最終成為全球陀螺儀市場(chǎng)的重要供應(yīng)商。這場(chǎng)專利爭(zhēng)奪戰(zhàn)，不僅推動(dòng)了導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展，也讓陀螺羅盤成為現(xiàn)代航空航天系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備。

愛(ài)因斯坦對(duì)陀螺儀的研究并未止步于此。他后來(lái)提出了一個(gè)新想法——利用陀螺儀測(cè)量地球磁場(chǎng)的微弱變化，并嘗試將其與安培的分子電流假設(shè)聯(lián)系起來(lái)。雖然這個(gè)設(shè)想沒(méi)有直接變成實(shí)際應(yīng)用，但展現(xiàn)了愛(ài)因斯坦獨(dú)特的科學(xué)思維方式：既能深入理論研究，又能將科學(xué)應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)技術(shù)中。

位于德國(guó)基爾大學(xué)世界經(jīng)濟(jì)研究所招待所前的愛(ài)因斯坦和安許茨- 肯普費(fèi)銅像

愛(ài)因斯坦的冰箱發(fā)明

你知道嗎？愛(ài)因斯坦曾經(jīng)設(shè)計(jì)過(guò)一種沒(méi)有電機(jī)、沒(méi)有活動(dòng)部件的冰箱。1926 年，他與齊拉合作，研發(fā)了一種更安全、更可靠的冰箱，而促使他們動(dòng)手發(fā)明的，竟然是一場(chǎng)意外的家庭悲劇。

讓愛(ài)因斯坦操心的冰箱安全問(wèn)題

20 世紀(jì) 20 年代，家用冰箱剛剛興起，許多家庭開(kāi)始用它來(lái)保存食物。然而，早期冰箱使用的制冷劑主要是二氧化硫、甲基氯等有毒氣體，并不安全。一旦管道泄漏，輕則引發(fā)健康問(wèn)題，重則可能致命。

愛(ài)因斯坦在報(bào)紙上看到了一則新聞：柏林一戶人家因冰箱泄漏毒氣，全家死亡。這起悲劇讓他意識(shí)到，當(dāng)時(shí)的冰箱設(shè)計(jì)存在嚴(yán)重隱患。他開(kāi)始思考，是否能發(fā)明一種更安全、沒(méi)有毒氣泄漏風(fēng)險(xiǎn)的冰箱？

用熱而不是電來(lái)制冷的愛(ài)因斯坦- 齊拉冰箱

傳統(tǒng)冰箱靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，讓制冷劑循環(huán)流動(dòng)，從而達(dá)到降溫效果。但愛(ài)因斯坦和齊拉決定摒棄這種方式，不用電機(jī)，而是用熱來(lái)實(shí)現(xiàn)制冷。

他們的設(shè)計(jì)基于氨— 水—丁烷3種物質(zhì)的工作循環(huán)。在加熱啟動(dòng)階段，外部熱源（如燃?xì)狻⑻?yáng)能）加熱水– 氨溶液，使氨蒸發(fā)。蒸發(fā)的氨與丁烷交換熱量，使冰箱內(nèi)部降溫。整個(gè)制冷過(guò)程依靠溫度和壓力差來(lái)完成，由于無(wú)須電機(jī)或泵，避免了機(jī)械故障和泄漏問(wèn)題。

這種設(shè)計(jì)有幾個(gè)重要優(yōu)勢(shì)：更安全——沒(méi)有有毒氣體泄漏風(fēng)險(xiǎn)；更安靜—— 無(wú)壓縮機(jī)，運(yùn)行時(shí)幾乎沒(méi)有噪聲；更耐用—— 無(wú)活動(dòng)部件，無(wú)機(jī)械磨損，減少維護(hù)需求；適用范圍廣——可以用天然氣、煤氣甚至太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)，在偏遠(yuǎn)地區(qū)或電力不穩(wěn)定的地方特別實(shí)用。

愛(ài)因斯坦- 齊拉的DE499830 號(hào)專利 制冷過(guò)程

愛(ài)因斯坦- 齊拉的DE525833 號(hào)專利 制冷工藝及設(shè)備

專利申請(qǐng)與技術(shù)創(chuàng)新

1926—1933年，愛(ài)因斯坦和齊拉申請(qǐng)了多項(xiàng)專利，最著名的是1926年12月獲得的德國(guó)專利（DE374066）。他們還設(shè)計(jì)了一種用磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)液態(tài)金屬流動(dòng)的電磁泵，進(jìn)一步減少了活動(dòng)部件，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性，以取代傳統(tǒng)機(jī)械泵。雖然電磁泵的概念在當(dāng)時(shí)并未廣泛應(yīng)用，但后來(lái)在核反應(yīng)堆冷卻系統(tǒng)等高端科技領(lǐng)域得到了發(fā)展。

為何最終沒(méi)能普及

盡管這款無(wú)電機(jī)冰箱在安全性和可靠性上具有很多優(yōu)勢(shì)，但它未能占領(lǐng)主流市場(chǎng)。其最終未取代傳統(tǒng)冰箱，主要有兩個(gè)原因。第一，氟利昂出現(xiàn)了。20世紀(jì)30年代，人們發(fā)明了氟利昂，并將其作為制冷劑。它無(wú)毒、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，極大地降低了傳統(tǒng)壓縮機(jī)冰箱的安全風(fēng)險(xiǎn)，使人們不再擔(dān)心制冷劑泄漏問(wèn)題。第二，市場(chǎng)需求不足。愛(ài)因斯坦— 齊拉冰箱雖然適用于偏遠(yuǎn)地區(qū)，但城市里電力供應(yīng)日益普及，電動(dòng)冰箱效率更高，使用更方便。第三，技術(shù)與市場(chǎng)的綜合挑戰(zhàn)。技術(shù)的成功不僅依賴于科學(xué)創(chuàng)新，還需要大量的工程投入、商業(yè)化能力以及對(duì)市場(chǎng)需求的敏感度。愛(ài)因斯坦— 齊拉冰箱在技術(shù)研發(fā)和推廣過(guò)程中，可能缺乏足夠的資源支持、明確的商業(yè)化路線以及投資者的長(zhǎng)期耐心。此外，壟斷性企業(yè)更傾向于利用現(xiàn)有技術(shù)獲取利潤(rùn)，而非推動(dòng)新技術(shù)的普及，這也阻礙了該冰箱的市場(chǎng)化進(jìn)程。

影響至今：愛(ài)因斯坦的設(shè)計(jì)仍在被利用

雖然愛(ài)因斯坦的冰箱沒(méi)有成為家家戶戶的標(biāo)配，但它的核心理念并未被遺忘。例如，在非洲等電力匱乏的地區(qū)，一些基于類似原理的現(xiàn)代太陽(yáng)能冰箱正在幫助人們存儲(chǔ)食品和藥品；電磁泵技術(shù)如今已廣泛應(yīng)用于核能和航天技術(shù)，為高科技設(shè)備提供穩(wěn)定的冷卻方案。

愛(ài)因斯坦的“魚(yú)雷任務(wù)”：

當(dāng)科學(xué)家走進(jìn)戰(zhàn)場(chǎng)

1939 年，在那位與他一起申請(qǐng)冰箱專利的齊拉的勸說(shuō)下，愛(ài)因斯坦致信美國(guó)總統(tǒng)富蘭克林·羅斯福，警告納粹可能正在研發(fā)核武器，建議美國(guó)盡快啟動(dòng)原子彈計(jì)劃。這封信直接促成了曼哈頓計(jì)劃的啟動(dòng)。盡管愛(ài)因斯坦本人并未直接參與原子彈的研發(fā)，但他在第二次世界大戰(zhàn)（簡(jiǎn)稱二戰(zhàn)）期間，曾為美國(guó)海軍研究魚(yú)雷的穩(wěn)定性和精準(zhǔn)度，以提升海戰(zhàn)中的攻擊效率。

愛(ài)因斯坦1939年8月2日致羅斯福的信

其英文初稿由齊拉起草，愛(ài)因斯坦在會(huì)面中用德語(yǔ)口述修改意見(jiàn)，齊拉將其補(bǔ)充入英文稿并定稿。信件由羅斯福的顧問(wèn)亞歷山大·薩克斯于同年10月11日遞交給總統(tǒng)。

從和平主義者到戰(zhàn)時(shí)顧問(wèn)

愛(ài)因斯坦一直是堅(jiān)定的和平主義者。他反對(duì)第一次世界大戰(zhàn)，在戰(zhàn)后加入多個(gè)國(guó)際和平組織，提倡以外交手段解決沖突。然而，納粹德國(guó)的崛起改變了一切。

1933年，希特勒掌權(quán)，猶太裔科學(xué)家成為被迫害的對(duì)象。愛(ài)因斯坦也被迫離開(kāi)德國(guó)，流亡美國(guó)。他深知納粹的危險(xiǎn)，也意識(shí)到科學(xué)可能被用來(lái)制造毀滅性的武器。因此，他雖然仍然信奉和平，也不得不承認(rèn)，在面對(duì)極權(quán)主義時(shí)，科學(xué)家不能袖手旁觀。

魚(yú)雷的“失誤”讓美國(guó)海軍頭疼

在二戰(zhàn)的海戰(zhàn)中，魚(yú)雷是潛艇和驅(qū)逐艦最重要的攻擊武器。然而，美國(guó)海軍發(fā)現(xiàn)，魚(yú)雷在戰(zhàn)場(chǎng)上的表現(xiàn)并不理想，主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題。第一，穩(wěn)定性不足。魚(yú)雷在水下航行時(shí)容易偏航、滾動(dòng)或震動(dòng)，導(dǎo)致命中率下降。第二，磁性引信失靈。魚(yú)雷原本設(shè)計(jì)成在接近敵艦時(shí)自動(dòng)爆炸，但很多時(shí)候不是提前引爆，就是完全失效。第三，動(dòng)力系統(tǒng)不可靠。當(dāng)時(shí)的魚(yú)雷采用壓縮空氣或燃料推進(jìn)，但推力不夠穩(wěn)定，導(dǎo)致航行軌跡偏離目標(biāo)。

這些技術(shù)缺陷導(dǎo)致美軍在戰(zhàn)場(chǎng)上浪費(fèi)了大量魚(yú)雷，甚至錯(cuò)失擊沉敵艦的機(jī)會(huì)。海軍急需科學(xué)家的幫助，以改進(jìn)魚(yú)雷的設(shè)計(jì)。

愛(ài)因斯坦的貢獻(xiàn)：用數(shù)學(xué)優(yōu)化魚(yú)雷

愛(ài)因斯坦并沒(méi)有直接參與魚(yú)雷實(shí)驗(yàn)，而是從數(shù)學(xué)和物理的角度，為魚(yú)雷的穩(wěn)定性問(wèn)題提供分析。他的研究重點(diǎn)在于流體力學(xué)和振動(dòng)控制，也就是如何讓魚(yú)雷在水下航行得更平穩(wěn)、更精準(zhǔn)。他提出了以下幾項(xiàng)建議。

優(yōu)化魚(yú)雷的流體外形——他建議調(diào)整魚(yú)雷的外殼形狀，使其更符合流體力學(xué)原理，減少水流帶來(lái)的不穩(wěn)定因素，讓航行更穩(wěn)定。

改進(jìn)控制舵的反饋機(jī)制——他提出可以增加自動(dòng)修正系統(tǒng)，讓魚(yú)雷在航行過(guò)程中自動(dòng)調(diào)整方向，減少因震蕩導(dǎo)致的偏航。

提升引信的可靠性——他認(rèn)為磁性引信的不穩(wěn)定性太高，建議采用更精確的物理觸發(fā)機(jī)制，確保魚(yú)雷能在最合適的位置爆炸。

雖然愛(ài)因斯坦的建議是否直接影響美軍魚(yú)雷的改進(jìn)仍然存在爭(zhēng)議，但他的分析為后來(lái)的導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)提供了重要的理論支持。他提出的數(shù)學(xué)建模方法后被應(yīng)用于水下武器、航空航天乃至現(xiàn)代精確制導(dǎo)武器的研發(fā)。

戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后的反思

盡管在二戰(zhàn)期間幫助美軍改進(jìn)武器，但愛(ài)因斯坦始終對(duì)科學(xué)被用于戰(zhàn)爭(zhēng)保持警惕。原子彈的爆炸讓他深感不安，他在戰(zhàn)后積極投身國(guó)際裁軍運(yùn)動(dòng)。1955 年，他與英國(guó)哲學(xué)家伯特蘭·羅素共同發(fā)表了《羅素— 愛(ài)因斯坦宣言》，呼吁全球科學(xué)家關(guān)注核武器對(duì)人類文明的威脅。科學(xué)技術(shù)可以拯救生命，也可以被用來(lái)制造毀滅性的武器。對(duì)科學(xué)家而言，如何承擔(dān)社會(huì)責(zé)任，如何確保自己的研究造福人類而非毀滅世界，始終是一個(gè)值得深思的問(wèn)題。

除上述例子外，愛(ài)因斯坦還對(duì)技術(shù)發(fā)明、工程應(yīng)用、測(cè)量?jī)x器甚至能源利用等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題充滿興趣，例如流體力學(xué)與湍流研究。湍流是流體力學(xué)中最復(fù)雜的問(wèn)題之一，至今仍未被完全解析。愛(ài)因斯坦通過(guò)觀察煙霧擴(kuò)散、云層變化、河流急流等現(xiàn)象，嘗試用統(tǒng)計(jì)方法描述湍流。這種研究方式影響了后來(lái)的復(fù)雜系統(tǒng)科學(xué)。又如，專利局的經(jīng)歷讓愛(ài)因斯坦對(duì)測(cè)量?jī)x器的精度改進(jìn)有獨(dú)到見(jiàn)解。他研究過(guò)光學(xué)測(cè)量?jī)x、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，并提出優(yōu)化方案，推動(dòng)了高精度測(cè)量的發(fā)展。再如，愛(ài)因斯坦曾探討如何減少機(jī)械操作中的人為錯(cuò)誤，并設(shè)想自動(dòng)反饋系統(tǒng)，涉及導(dǎo)航、溫控等領(lǐng)域，這些理念與后來(lái)控制論、自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展不謀而合。另外，愛(ài)因斯坦在研究光電效應(yīng)時(shí)，意識(shí)到太陽(yáng)能的潛力，并設(shè)想未來(lái)如果能大規(guī)模利用太陽(yáng)能，或許能解決能源問(wèn)題，這一思考在今天依然具有現(xiàn)實(shí)意義。

科學(xué)不僅改變世界，

也能改善生活

愛(ài)因斯坦是一位不僅思考宇宙奧秘，更熱衷于現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的科學(xué)家。他的研究不僅限于黑板上的公式，還延伸到技術(shù)發(fā)明、工程改進(jìn)，甚至社會(huì)責(zé)任。他的陀螺羅盤、冷卻系統(tǒng)專利、魚(yú)雷技術(shù)改進(jìn)等成果，證明了科學(xué)不僅推動(dòng)知識(shí)前沿發(fā)展，也能直接改善人們的生活。

愛(ài)因斯坦的探索精神超越了學(xué)科界限，他不僅是相對(duì)論的提出者，還是一位敢于嘗試、樂(lè)于實(shí)踐的創(chuàng)新者。他的故事告訴我們，科學(xué)不僅是理論推演，更是一種改變世界的力量。今天，我們不僅要學(xué)習(xí)他的科學(xué)成就，更應(yīng)繼承他的跨學(xué)科思維、實(shí)踐精神和對(duì)科技倫理的深刻思考。在人工智能、生物技術(shù)等迅猛發(fā)展的時(shí)代，這種精神依然值得我們借鑒和發(fā)揚(yáng)。

《不只是E=mc2——愛(ài)因斯坦的實(shí)用探索和奇趣發(fā)明》

[匈]約瑟夫?·?伊利 著

方在慶 何鈞　雷煜 譯

定價(jià)：98元

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2025年《科學(xué)畫報(bào)》