在伯尔尼专利局 4 楼 86 号办公室，三级技术员爱因斯坦快乐地工作着。他的主要职责就是电力设备专利评估。

专利评估是个技术活儿，一个人不可能什么专业都懂，并且都懂得那么深、那么具体，所以专利评估技术人员虽然有专业划分，但他们每天面临的都是不同专业、不同分支的专利发明，很少有一项发明只涉及一个专业。更有甚者，拿来申请专利的是一些稀奇古怪的新东西，很难给他划分专业。

所以，一名优秀的专利技术员，除了要具有一定的专业基础，更重要的是要具备综合分析思考能力、专业的融会贯通能力、敏锐的眼光、专注钻研的精神……概括来说就是够聪明、有眼光、学得杂、思路广、一根筋，这简直就是为爱因斯坦量身定制的岗位。

全世界人民都知道，瑞士是钟表王国，但很少有人知道，伯尔尼是钟表之都。所以，爱因斯坦在工作中经常接到钟表类的各种专利申请。

在那个时代，不要说是让全世界的时间同步，就算是两个城市之间的时间也没法同步，只能做到大概齐。而随着科学、社会的发展，时间同步这件事儿，变得越来越重要，如今，时间要是不精确同步，现代社会就玩儿不转了，如果你没意识到，脑补一下银行数据系统， 卫星通信网络， 地面通信网络， 高速、密集运转的火车、飞机等，肯定就明白了。

当时，伯尔尼就出了很多有眼光的人士，他们纷纷研究怎么让不同城市的时间同步，这

种研究甚至成了一种潮流。实际上，伯尔尼市内的时间早在 10 余年前就同步了，用的是电信号。所以，不同城市之间要想做到时间同步，思路一般也是电信号，因为电信号的传播速度是光速，而光速刚好是爱因斯坦感兴趣的。

有的人认为，专利局的工作给爱因斯坦创建相对论带来了灵感，比方说，在狭义相对论中，他也提到了对表。这就有点牵强了，那广义相对论又是怎么来的呢？另外，全世界那么多专利员，为什么只出了一个爱因斯坦呢？实际上，钟表同步专利之所以用电信号，是因为飞鸽传书不靠谱，成本高，电信号够快、够稳、成本低；而狭义相对论里的对表，是探讨光速的一个奇特性质：速度固定。谈光速固定，没法不谈时间、没法不对表。所以，此对表非彼对表（这些科学问题，我们会在第四章专门探讨）。不可否认的是，专利局的这份工作确实帮了爱因斯坦大忙，让他能养家，不用再为生活奔波，使他能够把有限的精力用在业余爱好上。所谓“饱暖才能思宇宙，饥寒只好问稻粱”，感谢格罗斯曼和哈勒局长。

随着时间的流逝，这位三级技术员已经能够熟练、高效、优质地完成专利技术鉴定工作了。一天的工作，爱因斯坦常常半天就能完成，剩下的时间干吗呢？当然是物理。作为一名天生的科学家，只要眼睛睁着，他的脑子就一刻也不会闲着，胡思乱想、推理探析，自己跟自己较劲，忙得很。

何况，他们的“奥林比亚科学院”还有那么多话题要讨论。在奥林比亚科学院期间，爱因斯坦和朋友们的学习、交流，对他思考问题、拓展思路、激发灵感确实有不小的影响。

小爱没机会跟物理界的学者交流，就和几个喜欢科学的热血青年混在一起。生活虽然不富裕，但每天过得充实而幸福，甚至感到“欢乐的贫困是最美妙的事” 。 这是真实的感觉， 而不是阿 Q 式的自我安慰， 因为，志同道合的人一起学习、探讨共同的爱好，那种美妙的感觉是其他事情替代不了的。所以，在他们的一生中，无论是贫穷还是富有，他们都把

这个小圈子叫作“不朽的奥林比亚科学院”。奥林比亚科学院研究的东西其实是个大杂烩，科学、数学、哲学、文学都搞， 看斯宾诺莎、 休谟、 亥姆霍兹， 也看马赫、 毕尔生、 阿芬那留斯，读安培的 《科学的哲学经验》 、 庞加莱的 《科学和假设》 ， 也读狄更斯的 《圣诞故事》、塞万提斯的《唐 • 吉诃德》，作为一个“科学院”，其研究内容一点也不专业，倒像是不务正业。然而，他们奔放的想象、自由的思想、平等的对话、无拘无束的交流，却是搞科研的黄金条件。因为科学是发现、突破的学问，不能平等交流、不能自由思想，而是压制异见、屈从权威，那就铲除了科学成长所需的土壤，屏蔽了科学成长所需的阳光， 即使偶有理性的种子坚韧地发芽， 也无法生根、 壮大， 更别想成林了。

即使有土壤，产生小爱这棵参天大树也不是必然的，所以，你养护了土壤，却没长出参天大树，也不是你挖掉土壤的理由。显然，爱因斯坦取得的成就和学术自由、思想自由是分不开的。

当然，无论你爱什么，也无论你有多爱，生活才是永恒的主题。为了生活，1905 年，奥林比亚科学院的两个“院士” — 哈比希特和索洛文先后离开了伯尔尼，如此一来，奥林比亚科学院的核心成员就只剩小爱和贝索哥俩儿了。 爱因斯坦很失落， ５月份， 他给索洛文写信说： “你走后，我再没交新朋友。甚至和贝索也不怎么聊了……我快到不能动弹、无所建树、只能对年轻人的革命精神发发牢骚的年纪了。”当然，这只是爱因斯坦所发的牢骚而已，事实上，朋友的离开并没有中断他们的交流 — 他们的交流改成了白纸黑字的通信，这样一来，倒是为今天我们研究这段历史提供了丰富可靠的史料。

同年３月，小爱希望哈比希特回伯尔尼，他信中说：“请阁下莅临我们无比光荣的科学会议，就可使它的成员增加 50%。”不久，爱因斯坦在另一封信中写道：“亲爱的哈比希特，咱俩之间现在笼罩着一种神圣的沉默，如果我用无足轻重的废话来打破它，似乎是一种亵渎……你究竟在忙乎些啥，您这头冰冻的鲸鱼，干瘪的罐装灵魂片……你为啥还不把你的博士论文发给我 ……我答应用我新写的四篇论文作为回报……”哈比希特不知道，这四篇论文将颠覆整个世界。

几个月后，小爱又写信给哈比希特，这回是劝他进专利局：“你变得太一本正经了，这都是你在那万恶的牲口棚里的孤单造成的。一有机会，我就把你推荐给哈勒，准能把你安插到专利局当长工。到时候你肯来吗？考虑考虑吧，要知道，除了８小时工作以外，每天还有８小时的闲暇外加星期天……”小爱特别珍惜可以独立支配的业余时间，所以，他对专利局的工作还是相当满意的，虽然他的理想是当老师。

在工作日里，爱因斯坦通常会花半天时间完成一天的工作，然后就会陷在被他锯短了腿的那把扶手椅里胡思乱想。说“乱”想，一点儿也没冤枉他，因为他会同时考虑几个问题，当然这些胡思乱想中也包括他拿手的思想实验。所谓思想实验，也叫理想实验，就是用想象力和逻辑去搞实验。这些实验多数是现实中无法做到的，或者现实世界提供不了理想的实验条件。

当然，也有现实中能做到，但用想象力和逻辑推理解决更方便快捷，比方说，用刀可以切开猪肉，然后可以想象一下，要是不小心切到手指，手指也会被切开，所以不需要真的去做实验也可以下结论：刀可以切断手指，要小心！

我们比较熟悉的思想实验就是伽利略所做的“双球实验”，该实验是为了验证亚里士多德关于“自由落体谁重谁先落地”的说法正确与否。实际上，伽利略没有像传说中那样，去比萨斜塔扔铜球，爬那么高没什么好处，再说砸到小朋友怎么办？就算砸不到小朋友，砸到花花草草也不好呀！所以，略哥只做了个思想实验：如果真的像亚里士多德同志说的那样，重的下落比轻快，那我把重的和轻的绑在一起，会怎么样呢？

怪事发生了，从逻辑上讲，会出现两种截然相反的结论：

A：重的轻的合体，当然更重，下降得一定比那个重的更快。

B：重的还打算像以前一样快，但轻的跑不快，拖了后腿，所以，速度应该比轻的快点，比重的慢点。

以老亚的预测为前提，逻辑推理毫无问题，却同时产生了两种相反的结果，所以一定是前提错了 — 也就是亚里士多德的说法错了！

这就是思想实验的好处，成本低，效率高，效果好，真是居家旅行，科学研究必备良药！

当然，有时候光靠想象也不行，还得拿起笔和本子写写算算，门外一有风吹草动，必须立即把本子关进抽屉，可不能辜负了领导的殷切期望啊！实际上，哈勒局长何尝不知小爱同志在干什么？只不过小爱工作也干得不错，闲暇之余搞个物理也不算什么坏事，所以也就睁一只眼闭一只眼，不闻不问了，这才是英明的机关领导嘛！

爱因斯坦搞物理，注重理论协调，善用逻辑演绎，这样得出的结论，内涵更深刻，体系更完整，理论内部更自洽。

逻辑是思维的规律，也就是说，人脑进行思维，必须遵从这个规律，才有可能得出靠谱的结论，它的基本原理很简单，但深刻理解和完美运用却是一门高深的学问，亚里士多德完善了形式逻辑学，欧几里得则将它的运用推向了成熟。我们来复习一下形式逻辑学的分析工具 — “三段论”，它由大前提、小前提推出结论：大前提：专心工作、不搞宫心计的人得不到提拔。

小前提：你专心工作，不搞宫心计。

结论：你得不到提拔。

虽然这是普遍规律，但有时也会出现奇迹：专心工作、不搞宫心计的你被提拔了！这个概率就算只有十亿分之一，作为一个科学理论，它也站不住脚。上述命题的问题出在哪儿呢？就是大前提不靠谱。

只有在大前提、小前提完全正确的情况下，才能得出完全正确的结论。所以我们要对一件事作出逻辑推理时，首先要仔细检查逻辑起点是不是靠谱。那么，怎么保证前提正确呢？欧几里得的办法是用无须证明、也没法证明的最浅显、最简单的真理作前提。比如：整体大于部分、凡是直角都相等、任意两个点可以连成一条直线等。这样的道理不证自明，我们管它叫“公理”或“公设”。

欧几里得摆出5条公理和5条公设， 并用缜密的逻辑演绎， 步步为营，推来导去，构建了一座辉煌的数学大厦 — 《几何原本》，这是数学和哲学两个学科里的双料巨著，它标志着人类第一次完成了对空间的认识，它的伟大之处不仅在于它所取得的成就，更在于它所使用的方法——公理演绎法。

从公理、定义出发，论证命题，得到定理的方法，是人类理性的一次革命。杨振宁认为，中国受《周易》影响，西方人受《几何原本》影响，这是现代科学发生在西方，而没有发生在中国的原因。

爱因斯坦就是“逻辑演绎界”里的绝顶高手，他大部分重要的理论突破，都是用这种优雅的手法实现的，其简洁的原理、严谨的逻辑、深刻的内涵、美丽的数学、惊世的结论，都令人叹为观止。

时光飞逝，1905 年转眼就来到了。爱因斯坦这个三级技术员的幸福生活已经持续了两年多。混迹于公务员队伍，做着按部就班的工作，过着波澜不惊的日子，计算着看得见的前途，很容易让人接受现实，融入市井，掩埋那曾经让人心跳的斑斓梦想。然而，当年那个追光少年的梦，

仍然在燃烧，并且越烧越旺，越照越亮。

如果我以光速追赶一束光， 会看到振荡不前、 原地踏步的电磁波吗？不会的！麦克斯韦方程预示，光速是固定的！不管你怎么运动，也不管光源怎么运动，你测量的光速，都是 299792458 米 / 秒。让这位三级技术员操心的，不止是光的速度，还有光的性质。光真是一个让人着迷的精灵，她无声无息，却神速无敌；她轻盈靓丽，却直来直去；她明朗优雅，却深奥神秘……如果你热爱自然，却没被光迷住，那只能说你没抓住重点，因为光是打开无数自然奥秘的万能钥匙。

现在，爱因斯坦拿着这把钥匙，伸向了两把锈迹斑斑的大锁。随着两声不易察觉的咔哒声，锁开了，1905 年因此而光芒万丈！

遥想 1665 年， 牛顿暂别剑桥大学， 回到故乡沃尔索普农村躲避瘟疫，百无聊赖之间，他埋头做了一番学术研究，1666 年，他灵感爆发，发现了万有引力定律，构建了微分学思想，构思了光学原理，在力学、数学、光学这三个领域作出了开创性、基础性的贡献，直接加速了人类科学、思想的发展进程，这两样加速了，人类的发展也就加速了。于是，1666年又被称为牛顿奇迹年。

牛顿于 1666 年的科学贡献是空前的、无人能及的。这种等级的伟大智力成果可遇不可求，何况是集中在同一年 , 由同一人撷取的，所以没人会奢望第二个奇迹年，哪怕是给一万年的期限。然而，幸运的人类

只等了 239 年 — 1905 年就低调、从容地到来了。

这一年，爱因斯坦这个专利局三级技术员完成了 6 篇论文：3 月， 《关于光的产生和转化的一个试探性观点》，提出光量子概念，给出光子能量公式 E=h ν，完美解释光电效应。

4 月，《分子大小的新测定法》，创造了一种测定分子大小和数量的新方法。

5 月， 《热的分子运动论所要求的静止液体中悬浮小粒子的运动》，解释了布朗运动，终结了物质是否由分子或原子组成的争论。

5 月， 《布朗运动的一些检视》，进一步充实了关于布朗运动的研究。

6 月，《论动体的电动力学》，创立狭义相对论。

9月， 《物质的惯性同它所含的能量有关吗？》 ， 完美诠释了质能关系，得出永垂不朽的质能公式 E=mc 2 。

这 6 篇论文，为物理学三大领域：物质结构原子论、量子论和狭义相对论奠基，还顺便为统计学等其他学科作出了卓越贡献。这 6 篇论文够得上4个诺贝尔奖。 而狭义相对论的分量， 更不是诺贝尔奖能撑得起的。

因此，1905 年被称为“爱因斯坦奇迹年”，它与 239 年前的 1665 年遥相呼应，共同成为了人类发展史上的两座通天灯塔。