像爱因斯坦一样思考:我们能从天才们的头脑中学到什么

　　阿尔伯特·爱因斯坦 无言的思考 ——失明的甲壳虫如何学习观察 我们不是**个想了解阿尔伯特·爱因斯坦思维方式的人。即使是孩童，也早已在心中把爱因斯坦的名字和“天才”这个概念画等号了。爱因斯坦也是无数科学家和思想家迫切希望研究的对象。有些人甚至想“钻进”爱因斯坦的大脑一探究竟，也的确有人真的“进入”了他的大脑。1955年，爱因斯坦逝世后，他的遗体被火化，骨灰被撒向空中，但是他的大脑却作为唯一的遗物踏上了一段奇特的旅程。原来，普林斯顿医院的病理学家托马斯·哈维悄悄把它偷走并保存了下来。虽然爱因斯坦的家人大为震惊并强烈反对，但是哈维坚称，他是出于科学的需要才想要研究爱因斯坦的大脑。爱因斯坦的家人也无可奈何，只能就此作罢，于是哈维就成了这颗大脑的拥有者。他偶尔凭感觉把大脑切成片或块，授权别人研究它。 许多科学家有幸能够研究爱因斯坦的大脑，仅仅是那3份公开发表的研究报告便引起了轰动。**份研究报告来自1985年加州大学伯克利分校的一支团队，玛丽安·戴蒙德教授率领的这支团队研究了爱因斯坦大脑的4块方糖大小的切块。值得注意的是，研究发现爱因斯坦大脑皮层的神经胶质细胞数量和周围神经细胞数量的比值高于平均值。神经胶质细胞和更高级的思维过程有关，它们负责将神经纤维彼此分开，起到保护作用，同时提供新陈代谢所需的丰富能量。这可能意味着，爱因斯坦的“神经细胞需要且消耗更多的能量”。 然而，在没有其他杰出科学家的大脑可供对照的情况下，人们还是不知道以上研究结果能否有力地解释为什么爱因斯坦具有高超的思维能力。此外，人们也不能确定，爱因斯坦的高智商是否源于这一特别之处。换言之，这是爱因斯坦长年累月地后天训练这一特定部位的结果。 发表于1996年的第二份研究报告宣称，爱因斯坦的大脑皮层比普通人的要纤薄，其神经细胞的密度也高于普通人的。发表于1999年的第三份研究报告是时至今日*后一份，也是三份报告之中被引用次数*多的报告。来自加拿大安大略省麦克马斯特大学的教授桑德拉·维特尔森所领导团队的研究成果表明，爱因斯坦大脑的下顶叶比一般人的要宽。而人们猜测，大脑的这部分区域可能主要负责数学和空间思维。此外，研究还发现，他有一条位于耳朵处的穿过下顶叶的脑沟——学名叫作“外侧裂”，比一般人的要短。研究人员相信，这可以带来额外的神经 连接。 但是，正如沃尔特·艾萨克森在他*新的传记《爱因斯坦：生命的全部》中所写，“通过搜遍爱因斯坦的神经胶质细胞和脑沟回的方法，人们是不可能理解他的想象力和直觉力的”。 在其他思想家和科学家的鼓励下，爱因斯坦也曾经多次尝试去了解他自己的那个“思维机器”。他曾经给他年轻的儿子做过一番生动形象的解释。他儿子问道：“为什么您能变得如此著名？”爱因斯坦回答：“看，当一只失明的甲壳虫在一个球体上爬行的时候，它不会注意到自己已经爬过了一段弯曲的路径，然而我却注意到了这一点。”这乍听上去有些令人迷惑，但这个简单的画面像一把钥匙，打开了本章节通往爱因斯坦思维的大门。让我们一起追随这只失明的甲壳虫，试着透过它的足迹去观察、去理解：爱因斯坦到底看到了什么，以及为什么他能看到。 光和它的两张面孔 1900年，当爱因斯坦还在冥思苦想一些物理问题时，马克斯·普朗克教授正在柏林进行一项实验，后来这项实验启发爱因斯坦获得首个伟大突破。 而普朗克那时却坐立不安。他正在研究一个方程式，这个方程可以描述一个黑体吸收和放射光时的状态。为了能够正确描述实验数据，他不可避免地需要引入一个常量。后来，人们将这个常量称为“普朗克常量”，它是构成我们这个宇宙的三个基本物理常量之一。但在此刻，想必普朗克一定正在抓耳挠腮、无比尴尬。潜藏在他公式背后的这个神秘万分的常量到底是什么来头？它究竟有没有什么物理学意义？普朗克明白，摆在他面前的是一份证据，证明黑体在发射光线的时候，并非以波的形式。而光以波的形式辐射是那个时代物理学家的共识。这一结果可能意味着，光在某些特定情况下的行为有些反常，即光是以一种能量包的形式一份一份地发射的。 普朗克是一位杰出的科学家。人们可以想象，在那一刻，普朗克的脑海中一定翻腾着各种各样关于这个结果的想法。如果这一反常表明了光的基本特性，那么必将引发物理学领域的一场强烈地震。更可怕的是，或许这不仅仅是一场地震，还可能是整个经典物理学领域的崩塌，而经典物理学是普朗克无比尊敬的世界。自从19世纪以来，在这个美好的物理学旧世界中，光就一直在完美无瑕地连续发射着……现在，普朗克该怎么对待他这个令人不安的发现呢？这可能意味着对那些完美的自然法则的偏离，难道要葬送它吗？普朗克不能也不想接受这个矛盾的结果。很快，他发现了一个折中的方法，这个方法能够抚平他杂乱的心绪。他并没有把他的发现视作一场地震，而是视作一次因为火车驶过造成的轻微振动。他断定，黑体是造成光的异常状态的罪魁祸首。他的方程式不能描述光的自然本质，而只能描述光在特定情形下的状态。普朗克还认定，公式里那个烦人的常量，只是一个为了预测这一状态的数学小把戏。 谁能想到，正是这个让普朗克不安的发现，日后发展出了量子物理学，成为物理学界的一个革命性的创新。普朗克执着于对一个“连续性物质”的幻想，他认为新发现的这个“振动分子”或者“和谐的振子”（即前文他所认为的能量包），纯粹是一个与物理学现实无关的现象而已。 在这一刻，普朗克拒绝向前迈出一大步，这是完全可以理解的。对于他而言，捍卫自己在大学里令人尊敬的地位绝非易事。和许多伟大的科学家一样，他喜欢那些旧式的思维架构，那能让他感到稳定和有安全感。牛顿和19世纪的物理学家塑造了一个合情合理的机械宇宙观。在这个安全可靠的世界秩序中，一切都是可以解释得通的，万物皆有定数，未来也是可以预测的。谁要是动摇了这个秩序，就只能在黑暗和未知中摸索前行，还会把整个人类推向一个新的世界，而这个新世界是不可控的，而且更令人捉摸不透。 在远离学术世界这一庇护港湾的地方，有一位就职于瑞士联邦知识产权局（位于伯尔尼市）的公务员冒险迈出了这一步，他就是阿尔伯特·爱因斯坦。爱因斯坦很快就理解了普朗克得出的结果：“我所有的努力——那些寄希望于使物理的理论基础与这些认识相适应的努力，都宣告失败了。这就像把一个人脚下的地面抽走，让他的脚下没有坚实的、可供建造楼房的基础。”爱因斯坦在他于1905年发表的论文中迈出了大胆的一步，后来有些人将其视为他*伟大的发现。爱因斯坦完全引述了普朗克的数学构思并得出结论：实际上，光一定是以能量子的形式发射的，这与有没有黑体毫无关系。他大胆地断言，光的这一状态并不是异常的，而是它的自然本质。与此同时，他强调，尽管如此，光的波动理论依然成立。只有将这两个原理结合起来，人们才能完整地描述光的特性。爱因斯坦向普朗克点燃的那块闪着火星的木炭吹了一口气，使它燃起熊熊烈火，吞噬了经典物理学的世界——普朗克变成了一位革命者，尽管这违背了他的意愿。普朗克余生都在抗拒自己的发现，临死前曾说：“我一直想把这个常量（即普朗克常量）以某种方式融入经典物理学的理论之中，我做了许多年徒劳的尝试，耗费了大量精力。这被一些同事视作一场悲剧。” 普朗克内心深处渴望这个因他而起的新发现能皈依到屡经考验的旧式思维架构之中。与之相反，爱因斯坦则欣然接受旧式思维架构必须崩塌这一现实。虽然这么做他也会心痛，因为他也很钦佩经典的牛顿宇宙，但这似乎正是天才的特点：他们可以不受先前知识的束缚，无论这些知识多么伟大。划时代的发现需要发现者有充分的心理准备去接受真相，往往这一真相会与已知的、熟悉的知识相悖。如果想要继续追寻真相，发现者就不得不挺进一片险象环生的未知领域。可是对于天才而言，那些让我们备感安全的事物，则是阻碍他们继续寻得更伟大发现的绊脚石。天才们对待旧有知识的感情，就像我们大部分人对待父母的态度一样：我们感恩他们为我们付出的一切，但还是想离开家这个安全的港湾，寻找我们自己的生活。 爱因斯坦不是**个，也不会是唯一一个拥有划时代认识的人，但他是敢为天下先的那个人。一个原因在于，如果一个旧有的思维架构再也不能描绘现实了，那么他不忌惮于打破它。让我们澄清一下这个能力的重要性。假如我们再也不能以传统的思维方式理解眼前的现实了，大部分人会怎么做？是费尽周折让新的现实听命于我们旧有的观点，还是即使新的现实有可能会让我们迷惑不已，但仍然耐心地静观其变？对爱因斯坦而言，只有第二种可能性。具有讽刺意味的是，亨利·庞加莱（他几乎要独立研究出爱因斯坦后来创立的狭义相对论学说，但却无法接受它）曾说过以下这段关于爱因斯坦的话：“我钦佩他的一点在于他对新概念的适应力。他完全不受传统经典理论的禁锢，每当面对一个物理难题时，他能立刻领会所有方兴未艾的可能性。” 但这背后其实另有玄机：普朗克和庞加莱之所以甘愿墨守成规，是因为他们总是以单一维度、线性的方式去思考问题。在思想上，他们只能沿着一条路走到头，显然这种理解力不够灵活，不能奔向“更疯狂”的方向。正如普朗克坚信物质的“连续性”和光的波动理论那样，他们认为一切已经存在的事物，必须沿着一个清晰稳定的方向发展。对于偶尔冒出来的每一个矛盾，要么立刻给予一个有力的回答，要么说一句“抱歉”，然后优雅地绕道而行。而爱因斯坦的思考是多维度的：在思想上，他愿意同时从不同的方向着手，毫不回避遇到的矛盾和悖论。相反，矛盾之于爱因斯坦就像一味催化剂，能够催生出对更伟大、更复杂的现实的理解。在普朗克那里听上去像两种乐器奏出的无法调和的曲调，在爱因斯坦耳朵里，就像一首和谐的、独特的交响乐。 ……"