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第2章

爱因斯坦的乐趣

爱因斯坦(1879~1955),德国物理学家,生于德国南部小城乌尔姆。他是犹太人,26岁获博士学位,最重要的贡献是建立了狭义相对论。1921年获得诺贝尔物理学奖。1933年因受**政权迫害,迁居美国。

1879年3月14日,在德国南部小城乌尔姆的一个犹太人家中,德国伟大的物理学家爱因斯坦诞生了。在他两岁时,他们全家搬到了慕尼黑。他的父亲靠几个阔亲戚资助开了一家小厂,但他喜欢看书,不善经营,导致小厂几次破产。所以,他们一家的生活时常处于窘困之中。

转眼,阿尔伯特·爱因斯坦已经是3岁的“大孩子”了。满头又黑又亮、自然卷曲的头发,宽阔的额头,额头下面的一双深陷的、异常明亮有神的棕色大眼睛,再配上略带鹰钩的鼻子,显得十分活泼机灵。

可是,年满3岁的小爱因斯坦不大会说话,这让全家颇感忧虑。

无论父亲和母亲怎样帮助和训练,也不见效果。年轻的父亲焦急万分,难道阿尔伯特是低能儿?是天生的痴呆?

看着孩子一双充满稚气和灵性的大眼睛,他们怎么也不能相信这一点。

在他们家附近,有一个小的花园,附近几家邻居的孩子经常来这里和爱因斯坦兄妹一块儿玩耍。

这些孩子们最喜欢的游戏之一,就是学着军人的样子,列队步行,然后,分作两伙“打仗”玩。

一时间,花园变成了“战场”,积木和水果、土块变成了“炮弹”。孩子们你来我往,追逐着,嬉戏着,杀声震天,孩子们非常投入,场面非常热闹。

爱因斯坦从来都不参加这种游戏。每当“战斗”即将开始时,他都会找一个角落,拿出他十分喜爱的纸板,一遍又一遍搭房子。慕尼黑城里所有爱因斯坦能够记住的主要建筑物,几乎都在他的手下“建成”了。

很快,孩子们发现了爱因斯坦的叛逃,觉得难以理解:这么好玩的游戏,他竟然毫无兴趣,一个人在那儿摆弄那些破纸片。

时间过得真快,不知不觉中,爱因斯坦已经5岁了。一次,爱因斯坦病了,感冒发烧,医生嘱咐要多休息。一连3天,爱因斯坦把所有的书籍和玩具,都重新摆弄了好几遍,直到腻烦为止。手里边没有可供玩弄的东西,他在床上翻来覆去,似乎躺不住了。

父亲看出了儿子的心思,不知从什么地方弄来了一个指南针,送给儿子。

起初,爱因斯坦并没有在意。他漫不经心地拿起指南针,只见中间那根红色的针在轻轻抖动,但总是指着一个方向。

爱因斯坦无意之中,把指南针调了一个方向,奇迹出现了:那根红色的指针仍然指着北方!

他坐了起来,把指南针猛烈地调过来调过去。可是不管怎么转动,那根红色的指针仍坚定不移地指向北方。

爱因斯坦大吃一惊,什么东西使它总是指向北方呢?他把指南针翻过来、调过去地细细查看,没有特殊的东西,这真是太神奇了!

如果说后来的阿尔伯特·爱因斯坦对科学有着执着的追求和不懈的努力的话,指南针无疑是唤醒他对科学的好奇心、探索事物原委的兴趣的开始。这种平凡而又神圣的好奇心,正是一位科学家成长的必需的动力。

爱因斯坦的叔叔雅各布·爱因斯坦在慕尼黑一直和爱因斯坦一家住在一起,成为爱因斯坦童年最主要的启蒙老师之一。

叔叔对这个不爱说话但很聪颖的侄儿疼爱有加。同时,他本人是一个很好的电气工程师,十分喜欢数学,而且颇有造诣。

每当闲暇之时,叔叔都要给爱因斯坦讲数学原理,然后,再出一些趣味性的数学题目,让小爱因斯坦计算。

有时,雅各布叔叔故意出一些远远超过一个5岁孩子在正常理解能力的难题,然后,眯着眼睛故意逗小爱因斯坦:“怎么样?想试一试吗?”

每次,爱因斯坦都瞪着棕色的大眼睛,用充满稚气的声音回答:“当然!”

此后,就是爱因斯坦的苦思冥想,绞尽脑汁地计算。有时候,甚至已经上床睡觉了,忽然想起了什么,也要起来在灯下计算一番。

别人看他这样,很为他难受。可爱因斯坦从来都不把这看作是“受罪”,恰恰相反,他在演算过程中,感受到了乐趣。更重要的是,他在计算过程中领略到了科学的奥秘和创造的快乐。这一点,在他每次解出一道数学难题时,感受尤其强烈。

几十年过去了,阿尔伯特·爱因斯坦凭着对科学的执着,成就了一番事业,成为德国着名的物理学家。

水池里有几桶水

从前,某国王有个习惯,每日早上接受大臣朝拜后,便让众臣陪同在宫殿周围散步。一日,来到御花园,众人坐下观景。国王瞧着面前的水池忽然心血来潮,问身边的大臣:“这水池里共有几桶水?”

这个问题问得稀奇古怪,几桶水?谁答得确切?众臣一个个面面相觑。

国王很不高兴,便发旨:“你们回去考虑三天,谁能答出便重赏。”

三天过去了,大臣中仍无人能解答得出这个问题。国王觉得很扫兴。

此时,有个大臣诚惶诚恐地伏地奏道:“国王息怒,我等不才,无法解答您的问题,老臣向国王推荐一人,或许能行。”

国王闻言问:“推荐何人?”那大臣说:“城东门有个孩子很聪明,人人都叫他神童,是不是把他唤来一试?”

国王一听,觉得好笑。堪称安邦治国的栋梁之才也答不出来,小孩行吗?正想摇头,一想又改变了主意,他想试一下那“神童”的才智如何,便下旨召见。

不多时,那位孩子便被领进大殿。他长相伶俐,落落大方,进了皇宫毫无怯意。

国王便将那问题讲了一遍后,示意让人领小孩到池塘边去看一下。那孩子天真地笑道:“不用去看了,这个问题太容易了。”

国王一听乐了,说:“哦,那你就讲吧。”

孩子眼睛眨了几眨,说:“要看那是怎样的桶。如果桶和水池一般大,那池里就是一桶水;如桶只有水池的一半大,那池里就有两桶水;如桶只有水池的三分之一大,那池里就有三桶水,如果……”

“行了,完全对。”国王重赏了这个孩子。

众臣一个个呆若木鸡,自愧弗如。

王冠的秘密

阿基米德是古希腊着名的物理学家、数学家。

有一次,国王让工匠做了一顶纯金的王冠,漂亮极了。可大臣们看了,都窃窃私语:谁知道那是不是纯金?国王知道后,便把阿基米德召来,让他查个水落石出。

阿基米德每天都在思考这个问题。有一天,他去洗澡,浴盆里放了大半盆热气腾腾的水,他一屁股坐下去,忽然觉得轻飘飘的,身子像浮起来了似的,水哗哗地从盆里流出来。

“水多了!”他下意识地站起来,水又落下去。他孩子气地又重重地坐下去,水又升上来,从盆沿流了出去。“啊!我知道啦!我知道金冠的秘密啦!”阿基米德突然高兴地叫了起来,跳出澡盆,冲向王宫。

阿基米德在洗澡时得到了启示,他觉得马上可以弄清王冠的秘密了。

在王宫里,他给国王做了这样一个实验:找来一块和王冠同样重的纯金块、两只大小相同的罐子和盘子,然后把王冠和金块分别放进装满水的罐子里,当水溢出来时,各用一个盘子接着。最后,把这些溢出来的水分别倒进两只同样大小的杯子里,一比,结果发现溢出来的水不一样多。这时,阿基米德举着两只杯子,对国王说:“尊敬的国王陛下,现在我可以肯定地告诉您,这顶王冠不是纯金的,它里面掺了其他的金属。”

国王听了,疑惑不解地问:“为什么?”

阿基米德给国王解释说:王冠和纯金块一样重,如果王冠是纯金的,那么它们的体积也应该一样大,放进水罐里,流出来的水也应该一样多。而现在放王冠的罐子里流出来的水多,放纯金的罐子里流出来的水少,这就说明王冠的体积比纯金的体积大。可见,王冠不是纯金的。

国王终于明白了。于是,他忙派人把工匠抓来审问,果然,工匠是用黄铜代替黄金铸在王冠里了。

王冠的秘密就这样被阿基米德揭开了——而揭开王冠秘密的方法就是物理学上着名的阿基米德定理,即浮力定理。

这一定理,不仅仅对于水,对于一切液体、气体也都适用,至今仍在指导船舶排水量和装载量的计算。

“小不点”考上中学

“电脑大王”王安是美籍华人,是世界上着名的计算机专家。

王安出生在上海,父亲是小学的英语教师,从小就注意对他进行启蒙教育,王安超人的数学计算能力很早就显示了出来。例如,父亲和他一起计算三位数的乘法,他能马上说出答案,而父亲还在纸上运算呢。

6岁的王安到了上学的年龄,因为在父亲的教导下,他很早就学完了初级课本,所以他就直接从三年级读起,这样,王安在班里就是个“小不点”,个头比别的同学矮,体育比赛也总落在其他同学的后面,不过,王安却聪明绝伦,每门课的成绩都在班里排第一,同学们都很佩服他。

过了几年,王安应该升中学了。当时着名的上海中学只招收两个初中班,所有的家长都希望自己的孩子能在那里读书,所以竞争很激烈。父亲想到王安的年龄小,为了更有把握,就劝王安先在家自学一年,第二年再考,可王安却偷偷报了名,背着父亲参加了考试。

考试成绩出来了。王安的数学成绩出类拔萃,总分名列第一。就这样,“小不点”王安以优异的成绩被上海中学录取了。后来,王安成了着名的电脑专家,还被美国发明家纪念馆评为继爱迪生等人之后的第69位世界级大发明家呢。

聘不到家庭教师

1913年夏天,匈牙利大银行家马克思先生在报纸上登了条启事,说要为11岁的长子冯·诺伊曼聘一位家庭教师,只要应聘的人能让冯·诺伊曼满意,他愿意出高出一般家庭教师10倍的聘金。

这么高的价钱请一位家庭教师,这可是一件新鲜事。十几天过去了,上门来应聘的人很多,但都是刚和小冯·诺伊曼交谈一会儿就匆匆离开了,他们都说小冯·诺伊曼是个神童,自己教不了他。这样一来,冯·诺伊曼的名字就传遍了全城,甚至比号称最富有的父亲都有名。

小冯·诺伊曼确实是个神童,尤其是在数学方面,冯·诺伊曼的心算能力达到了惊人的程度。在他3岁那年,父亲把账簿翻过几页,让儿子看了几眼,儿子竟然能一字不差地背出账簿上的数字。到了6岁,他就能做10位数的除法算术题。到8岁时,他就能读懂《函数论》。

不但数学计算能力惊人,冯·诺伊曼的记忆力也不可思议地好。他只需要看过一次电话号码簿,就能记住所有的姓名、地址和电话号码。家中各种各样的藏书他都能背诵下来,就像一台照相机一样。

长大以后,冯·诺伊曼获得了物理学和数学博士学位,毕生致力于计算机的研制工作,被后人称为“电子计算机之父”。

数学明星苏步青

苏步青是我国着名的数学家,被国际数学界称为“东方国度上升起的数学明星”。他把毕生的精力都贡献给数学事业,发表了100多篇学术论文,还写了好几本数学专着呢。

日本帝国主义发动侵华战争的时候,苏步青正在上小学。他的老师洪岷初先生是位爱国人士,经常鼓励学生努力学习,用科学来救国。苏步青没有辜负老师的期望,他学习刻苦,每门课的成绩都在班级里名列前茅。也就是在洪岷初先生的教导下,苏步青的数学天才逐渐被开发出来了。

洪老师负责教授数学,慢慢地,他发现苏步青对数学特别感兴趣,听课非常认真,于是他在给学生们布置作业的时候,有意识地给他多留一些,而苏步青每次都能圆满地完成。

有一次,洪老师出了一道几何题,要求学生们证明“三角形内角之和等于180度”这个定理。班里其他的同学还在苦恼地思考着,苏步青已经把答案写出来了,而且,他举一反三,旁征博引,竟然用了20多种方法!洪老师看了,认为苏步青具有数学天才。

为了培养苏步青对数学的兴趣,洪老师鼓励他把这些证明方法写成了一篇论文,送到浙江省中学生作业展会展出,结果引起了轰动。

史丰收创速算法

史丰收是我国着名的数学整算法改革家。他的整算方法运算简便,只要掌握了这种运算方法,小学二年级的学生也能在三四秒的时间里就完成两个8位数相乘,计算速度比世界最着名的速算家还快3倍。

史丰收很小的时候就喜欢“调皮捣蛋”。6岁的时候,父亲看见水缸里泡着一盆牡丹花,就生气地把儿子叫过来,问他为什么要“搞破坏”。史丰收委屈地说,他想让牡丹花多喝水,这样才能长得快。父亲是乡村医生,善于启发儿子动脑筋,听儿子这么一说,不但没责备他,反而找出了一本《植物学》让他读。

史丰收上学了。小学一年级的时候,他很快就被神秘的数字迷住了,老师讲加减法时,他觉得这种方法又笨又慢,“能不能有更简单的算法呢?”从此,史丰收像着了迷一样,每时每刻都在运算,屋里屋外到处都写满了题目,连妈妈给他做的新衣服都被他当成了草稿纸。

经过不懈的努力,史丰收快速计算法终于成熟了,而这一年史丰收才13岁。也正是在这一年,中国科技大学破格录取他为大学生。

牧童与国王

从前,有个国王老爱提些奇怪的问题,而那些问题连最聪明的大臣也回答不了,因此,国王很扫兴。

一天,国王和一些大臣们到草原上玩,看见有个牧童在放羊。

国王就把牧童叫到身边,问他:“我有三个问题,你能回答吗?”

牧童说:“你问好了,我什么问题都能回答。”

国王就问了:“注意第一个问题——海里有多少滴水?”

牧童回答:“陛下,这可真是个难题。不过,您得把所有的河流都堵起来,免得海变大。到那时候,我再替您数吧。”

“很妙!”国王开心地又说,“第二个问题——天上有多少星星?”

牧童拿出三袋罂粟粒,撒在草地上,说:“天上的星星和这地上的罂粟粒一样多,您自己数吧!”

国王满意地点点头,最后问:“好极了,不过现在您一定得告诉我永恒包含多少个瞬间?”

牧童想都不想就回答了:“陛下,地球的尽头有一座钻石山,高要走一小时,深要走一小时,宽要走一小时。每隔一百年,就有一只鸟飞到山上磨嘴巴。到整座山磨平时,永恒所包含的第一个瞬间就过去了。陛下,我们为什么不一道等下去,好数一数永恒中所包含的瞬间呢?”

国王哈哈大笑说:“我的大臣都没有你聪明。”

沙昆塔拉的心算

印度有个女孩子名叫沙昆塔拉,她的心算能力简直不可思议。

她6岁的时候,叔叔随口说出了一个数字,她立即报出了这个数字的平方根。开始叔叔还不相信,又说了一个更复杂的数字,她照样能报出那个数的平方根。接着,她干脆不用叔叔提问,自报自答地说出了一连串数字的平方根,她叔叔听了,欢呼着将她抱了起来。

从此,沙昆塔拉到各地去表演她的心算能力,她的表演从没出过差错,于是她的名声传到国外。稍大之后,她心算的本领又有了提高。于是就到国外表演,跑了一百多个国家,每次都获得巨大的成功。许多国家把她的表演当作头条新闻加以报道。她的表演精彩纷呈,简直使人难以置信,但观众们面对着这个神奇的女孩,听着她心算出的一个个准确无误的数字,不得不相信,这是千真万确的事实。

在澳大利亚的一次表演中,出题的专家刚刚提出一个天文数字,还没来得及输入电脑,沙昆塔拉已报出了答案,在场的观众惊得目瞪口呆,无法相信一个孩子的头脑比电脑运转得还快。

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