On a Beam of Light: A Story of Albert Einstein
英文繪本（乘光飛翔：愛因斯坦的故事）
Author：Jennifer Berne
Illustrator：Vladimir Radunsky
英文ISBN13：9780811872355
中文ISBN13：9789865566470
很多人應該有收看5/12的記者會直播，台北中央研究院跨國參與合作的「事件視界望遠鏡計畫」，發表銀河系中心超大黑洞的照片，觀測到的影像捕捉到被強大黑洞重力彎曲的光線，亮環大小和產生的暗影都符合廣義相對論的預測，愛因斯坦一百多年前的理論又再一次被驗證！
二十世紀初期掀起現代化浪潮，掙脫傳統思想的束縛，反思進步是否能帶來幸福，強調個人主觀與意志的重要。藝術領域有馬蒂斯、畢卡索等人顛覆古典美學、創新手法；心理學界有佛洛伊德從對「夢」的關注，進而探討潛意識對人類行為的影響，開拓了對人類存在的全新視角；音樂方面，對芭蕾音樂奉獻良多的史特拉汶斯基，也以前衛大膽的創作挑戰當時的聽覺習慣，激發現代音樂的發展並留下深刻的影響。
而在科學發展，因為十九世紀末發現了光波，傳統物理學理論開始遭到質疑，先是居禮夫婦發現放射性物質，1900年，德國的普朗克提出黑體輻射公式與量子假設，1905年，愛因斯坦發表論文以量子理論解釋光電效應，同年六月提出狹義相對論，九月發表了質能守恆公式（E = mc2），主張質量僅是能量的另一種形式，原子內部蘊藏巨大能量，引領人類走向原子時代。1915年，他又提出廣義相對論論證時空與引力的相互關係，除了與量子力學互不相容，至今還屹立不搖。
愛因斯坦的貢獻對影響甚巨，不僅重建了人類對時空認知的世界觀，將物理學、天文學與現代科學技術都推進一大步，甚至也為現代主義藝術家和思想家帶來靈感。1999年，《時代》雜誌將愛因斯坦評選為20世紀風雲人物。世紀之人的生平與故事，我們當然也不會錯過的。而且這本插圖太討喜了，讓我想起愛因斯坦吐舌頭那張經典照片，讀起來特別有氛圍。
大雞慢啼
愛因斯坦誕生於1879年德國的烏爾姆，雙親都是猶太人，隔年遷居慕尼黑，父親與叔叔一起經營電器公司，母親出身背景良好，愛因斯坦也在不錯的家境下長大。但他到了三歲才開口說話，總被認為發展遲緩，父母雖然難免憂心，總是以愛與鼓勵來滋養他。
指南針
在愛因斯坦五歲那一年曾臥病在床，父親帶了一個指南針給他，他愛不釋手。他很想知道為什麼不管怎麼改變指南針的方向，裡頭的指針都還是指向同樣的地方，仿若有一隻無形的手拉著一樣。這成了激發愛因斯坦對科學濃烈興趣的關鍵物品。他領悟到這世界上有許多待解之謎，隱匿而安靜、不為人知且不被看見。他極度渴望去了解並揭露這些謎團。大約也是這個時期，受到鋼琴家母親的薰陶，愛因斯坦開始學小提琴。
『人類所能擁有最美麗的經驗是神祕奧妙，這是真正藝術與科學起源的根本感情。…知道有某種我們無法看透的事物存在，讓我們感覺到最深奧的理性、最耀眼的美麗，以最原始的形式直通我們心靈深處。…在這層意義上，而且唯有在這層意義上，我算是有虔誠信仰之人。』
此後，愛因斯坦就開啟十萬個為什麼模式，無論在家、在校，都有問不完的問題。有些老師表示這已經造成上課的干擾，甚至還說愛因斯坦若不能表現得像其他同學一樣，長大將會一事無成。但愛因斯坦其實並不想像其他學生一樣。他在數理方面表現超群，但歷史與法文等其他學科都不拿手。
『一天至少一回，讓自己有作夢的自由。』
有一天，他在鄉間小路踩著單車踏板，看見太陽光射向地球，不禁想著，如果能騎上光束會怎麼樣呢？當這個念頭萌生，他不再騎著腳踏車、不再身處鄉間小路，而是乘著光束往宇宙飛奔。這是他有過最偉大、最讓人興奮的想法。同時，他的心中也產生許多疑問。
『人生就像騎腳踏車，想維持平衡就不能停下來。』
愛因斯坦投入書海，徜徉在知識裡。愛因斯坦投入了書海，潛游在知識當中。他學習光與聲音、熱與磁，還有重力 — — 一種看不見的力量將我們拉向我們的星球，並讓月亮繞行地球而不會飄向外太空。他也愛極了數字。數字就像能弄清楚事情的神秘語言。但大量的閱讀仍然無法解答愛因斯坦所有的疑惑。他繼續閱讀、繼續思考。
後來父親的公司倒閉，全家又搬到義大利，留在慕尼黑的他受不了學校教育的專制，找藉口到義大利與家人團聚，順便逃避從軍。經過一段時間顛沛流離的求學生涯，17歲的愛因斯坦終於考取蘇黎世聯邦理工學院攻讀物理。
愛因斯坦與妹妹感情很好，但童年期間沒有什麼朋友，加上偏好寧靜與獨立思考，養成孤獨的性格。父親期望他接手自己的事業遭拒，加上愛因斯坦第一次婚姻遭到雙親反對，讓他與家庭疏離。拒絕墨守成規、叛逆的他，在校也不討教授喜歡。
『孤獨會讓人失去些許天真無憂，但是另一方面，這樣可以大大擺脫受他人意見、習慣與判斷的影響，避免受到誘惑而將內心平衡建立在這些薄弱的基礎上。』
1900年從大學畢業後，愛因斯坦期望能夠為教育盡一份力，將過去所學、所愛的學問傳授出來，據說教授拒絕讓他留校當助教，回義大利後也謀職未果。期間做過家教跟代課老師後又失業，透過好友格羅斯曼·馬塞爾（Grossmann Marcell ）父親的幫忙，1902年才進入瑞士伯恩專利局工作。他完成份內工作的效率很高，多出很多時間讓他在腦中進行「思考實驗」，與同好在業餘時間做科學研究。
看著方糖在熱茶裡溶解、煙斗的煙在空氣裡消失，他領悟到所有東西都是由很微小很微小的粒子所構成的，也就是「原子」。這頁插圖用點描法來表現實在很可愛。
奇蹟之年
1666年是牛頓的「奇蹟之年」，1905年則是屬於愛因斯坦的。那年他一口氣在《物理年間》發表了四篇具有重大貢獻的論文，包含：
1. 光電效應：提出光量子假說。
2. 布朗運動：解釋原子假說可被實驗證實。
3. 狹義相對論：不同速度的觀察者如何理解同一個時空。
4. 質能等價：E=mc2，一個物質完全變成輻射所能釋放出來的能量，是其質量乘上光速的平方。
在他取得跨時代的成就後，已是物理學界公認的頂尖學者，他也終於在1910年前後被聘任為蘇黎世大學的理論物理學副教授，1912年則回到母校蘇黎世聯邦理工學院擔任理論物理學教授。
教學之外，他也想補遺狹義相對論的不足。1907年因為「等效原理」（※1）的靈感乍現，總算能將重力問題考慮進來，人生最快樂的一刻，又是透過數學家好友 Grossmann 引介他「黎曼幾何」的運算方式才終於有所突破。狹義相對論用的是「歐式幾何」的平直空間，曲率張量爲零；而廣義相對論用的是「黎曼幾何」的彎曲空間，曲率張量不爲零。
（※1）在等效原理的概念中，一個重力場跟一個加速坐標系中的物理是無法區別的。在一個重力加速度為g的重力場中，任何實驗所能得到的結果，都跟在一個加速度為g的加速坐標系中一樣。或者當一個太空人在一個密封的太空船拿一顆鉛球，感受到自己與球都有重量，可能是太空船停在在重力場強度為g的星球上，抑或這艘太空船正以g的加速度向太空人上方移動。
『我沒有比較聰明，我只是花了比較多的時間與問題纏鬥。』
相對論
愛因斯坦最為人所知的莫過於顛覆對時空的傳統認知，他新創的「相對論」。在「光速不變」與「相對性原理」兩大前提下，1905年發表的是「狹義相對論」，探討觀察者的速度對時空造成的影響，主要四大結論：時間膨脹、長度收縮、相對質量增加、質能守恆。
10年後的「廣義相對論」則將重力的影響加進來，並提出三項預測：
1. 計算水星近日點的進動率偏差為每世紀43弧秒 （※2）。
2. 光線經過太陽的偏折角度問題。
3. 當光從太陽過來到地球時，光譜的紅移現象。
前兩項都在1919年日全蝕的觀測獲得證實 （※3），甚至第一項其實能吻合1882年的天文觀測紀錄。第三項則是等到1960年才由哈佛大學的物理學家 Pound 和 Rebka 完成實驗，可惜愛因斯坦已經辭世五年。1922年諾貝爾獎委員會才將1921年的諾貝爾獎補發給愛因斯坦，在電報中肯定理論物理的貢獻，尤其是光電效應，相對論卻說留待未來再議。
（※2）天文學家們根據從1697年到1848年間觀測的水星活動記錄數據發現，水星繞行太陽的橢圓並未閉合，而是有非常微小的偏移。
（※3）1919年的探險隊在兩個不同地點拍攝日全蝕的照片，半年後再拍一次太陽離開後的星光照片，比對並比較星星位置的偏移，發現吻合愛因斯坦的計算與預測。《泰晤士報》與《紐約時報》接連公布愛因斯坦推翻牛頓理論的科學革新成就，讓他更是家喻戶曉。
『當我年輕的時候，我發現大腳趾總是會在襪子上頂出個洞，所以我不再穿襪子了。』
我們所認識的科學家，個個都是好奇心豐富，愛因斯坦當然不在例外。無論身處何方，他喜歡思考，喜歡在散步時思考，喜歡透過拉琴幫助自己思考。他從沒忘記過少年時那個騎上光束的幻想。除了像觸電一樣的亂髮和深邃的目光，他喜歡穿著鬆垮毛衣與褲子，還有不穿襪子的癖好。探究宏觀如宇宙的議題，也細察微觀至量子的世界。他能夠以純數學演繹方式發展他的理論，事後才有實驗或天文觀察去佐證他的預測，這是非常了不起且值得注目的地方。
書籍資訊
On a Beam of Light(ISBN：9781452152110)
On a Beam of Light (A Story of Albert Einstein)(ISBN：9780545657051)
乘光飛翔：愛因斯坦的故事（二版）(ISBN：9789865566470)
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作者：Noel Lu