追上爱因斯坦

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尖 端 科 学 奇 迹 人 生

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198

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同龄鸟•问你问我2010年7月（上）

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6 疯

狂科

学家

们的

疯狂

偶像

9 爱

因斯

坦效

应

13

改变

世界

的方

程式

16

孩子

眼中

的爱

因斯

坦

本期编辑顾问

彼得·加利森（Peter Galison）博士现任美国哈佛大

学约瑟夫·佩里格雷诺（Joseph Pellegrino）教授职位

（哈佛大学教授的最高荣誉），研究领域是科学史和

物理学。1997年，他获得了麦克阿瑟奖（John D.and

Catherine T. MacArthur Foundation Fellow），1999

年，获得了马克斯普朗克奖（Max Planck）。加利森

的作品主要探索了20和21世纪物理学的三大亚文化之

间的复杂互动—实验、仪器和理论。他也写过很多

本书，包括《爱因斯坦之钟（Einstein’s Clocks）》

和《庞加莱映射（Poincare’s Maps）》（2003），

目前兼任《爱因斯坦在21世纪：他留给科学、艺术和

现代文化的遗产》杂志编辑。

美国教育协会特别成就奖

儿童杂志指南

中小学指南

青少年读者指南

期刊文学读者指南

本刊内容精选自美国卡洛斯出版集团旗下获得以下奖项的多本刊物：

父母选择奖

16

孩子

眼中

的爱

因斯

坦

18

喷泉

边的

茱莉

21

爱因

斯坦

也会

错

24

了解

真相

26

爱因

斯坦

的玩

具28

爱

因斯

坦大

脑里

发现

神秘

细胞

2 独家科学报告

32 动“恼”

36 有趣的文字

38 问你问我问答

39 漫画：星天

封三 动物角度

专栏

1www.ohmmy.com 1

　　众所周知，爱因斯坦是20世纪

最具传奇色彩的科学家。这位科学

界的超级明星，以他的天才和很酷

的发型闻名于世。一个曾经考试不

及格的穷学

生是怎样达

到如此地位

的呢？爱因

斯坦是一个

大胆的思考者，始终相信自己。他

对世界的看法完全不同于普通人，

而他坚信，这是正确的。他的那些

宇宙、时间和万有引力的革命性理

论看似荒诞不经，却永远改变了我

们对宇宙如何运转的看法。

　　在本期《问你问我》中，我们

希望帮助你更好地理解爱因斯坦那

近乎玄妙的思想。在这里，许多外

国的知名科学家会告诉你，爱因斯

坦为什么成为他们的偶像；还有一

些美国孩子也发表看法，为什么疯

狂科学家中的这个最疯狂的家伙在

半个多世纪以后，还能保持明星般

的影响力。在你阅读爱因斯坦那神

奇的方程式和相对论的时候，开动

脑筋思考吧。

因斯 坦 对量子纠缠 有个

说法，他称之为“鬼魅般

的超距作用”，因为这种量子状

态意味着，两颗互相纠缠的粒子

即使相距十分遥远，也能立刻相

互影响。正像纠缠听上去既奇怪

又“鬼魅”一样，他一直用纠缠的

电子自旋或其他内部粒子状态

加以演示。如今，科学家们第一

次将纠缠转移到了一个运动的系

统—两对振荡离子。

“我们想做一个实验，挑战

纠缠的观察禁区。”在美国科罗

拉多州的美国国家标准技术研究

院（简称NIST），负责这项研究的

研究生约翰•乔斯特（John Jost）

说，“我们使一些以前从没纠缠

过的东西发生纠缠，这是一种在

非量子世界中可以见到的物理振

荡体系，只是要小得多。”

为了完成这个微小而艰巨

的技术活，乔斯特的团队首先要

小心翼翼地将两个镁离子排列

在两个互相纠缠的铍离子之间，

然后将这两对离子分为两个相距

240000纳米的离子阱。这个距离

对你我来说可能只是一根头发的

一小段那么宽，但对于1纳米宽的

铍离子来说，这可相当于十万八

千里呢。实验人员用精确激光脉

冲，将铍离子的统一旋转变成与

镁搭档同步的前后跳动。无论彼

此距离如何，相互纠缠的铍离子

都会保持同样的量子“节奏”。

这种鬼魅般的超距作用有

什么用呢？乔斯特说：“我们为

了做这个实验而开发的一部分

技术对于制造利用阱离子的量

子信息处理器，或对量子计算机

同样具有重要作用。”太酷了！

不知道爱因斯坦会对量子计算

机作何感想呢？

吓你一跳的量子力学！

作者：凯瑟琳•休利克 （Kathryn Hulick）译者：叶雨

爱

作者：迈克•菲利浦斯 （Mike Phillips）译者：叶雨

爱 因 斯 坦 教

授，请给我们

讲讲……这都

是什么意思？

要让我说，

这真是活

见鬼了！

振荡：前后振动 离子：带电的原子

独家科学报告 Science Scoops

2 www.ohmmy.com

象一下你是一位国际空间

站的宇航员。2009年6月

12日这天，当你向窗外望去，就

看见这惊人的一团水蒸气，混合

着灰烬直冲云霄。突然间，你醒

悟过来，原来自己正安然无恙地

飘浮在一座正在喷发的活火山上

空呢！

萨瑞彻维火山坐落在日本

东北部，是千岛群岛最活跃的火

山之一。这幅令人震撼的图片以

完美的细节，展现了萨瑞彻维火

山大爆发初期的景观。由于缺

乏强 风吹散，火山的喷发物形

成美丽的轮廓，看起来仿佛火山

喷发的力量把云层都撕开了一

个洞！

喷发物顶端的柔软白云可能

是水蒸气，而褐色的烟状巨浪则

是火山灰。如果你靠近地面仔细

看，还能看见一团浓厚的灰色灰

烬，叫做火山碎屑流，它正在从喷

发的山顶向下滚滚流动。你还能

看见火山灰柱的阴影遮蔽着下面

的岛屿。

萨瑞彻维火山喷发持续了一

周，在此期间，在喷发火山附近

的任何地方，飞机都无法飞行，否

则发动机可能会吸入火山灰而发

生故障！

想

火山爆发！

独家科学报告

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神秘的宇宙斑点宇宙还是个小宝宝的时候，

一个巨大的气体球出现了，

球的大小足以容得下4000多万个

太阳，长度相当于我们银河系盘

面的一半。如今天文学家们正在

绞尽脑汁猜想这个大球到底是什

么东西。他们提出了几种理论：或

许有个质量超大的黑洞，在中央

驱动着这个巨大的气团；或许是

两个年轻的星系碰撞形成的；甚

至可能是无数星星构成的“超级

星系风”。

发现斑点的研究人员小组

以为，他们望远镜图像中这个闪

光的巨大斑点一定是因为出错

才出现的。位于美国加利福尼亚

卡内基研究所天文台的大内正己

（Masami Ouchi）说：“我们很不

情愿吸收这个奇怪‘候选人’的光

谱，因为这样会消耗宝贵的望远

镜时间。我们根本就不相信这个

明亮而巨大的光源是个无比遥远

的物体。”但他们还是尝试了，结

果让他们大吃一惊：光谱显示，这

个斑点在129亿光年以外！由于越

往宇宙深处观测，就意味着越回

到时间的初始，大内意识到，他观

测到的巨大物体仅仅在宇宙大爆

炸8千万年后就形成了，这是在宇

宙史上那么早的时期发现的最大

的物体。大内说：“我从没想到宇

宙史上那么早的时期会有这么大

的物体存在。”

大内的研究小组将这个大斑

点命名为“卑弥呼”，这是一位传

奇的日本女王的名字。目前，卑弥

呼可以被归类为扩大的莱曼α斑

点，也就是一个由气体组成的巨

型斑点，它的光谱就在莱曼α放射

线上。

然而，小组成员阿伦•德莱

斯勒提出：“在一定程度上，这个

物体是独一无二的，它很难适应

关于通常星系怎样集聚的主流模

式。而另一方面，这也正是它的有

趣之处。”

当

卑弥呼

在气体斑点卑弥呼这幅图片中，右下角的横线代表1万光年。

1万光年

光谱：一种表示光的强度和波长的度量衡。

莱曼α放射线：氢原子的某种过渡转变会产生这种明显的放

射。该射线是由美国哈佛大学的物理学家西奥多•莱曼于20世

纪60年代发现的。

独家科学报告 Science Scoops

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心啦，爱因斯坦先生，有个机器人正想抢你

的饭碗呢！这个机器人名叫亚当，它也许是

有史以来第一个会独立思考，并为发现科学新知，

对假设进行测试的东西（不是人类哦）。迄今为

止，亚当的发现都与酵母遗传学相关。虽说这远远

不如爱因斯坦的相对论那样令人振奋，但当你想

到，根本没人告诉过亚当该研究哪种酵母基因时，

这还是相当不可思议的。英国阿伯里斯特威斯大

学的罗斯•金是机器人的制造者，他对加拿大广播

电视台说：“亚当自己会决定该做什么。它会决定

该做什么实验，怎么测试。”

当然，亚当的选择受制于金教授提供给它的信

息和实验室中的可用设备。有形的机器人系统包括

很多微孔板（用于培育酵母培养菌）、机械臂、孵育

器、制冷器、分液器、风扇，还有其他生物研究用的

设备。亚当还存有大量关于酵母和其他有机体的数

据。为了决定该做什么，亚当首先要找到酵母基因

数据的不完全之处，然后搜索其他有机体中相似基

因的完整信息。通过比较所有这些数据，亚当可以

形成一种假设……并且开始进行试验。亚当每天可

以进行多达1000项的新试验！

为什么选择酵母呢？生物学家用这种简单的

有机体，作为更加复杂有机体的模板，比如人体细

胞。到目前为止，亚当已经计算出12种不同酵母基

因的功能。金教授和他的同事对亚当的计算结果用

笔算进行了验算，结果完全正确。亚当最终会从事

酵母以外的工作—只要金教授把新实验所需的

数据上传完毕。金教授的研究小组还制造了一位新

的机器人科学家，名叫夏娃。这个机器人将为疟疾

之类的疾病测试新药。

长期以来，机器人在科学实验室一直大显身

手，但这些机器人往往只会按照人类的要求来工作

和生成数据。机器人不仅自己设计实验，而且可以

自行决定实验结果，这还是破天荒！不过，当代的

爱因斯坦们不必担心自己会被取代—亚当这种

机器人科学家更有可能充当实验室助手，而不是才

华横溢的理论家。

嗨！我叫亚当。

这是罗斯•金教授，他是机器人科学家亚当的研究小组负责人。

机器人科学家小

轮到你了！你觉得机器人科学家应该长什么样？将你的画作寄到：小多（北京）文化传媒有限公司地址：北京市海淀区魏公村街1号韦伯豪1号楼1409室电子邮箱：ui_wenniwenwo@163.com

独家科学报告

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疯狂科学家们的

疯狂偶像因斯 坦 是一 位疯 狂的科学

家，还是那些疯狂的科学家

所崇拜的偶像和最闪亮的明

星。他是科学领域的代表人

物，他邋遢的衣着和一头乱发被科学家们

竞相模仿。爱因斯坦成为一个疯狂科学家

的典范，因为他的想法总是超级怪异。他

是疯狂科学家们的英雄，因为他天不怕、

地不怕。

爱因斯坦设计的实验总是非常危险，

让人毛骨悚然。比如为了了解重力，他要随

一个完全不受控制的升降机自由落体，坠

到地面。为了研究光，他要站在行进中的火

车顶上，观察同时发生的闪电。他甚至还要

与光进行高速赛跑。他想以超光速穿越时

空。令人欣慰的是，爱因斯坦没有因为他疯

狂异常的举动而受伤。因为这些危险的探

索都是在他的想象中安全进行的。

爱因斯坦是一位“理想实验”大师。“理

想实验”就是用想象力进行实验。这些实验

用来检验一种假想的正确性，但是不会在现

实中进行验证。爱因斯坦的这些理想实验要

么很难在实际中操作，要么就是有致命的可

能。有时这两种情况同时存在。

很多科学家，无论他们是不是很疯狂，

都会用到理想实验。爱因斯坦对此尤其擅

长。他在很小的时候就表现出强烈的好奇

心。爱因斯坦五岁时，有一次生病卧床，他

的爸爸给了他一个指南针玩。还没有上学

的小爱因斯坦就开始好奇，是什么力量使

指南针能够旋转。这个力没有接触到指南

针，那么它从哪里来？到16岁时，爱因斯坦

开始思考一些更加危险的事情了。他开始

好奇，如果能和一束光赛跑会怎么样。

与光赛跑不只是爱因斯坦的一时冲

动。这是科学界很多重量级人物共同的想

法。牛顿爵士，就是那位被苹果砸到头而

发现重力的著名科学家，也想与光赛跑。牛

顿相信，在速度上超过光束是有可能做到

的。他根据他提出的牛顿运动定律，得出了

这一结论。根据牛顿运动定律，一束光同任

何抛物体都没有区别。同子弹或炮弹一样，

光的速度也可以计算。与光赛跑能够获胜

的方法很简单：不停地加速，直到达到光的

速度，然后超越它。

爱

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作者：玛丽•考克斯（Mary Beth Cox）译者：张晓涛绘者：布拉德•沃克（Brad Walker）

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爱因斯坦的想法很有趣。同时，他对于

宇宙的理解让人感到不可思议

作者玛丽•考克斯（Mary Beth Cox），化学家，也是美国知名少儿科普杂志的常驻作者。译者张晓涛，长期从事翻译工作，参与翻译过三本旅游图书，喜欢奇思妙想，对神秘事物很感兴趣。

詹姆斯• 麦克斯韦（James

Clerk Maxwell）则有不同的想法。

麦克斯韦是一位物理学家，他提出

了光是一种电磁波。他在某种程度

上就像牛顿一样，是一位受人尊重

的权威人士。麦克斯韦坚信，任何

东西都不可能比光还要快。他宣

称，光以每秒30万千米的速度，远

远超过任何东西。没有东西可以

追得上一束光，更不要说最终能够

超越光。

爱因斯坦决定进行一场伟大

的光速竞赛来试试运气。他对这场

竞赛感兴趣，完全是因为他的两个

同行—牛顿和麦克斯韦意见不

一。爱因斯坦开动脑筋，开始理想

实验。他让大脑运转得像光速一样

快。他想象自己追赶一束光，最后

与光并驾齐驱。当他想象中的速度

到达顶峰时，他心中的疑惑突然解

开了。他发现，宇宙是一个非常奇

特的地方，比牛顿和麦克斯韦曾经

的猜测还要奇特。

爱因斯坦意识到有三个不可

思议的理论一定是正确的。这些理

论意味着，麦克斯韦是对的。但同

时也意味着，牛顿并不一定完全错

误。第一个理论是，质量和能量是

一回事。第二个是，时间和空间是

相对的。第三个是，每秒30万千米

的速度是宇宙的真正极限，不会有

什么东西比这个速度更快了。

爱因斯坦提出，速度像光一

样快，需要有无穷的能量。既然能

量和质量是一回事，那么拥有无穷

能量的人，也一定具有无穷大的质

量。如果一个人的能量越来越大，

也就是他的质量在不断增长，但巨

大的质量将使他无法追赶上光。

光却没有这种问题。因为光没有质

量。所以光可以达到宇宙之最，每

秒30万千米。麦克斯韦是正确的。

光永远是胜利者，宇宙赋予它无法

超越的能力。

不过爱因斯坦也说，牛顿并不

完全是错误的。牛顿并不知道时间

和空间的相对性。如果一个人的速

度逼近宇宙极限时，他将经历时空

变换。具体来说，时间会变慢，空

间会缩小。他将感到时间越来越

长，距离越来越短。牛顿定律对于

接近光速的东西仍然适用，但是对

于要经历时空变换的东西来说，是

不适用的。如果牛顿知道这些，他

可能会同意麦克斯韦的观点：光是

无法超越的。

上面三段内容是不是听起来

很疯狂？这些内容在1905年刚被

爱因斯坦发表时，就轰动一时。这

些理论似乎解决了两位伟大科学

家之间的矛盾。与此同时，爱因斯

坦对于宇宙的理解在当时看来是

完全不可思议的。时间变慢？空间

缩小？这与当时所有的观念和经

验都不相符。没有任何实验能够

证明爱因斯坦的观点是正确的。

任何科学假设，无论观点是否疯

狂，都必须要在残酷客观的现实

中接受验证。

幸运的是，现实中确实有能够

挑战光速的东西。它们是一种极其

微小的物质，叫做粒子。它们可以

在一种叫做粒子加速器的高科技

仪器上奔跑起来。粒子几乎没有质

量。它们的速度可以被加快，接近

光速。但令人遗憾的是，粒子的生

存时间很短。它们在短时间内就会

消失。但是当同光赛跑时，粒子生

存的时间会相对长一些。因为时间

为它们变慢了。

粒子是球形的。它们是超级

微小的球状物质。但是当它们的速

度接近光速时，它们的形状就变扁

了。空间为它们缩小了。在粒子加

速器中被急剧加速的粒子经历了

爱因斯坦所描述的那种宇宙。

爱因斯坦理想实验的成功使

他成为一个巨星。他现在而且永远

都是疯狂科学家们的疯狂偶像。他

有一个奇怪的办公室，专门用来进

行奇特的研究（这个办公室就位于

他的两个耳朵之间）。

8 www.ohmmy.com

个人印象—天才其人

因斯坦于1916年发表了著名的广义相对论，就

在1919年五月，月亮转到太阳和地球之间，挡

住太阳光，而这也正是考验爱因斯坦理论是否正确

的关键时刻。爱因斯坦早先称，光线接近太阳时，太

阳引力会改变它的方向。这次日食本来并没有什么

值得注意的地方，但科学家将整个过程拍摄下来，就

是为了证实相对论是否正确。

几个月以后，英格兰皇家学院宣布，他们的照

片证实了爱因斯坦的预测。世界各地报纸头版头条

都争相宣告这一新闻。几乎一夜之间，40岁的爱因

斯坦摇身一变成了名人。他的才华迅速征服了全世

界，从那时起直到他1955年去世，他的一举一动都

广受瞩目。

但对这位物理学家而

言，成功之路漫长而曲

折。德国学校中那种纪

律严明，不鼓励独立思

考的教育体制没有给

他 的成长 提 供 多大帮

助，他的老师们对爱因斯

坦蔑视权威的态度很反

感。尽管如此，爱因斯坦还

是对数学、物理和哲学产生了

浓厚兴趣。他16岁时就已经创造了思维实验，比如在

想象中，他可以沿着一束光去旅行。这些仅仅发生在

他脑子里的实验成就了他那些最伟大的理论。高中

最后一年，爱因斯坦在瑞士的一个小镇中度过，他的

天分得到老师的认可和鼓励。

但到了大学，爱因斯坦的态度使得他和很多大

学教授的关系变得糟糕。爱因斯坦在给一个朋友

的信中写道：“对权威盲目的崇拜是真理最大的敌

人。”毕业后，他想申请一份教书的工作，但并没有得

到所需的推荐。直到两年后，爱因斯坦才找到一份稳

定的工作，在瑞士伯尔尼的一个政府部门审查发明

专利。虽然他一周工作六天，但他还是利用自己的空

闲时间继续他的物理探索，还有他的思维实验。1905

年，26岁的爱因斯坦发表了五篇革命性的科学论文，

其中就包括那个著名的方程式E = mc2。

爱因斯坦的论文引起了科学界权威人士的关

注，很多大学开始邀请他去教课。

爱

在德国慕尼黑的路易波尔德高中，年轻的爱因斯坦学习德语、拉丁文和希腊语。

爱因斯坦1902年在伯尔尼专利局开始工作。

阿尔伯特直到两岁左右才开始说话，不过后来他说出了最有趣的事情。

爱 因 斯 坦 效 应爱 因 斯 坦 效 应

作者：珍妮•米勒（Jeanne Miller）译者：阮健

9www.ohmmy.com

材料学科学家迪迪埃•方丹（Didier de Fontaine）

为我们讲了一件家事。他一岁的时候，一家人在

比利时海边的一个小村庄度假。“一天，我妈

妈把我放到婴儿车里，推着我沿海边散步，婴

儿车一下子陷进沙堆中。一位和蔼的绅士恰好

路过，帮助我妈妈把婴儿车弄了出来，然后微笑

地用手指触帽致意，继续往前走。”妈妈认出了这位

绅士就是爱因斯坦。方丹接着说：“我长大了决定研究科

学，是这次儿时与爱因斯坦的邂逅促使我作了这个决定

吗？当然不是！事情不会这么容易就能串在一起的。”

物理学家大卫•尼格伦（David Nygren）：“即使

一个完全不了解相对论的人，也知道

质量和能量之间存在某种深刻的联

系，这个联系正是爱因斯坦发现

的—这两者在某种意义上是等价

的。他是知识界的偶像级人物。”

　 　 理 论 物 理 学 家 劳 伦 斯 • 克 劳 斯 （ L a w r e n c e

Krauss）：“爱因斯坦激励着我们这

一代希望成为科学家的年轻人。他

几乎代表了所有人们想得到的：智

慧中带着谦逊、伟大的成就、逆境

中的成功，还有幽默。”

　天体物理学家黄小生：“他是我的英

雄。我有一张爱因斯坦老年时的照

片，照片上他的手抱在胸前。我

由衷感叹那张看上去充满智慧的

脸。”

爱因斯坦的影响

他在柏林大学当教授的时候，发表了广义相

对论。这个理论永远改变了科学界对空间、时间

和自然界的看法，也使爱因斯坦成为继牛顿以

后，世人眼中最伟大的天才。

爱因斯坦的影响不仅限于物理学领域。凭

借自己的声望，爱因斯坦呼吁反战、反歧视，还

有反对德国的极端民族主义运动—纳粹对犹

太人的暴行。作为一名犹太人，爱因斯坦本身

就是纳粹的迫害目标。而他不会因此沉默。1933

年，纳粹控制了德国，爱因斯坦和他的妻子永远

离开了自己的国家。他在美国新泽西州的普林

斯顿大学高等研究院受到欢迎，后半生一直在

这里工作。

爱因斯坦在普林斯顿献身于“万有理论”的

研究，这是一套可以解释宇宙全部力量和事物

关系的理论，但是他并不成功（现在的物理学家

们仍在设法解决这一问题）。尽管爱因斯坦已经

成名，但他仍然很谦逊。他一直致力于推进世界

和平，希望建立一个世界政府，可以超越狭隘的

民族利益，实现人人平等。

爱因斯坦无疑令整个世界都变得不同。同

时他也影响着每个人。接下来，让我们看看爱因

斯坦和他的故事对人们，尤其是对科学家们产生

了什么样的影响吧。

爱因斯坦和他的妻子艾尔莎（Elsa）

迪迪埃•方丹（Didier de Fontaine）美国伯克利加州大学材料科学教授。

大卫•尼格伦（David Nygren）劳伦斯伯克利国家实验室的资深物理学家。

劳伦斯•克劳斯（Lawrence Krauss）亚利桑那州立大学教授和《起源计划》的负责人。

黄小生（音译Xiaosheng Huang）美国伯克利加州大学物理学的讲师。

10 www.ohmmy.com

　　物理学家赫伯特•斯坦纳（Herbert Steiner）：“我

把他视为我一生所知的最伟大的天才。我妈妈在

20年代德国一所幼儿园当老师，她认识爱因斯坦

一家，并和他们共同度过一段日子。妈妈这段经

历让我觉得爱因斯坦并不遥远。”

　　数学家克里斯•莱克罗夫特（Chris Rycroft）：“我

们家的家庭背景再普通不过，我是家里第一个上大学

的人。爱因斯坦一生中最能让我产生共鸣的是他普通

的教育背景。他最伟大的理论是他在瑞士专利局工作

的时候提出的，我认为只要任何人愿意付出辛勤的努

力，不管他的背景如何、有没有名气，都可以学习科

学并追求真理。爱因斯坦就是最好的例子。”

　　爵士音乐家罗杰•葛兰（Roger　Glenn）：“我

发现了一件有趣的事情，就是爱因斯坦拉小提琴。

他是我所知道的第一个既是科学家，也是音乐家的

人。当我进入大学时，我决定主修数学和物理。我

想真的弄明白爱因斯坦的理论。我完全被他超前的

思想折服了。从他身上，我看到了人可以用完全不

同的眼光来看世界。我在和我一同工作的音乐家身

上也看到了这点。”

　　物理学家艾伦•古德曼（Alan Goodman）：“我

17岁的时候，爱因斯坦和牛顿就成为我心目中卓越科

学家的典范。此后在我生命中一直占据重要地位，

无人可及，他们的成果是解释物理学的最伟大的模

板。从很早起，爱因斯坦对时间膨胀和长度收缩的

奇特预测就让我着迷。虽然我每年都给大一学生讲

这门课，但是对它的痴迷之情从未变淡。”

　　宇宙学家中岛玲子（Reiko Nakajima）：“一名物

理学学生和爱因斯坦的关系很特别，和像牛顿这样的

科学家不一样。因为广义相对论太古怪了。你只能追

随爱因斯坦的思路，才能得出同样的结论。而对于牛

顿，很容易就可以看出他是怎么想出重力理论的，就

是观察一个苹果下落。与其相比，时空弯曲、重力等

于加速度等诸如此类的理论要神秘得多。”

爱因斯坦的幽默

　　物理学家尤金•康明斯（Eugene Commins）（生

命中最后几年，爱因斯坦与普林斯顿研究院的康明斯

一家成为朋友）：“我把爱因斯坦看做是和蔼、耐心

的祖父。他容忍我的年少无知，告诉我很多关于物理

的知识，虽然当时我还不能理解，但我至今还记得。

他特别有幽默感。他有一只鹦鹉，他经常用德文和依

地语给鹦鹉讲犹太民族的笑话。这是我见过的唯一一

只能讲依地语的鹦鹉了。”

克里斯•莱克罗夫特（Chris Rycroft）美国伯克利加州大学的博士后研究员。

罗杰•葛兰（Roger Glenn）美国加州旧金山海湾的音乐家，专攻拉丁爵士乐。

艾伦•古德曼（Alan Goodman）美国杜兰大学物理学名誉教授。

中岛玲子（Reiko Nakajima）美国伯克利加州大学的博士后研究员。

尤金•康明斯（Eugene Commins）美国伯克利加州大学物理学名誉教授。

赫伯特•斯坦纳（Herbert Steiner）美国伯克利加州大学物理学的荣誉教授。

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爱因斯坦的才华 宇宙学家索尔•普莫特（Saul Perlmutter）这样

说：“我不知道我们的大脑会不会也随着进化过

程而发展，可以足够灵活，能够计算出整个宇宙

是如何工作的。显然，我们的头脑可以让我们在

认知的过程中，迈出所谓的‘大步子’。在一些

特别的情况下，以爱因斯坦为例，你甚至能走出

更大的步子。爱因斯坦的IQ远高于其他人的平均水

平。但即使像他这样的人，也有认知的极限。他

花了很长时间研究‘万有理论’。我相信当他不

能再前进一步的时候，他自己也很沮丧。但是乐趣

就在于努力的过程和沿途中取得的进步。你不会买

一个只有一个关卡的游戏。科学就是我们被赋予多

出那么一点的想象，正是这个多出一点的想象具有

美学般的美感，它既简单又复杂。这一简单和复杂

的结合会给人带来高度的满足感。这显然是爱因斯

坦所热爱的。”

化 学 家 理 查 德 • 费 尔 斯 通 （ R i c h a r d

Firestone）：“爱因斯坦独立揭示了能量

和质量之间的关系，为现代物理学现在的

成就打下了基础。他留下的遗产不仅是他

重要的发现，而且是发现的过程，这些都

是仅靠个人的智慧实现的。”

　　物理学家尤金•康明斯：“他具有超常的智慧

和一个非常安静而又极为独立的思维，这让他可

以摆脱同时代的思维模式（和错误）的束缚。”

　　物理学家大卫•尼格伦（David Nygren）说

道：“我印象很深的是爱因斯坦可以做思维实

验。还是个青少年的时候，他就想象着将自己置

身于一个光子的背上，以光速前进，从中推导出

一定为真的特性。他可以从很简单的概念出发，

然后得出重要的原理，比如从宇宙在所有方向上

都是相同的开始分析。他还可以从狭义相对论

开始拓展，然后在12年以后，独立想出广义相对

论，后者在数学运算上要复杂得多。对我而言，

他将一直处在一个独立的分类中。”

爱因斯坦的人文主义精神

宇宙学家索尔•普莫特（Saul

Perlmutter）：“我喜欢把我们

自己放置在整个宇宙的大环境中

去思考，这让我们更能感到人类

间的兄弟之情和共同感，而不是差

异感。因为置身于包容所有事物的宽广框架下，我

们只是巨大的宇宙中微不足道的人类。在这种意义

上，我们是相似的，我们的需求相同、目标相同、

志向相同。也许这正是使爱因斯坦成为人道主义者

和国际主义者的原因。”

作者珍妮•米勒（Jeanne Miller）经常为美国知名儿童科学杂志撰写文章，现居美国加利福尼亚州的伯克利。译者阮健在北京外国语大学学习翻译，后在英国纽卡斯尔大学学习应用语言学和英语教学。曾任英文网站高级编辑，现为多家杂志撰稿。

42岁的爱因斯坦在维也纳做演讲期间

化学家理查德•费尔斯通（Richard Firestone），劳伦斯伯克利国家实验室资深科学家。

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你肯定听说过爱因斯坦著名的方程式E=mc2。但是E=mc2到底是什么意思呢？

爱因斯坦的方程式爱因斯坦在1905年9月发

表 的 一 篇 文 章 里首 次 写 下 了

E=mc2，文章题为《物体的惯性

是否 决 定其内能》，题目并不

起眼。在这篇三页纸的文章里，

他用L代表能量，v代表光的速

度。1912年以后，人们统一用E表

示能量，m代表质量，c 代表光速

（来自拉丁词celeritas，速度的

意思）。

根据自己对狭义相对论的

研究，也根据光源移动，光速仍

保持不变的事实，爱因斯坦得

出结论：质量和能量从根本上说

是 可 以 互

换的。他写

道：“物 体

质 量 是 其

内 能 的 一

个尺度。”

能量与质量

相关。用方程式来表示就是，能

量等于质量乘以光速的平方。

改变世界的方程式

其实一点也不难。

作者：凯西恩•科娃斯基（Kathiann M. Kowalski） 译者：李金玉

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爱因斯坦在给他的朋友康拉

德•哈比希特（Conrad Habicht）的

信中写道：“这真是令人着迷而有

趣的想法，我不敢肯定上帝是不

是在嘲笑它，故意捉弄我。”

爱因斯坦并不是第一个将能

量和质量联系起来的物理学家。

奥地利的弗里德里希•哈泽内尔

（Friedrich Hasenohrl）和法国的昂

利•彭加勒（Jules Henri Poincare）

都发表过类似的观点。然而爱因

斯坦却是第一个得到E=mc2这个

正确答案的人。

这个方程式说明，质量和能

量不是独立的，和科学家原来的

想法一致。就像物理学家托尼•罗

思曼（Tony Rothman）在普林斯

顿大学所说的：“或许这个说法

就是这篇论文最重要的部分。在

物理学家看来，质量和能量是一

样的。”

爱因斯坦对吗？

爱因斯坦在1905年的文章中

做出了让人信服的推理，他还给

出了一些估算值。后来，爱因

斯坦和其他几位科学家继续对

E=mc2方程式提出辩解。令人惊

奇的是，爱因斯坦对方程式的研

究完全不是来自实验室，但他还

是得到了正确的答案。

　　华盛顿大学物理学家克利福

德•威尔（Clifford Will）说：“他

是正确的，因为试验已经证实了

方程式的正确性。”在现代物理

实验室里，爱因斯坦质能方程每

天都能得到证实。威尔说：“质

量—能量总是守恒的。这已用最

精密的测量仪器检验过了。”

一个强大的方程式

罗 斯 曼 （ R o t h m a n ）

说：“E=mc2只是告诉你质量中

存在有多少能量，并没有告诉你

如何把这些能量释放出来。”其

他研究人员接受了这个挑战。继

美国曼哈顿计划之后，人们研究

出了原子弹，在1945年第二次世

界大战期间美国政府利用它迫使

日本投降。基于爱因斯坦的方程

式，尽管原子弹中仅有不到1%

的质量转化为能量，它却能破坏

所有的城市。

“这个方程式也能控制核反

应 堆 中 能 量 的 产 出 方 式 ” ，

威 尔 说 ， “ 因 为 c 是 如 此 庞 大

（300000千米/秒），使你可以

从质量的微小差别中得到很多能

量。”现在核能工厂供给美国约

1/5的电力。

“爱因斯坦的质能方程式每

游客在德国柏林老博物馆在观看爱因斯坦著名的质能方程式雕像。

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天都用在医学上。”克丽斯蒂

娜•洛伊斯（Cristina Lois）补充

说。洛伊斯是位于西班牙西北

角的圣地牙哥大学的一名物理

学家。

　　比如PET(正电子放射层扫描

术)能够帮助医生诊断癌症，癌

细胞比普通的细胞需要更多的能

量，因此有放射性同位素的葡萄

糖就会浓缩在那些“热点”上。

洛伊斯解释说：“正电子放射层

扫描术使用的放射性同位素发射

出正电子。一个正电子是电子的

反粒子，或正子，它有着同样的

质量和相反的电荷。”当一个正

电子在身体里与一个电子相撞，

它们会相互消灭对方，光子则从

反方向射出。正电子放射层扫描

术仪器能够检测出那些光子，利

用它们做出身体内部的三维图

像。洛伊斯解释说：“我们一开

始拥有的两个粒子，电子和正电

子把它们的质量转化成能量—

光子。”

方程式的明星影响力

“要不是这个方程式，我们

就不存在。”威尔强调，“太阳

发出的光是E=mc2的直接结果。

在太阳内部，热核反应将氢气转

化成氮气，可是与氢气转化而来

的原粒子总质量相比，氦核要轻

点。”这个差异的质量转化成了

能量，成了太阳的能量源泉，让

我们温暖。”

　　从广义上讲，E=mc2推动整

个宇宙的运行。这个方程式可以

让我们看到一个巨大的“大爆

点”这个差异的质量转化成了告

诉我们物质持续转化成能量，能

量再转化成物质。

　　爱因斯坦的方程式在科学领

域之外也有明星般的影响力。

它 是 T 恤 衫 和 海 报 上 的 标 语 ，

是建立在柏林老博物馆外的雕

像，它还出现在北京的高桥上。

流行歌手玛丽亚•凯莉（Mariah

Carey）把自己的音乐专集命名

为E=mc2。

　　它的魅力是什么？威尔认

为，你不需要成为爱因斯坦，也

可以理解这个方程式，可以得出

方程式的结论。还有，就是爱因

斯坦本人的性格和创造力也增添

了方程式的明星影响力。

　　“爱因斯坦的天赋并不仅

仅是基于他

的才能，他

的 确 很 聪

明，但他更

具有超脱常

规的思考能

力。”威尔

说。在这点

上，我们都

应该像爱因斯坦那样，有创意地

想问题。

作者凯西恩•科娃斯基（Kathiann M. Kowa l s k i）住在 美国俄亥俄州，哈佛大学 法学 博士，曾经在律师 事务所 做合伙人，现为自由作家。已经写了21本适合青年读 者阅读的书籍，获得 科学和环境方面的图书大奖。

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孩子眼中的

爱因斯坦作者：汤姆•凡考克 　（Tom　Pfannkoch）译者：张涛

高的智商，凌乱的头发，这两大特

点，只能让我们想到一个人，那就是

爱因斯坦。

如果你不怎么了解这位20世纪著名的

科学家，没关系，几乎所有人都能告诉你谁

是爱因斯坦。这位物理学家的理论彻底改

变了人们对宇宙的看法。爱因斯坦的相对

论出名之后，有人问他：“你靠什么为生？”

（这个人一定来自别的星球，或者刚从冬眠

中醒来。）爱因斯坦回答说：“我是摄影模

特。”讽刺的是，如今爱因斯坦成了真正的

大明星，他的名字和照片，每年能为他带来

一亿两千万人民币的收入。

爱因斯坦喜欢这么出名吗？可能并不。

在那个时代，爱因斯坦走在街上的时候，很

多人会认出他，问他是不是书上写的那位著

名科学家。爱因斯坦会故意用蹩脚的英语

极

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“想象力比知识更重要。因为知识有限，想

象力却包含了整个宇宙。”

—爱因斯坦

“他在学校成绩并不好，但他真的是个天

才。这说明，学习方法因人而异，而学校的教学

方法并不见得适合每个人。”

—唐璐，12岁

“虽然他在学校的表现并不好，但他很成

功，声誉很高，这让我明白，每个人都有适合自

己的学习方法。”

—李安，10岁

“科学是一件美好的事，如果人无需赖此维

生的话。”

　　　　　　　　　　　—爱因斯坦

“爱因斯坦很聪明，因为他使人们明白，如

果你以光速行走，速度加快时，你的质量也会增

加。”

—马家成，9岁

“爱因斯是个复杂的人，他试图弄清别人不理

解的事情。他提出了质能方程，如果我能向他提

问，我很想问问他，这个方程的原理是什么。”

—张莉，14岁

“爱因斯坦比其他科学家更有想象力。他帮

助人们更好地理解宏观和微观世界。如果没有爱

因斯坦，科学发展就会落后很多。我想，成为爱

因斯坦一定是件有趣的事。”

—程诚，11岁

“从血统来说，我是犹太人；从国籍来说，

我是瑞士人；从构造来说，我是人类，其实我只

是普通人……”

—爱因斯坦

“爱因斯坦的发型，还有他那些有趣的照

片，都说明科学家也有幽默感，他们并不是只闷

在实验室工作。”

—刘佳，10岁

“爱因斯坦向人们证明，科学家也可以很

酷，很幽默，很聪明。”

—金丹，8岁

“我觉得爱因斯坦是那种有些疯狂的发明

家，他脑袋里想着好多奇奇怪怪的主意。”

—夏佳怡，11岁

“很明显，爱因斯坦是个有趣的人，从他的

照片就能看得出来。能成为爱因斯坦一定很棒，

因为你会因智慧和幽默被大家熟知。”

—林彤，17岁

“历史人物可以分为两种：发明新事物的和

发型好看的。但是，有一个人却完美地结合了这

两种特质，他就是艾伯特•爱因斯坦。”

—乔恩，16岁

“爱因斯坦这个名字，已经成为聪明的同义

词。”

—赖浩洋，8岁

回答说：“什么？抱歉，我总是被

人认成爱因斯坦教授。”

虽然，爱因斯坦已经去世50

多年，但他对世界的影响依然深

远。从宇宙科学到纳米技术，他的

理论继续在各个科学领域开启新

的大门。他的名字被视为天才的

代名词，他的狂野发型一直很酷。

他的人生告诉我们，科学可以充

满乐趣，让你成为超级明星!

你怎样看爱因斯坦呢？问你

问我杂志对8岁至18岁的孩子进行

了街头采访。我们将答案用爱因

斯坦自己的话进行分类。

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喷泉边的茱莉莉•莎丁斯凯特别爱玩，总是对什么都充满

了好奇。

刷碗时，她会把杯子扣过来，推到水槽的底

部，然后就想：为什么杯子不会盛满水呢？

她想知道是什么让高尔夫球弹起来，所以她切

开一个高尔夫球，发现它里面被小橡皮圈包裹着。

有时候，大人们嫌她太爱玩了。“茱莉，”她的

爸爸和妈妈会说她，“你一定要弄得一团糟吗？”

“茱莉，”她的老师说，“你的问题太多了！”

有一天，格普哈特太太带领整个六年级的学

生，一起去参观美国普林斯顿大学的科学博物馆。

在乘巴士去博物馆的路上，茱莉总是把一个小球

扔向空中，然后再接住它。球被抛到空中的时候，

巴士一直在朝前开着。于是，茱莉就琢磨了，为什

么球会恰巧落在她的手里，而不是落在后面呢？

屋外，春光明媚，走进博物馆里面却显得又黑

又凉爽。茱莉很兴奋，想要进去探究一番，但这时

格普哈特太太给每人一张活页练习题。

“同学们，每张练习题上都有一些号码，”格

普哈特太太大声解释道，声音低沉而单调，“找到

展览品的号码，然后在横线上写下展品是什么。”

茱莉记录下前三个展览品，但这时她的铅笔

芯断了。她发现博物馆所有的门都敞开着，也许是

因为天气太暖和了。茱莉可以看到，外面的院子里

有一个大大的喷泉在喷水。那激起了她的好奇心，

于是她溜达到了外面。

当她把手伸进水里，并这样呆了一会，她注意

到手指是慢慢习惯冰冷的水温的。她寻思着这是

为什么。

这时，一个男人走了过来。他站在那注视着喷

泉看了一会儿。他个子矮矮的，穿着普林斯顿大学

的圆领长袖运动衫，细细的白头发从头的各个方

向伸出来。他的眼睛大大的，眼神很柔和，突然，

他好像注意到了茱莉。

“你好！”他微笑着，然后沿着喷水池走到她

身边，带着口音地问：“你喜欢喷泉吗？”茱莉点点

头，抬头看着他。阳光透过他细细的发丝闪耀着，

好像圣人头上的光环一样。

“喂，”他说，“我要给你看样东西。如果你手

这样，并上下快速移动，你就能看到每一滴水喷出

来的样子。明白了吗？”

他说着把手放在面前，一只手在另外一只手

的上面，中间只留下一点缝隙。茱莉把手抬到面

前，像他那样上下移动。试了几次，真的灵验呢！透

过她快速移动的双手，当水射出来时，她可以跟随

闪亮的水珠，看见它们一颗接着一颗地射出来。她

一次一次重复着这个动作，高兴极了。

老人也哈哈大笑。然后他俯下身来，悄悄地

说：“永远都别忘了，科学就是这样的探索，是很

有趣的事。”他说话的方式好像将这个当成一个秘

密，一个只有他们两个人才知道的秘密。

突然，格普哈特太太低沉有力的声音穿过院

子。“茱莉！茱莉•莎丁斯凯！你马上回来！你应该

像其他同学一样做事！”

作者：提姆•麦尔斯（Tim Myers）译者：杜园园绘者：文柏•马（Wenbai Ma）

茱

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茱莉转过身来，冲老人微微一笑。“再见，”他和

蔼地说。

当他走开时，她看见他没穿袜子，她奇怪这是为

什么。

但当她回到格普哈特太太身边时，她的老师震

惊地睁大双眼。“茱莉，”她喘着气问，“你知道那是

谁吗？你知道刚才你在跟谁说话吗？”

“当然，”茱莉说，“是个和蔼的科学老人。”

后来，当他们都上了巴士准备回学校时，那个乱

乱头发的男人刚巧经过。他从车窗看见茱莉，就冲她

眨眨眼。茱莉朝他挥挥手。

她清楚地知道这眨眼是什么意思。而且，她不会

忘记这次经历的。

然而，当巴士开动的时候，她发现自己在思

考巴士的引擎怎么能让那些巨大的车轮转得那么

飞快……

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编后记这篇文章由一个真实的故事改编而成。一个11岁

的女孩玛丽•罗（Mary Rowe）在美国新泽西州普林斯

顿大学的校园里，碰到一个人在凝视喷泉。这个人就是

爱因斯坦—２０世纪最伟大的科学家，史上最伟大的

思想家之一。爱因斯坦为

玛丽 展示了看 水 的

技 巧，他 说 的

话也和故事

里那个老人跟茱莉说的话一样。而且，他有时候真的

不穿袜子。

爱因斯坦喜欢在脑中计算复杂的数学问题，因为

这些问题能给他带来快乐。你也来试着解答茱莉提出

的问题，从中寻找乐趣吧。

顺便补充一下，玛丽•罗后来成为美国加州斯坦福

大学的教育教授和自然科学教育的改革者。她不满美

国教育将重点放在考试上。她说，正是为了提高应试

能力的教学，“像字典一样无聊的”教科书才出现了。

她将这种教育方式和爱因斯坦给她的即兴科学课作了

对比。她是一个很棒的教育家，半个多世纪以来，她致

力于以探索的方式推广科学。玛丽于1996年去世。

作者提姆•麦尔斯（Tim Myers）是一个作家，讲故事的人，歌曲作家。他所著的《伯顿和狐狸》曾荣登《纽约时报》童书最佳销售排行榜。他热爱科学，几乎总是穿着袜子。译者杜园园编辑青少年读物多年，曾荣获中国教育教辅类报纸 类别金奖。喜欢具有创造性和想象力的工作，对翻译有兴趣。

避免犯错误的唯一可靠途径，是没有新思路。

—爱因斯坦

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爱

爱因斯坦也会错作者：尼克•达尔托（Nick D’Alto）译者：叶雨

避免犯错误的唯一可靠途径，是没有新思路。

—爱因斯坦

21www.ohmmy.com 21

错误一：你的数学一团糟

__我 ×爱因斯坦

E=mc2

有没有人跟你说过，你解的

数学题虽然答案正确，但没有写

出完整的解题过程？爱因斯坦就

或多或少犯过这个毛病。

不用说，E=mc2是他最举世闻

名的成就，然而照数学家的话说，

爱因斯坦从来就没有完整地证明

过这个等式。在数学领域，等式必

须要经过严格的证明，这就意味

着在每一个需要等式的题目里，这

个等式都必须是完全正确的。例

如，L×W（长×宽）等于每个长方

形的面积。

1905年，爱因斯坦公布了他举

世闻名的等式后，有些科学家就

提出，他的证明不适用于以各种

速度移动的粒子。爱因斯坦曾试

图回答这些质疑，但从没说服过

所有人。另一位物理学家马克斯•

冯•劳厄则证实E=mc2在数学上是

正确的。

为 什么爱因 斯 坦证明 不了

呢？出人意料的是，爱因斯坦经常

承认他不是最好的数学家。有时，他

会请他的第一任妻子米列娃（也是

个科学家）或他的学生来验证他的

计算结果。尽管如此，爱因斯坦知

道，他著名的等式是完全正确的。

为什么呢？传记作者暗示，他直觉

的思考过程帮他得出了这个结论。

爱因斯坦不是用文字或数字进行思

考，而是想象出整个实验结果，他

只能记下这个等式，来描述他脑子

里“看”到的东西。

错误二：你量错了

__我 ×爱因斯坦

原子的直径

有没有过家庭作业搞砸了的

时候？爱因斯坦就把他一生中最

重要的家庭作业搞砸了：这就是

他1905年的博士论文。经过是这

样的：

今天，我们多数人一想到爱

因斯坦，就会想到原子。不过早在

他还是个年轻博士生时，最伟大

的科学家都拿不出令人信服的物

理证据，来证明哪怕是原子的存

在。于是爱因斯坦试着估算原子

有多大。他选了一个简单的例子

来帮他解决这个问题：糖溶于水。

他提出：糖去了哪儿？爱因斯坦相

信，用数学方法解开这道题，就可

以根据糖的成分判断出碳原子的

直径。

首先，他需要搞清阿伏加德

罗常数（这个常数得名于19世纪早

期的意大利科学家阿米迪欧•阿伏

加德罗。他在1811年首次提出，任

何一种气体的体积—在特定气

压和温度下—与原子或分子数

成常比，无论这种气体的性质是什

么），也就是理论上1摩尔（22.4升）

气体包含的分子数。阿伏加德罗

常数对任何物质都是相同的，但

是在1905年，谁都不知道这个数字

是多少。爱因斯坦利用高等数学

推算出这个常数，随之推算出原子

的大小。他的导师对此大为钦佩，

于是授予他博士学位。

然而问题在于：爱因斯坦得

出的阿伏加德罗常数和原子半径

值原来都是错的。他以为糖分子

是微小的球体，其实它们更像旋转

的陀螺。爱因斯坦的导师根本没

爱 因斯坦发表过大约180篇科学论文，其中大概50篇有错误，这可能吗？一个全世界

最负盛名的科学天才，居然也会犯错？那当然！不过爱因斯坦可不会像你我一样

犯低级的错误，他的论文经常需要上百页复杂的运算呢。更何况，爱因斯坦解决

的问题是前人从没尝试过的。所以，爱因斯坦的“错误”非但不是要避免的前车之鉴，反而能

让我们理解他为什么会成为如此非凡的天才。

　　现在你的机会来了，给爱因斯坦……还有你，评个分吧！你在科学课或数学课上犯过下面

这类错误吗？如果你想起自己也犯过类似的错误，就在“我”前面打个对钩，再写下这种错误

属于什么类型。

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发现这个错误，但是几年后，一份

科学期刊请求将他的论文再版，

爱因斯坦才让他的学生改正了这

个错误。（改正部分比原文还要

长！）

爱因斯坦是个笨家伙吗？当

然不是！他支持了原子是真实存在

的这一观点，而且发明出测量它们

的方法，这是至关重要的第一步，

丝毫不差地量出它们的大小可以

是以后的事。爱因斯坦推动了了解

原子理论的进程。

错误三：你把正确答案改错了

__我 ×爱因斯坦

宇宙常数

爱因斯坦曾说过：“这是我这

辈子最大的错误！”这个错误到底

有多大呢？试想一下吧，有整个宇

宙那么大。

爱因斯坦的广义相对论标志

着他登峰造极的成就。只是，他发

现其中有个问题。表面看来，他的

理论预测出宇宙的大小会改变，

要么变大，要么变小。可这似乎是

错的，因为与爱因斯坦同时代的

天文学家观察到宇宙的大小是固

定不变的。于是爱因斯坦增加了一

个校正系数（一个校正等式的常

数），来让他的计算结果不再显示

这种大小的变化。他管这个系数

叫做“宇宙常数”。

几年以后，一位名叫艾德温•

哈勃（著名的哈勃天文望远镜就

是因他而得名的）的天文学家发

现，宇宙真的在膨胀！你有没有选

了正确答案又改错的经历？那种

感觉别提多沮丧了。爱因斯坦一定

也有同感。由于试图改正一个根

本没犯的错误，他错失了做出一个

伟大发现的良机。而且，他的宇宙

常数也是错的。

果真如此吗？2007年，美国

德克萨斯A&M大学的研究人员发

现，宇宙不仅在膨胀（就像哈勃说

过的那样），而且还在加速—膨

胀得越来越快，这是由暗能量造

成的。暗能量是一种看不见的物

质，大约占整个宇宙的75%。更神

的是，这个研究小组发现，爱因斯

坦的宇宙常数（他本人以为是错

误的）或许有助于提供一种数学方

法，来理解暗能量是怎样运行的。

他根本就没有错！

错误四：你做错题目了

__我 ×爱因斯坦

爱因斯坦的统一场论

你遇到过这种情况吗：你答

的是问题7，却发现家庭作业其实

是问题17？爱因斯坦在生命最后的

数十年一直努力创造一种“统一场

论”，这种统一的观念能够解释宇

宙中所有的力。他从没找到过这

种理论，于是一些人断定，爱因斯

坦是在浪费时间。

如今，一些科学家认为，其实

爱因斯坦只不过走在了他所在的

时代前面。根据现代的弦理论，宇

宙中所有的粒子和力都可以建立

数学模型，就像乐器上的一根弦

振动的不同方式一样。（这太具有

讽刺意味了，因为爱因斯坦酷爱拉

小提琴！）爱因斯坦渴望找到“单

一、统一、美丽的理论”来解释宇

宙的运行，或许这个渴望已经指日

可待了。

怎么样，你给爱因斯坦……还

有你自己打多少分？一些传记作

家把爱因斯坦比作一个旅行者，尽

管在旅途中拐错过弯，但仍然到达

了正确的地点。他一生中总是显

露出一种神奇的本领，能知道一

种理论应该怎样行之有效。就连

同事们都抱怨爱因斯坦的物理学

方法几乎是凭直觉。爱因斯坦曾

写道：“我们能拥有的最美丽的体

验就是神秘。”

那么，爱因斯坦的错误是不

是意味着下次科学考试你也可以

考砸了，然后再自我安慰一下呢？

当然不是。爱因斯坦的错误显示

了他的天才，他知道当全世界都错

了时，他是对的（不论是否有过一

些差错）。

千真万确最近，法国理论物理学中心的科学家们用全世界最先进的超级计算机证明了E=mc2，爱因斯坦用的只是一支笔和一张纸—还有他的大脑！

23www.ohmmy.com

了解真相作者：丹尼•胡顿（Daniel Hudon）译者：张涛绘者：瑞奇•哈林顿（Rich Hurrington）

力并不是把物体向

下拉的力量，而是

一种扭曲空间的方式。爱因

斯坦认为宇宙是弯曲的，而

卫星围绕着恒星运行，是因

为恒星的质量扭曲了周围的

宇宙空间。

重

因斯坦认为，没有任何东西的运行速度

能够超过光速(每秒30万千米)，即使重力

也不行。由于光线从太阳到达地球需要8分钟，

因此爱因斯坦断定如果太阳突然消失，我们8分

钟后才会感受到重力的失去。

爱

空延伸或弯曲的情况会影响恒星、行星，

还有你和我。因此，星光经过像我们的太

阳这种质量很大的物体时，行进路线会弯曲，于

是星星看起来仿佛改变了位置。

时分钟

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洞是巨大的死亡星球对空间极度扭曲造

成的，其引力强大得光线也逃不出去。

一般认为我们所在的银河系存在许多黑洞，包括

位于银河系中心的一个大黑洞。

黑

果将广义相对论引用到整个宇宙，我们

的宇宙就像个在大爆炸中诞生，然后一

直在膨胀的气球。所以，那些遥远的星系彼此

距离愈来愈远，离我们也愈来愈远。现在天文

学家认为，黑暗能量正使这种膨胀速度加快。

这种黑暗能量是看不见的神秘物质，却主宰着

如

我们的宇宙。爱因斯坦早已认定有一种未

知力量与重力抗衡，并提出“宇宙常数”

理论，指的就是黑暗能量的作用。

卡拉！

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爱因斯坦的玩具

你听到爱因斯坦这个名字时，你会

立即想到什么呢？也许你会联想到

他那凌乱的头发，浓密的胡子，以及潦草涂

鸦的数学符号。但是，你或许不知道他的其

他事。爱因斯坦的一生都对这个世界保持

着孩童般的好奇心。有件事可以证明。在

爱因斯坦76岁生日的时候，他收到了一个

玩具，令他高兴不已。这个玩具极好地展示

了爱因斯坦最为重要的发现之一，他把这

个发现称为“最快乐的想法”。爱因斯坦的

玩具是什么呢？你可以自己动手做一个，就

可以找到答案了。

当

把所有的物件进行组装：

1. 把橡皮筋割成两段，形成两条长的橡皮条。

2. 将每根橡皮条的一端系在金属垫圈（或一个曲

别针）上。

3. 用钉子在杯底中心刺个洞。这个洞应足够大，

可以让橡皮条从中穿过。

4. 将橡皮条从洞中穿过。金属垫圈（或一个曲别

针）应在杯子外，对着杯子底端将其拉紧。

5. 用大头针将橡皮球钉在橡皮条的另一端，一个

球钉一端。橡皮球需要高高地悬在杯子外部的

顶端，以自身的重量将橡皮条绷直。

试一试：

1. 将杯子高高举起，两只橡皮球悬挂在杯子外面

（见插图1）。

2. 松手放开杯子，然后抓住它。

看看球在降落的过程中发生了什么？

你看见了什么呢？这个简易的玩具又告诉我们

有关宇宙本质的什么原理呢？

作者：史蒂芬•威比特（Stephen Wbitt）译者：陈晓晓

你需要：* 一个塑料杯（约13厘米高，要容易在上面打洞的哦）。

* 两个橡胶弹力球（直径约2.5厘米）。

* 一根足够长的橡皮筋，可以从杯底拉伸到杯口。

* 一个金属垫圈（或一个曲别针）。

* 圆钉，大头钉，或者其他的又小又尖的物体。

* 一颗钉子。

26 www.ohmmy.com26

爱因斯坦的玩具作者：史蒂芬•威比特（Stephen Wbitt）译者：陈晓晓

爱因斯坦最快乐的想法想一探究竟，就让我们来看看爱因

斯坦最快乐的想法吧。它是以一种很奇

特的方式开始的。

假设你从一个窗户上掉落下去，你掉下去时，重

量是多少呢？

很神奇噢，答案是完全为零！当你跌下去时，你

无法感觉到自己的重量。这就是为什么宇航员和棉

花糖在绕着地球转动时会处于一种漂浮的状态。这

并不表示重力不存在（毕竟，宇宙飞船之所以能待在

轨道上就是因为重力的作用）。相反的是，轨道中的

物体之所以漂浮是因为所有的一切—宇宙飞船，

宇航员，乃至含在嘴里的棉花糖—都在以相同的

极快的速度降落。由于没有东西把这些物体推回，于

是这些物体就都失重了。

同样的道理，当你扔掉爱因斯坦的玩具时，杯子

外的橡皮球就失重了。橡皮条受橡皮球重量的拉伸

而变紧，因橡皮球突然失重，橡皮条就把橡皮球拉到

杯子中去（参照插图2）。当你握住杯子时，所有物体

的重量都恢复了，橡皮球就降落到杯子底端了。

其实，你也会有同样的经历哦。每当你跳跃，坐

云霄飞车，或者乘车翻山越岭时，你的胃中都会有

奇怪的颤动感觉。你的胃以及其他的器官通常都在

你体内下垂，当你降落时，你（和你的胃）都失重了。

因此你感觉到那种欢快的摇摇欲坠的感觉，

就像你的胃在弹跳。因为这个想法，给了爱

因斯坦一些有关重力和重量的惊人的提示，

他为这个想法感到兴奋。重量就是从我们相

对的方向推动我们向上时我们感觉到的

东西。

等量原理现在假设宇宙飞船处于外层空间中，远离行星

和星星，你将会飘浮在宇宙飞船中，而且你还将失

重。但是如果宇宙飞船发动了引擎，你将会发现宇

宙飞船在推你。如果宇宙飞船加速到适量时（一个

量称之为一个重力，等同于地球重力），站在局部范

围内的你可以感觉到重量的存在。但如果宇宙飞船

关闭了，那么你就不知道是在飞越太空还是静坐到

地球上了。

根据等量原理，爱因斯坦最伟大的发现—相

对论就出现了。从真正为重力理论的相对论，到接下

来的黑洞理论，时间隧道，以及宇宙大爆发，你还有

很多可以学的东西呢！

尽管爱因斯坦做出了伟大的探索，但是直到今天

我们仍不清楚重力究竟是什么。虽然爱因斯坦的发

现对这些问题给予了洞察，但它们依旧为不解之谜。

重力为何存在呢？这个问题依旧等待我们去寻找答

案。当我们最终发现了真理时，将会想到：哦，那个简

易的小玩具居然涵盖了爱因斯坦最重大的发现呢。

对于加速效应和引力场效应，不能做出局部的区

分。如果你身在一个没有窗户的盒子里，你将小提

琴扔到地面上，由于你处于一个引力场中，因此你

将无法知道小提琴是否落地了，同样地，如果你在

空间中加速，你也无法知道小提琴是否落地了。这

两种情形（处于引力场中或者在空间中加速）都是

等效的。

爱因斯坦的等效原理

作者史蒂芬•威比特（Stephen Wbitt）是美国俄亥俄州哥伦布市科学馆科学与工业中心的实验演示人员，经常给美国少儿科普杂志撰稿。

插图1

插图2

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爱因斯坦大脑里发现

神秘细胞作者：R. 菲尔德斯（R. Douglas Fields）译者：阮健绘者：本•霍德森（Ben Hodson）

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哈维博士40年前趁着给爱因斯坦验尸的机

会，偷走了他的大脑。虽然他曾无数次地触碰过

冰冷的尸体皮肤，从里面摘除过滑溜溜的器官，

并仔细地在笔记本上记下它们的重量和尺寸，

但是爱因斯坦的这具尸体可是不一样的。爱因

斯坦的智慧让哈维博士着迷，他想知道，爱因斯

坦的脑子里到底有什么秘密，他可是20世纪最

伟大的科学家之一。

如今哈维博士上了岁数，他决定横穿美国

去到加州，把保存下来的大脑归还给爱因斯坦

的孙女。不过这个大脑没有剩下多少东西了。几

十年来，哈维从爱因斯坦的大脑上切走了很多

小片，分给科学家去研究，所有人对这个天才大

脑都很感兴趣。

脑袋里的气泡垫玛利亚•戴尔蒙德博士（Marian Diamond）

是美国加州伯克莱大学大脑结构学方面的专

家，她也幸运地拿到了切片。她把切片放到显微

镜下，仔细地研究。她测量了神经元的大小，但

这些脑细胞并不比正常人的大。然后她又数了

数它们的数量，也不比普通人的多。

接下来，她做了一项不同寻常的研究。在人

脑中，神经元外还垫着一层细胞，叫做神经胶质

（glia），这层细胞紧紧地裹在神经细胞周围，

保护着它们，并向它们输送养分。戴尔蒙德博士

开始仔细观察神经胶质。这就好比打开一个包

裹，把礼物放在一边，只摆弄里面的气泡垫。她

注意到，爱因斯坦大脑切片中的神经胶质比正

常人的多很多。而这些神经胶质细胞，在大部分

人眼里只是包在细胞外的填充物，它们和天才

之间有什么关系呢？

为了找出答案，戴尔蒙德和其他科学家们

（包括我）对神经胶质进行了更仔细的观察。

神经胶质给神经元输送养分，并清理它们工作

中产生的废物。神经元可以生成电子信号，因

为它们本身就是微型蓄电池。跟手电筒里的电

池一样，在神经元细胞里，一种特殊的盐溶液

产生了电压。盐也被称为氯化钠，它里面有带

正电的钠离子，当神经元发射出一个电脉冲，

钠离子就会流向神经元。

但是很快，电压就会降下来。这时就需要充

电，带正电的钾离子随即从神经元中流了出来。

如果堆积在神经元细胞外的钾离子液体浓度过

高，这个细胞电池(cellular)就不能充电了，神经元

也就不能发射出新的电脉冲。而神经胶质会把

神经元周围的钾离子吸走，这样神经元就能继

续充电，再发出脉冲。

神经胶质还吸收一种叫神经递质的化学物

质，这种物质能帮助神经元互相传递化学信息。

在两个神经元之间，还有一个特殊的点，叫做突

触，神经元就是在突触上把信息发送出去的。突

触工作的过程就像投手扔出一个棒球给捕手。

发送信息的神经元是投手，它释放化学信息；旁

人皱巴巴的手颤抖着，他摸索着把钥匙插进锁眼，然后转动。已经生锈的别克

车发出“咯吱咯吱”的声音，托马斯•哈维博士（Thomas Harvey）费力地打

开后备箱，小心地把手探进去，抬出一个大罐子。罐子里面，漂着发黄的粉色液体，

发出一股难闻的味道，这是……一个人类的大脑啊。不过，这可不是一般人的大脑。

老人手里捧的是爱因斯坦的大脑。

老

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边的神经元就是捕手，它里面有特殊的分子可以接

住神经递质。

这些叫做受体(Receptor)的分子在接住神经递质

时，它们会在神经元内发出电脉冲，表示它们收到了

信息。为了能让神经元发送新的信息，就需要将突触

上的这些化学信息清理出去，不然，新信息就会因为

旧信息的存在而变得混乱。突触上的神经胶质也会

像对待钾离子一样，把神经递质吸走。这样一来，神

经元就可以发送新的信息了。

科学家取走了一些神经胶质，把它们放到实验

室的器皿里培养，这些细胞的形状有点像星星，所以

被称为星形胶质细胞。科学家使用了微电极，想看看

星形胶质细胞是不是能像神经元一样产生电脉冲，

但他们发现这些细胞都不行。当时，这一结果使大部

分科学家都认为，星形胶质不参与大脑的信息处理，

或者说不是造成爱因斯坦这么聪明的原因。如果将

神经元比作大脑中的商人，那么神经胶质仅仅是它

们的仆人，商人要什么，它们就回应什么。

荧光棒传递的信息最近，科学家创造了一种新的方法，使得对神经

胶质的探测有了惊人的发现：胶质细胞之间会“说

话”！与神经元不同，神经胶质交流的方式并不是通

过电，它们使用的神秘语言是化学信息。这种物质能

像荧光棒一样发出明亮的绿光。当你摇晃荧光棒，将

里面的两种化学物质混在一起时，荧光棒就会发光。

但新的化学物质只有同钙离子混合的情况下，才会

发光。

科学家将这种新的化学物质放到星形胶质的培

养皿中。在显微镜下，科学家看见一个细胞内闪动着

绿光，然后绿光又传到旁边的细胞，接着又是一个，

一个接一个……一直传遍整个培养皿。星形胶质之

间通过钙离子传递神秘信息、进行对话。但它们在讨

论什么呢？相对论？时间旅行？

神经胶质和神经元在大脑和脊髓中共同协作。神经元互相传递信息，这样，身体就可以感知和移动。神经胶质给神经元提供养分，给神经轴突包裹上绝缘层。现在，研究者知道了神经胶质还在大脑的信息流动中发挥着作用。

血管

轴突

突触

树突

神经元

星形胶质细胞

（神经胶质）

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神经元交谈的时候，神经胶质可能真的在倾听

呢，它们把口信放在钙离子里，然后把这个秘密传给

其他的神经胶质。为了验证这个想法，科学家将神经

递质加到培养皿中，他们设想突触旁的神经胶质可

能会像神经元一样，也有受体，它们能捕捉到神经元

之间传递的化学信号。可能神经胶质里的受体不是

电信号，而是钙离子信号。

神经胶质和神经元在大脑和脊髓中共同协作。

神经元互相传递信息，这样，身体就可以感知和移动

了。神经胶质给神经元提供养分，给神经轴突包裹上

绝缘层。现在，研究者知道了神经胶质还在大脑的

信息流动中发挥着作用。

当神经递质滴到培养皿中，星形胶质就开始发

出明亮的荧光。接着，一个光环开始在整个培养皿中

扩散，像一块石头落进池塘，激起一片涟漪。星形胶

质好像听到了两个神经元之间的对话，然后就在彼

此间传播这个秘闻，就好像学生们说悄悄话，一个传

一个，最后整个班都知道了。

这意外的发现真是太有意思了。但是除了闲聊

外，星形胶质是不是还参与了其他的活动呢？还记得

神经元是怎么释放神经递质、进行交流的吗？整个

过程就像一个投手把球扔给捕手。科学家想知道，神

经胶质接收到同伴传来的钙离子信号时，是不是也

会发出神经递质。

为了验证这个可能性，科学家将神经元也放到

神经胶质的培养皿中，并加入了一种可以显示出神经

胶质里的钙离子浓度上升情况的化学物质。然后他

们在神经元里插入细小的电极，记录神经元在突触

上传递的电信息。在钙离子信息掠过一片神经胶质、

到达离突触最近的胶质细胞的时候，科学家发现，神

经元里的电信号有了变化。这意味着在神经胶质收

到钙离子信息的时候，它用某种方法向神经元发送

了一条信息，神经元之间传递的电信号随之改变。科

学家仔细地分析了这一过程，很快发现神经胶质能

够向突触释放一种神经递质，就和神经元一样。当神

经胶质收到另一个同伴那里传来的钙离子信号的时

候，它就会释放出这种神经递质。

科幻故事里经常会出现机器人，它们本来是由

计算机控制、为人类服务的，但当人类过于依赖它们

的时候，它们就会成为主宰。像这些机器人一样，神

经胶质也能控制神经元。它们听到神经元之间传递

的化学信号，然后就开始在内部传送这个信息，一个

在不同突触上的神经胶质收到信息后，它或是释放

出神经递质给突触，从而放大神经元之间的信号，或

是吸收掉神经递质，让突触两边对话的神经元安静

下来。神经胶质远不只是细胞泡沫垫这么简单，它能

控制大脑里的信息流动！

这是不是和爱因斯坦出众的才华有着某种联系

呢？爱因斯坦大脑里有着大量的神经胶质。不过，科

学家还不能充分证明这一点。关于爱因斯坦的天才，

还有很多别的理论。可以确认的是，科学家曾经漏掉

了那么多大脑细胞间的对话，他们只注意听了神经

元在说什么，而忽视了神经胶质在说什么。既然他们

知道了神经胶质和自己的同伴、和神经元使用什么

语言对话，他们当然想听、想学习，这也有可能揭开

天才的秘密。关于爱因斯坦的大脑，我们现在起码能

确定一件事了：爱因斯坦去世50多年以后，他的大脑

不会再到处“跑”了！

作者R. 菲尔德斯（R. Douglas Fields）是科学杂志《神经元和神经胶质生物学》的编辑，经常为美国知名的少儿科普杂志撰写文章。

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作者：克里夫•皮克沃（Clifford A. Pickover）译者：晓晓 绘者：托尼•安东尼（Tony Anthony）

古怪的动物管理员利 在 参 观

一 座 奇 怪

的 动物 园，园 内

只有长颈鹿和鸵鸟

这两种动物。动物园的

管理员叫泰德。

毛利盯着木栅栏区看，

问管理员：“你们有多少只动物

呀？”

“我的动物们啊，总共有22个

脑袋和80条腿。” 泰德回答说，“鸵

鸟总数是长颈鹿的眼睛总数的一半再

减去一。这样一来，你就应该知道我有

多少只长颈鹿和鸵鸟了吧？”

毛利困惑地转了转眼珠，不明白为

什么动物管理员就不能给她一个简单明

了的答案呢。“还算不出来呢，”她说，“我

需要更多的信息。”

突然，森林里传来奇怪的尖叫声。

“不可能算不出来的呀，”泰德坚决

地认为，“如果你能告诉我答案，我就带

你去参观正在生宝宝的那只长颈鹿

噢。”

泰德还有座不错的鸟舍，

里面只有长脖子的鸟，但没

有鸵鸟。身后的树林和灌木

丛里不时传来雁叫声和嘶嘶

响。地上有五颜六色和大小不

一的禽蛋。毛利随着泰德在鸟舍里逛，她还是

禁不住地问：“你们总共有多少只鸟

啊？”

泰德回答说：“我养的鸟啊，只

有两只不是鹅，两只不是天鹅，还有

两只不是鹭。”

这时一只鹅向毛利扑腾过

来啄她的腿，毛利忍不住惊声尖

叫。她更困惑了，再次向泰德请

教：“还是得不出答案呢，我想知道

你的鸟舍里究竟有多少只鸟啊？”

泰德依旧说：“根据我给的信息，你

应该可以知道了呀。”

“别开玩笑了。” 毛利难以控制心中的

怒火答道。

“没有开玩笑，”泰德咧嘴一笑说，“你

要能告诉我答案，我们晚餐就能品尝到可口

的煎鹅蛋卷哦！”

毛

克里夫•皮克沃（Clifford A. Pickover），美国科学、数学和科幻领域的作家，编辑和专栏作家。曾获得50多项发明奖，在耶鲁大学取得博士学位。为美国少儿科普杂志写很多专栏。

答案见第37页

动“恼”(BRAIN STRAIN)

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发现

行星地球译者：张涛绘者：托尔•维克斯托姆 （Thor Wickstrom）

很久以前，天文学家因为没有

望远镜，只能通过肉眼观察天空。那

时，他们只知道五大行星的存在:水星、

金星、火星、木星和土星。他们不知道还有

海王星、天王星和冥王星。前不久，冥王星被划

为矮行星，从太阳系九大行星中除名。所以现在太

阳系只有八颗行星。当然，那时候的人也不知道，地球

其实也是一颗行星。

人们是如何发现地球是行星的呢？

真不知道，我这辈子还能不能

知道行星到底是哪些？

你坐着的，就是

一颗行星。

看到了吗？这个行星，去年还在

这几颗星星的上面。

　　很久以前，人们花很多时间看天。因为人们也没什么其他可做的。他们注意到一些奇怪的物体不像其他星星那样，在星座中保持不变的位置。人们把这种东西称作“行星”(来自希腊语，原意指“漫游者”)。这些行星的“漫游”，让人们感到困惑。

真不明白，它们为什么

总是在动呢?

我们永远都搞不清楚。

天空中的一切都在移动，

唯有地球是静止的。

　　没人知道，这些神秘的天体到底是什么，它们又为什么会动。但是，每个人都看得见，太阳、月亮、行星还有星星，都在天空中穿梭，而地球看上去，却一动不动。

这不是很

明显的嘛

　　古希腊思想家和天文学家阿利斯塔克认为太阳比地球大得多。因此，太阳应该是所有天体的中心。阿利斯塔克还告诉学生们，地球围着太阳转。而且，人们看到太阳在天空中移动，是因为地球本身在转动。

大家看到了吗？我们看到太阳升

起，是因为地球在转动。太阳其实根

本不动……

zzzzz

zzzzz

啊？

　　大约400年后的公元前150年，著名的天文学家和地理学家，在人们眼中的聪明人托勒密对阿利斯塔克的理论提出质疑。托勒密认为，地球才是万物的中心。

地球

月亮

水星金星太阳

火星木星

土星

作者：克里夫•皮克沃（Clifford A. Pickover）译者：晓晓 绘者：托尼•安东尼（Tony Anthony）

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托勒密认为，地球旋转的这种想法很愚蠢。

如果地球旋转，人们难 道不会感到头晕目眩吗？

如果地球旋转，云朵和鸟儿难 道不会被落在后面吗？

如果地球旋转，你扔一块石头，它不会径直落在地上。

呃，难道山羊

不会被扔出去？

1元1次

扔石头游戏

大家知道吗？所有天体，都在

围绕地球做圆周运动。但是，行星

却沿螺旋型轨道运动。

地球

木星

土星

啊？

zzzzz

但是，托勒密发现，用自己的

理论解释行星的转动，比想象中更

难。

托勒密的见解很复杂，1000多年都没人提出任何质疑，直到……

　　16世纪初，哥白尼研究宇宙，观测结果让他越来越

难以相信托勒密。

　　如果太阳是宇宙的中心，行星的旋转轨道就很好理解了。

这简直是一团乱啊！托勒密

本轮理论

哥白尼

地球自转，同时围绕

太阳旋转。天啊，原来我

们就在一颗行星上住着！我不会告诉任何人。

人们总是希望自己是宇宙

的中心。

我们为什么没有感到眩晕？

因为地球很大，

我们感觉不到它在动。

哥白尼似乎什么都明白了。

那云彩呢？

云彩和地球一起转动！

如果地球一直转动，为什

么星座每天看起来都一样？

因为星星离我们非

常远，比任何人想象的

都远。

好吧，

那为什么……

哥白尼宇宙大揭秘！

　　但是哥白尼因为害怕被人嘲笑和

惩罚，一直没有将他的理论出版成书，

直到他去世的1543年。

　　他这么谨慎是很聪明的。几年后，一位天文学家因为赞同哥白尼的理论，被以火刑处死。

哥白尼，看看你的

书！哥白尼？

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天文学家们继续争论宇宙的中心到底是太阳还是地球。

　　1576年到1597年，丹麦天文学家布拉

赫几乎每个晚上都在非常精确地观测行星和

星星。

　　但是，有一点，开普勒还是不明白：是什

么能够让行星围绕太阳旋转呢？它们怎么没飞

到外太空去呢？他有了一个想法……

　　最后，人们可以看见，并不是所有天体都围绕地

球旋转。

　　最终，伟大的天才科学家牛顿出现了。1687年，牛顿解释说，行星

根据万有引力定律运转。越大的物体重力就越大。这就是所有一切都围

绕太阳旋转的原因。

　　他看到了月球表面凹凸不平，看到了土星的光环，

还有围绕木星旋转的卫星们！

　 　 16 0 9 年，人们发明了望远镜。伽利略是第一个用望远镜观测天空的人。

　　临终前，布拉赫嘱托他的助手开普勒，用一生来计算证明他自己的理论：行星围绕太阳旋转，但太阳围绕地球旋转。

　　但开普勒用布拉赫的观测数据证明，所有

行星，包括地球在内，都沿椭圆形轨道围绕太

阳旋转。

我多希望有个

望远镜啊！这就是人们觉得困惑的原

因。行星的旋转轨道是椭

圆形，而不是圆形。

我答应你。有头脑啊！

我注意的是他

的小胡子！

铜制鼻子（真鼻

子在一次斗剑时

被砍掉了）

麋鹿，这是他的宠物。

　　太阳发出某种神秘

的射线，使行星固定在各

自的轨道上。

你来看，木星也有自己的月亮。

我才不用你这新玩意看。

鬼才相信木星还有卫星呢。

随你便吧。

那么，阿利斯塔

克是正确的？

但 还 没 有 解 释 完 ，

黑 洞、时 空 和 其他 星

系……不过，我们以后

的杂志再讨论这些吧。

我的万有引力

定律已经解释

了一切！

这就是你的想法？

嘿！月亮是坑坑洼洼的！土星周围鼓鼓的，好像

有耳朵一样。

是耳环？

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字的起源寓言（Fable）

寓言（fable）、神话（myth）、传说（legend）、

故事（tale）这些词从哪儿来的呢？“寓言”是从拉

丁名词“fabula”（“故事”）而来；“神话”来自希

腊名词“mythos”（“字”、“演说”、“故事”）；“传

说”演变自拉丁动词“legenda”（“阅读”）；“故

事”来自希腊名词“dolos”（“熟练的伎俩”）。

译者：宇倩 绘者：汤姆•洛佩斯（Tom Lopes）

字的故事动物（Animal）

这个词的字根很有趣。从意义上来说，动物

是指有生命的物体和机体，但不是植物或细菌。

这正是它的字根告诉你的：拉丁名词“anima”意

指“有生命、会呼吸、会动的东西”。所以，不论

是从起源或从意义上来说，植物和

细菌都不能归为动物。

字的表达“扮负鼠／装死”（Playing possum）

北 美 印 地 安 人 的 一 个 分 支 亚 珥 冈 京

（Algon quian）人把一种以树为家的小动物称

做“apasum”，它们拥有像老鼠般的尾巴，晚

上很活跃。当危险逼近时，它们一动也不动。英

文里，它们被称为“opossum”（负鼠），“扮负

鼠”（Playing possum）这个词采用了负鼠的静

止特性。当负鼠察觉威胁，它就装死、保持静

止状态。19世纪早期，猎人经常以“扮负鼠”这

个词形容某人不诚实，或装睡、装死。

挤得像沙丁鱼罐头／水泄不通（Packed l i ke

sardines）

沙丁鱼是种小海鱼，通常装在罐头中出售。15世

纪的欧洲习惯把这种鱼尾对鱼头地装在罐头里，这

样才能在又小又扁的罐头中装上最多的鱼。这习惯

很快发展成一种表述，用来形容人们挤在狭小受限

的空间，好比电梯中那样。

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让我们“见见”一些动物吧！你养狗吗？是雪纳瑞、梗犬还是贵宾狗？曾想过这个品种的狗是出于什么样的“性格”而得名吗？

嗯，《问你问我》列了张表，点出每个动物名字的重要性。

短吻鳄（Alligator） 来自西班牙文名词“el lagarto”（“蜥蜴”）。当西班牙人到达美洲新大陆，

见到短吻鳄与咸水鳄（crocodiles）时，它们就像家乡蜥蜴的放大版，之后，

“el lagarto”对说英语的居民来说，听起来像“alligator”。

金丝雀（Canary） 来自拉丁形容词“canarius”（“和狗有关”）。当罗马人到达太平洋群岛（今

日的金丝雀群岛）时，他们发现岛上被众多野狗占据，我们所知的小鸣鸟

—金丝雀，也是来自这个岛屿。

鸭子（Duck） 来自古老英文名词“duce”（“潜水夫”）。鸭子取食时，会把头先插入水中，

就像个潜水夫。

麋鹿（Moose） 来自亚珥冈京印地安人的字“mus”（“撕掉”或“扒下树皮”）。当这种动物

非常饥饿时，它们会如此做。

贵宾狗（Poodle） 来自德文动词“pudeln”（“打水游泳”）与德文名词“hund”（“狗”）。几世

纪来，这些狗被视为重要的猎犬。

犀牛（Rhinoceros） 来自希腊名词“rhinos”（“鼻”）与“keras”（“角”）。希腊人叫这种动物

“rhinoceros”。

德国猎犬（Schnauzer） 来自德文的“咆哮者”。这种狗在德国已繁育超过500年。

梗犬（Terrier） 来自拉丁名词“terra”（“地球”）。因为传统上，这个品种的狗会挖洞搜捕

猎物。

动物 字源

第32页动“恼”答案：问题一：泰德有18只长颈鹿和4只鸵鸟。按

每只动物有两条腿算，所以22个脑

袋就是44条腿。剩下的36条腿一

定是18只长颈鹿的前腿。因此，18

个脑袋属于长颈鹿，剩下的4个脑

袋属于鸵鸟。

问题二：泰德一共有3只鸟，其中两只不是

鹅，有一只是。两只鸟不是天鹅，

但一只是。两只鸟不是鹭，只有一

只是。这样相加就有3只鸟，每一

种一只。

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一位老教师曾在火葬场工作过，他说

死尸在火化时会动。这是真的吗？为什

么会发生这种事呢？

—名叫卡门的网友

身体火化时，炉火烤干了肌肉，使它们

收缩起来。“就像你把烤肉长时间放

在烤架上一样。”法医学家约翰•德哈恩（John

DeHaan）说。

　　根据他的解释，人身体的肌肉有两种不同

的类型，二者之间的差异导致了身体在火化时会

动。在我们活着的时候，用屈肌弯曲（或屈臂），

用伸展肌来伸直（或者伸展）。一般来说，我们

的屈肌要比伸展肌更大、更健壮，如果把肘关节

弯曲起来，那姿势就像是一位准备战斗的拳击

手。人们称这个姿势为“斗拳姿势”。

　　在人们对火的作用还不太了解之前，火灾调

查员有时将这种斗拳姿势误解为是受害者竭力

挣扎而摆出的。而现在，如果受害者身体不是弯

曲的，调查员才更容易怀疑，因为身体不弯曲也

许说明，这个人被捆绑或束缚了。

—瑞贝卡•拉斯雷（Robecca Lasley）

绘者: 斯拉格•西格诺里诺 （Slug Signorino）

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问:

答:眼睛如果是闭着的，就说明我们睡着了

吗？如果我们在漆黑的房间里睁着眼

睛，也能睡着吗？

—瑞祥，12岁，哈尔滨

如果你的眼睛是健康的，在你睡着之

前，它们就合上了，而且你睡沉的时候，

也是保持着闭眼的状态。

　　杰瑞•西格尔（Jerry Siegel）是美国加州洛杉

矶加利福尼亚大学研究睡眠和肌肉运动的神经生

物学家。西格尔教授说，你是否睡着和灯光没有

关系，但和放松有关系。如果你睡着了，颈部和头

部的肌肉就都是放松的。这就是为什么大多数人

在睡觉的时候，看起来不那么上相的原因。他们

的嘴通常微张着，有时候还会流口水。撑起眼皮

的肌肉也是这样，当这些肌肉放松和拉长，你的眼

睛就闭上了。

　　有些情况会造成你睡觉是睁着眼的。比如眼

睛往外突的人，因为他们颈部的甲状腺体不能正

常工作。西格尔教授还说，梦游的人在走动的时

候也会睁着眼睛，但这是一种半睡半醒的状态，

并不是真正的睡眠。

—罗伯特•库兹（Rober Coontz）

问:

答:

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星天 Stargazing 星天是来自著名美国少儿杂志的Stargazing漫画专栏，是美国少儿星际漫画的系列，早已成为美国现代孩子们学习星际

和宇宙的最爱。

作者杰克•霍克海姆（Jack　Horkheimer）是美国公共电视频道星座节目主持人，也在迈阿密科学与天文博物馆(Miami

Museum of Science and Planetarium)工作 。

太阳水星

作者：杰克•霍克海姆（Jack Horkheimer） 斯蒂文•欧米瑞（Stephen James O’Meara） 译者：许峥 绘者：瑞奇•哈瑞顿（Rich Harrington）

火星的对手和蝎子失爪夏天的傍晚，抬头向南看，你

就会看见一个巨大的星座，看起来

有点像鱼钩……

南

也有点像大写字母

J，不过可不是代

表杰克（Jack）。

它 是 我 最 喜 欢 的 夏 季 星

座，而且它名副其实，叫做天

蝎座，蝎子。

标记它心脏的恒星—安塔里

斯，是红色的。安塔里斯是“火星

对手”的意思。

安塔里斯

火星

我们的祖先之所以这样命名它，

是因为无论什么时候，当火星靠近安

塔里斯时，它们就看起来一样了。

但这只是一个幻觉。事实上，我们可

以将13万个红色行星并行排列，横穿安塔

里斯的正中。

的确，安塔里斯是我们太

阳直径的600倍，也就是说，它

能装进2000万个太阳。

如果我们能将安塔里斯的一个边缘与我

们太阳的位置对齐，它的另一个边缘就会超

越木星！

木星

但是2000年前，天蝎座曾是个更大

的星座，直到罗马统治者恺撒大帝决定

将它的爪子砍掉。

恺撒大帝以罗马正义天秤将爪子重

新命名为天秤座。多不公平啊！但不论

怎样，记住，往天上看！

金星地球 火星

蝎爪

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在读下去之前，先写一个你认为最聪明的宠物。然后，看过有趣的最新研究之后，看看你是否还这样认为哦！

首先，让我们去英国看看。在那里，坎特

伯雷基督教会大学的布丽塔•奥斯索斯(Brit ta

Osthaus)教授将小猫的点心系在几条细绳上。

她那15只宠物猫面对一条细绳的时候，都能辨

别取回点心。它们拉动细绳的一端，从网子下面

将点心拽出来。

可是当奥斯索斯给两条平行的细绳供猫儿

们选择的时候，事情却变得有些不一样了。一条

细绳是圈套，在它的另一头并没有点心。猫其实

能看到哪一条绳子上系着点心，但它们不知道

两条细绳中选哪一个。奥斯索斯说：“这个发现

挺令人吃惊，它们的表现还不如狗，狗可以明白

平行细绳是怎么回事。”

鱼会怎样呢？在苏格兰进行的一个完全不

同的研究中，圣安德鲁斯大学的研究人员发

现，有九个脊柱的刺鱼（九棘刺鱼）会使用一些

社交技巧，就像人一样！这种５厘米长的鱼是北

方鱼类中种类最广泛的一种，根本不能进入有

头脑之列，可是它却能观察其他鱼如何成功获

取食物，然后相应地改变自己的取食习惯。为了

测试这种鱼的学习能力，研究人员把一群鱼和

两个饲料瓶放入鱼缸，这些鱼很快知道，哪个饲

料瓶盛有更多食物。然后研究人员将第一组鱼

转换到鱼缸的阻隔区，观看新的一组鱼进入。

这个时候，研究人员耍了个花招—将饲料瓶

调换了位置。第一组鱼看着新的一组鱼在鱼缸

的另一端找虫子吃。后来，第二组鱼被移走，第

一组鱼又回来了，注意，这时的饲料瓶是更换过

的。75%的鱼通过观察其他鱼的表现，可以知道

哪个饲料瓶的虫子最多！它们径直游向鱼缸的

另一头，完全不管原来记忆中的饲料瓶的位置。

这些鱼在观察第二组鱼之后，知道了该去哪儿

找最多的虫子。

在继续的试验中，研究员采用饲料瓶的不

同组合方法，并观察给刺鱼自由喂食，他们认

为，这些鱼并不只是相互模仿。它们其实在比较

自己的经验和观察所得，再做出选择。研究员

凯文•拉兰（Kevin Laland）说：“有九个脊柱的刺

鱼可能是鱼类世界的天才。”

爱因斯坦奖 谁是赢家？

作者：凯瑟琳•休利克（Kathryn Hulick）译者：李金玉

动物角度 Animal Angles