愛因斯坦的奇異旅行:天才的大腦和不朽的靈魂本文發表於 2016/4/19

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1955 年 4 月 18 日,愛因斯坦逝世,葬禮極其簡樸。然而,在他離開我們 61 年之後,人類終於聆聽到他 100 年前所預測的引力波。今天,讓我們再次重溫愛因斯坦的最後歲月,聆聽遠古時空碰撞的漣漪,並追尋他大腦的奇異旅行,了解他作為凡人的一面,以及異於常人的起因。

過世前的最後一周

1955 年 4 月 11 號,愛因斯坦在普林斯頓的家裡,進入了他人生的最後一周。

這天下午,他先簽署了羅素 – 愛因斯坦宣言,呼籲世界各國領導人重視原子彈的危險,通過和平方式解決國際爭端。大家都知道,愛因斯坦對原子彈的發展,起了關鍵的作用。

這不僅是因為他著名的方程 E=mc2,也是因為在二戰初期,愛因斯坦就給羅斯福總統寫信,提醒他重視納粹德國發展原子彈的巨大風險,甚至到白宮當面向羅斯福陳情,從而引起了美國政府的重視,啟動了曼哈頓工程。愛因斯坦始終是一個和平主義者,而這段歷史,也成為他的一塊心病,一直耿耿於懷。

1954 年,愛因斯坦對大化學家、兩度獲得諾貝爾獎的鮑林說,「我犯了一個巨大的錯誤,在給羅斯福總統的信上簽名,請求美國研製原子彈。」

晚年最重要工作:反核和平運動

在晚年,愛因斯坦致力於和平運動和核不擴散運動。1955 年,英國大哲學家羅素給他寫信,邀請愛因斯坦在他草擬的反核宣言上簽名。愛因斯坦欣然同意。羅素 – 愛因斯坦宣言就是在這樣一個背景下產生的,簽名者還包括其他八位著名科學家,如波恩、居里、鮑林等人。「請記住你的人性,忘記別的。 」宣言裡的這個句子廣為流傳。

當天下午,愛因斯坦還會見了以色列大使 Eban,討論他將在以色列建國 7 週年之際發布的廣播講話。在 1952 年,以色列首任總統去世後,Eban 曾經受以色列總理的委託,請愛因斯坦出任總統。“這是猶太民族對他的孩子最崇高的敬意。「Eban 說。可是愛因斯坦拒絕了。“我非常感動,更為我不能接受這一職位深感悲哀,因為我和猶太人民血肉相連……」

第二天,愛因斯坦雖然身體不適,卻照常去普林斯頓高等研究院工作。第三天,他的動脈瘤臨近破裂邊緣,病倒在家裡,靠醫生開的嗎啡才能入睡。第四天,醫生在他家裡會診,建議手術。

愛因斯坦拒絕了,「人工延長壽命沒有意義,」他說,「 我已經用完了我的份額,請讓我優雅地離去。 」他還問醫生,「過程會很痛苦嗎?我希望能快一點。」這個時候,他的表現似乎與常人無異。可是,面對哭泣的秘書,從 1928 年就一直陪伴著他的 Dukas,愛因斯坦又說,「不要這麼傷心,我總要走的,至於具體什麼時間真的不重要。」

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愛因斯坦辦公室最後的樣子

第五天早晨,Dukas 發現愛因斯坦極其痛苦,抬不起頭來,打電話叫了救護車。他的兒子,在伯克利做水利工程教授的 Han Albert 從加州趕來,而老朋友 Otto Nathan, 一個從德國逃難過來的經濟學家,也從紐約過來探望。

17 號,愛因斯坦感覺好一點,又要了眼鏡和紙筆,做了一些推導和計算。指著這些方程,他對兒子說,“「真希望我能有更多的數學可用。 」後來他又對 Nathan 說,讓德國复軍會非常危險。半個世紀以來,愛因斯坦一直抱怨著德國的國家主義和自己數學工具的局限,直到他生命的最後時光。

這一天,他一直工作著,直到痛得無法繼續,才去睡覺。1955 年 4 月 18 日,凌晨一點剛過,護士聽見愛因斯坦嘟囔了幾個她不懂的德語單詞。他的動脈瘤破裂了,愛因斯坦與世長辭,享年 76 歲。

在他的病床邊,放著還沒有完成的以色列國慶廣播講話稿。「今天,我以一個人,而不是一個美國公民、或者一個猶太人的身份,與你講話。 」講稿這樣開始。

他的病床邊,還放著 12 頁手稿,寫滿了方程。最後的一個方程式是這樣子的:

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直到生命的盡頭,愛因斯坦依然在尋找著宇宙的終極真理,他的大一統夢想。

牛頓逝世後,遺體在英國西敏斯特大教堂接受國禮,護柩者有一個大法官、兩個公爵、三個伯爵。愛因斯坦身後完全可以享用同等的哀榮,接受來自世界各地使節的朝拜。可是,遵照他的遺願,愛因斯坦的遺體當天下午就火化了,甚至連他去世的消息都還沒有傳開。他的葬禮極其簡樸,只有 12 個最親近的人參加。

第二天,紐約時報發表社論,「人站在渺小的地球,仰望星空,思考著我們從哪裡來,要到哪裡去。如今,過去三個世紀之中最深刻的思想家,愛因斯坦,剛剛離開了我們。 」

愛因斯坦的骨灰撒在附近的德拉威爾河,因為他不希望自己的墓地成為後人的朝聖場所。可是,戲劇般的,他的大腦被保留了下來,在各地遊蕩,長達 40 餘年之久

到底發生了什麼事情呢?

愛因斯坦的大腦為什麼被保留下來?其實是個意外

原來,愛因斯坦去世後,普林斯頓醫院的病理醫生 Thomas Harvey 進行本應是例行的常規屍檢。他去除了愛因斯坦的主要器官,最後居然還用電鋸切開頭顱,取出大腦。

Nathan 在旁邊看著,目瞪口呆,但沒有出聲。當 Harvey 重新把各個器官縫合起來的時候,他沒有徵求任何人的許可,把大腦保留了下來。

Nathan 和愛因斯坦的家人都非常震驚。可是 Harvey 堅持說愛因斯坦的大腦有科學價值,值得保留研究。「愛因斯坦也會樂意如此的,」他說。

關於這一點,史學家向來有爭議。1979 年 Ronald Clark 在愛因斯坦的傳記中就寫到,他堅持認為自己的身體應該火化,而大腦則應該保留下來用於研究,但更多的人持不同的意見。事實究竟如何恐怕無從知曉,不過 Han Albert 最終無奈地同意了 Harvey 的行為,條件是以後任何對大腦的研究,都必須是基於科學目的。

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Harvey 將 50% 的福爾馬林注入頸動脈,然後將大腦保存在 10% 的福爾馬林之中。他在各個角度對大腦拍照,然後將其切成 240 小塊,每塊大約 1 平方厘米,並將其保存在硝棉膠之中。Harvey 甚至去除了愛因斯坦的眼睛,送給了愛因斯坦的眼科醫生 Henry Adam。

「愛因斯坦的大腦是我爸拿的」

第二天,普林斯頓的一個小學,5 年級的課堂。當老師問孩子們最近有些什麼樣的新聞時,一個小女孩迫不及待地說,「愛因斯坦死了」。她認為這是最大的新聞了。可是一個男孩緊接著說,「是的,我爸爸拿著他的大腦。 」教室裡面所有的人都傻了。

消息傳開了,每個人都想得到愛因斯坦的大腦,至少是一部分。美國陸軍病理部門把 Harvey 叫到華盛頓 DC,可是不管他們怎麼請求,Harvey 都拒絕拿出他寶貴的收藏。為了保護好,他把大腦切成塊,裝進兩大餅乾盒,放進他的福特汽車後蓋箱裡,開車到賓夕法利亞大學,找到他的病理學朋友,將大腦製成顯微切片。

在隨後的這些年,Harvey 常常把載玻片寄給他偶爾想到的一些研究者。他並不要求這些人做嚴謹的科學研究,事實上很多年也沒有什麼相關的成果發表出來。他離開了普林斯頓醫院,離開了他的妻子,結婚又離婚,從新澤西搬到密蘇里,再到堪薩斯。他搬家經常不留地址,讓人找不到他,卻總是不忘帶著愛因斯坦的大腦。

時不時,一些記者會重新發現這個故事,引起一點點小轟動。1978 年,新澤西月刊的 Steven Levy 在 Wichita 找到 Harvey。在他的辦公室的一個角落,Harvey 打開一個抽屜,上面寫著哥斯達黎加蘋果汁。Harvey 從裡面取出一個玻璃瓶,給 Levy 看瓶子裡面的大腦切塊。許多記者聞訊而來,很多人甚至就在 Harvey 家的草坪上露營等待。

20 年後,Harper’s 的 Michael Paterniti 又找到他,開車帶著 Havery 和愛因斯坦的大腦穿越美國,並把這一經歷寫成了一本暢銷書,《開車帶著阿爾伯特先生》。

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他們最終到了加州,拜訪了愛因斯坦的孫女 Evelyn。她是 Han Albert 領養的小孩,那時候也離婚了,工作很爛,窮困潦倒。愛因斯坦雖然早已去世,可每年還都創造出數百萬美元的財富。

這些錢都捐給了耶路撒冷希伯來大學,Evelyn 一個子也沒有拿到,因此一直耿耿於懷。Evelyn 出身不明,不知道自己親生父母是誰。有謠傳讓她懷疑自己實際上可能是愛因斯坦的私生女。她希望做一個 DNA 測試,可是發現 Harvey 的保存方式使得根本無法得到有用的 DNA。她的身份也因此成為不解之謎。Evelyn 在 2011 年 70 歲的時候去世。

1998 年,Harvey 已經 86 歲了。經過 43 年的守護,他覺得自己時間快到了,需要找一個繼承人。Harvey 開車回到普林斯頓醫院,把愛因斯坦的大腦交給了那裡的病理醫生。2010 年,他們將存留的愛因斯坦大腦全都捐給了國家健康與醫藥博物館,包括 14 張從未發表的大腦照片。

後來,費城的穆特博物館也得到愛因斯坦的部分大腦。從 2013 年開始,這些大腦切片在博物館公開展示。

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在拿到愛因斯坦大腦的諸多研究人員之中,只有三個人發表了有價值的工作。那麼,他們到底有什麼發現呢?

愛因斯坦的大腦跟常人不一樣在哪?

關於愛因斯坦大腦的第一篇研究論文是伯克利的 Marian Diamond 1985 年發表的,題目就叫“On the brain of a scientist”,關於一個科學家的大腦。

這篇文章報導說,愛因斯坦的大腦頂葉皮層部分區域神經膠質細胞對神經元的比例較常人高,顯示其神經元需要消耗更多的能量。

可是,這項研究將愛因斯坦 76 歲的大腦與 11 個平均年齡 64 歲的樣本進行比較,而且也沒有其他智者的大腦予以參照,因而難以定論。更重要的是,由於無法跟踪人的一生中大腦發展與演化的歷程,所以也無法確認這一差別是人智力差異的原因,還是長期腦力活躍思考的結果。

第二篇研究論文在 1996 年發表,報導稱愛因斯坦的大腦頂葉皮層比其他 5 個樣品要薄,而且神經元密度較高。可是,這項研究同樣因為樣品太小,趨勢難以確認。

目前影響最大的是第三篇論文,1999 年由加拿大渥太華 McMaster 大學的 Sandra Witelson 教授在柳葉刀上發表,題為“The exceptional brain of Albert Einstein”, 異於常人的愛因斯坦大腦。

在 80 多歲的時候,Harvey 不請自來,給 Witelson 發了一份傳真,「你願意研究愛因斯坦的大腦嗎?」「當然!」Witelson 很快就回信了。

於是 Harvey 親自開車去加拿大,將愛因斯坦大腦的五分之一送給了 Witelson 教授,包括大腦頂葉。這次,他總算是選對人了。

Witelson 對人的大腦有深入研究,一些工作影響廣泛 (Witelson 堅持認為男人與女人大腦的先天差別不可否認,曾引起較大爭議)通過與 35 個樣品進行比較分析,Witelson 小組發現,愛因斯坦大腦的一部分,即大腦頂葉的腦回,與其他人大腦有著明顯的不同,溝槽要短很多。

研究人員通常認為這部分大腦在人的數學思維和空間想像中起關鍵作用。愛因斯坦這部分大腦也比其他人寬 15% 左右。而且一般的人這部分有兩個單元,由大腦外側裂隔開,而愛因斯坦則只有一個單元。這個工作引起了大眾媒體的廣泛關注,紐約時報就連續發表了兩篇專題報導。

時間前進到 2010 年,當 Harvey 所拍攝的從未公佈的愛因斯坦大腦照片捐給國家健康與醫藥博物館後,佛羅里達州立大學的 Dean Falk 帶領團隊,開始對這些照片展開分析研究。他們發現,愛因斯坦的大腦腦褶複雜、灰色物質豐富,遠非常人所比。

例如,他的大腦皮層折疊很多;這部分主要用於意識思維。而用於抽象思維的前額皮質,其皺褶也非常複雜。研究人員相信這使得愛因斯坦能夠想像複雜的抽象實驗,如想像自己乘著光束前行,從而看到相對論的本質。

其用於視覺處理的枕葉也具有同樣的多折疊特徵。此外,愛因斯坦左右頂葉高度不對稱,與常人差異不小。這部分大腦主要用於空間思維和數學演繹

愛因斯坦:「我沒有什麼特別天份,只是充滿好奇心」

顯然,這是一個天才和智者的大腦。可是,如果我們只將注意力集中在愛因斯坦大腦的神經膠質細胞、溝槽、和折疊,也許我們永遠也無法洞曉他的豐富想像力和敏銳直覺。

即使完全一樣的電腦硬件配置,如果軟體不同,智能一樣會有巨大的差異。或許,我們應該更加關注他的思維方式,而不是他的大腦構造。愛因斯坦將自己的偉大成就歸功於其好奇心。

在生命中的最後幾年,他說,「我沒有什麼特別的天賦,只是充滿了狂熱的好奇心。」他還說,「我絕不放棄追尋,直到發現正確答案。」這也許能夠讓我們了解,為什麼他後期這麼執迷於統一場論。

他的好奇心,不僅僅是對神秘事物而言,這一點我們大家都一樣。更特別的,他會像一個孩子一樣,質疑一些熟悉的事物和現象,其他的人習以為常根本不放在心上的一些東西,如光、時間、和空間。對於愛因斯坦來說,自然並 不神秘,一切有跡可循。「當你思考生命和永恆,你不得不驚嘆現實世界的完美結構。」

愛因斯坦有著超常的直覺和圖像感,在方程背後能一眼看到物理的本質,而一般人只是看到抽象的數學。普朗克因為數學的便捷而提出量子概念,是愛因斯坦揭示其物理意義。勞倫茲首先給出運動物理的數學變換,而愛因斯坦以此創立了相對論。

1930 年的一天,愛因斯坦在普林斯頓和 Saint-John Perse 討論詩人怎麼運用想像力寫詩,「科學家也是這樣的,」愛因斯坦興奮的說,「就像閃電一樣」,一個主意產生了, 「隨後是嚴格的分析和實驗。但是,最重要的,還是最初的想像和靈感。」

為什麼偉人跟常人不一樣?答案就差在想像力

愛因斯坦的思維有著強烈的美學性質。而美的一個最重要要素,是簡潔。這一點愛因斯坦和牛頓完全一致。牛頓曾說,「自然以簡明為美」,而愛因斯坦在離開牛津去美國的時候也說,「自然不過是數學概念的最簡潔的表達形式。」

當然,也許愛因斯坦最重要的品質是他毫不妥協的叛逆精神。在他的最後幾年,愛因斯坦曾給《伽利略》一書做序,「伽利略工作的核心,」他寫道,「是對權威和教條的熱情挑戰。」而這正是他自己的真實寫照。

愛因斯坦從來都不是一個成績出色的學生,離經叛道讓他開始都找不到一份教職。然而這也是愛因斯坦成功之所在。普朗克和勞倫茲都非常接近一些革命性突破,但他們被傳統所困,功虧一簣。是愛因斯坦的反叛精神使得他拋棄傳統思維,讓我們看到一個全新的時空和宇宙。

最後,讓我們以美奐美崙的愛因斯坦環和愛因斯坦十字架結束,並聆聽遠古時空引力波的漣漪。「 黑夜給了我黑色的眼睛 / 我卻用它尋找光明 」。是愛因斯坦讓我們在黑暗之中看到這些天文奇觀,而這也許是愛因斯坦心中的上帝對他永恆的紀念。

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