时空 Spacetime
是把空间和时间当做一个整体来看的概念，是科学和哲学上一个最基本和最重要的概念。空间定义位置，形状和方向，而时间描述持续性和顺序。时空结构是一个四维模型。
上期： 。病毒面前到底是不是人人平等，以及该如何看待人种。
御光而行的时空剑客
尤达，是《星球大战》里最睿智的原力大师。
据说尤达大师的形象设计参考了我们今天的主角。
75年前的4月18号，他，生命定格，乘光而去。下面让我来告诉你为什么他的发型如此独特。
好吧，发型其实也不是今天的重点，
我们要讲的是这位世纪天才的初恋，童年，成功秘诀。
阿尔伯特·爱因斯坦 Albert Einstein
【智者说小档案】
1879年3月14日—1955年4月18日
身高：172cm 血型：O型
年龄：141岁（如果现在还活着）
国籍：美国 出生：德国 民族：犹太
4岁才开始说话，却留下了大量充满智慧和幽默的名言：
想象力远比知识更重要。
因知识有限，想象则无限，它包含一切，推动着进步，为人类进化的源泉。
Imagination is more important than knowledge. For knowledge is limited, whereas imagination embraces the entire world, stimulating progress, giving birth to evolution.
—— Albert Einstein
No.1 御光少年的初恋
14岁的爱因斯坦，1893年
“来吧，快来！把我想象成一道光束，飞向地球的光，现在来追上我！”
1895年，16岁的阿尔伯特·爱因斯坦只身来到瑞士，参加苏黎世联邦理工学院的入学考试。虽然在数理方面拿到了高分，文科方面却没有通过。在院长的建议下进入了瑞士的阿劳州立中学。这个插班生住在温特勒教授的家里，几个月后，他和教授的女儿玛莉坠入爱河。
帮爱因斯坦补习法语的玛莉发现某人眼睛早就闭上了，
玛莉：“你在听我说话么？”
闭着眼睛的阿尔伯特：“当然了~”
玛莉：“你在睡觉！”
“我没！我跟你保证。”阿尔伯特的眼睛还没有睁开。“我刚有一个奇妙至极的想法~”
“是吗？是什么？”
“这事困扰我快一年了，物体怎么在真空中运动？”爱因斯坦喃喃说到。
“你到底在说什么？”
“我在想象自己骑行在一道光束旁，猜猜会发生什么？”阿尔伯特出神的说着。
“我想不出来。”这个充满奇思妙想的大男孩又一次唤起了玛莉的好奇心。
“让我展示给你看，快来！”阿尔伯特兴奋的跳起来，骑上自行车，
“来吧，快来！想象我是一道光束，飞向地球的光，现在来追上我！”
玛莉骑上车开始追赶：“我们需要骑多快？”
阿尔伯特越骑越快：“每秒30万公里！”
“阿尔伯特！你疯了！”
爱因斯坦：“我没，我是一道光！正穿过太空，快来！”
这一对金童玉女骑车穿行在瑞士的山城阿劳，从城里到郊外。
“当你追上我的时候，奇妙的事发生了！我看起来似乎变慢了。。。”
两人慢下来，走到一片田野中，玛莉笑着赶了上来。
“而最棒的是，当你以光速旅行在我的身边时，光—>我，看起来在时间中静止了。”
两人的坐标开始重合。。。
。。。省略一万字。。。
这段情节出自国家地理2017年的纪录片《天才Genius》
这段演绎讲述了爱因斯坦著名的思想实验之一，追光实验。
思想实验Thought experiment：用想象力进行的实验，是现实中无法做到的实验。
中学老师给16岁的爱因斯坦的评价：不听话，常旷课，不思悔改，嘲弄权威，不是一个传统意义上的好学生。16岁那年，他发表了第一篇理论物理论文。
追光实验是在思考时间到底是什么。
大家可以沿他的思路来想象：光穿过太空从太阳传到地球，把太阳光中挑出其中一道光束，和这道光一起飞行。
想要追上光，你需要加速再加速，随着你的速度越来越接近光速，因为相对速度越来越小，你会觉得光似乎变慢了。而当你的速度和光速一样时，相对速度为0，光在你眼中似乎变得静止了。
是光变慢了么？光可以静止么？
那时的人们已经知道了真空中，光速是恒定不变的。
既然光速不会，那是什么改变了？是时间！
爱因斯坦从这个思想实验，发现运动速度越快，时间流逝越慢。也被称为
时间膨胀效应，这也为相对论建立了基础。是不是找到了终极长寿的秘诀？如果一个人能以光速飞行，那他就可以永生，因为相对于我们这些凡人他的时间停止了。所以能御剑飞行的那确实不是普通人。这大概就是为什么爱因斯坦的发型如此爆炸的原因。
在爱因斯坦之前普遍认可的是
牛顿的绝对时空论，就好比在某处有一个永恒的钟摆响彻整个宇宙，爱因斯坦的相对论最终打破了这个概念。爱因斯坦确有一种侠客精神，敢于质疑物理学的绝对权威，反对战争和纳粹，所以称他为打破绝对时空的剑客。爱因斯坦也有不少缺点，主要体现在个人感情和家庭生活上。
过去、现在和未来的差别只不过是一个顽固的幻觉。
Time Is But a Stubborn Illusion.
—— Albert Einstein
No.2 大头奇葩儿童
3岁的爱因斯坦，1882年
奶奶抱著他說：太重了！太重了！
阿尔伯特•爱因斯坦刚生下来时，脑袋特别大，尤其是后脑勺，不但大，而且有棱有角。爱因斯坦的祖母看到孙子，低声嘀咕：“太重了！太重了！”她不是说孙子的体重，而是孙子大而怪的头形让她不安，一个弱小的身躯，如何支撑得住这个硕大的脑袋。父亲赫尔曼•爱因斯坦却说：
“那可能是因为他那颗脑袋里装的智慧太多了！”
天才是如何造就的呢？这就要从童年说起了。
关于爱因斯坦的传说很多，有真有假。
比如他很晚才会说话，确实是真的。
爱因斯坦的妈妈宝琳·柯克钢琴弹得相当好，大头阿尔伯特安静，害羞，3岁还不会说话但喜欢听妈妈弹琴。父母带爱因斯坦曾去看医生，担心他有什么问题。
直到快4岁时，一天晚餐，小爱因斯坦突然说：“汤太烫了。”父母开心之余问他为什么现在才说话，他说到这之前一切都很好啊，就是没什么必要说。
每当小爱因斯坦想要说话之前，他都会先小声的对自己说几遍，直到觉得满意，才会大声说出来。据说是因为他不是用语言来思考，而是用图形。
语言无疑是人类的一大优势，但有些时候语言也是沟通和思考的障碍。
7岁的爱因斯坦和妹妹玛雅 1886年
妹妹玛雅出生时，阿尔伯特从期待到失望，问父母妹妹怎么不像其他玩具一样有轮子。没有轮子的妹妹却很快成为阿尔伯特的好朋友。
很可能是因为沟通和理解的不顺畅，小爱因斯坦一度很暴躁，生气时很爱扔东西，妹妹常被打到头。玛雅后来打趣说：做天才的妹妹需要有颗结实的脑袋。
有个流传很广的说法，爱因斯坦小时候数学很差，6分制只得了1分，甚至被当做励志故事。其实他的数学虽然比不上最顶尖的数学家，但一直非常优异。但他小时候数学真的是1分：
这是因为德国的计分体系不一样：
1分：sehr gut（优秀）
2分：gut（良好）
3分：befriedigend（中等）
4分：ausreichend（及格）
5分：mangelhaft（不及格）
6分：ungenuegend（差）
爱因斯坦最难得的是有很强的自学能力，13岁接触哲学，15岁自学微积分。不过爱因斯坦学习上严重偏科是真的，这也就是他为什么第一年考大学没成功的原因。可他报考时比其他考生小两岁，报考的还是欧洲第一名校。除此以外说爱因斯坦成绩差的基本都是传说。
至于曾经小学课本里的爱因斯坦和三个小板凳的故事，多半是杜撰。据爱因斯坦的妹妹回忆：他4，5岁的时候就能用积木和纸牌搭出很复杂的结构，比如高达14层的纸牌屋。这个的难度大家可以自己试试，我尝试过几次，无法突破4层高。可以知道他有很精细的控制能力和极强的专注力和超过普通人的耐心。
如果你不能简单的去解释它，那么你还不够了解它。
If you can't explain it simply, you don't understand it well enough.
—— Albert Einstein
No.3 爱是给孩子最好的礼物
小提琴一直伴随着爱因斯坦
母亲留给他最大的礼物是音乐
5，6岁时，妈妈给他请了城里最优秀的小提琴手，做他的音乐老师。
爱因斯坦的进步并不快，但很坚持，去哪里都带着小提琴，音乐能安抚爱因斯坦过于活跃的大脑。他最喜欢的音乐家是莫扎特和巴赫。网上流传一段爱因斯坦的小提琴录音，无法证实是不是他的。和他合作过的音乐家评价爱因斯坦的小提琴拉的还不错，不过离专业水准还有些差距。
父亲送给他最大的礼物是好奇
4，5岁时，爸爸送了一只指南针给生病的爱因斯坦。他被磁针展现出的奇异行为所迷住，千方百计想弄明白转动指南针的无形力量，这成为他以后对物理学产生浓厚兴趣的原因之一。
爱因斯坦曾被中学老师认为是笨蛋，不守纪律，心不在焉，想入非非，性格孤僻，大脑迟钝。觉得他会一事无成
。爱因斯坦后来能取得巨大成功一方面是相信自己，坚持不懈。而家庭的温暖对孩子的成长也很重要。
作为老师和家长都不要轻易给小朋友下定论，不要忽视孩子的独特，有时天才和笨蛋一线之隔。
爱因斯坦的“独特”之处并没有被父母视为一种异端而遭受歧视。
每个人都是天才。
但如果你用爬树的能力评断一条鱼，它将终其一生觉得自己是个笨蛋。
Everybody is a genius. But if you judge a fish by its ability to climb a tree, it will live its whole life believing that it is stupid.
—— Albert Einstein
No.4 幽默的灵魂
除了骑车，帆船和健走也是爱因斯坦喜欢的运动
人生就像骑单车，想保持平衡就得往前走。
Life is like riding a bicycle. To keep your balance you must keep moving.
—— Albert Einstein
说起自行车，大家应该都会骑，可自行车为什么骑起来不会倒就没几个人能解释清楚了。就算懂的人要给你解释一下，没有10分钟也很难解释清楚。原因还是在于：这个原理科学上还没有完全弄清楚。只是大致知道和陀螺效应，平衡机制，重心控制几个因素有关。
所以还是爱因斯坦的那句话，如果不能简单的解释它，就是还不没完全弄懂。
还有一个常见的误解，认为科学家都是书呆子不爱运动。其实爱因斯坦是很爱运动的，骑车，帆船，爬山，赛艇，健走。对他来说运动也是休息，也能帮助他思考。
No.5 听爱因斯坦解释相对论
著名的吐舌照片，其实那时他很不开心
把你的手放在滚热的炉子上一分钟，感觉起来像一小时。坐在一个漂亮姑娘身边整整一小时，感觉起来像一分钟。这就是相对论。
Put your hand on a hot stove for a minute, and it seems like an hour. Sit with a pretty girl for an hour, and it seems like a minute. That's relativity.
—— Albert Einstein
怎么样，听了大师的本人讲解，有没有对相对论理解多了一点？
如果还有兴趣的话，可以听听我的解释，要求是有初中数学基础。
说明一下，我们用简化后的公式让大家更容易理解，只是去简单了解一下相对论。
人生就像一部胶片电影，
被照亮的那一帧就是我们的现在。
爱因斯坦的质能方程式 E=mc² 比较好理解，
讲的质量和能量的关系，这里就不细说了。
说说狭义相对论里的另外两个重要公式
先说说速度和时间的关系，简化的公式如下：
让我们回到爱因斯坦的追光实验：
你，就是那位剑仙，正不断加速追赶着光束
v代表你的速度，c是光速，是个不变的常数
T是你的时间，T0是在地面上我们这些吃瓜凡人的正常时间
v=0时，你是静止的，
这时T=T0，凡人和剑仙的时间一致
随着不断加速，你的速度无限接近光速了，v约等于c
带进公式里，分母接近于零！（等于零无解）
于是，你的时间T等于T 0除以一个接近于零的数字
也就是说，速度v接近于光速c时，时间T接近于无穷大
在地面上的凡人眼中，这位剑仙飞逝如光，
但在剑仙自己眼中，时间的流逝变得无限慢。
有人会问，为什么我们平时不会觉得时间变慢了？大家可以把，v=1/2光速c，代入公式看看，这时T才不过是正常时间的1.15倍。
最快人造飞行器是2018年NASA发射的派克太阳探测器，预计在2025年达到最高速度约192km/s，光速的0.06%，时间膨胀效应微乎其微。
而载人飞行器最快纪录是黑鸟侦察机0.98km/s。不谈普通人能不能承受，靠光速长寿也只是一个幻想了。不过也证明了运动确实对长寿有帮助。
另一个公式是质量m和速度v的关系，大家有兴趣可以自己推理一下。结论就是接近光速的时候，质量会变无限大。这就是光速飞行最大的难点。
狭义相对论的意义在于修正了伽利略转换，也修正了牛顿力学。 而这两个都是物理学的基础，任何一个错了整个物理学都面临崩塌，可说是一个大胆而划时代创举，是现代物理学的基石。这方面的意义细讲下去至少可以讲半小时。
爱因斯坦被称为世纪天才，从小就确实有独特之处。
但这是因为他已经成功了，大家才会拿着放大镜寻找他的不同之处。
其实每个人都有独特之处，只是很容易被忽略了。
天才的思维异于常人，这正是他们的可贵之处，也常常被当成疯子和笨蛋。
从他的成功还可以发现一些特质：
充满想象力，敢于挑战权威，不怕失败，坚持不懈。
这些可以成为我们培养下一代的借鉴，以这样思想培养出的下一代拥有无限的可能性。
【智者说】是会长期连载的一个原创系列，这是系列的第一期。主要参考《爱因斯坦传》和爱因斯坦的信件和相关纪录片。
閱讀更多 知更鳥科普 的文章
