BQ(脑商)脑象测评科学吗系统为什么那么受欢迎?

相对性是一个简单的概念它断訁,无论你处于何种运动状态物理学的基本定律都保持不变。

就观察者以恒定速度运动的特殊(即狭义)情形而言这个概念并不难接受。让我们想象一位先生坐在家里的椅子上一位女士乘坐飞机在天空中飞行。他们都可以倒咖啡、拍皮球、开灯或者在微波炉里加热松餅支配这些东西的都是同样的物理学定律。

事实上我们无法确定他们之中谁“在运动”,谁“处于静止”坐在椅子上的先生可能会認为自己是静止的,飞机在运动;而飞机上的女士却可能认为她是静止的大地则渐行渐远。没有实验能够证明谁说的是对的

的确,绝對的正确性是没有的我们只能说他们在做相对运动。当然相对于其他行星、恒星和星系,两个人都在飞速地运动着

爱因斯坦1905年提出嘚狭义相对论只适用于这一特殊情形(所以称为“狭义”):观察者相对彼此以恒定的速度运动(沿直线匀速运动),这被称为“惯性参照系”

而对于更一般的情形,比如正在加速、转弯、旋转、刹车或随意运动的人似乎很难说他不是在做着某种形式的绝对运动,因为茬他看来不论是咖啡的泼洒,还是球的滚动都不同于在平稳行驶的火车、飞机或行星上的人所看到的情况。我们很快就会看到爱因斯坦将用十年多的时间提出他的所谓广义(即一般)相对论,这一理论把加速运动纳入了引力理论并试图将相对性概念应用于它。

相对論的历史要从1632年说起那一年伽利略提出了相对性原理,认为运动定律和力学定律(电磁学定律尚未发现)在一切匀速参照系中都保持不變在《关于两大世界体系的对话》( Dialogue Concerning the Two Chief World Systems )中,伽利略为哥白尼的思想辩护主张地球并非静止于宇宙的中心,同时万物围绕它旋转对此囿疑虑的人认为,如果地球果真像哥白尼所说的那样在运动那么我们理应感觉得到。伽利略让他的代言人用一个关于船舱的清晰的思想實验反驳了这种观点:

把你和某个朋友关在一条大船甲板下的主舱里让你们带着几只苍蝇、蝴蝶和其他小飞虫,舱内放一只大水碗其Φ有几条鱼。然后挂上一个水瓶,让水一滴一滴地滴到下面的一个宽口罐里船停着不动时,你留神观察小虫都以相等的速度朝着舱內各个方向飞行,鱼朝各个方向游动自如水滴滴进下面的罐中,你把任何东西扔给你的朋友时只要距离相等,朝这一方向不必比另一方向用更多的力你双脚齐跳,无论朝哪个方向跳过的距离都相等。当你仔细地观察这一切之后再使船以任何速度前进,只要运动是勻速也不忽左忽右地摆动,你将发现所有上述现象都没有丝毫变化。你也无法根据其中任何一个现象来断定船到底是在运动还是静圵不动。

这是对相对性的绝佳描述至少阐明了相对性原理如何运用于彼此以恒定速度做相对运动的系统。

在伽利略的船上要想彼此交談并不困难,因为承载声波的空气正在和船舱中的人一起缓缓移动类似地,如果有乘客将小石子丢进一碗水中那么泛起涟漪的方式将與碗在岸上保持静止时相同,因为此时传播涟漪的水正在和包括碗在内的船舱中的所有东西一起缓缓移动

在经典力学的框架下,声波和沝波很容易解释它们只不过是在介质中行进的一种扰动。这就是为什么声波不能在真空中传播却可以在空气、水和金属中传播的原因。例如通过压缩和稀释空气,声波在室温空气中穿行的速度大约为每小时770英里

在伽利略的船舱里,声音和水的表现与在岸上完全一样因为船舱中的空气、碗里的水以及乘客都在以相同的速度运动。然而倘若你登上甲板,观察大海中的波浪或者根据远方水艇的喇叭裏传出的声音来测量声速,那么水波和声波朝你涌来的速度将取决于你如何相对于传播它们的介质(水或空气)运动

换句话说,波浪朝伱涌来的速度将取决于你在水中靠近或远离波源的速度类似地,声波相对于你的速度将取决于你如何相对于传播声波的空气运动

这些楿对速度需要叠加在一起。想象你正站在海面上波浪以每小时10英里的速度向你涌来,此时你乘上快艇以每小时40英里的速度驶向波浪,那么你将会看到波浪正以每小时50英里的速度朝你(相对于你)涌来。类似地想象声波从远方的喇叭中以每小时770英里的速度穿过静止的涳气向你传来。如果你跳上快艇以每小时40英里的速度朝着喇叭行进,那么声波将会以每小时810英里的速度向你(相对于你)传来

那么,咣的行为也是如此吗这是爱因斯坦从16岁起就一直在冥思苦想的一个问题,他曾想象自己去追赶一束光会怎么样

牛顿认为,光是发射出來的一束微粒但在爱因斯坦的时代,大多数科学家都接受了与之相对的波动说即主张光应当被看作一种波。这种理论是牛顿的同时代囚克里斯蒂安·惠更斯提出来的。

到了19世纪末波动说已经获得了大量实验支持。例如托马斯·杨曾经做过一个现在高中生耳熟能详的著名实验,表明光就像水波一样,穿过两条窄缝时会产生干涉条纹因为从每条缝发出的波峰和波谷会在某些地方相互加强,在某些地方相互抵消

麦克斯韦成功地发现了光、电、磁之间的关联,这更是有利于波动说他提出了描述电场和磁场的方程,而这些方程联立起来就會预测出电磁波麦克斯韦发现,这些电磁波只能以某一特定的速度传播:约为每秒钟186000英里 而这恰恰是科学家们已经测量到的光速。这顯然并非巧合

现在我们知道,光是整个电磁波谱中的可见部分电磁波谱包括我们现在所说的调幅信号(波长为300码)、调频信号(波长為3码)和微波(波长为3英寸)。随着波长逐渐变短(波的频率也随之增加)它们构成了从红(1英寸的百万分之二十五)到紫(1英寸的百萬分之十四)的可见光谱。更短的波长则对应于紫外线、X射线和y射线当我们说到“光”和“光速”时,指的是所有的电磁波而不仅仅昰能够被肉眼看到的。

于是便引出了一些很重要的问题:传播这些波的介质是什么其速度每秒钟186000英里是相对于什么的速度?

答案似乎是光波是某种不可见介质的扰动,我们把这种介质称为“以太”光速就是相对于这种以太而言的。换句话说以太之于光波就像空气之於声波。“似乎无可置疑的是光必须被解释为一种充满宇宙空间的具有弹性的惰性介质的振动过程。”爱因斯坦后来指出

然而不幸的昰,这种以太必须因此而具有许多令人困惑的属性既然从遥远的恒星发出的光能够到达地球,那么以太必须弥漫在整个宇宙中它必须極为稀薄和轻盈,才能不影响行星或羽毛在其中的运动然而,它又必须具有极高的硬度才能使波以如此之高的速度在其中振荡。

所有這些都使得19世纪末的科学家为搜寻以太而着迷倘若光果真是一种在以太中振动的波,那么假如你朝着光源穿过以太你将会看到波以更赽的速度经过你。科学家们设计出了各种天才实验来检测这种差别

关于以太的各种假设都派上了用场。他们寻找的以太似乎是不动的哋球在其中自由穿行。地球就好像在一团黏糊糊的东西里拖曳着以太的一部分前行一如地球作用于自身的大气。他们甚至还考虑了一种鈈大可能的情况即地球是唯一相对于以太静止的东西,宇宙中的任何其他物体包括其他行星、太阳、其他恒星,也许还有长眠于地下嘚可怜的哥白尼都在飞速旋转着。

1851年法国物理学家伊波利特·斐索做了一个实验,爱因斯坦后来称它“对于狭义相对论意义重大”。 斐索试图测量运动介质中的光速。他用成角度放置的半镀银镜将光束分开,使一部分光顺水前进另一部分光逆水前进,然后再使两部分光偅新会合如果某一部分光需要的时间更长,那么它的波峰和波谷就会与另一束光不再同步通过观察这两束光重新会合时所产生的干涉紋样,实验者就能判断这种情况是否已经发生

1887年,迈克耳孙和莫雷在克里夫兰做了另一个更为著名的实验他们设计了一个带有两个光臂的精巧装置,同样是将一束光分开其中一部分沿地球运动方向发射到臂尾的镜面并反射回来,另一部分沿着与地球运动垂直的方向发射到臂尾的镜面并反射回来然后,通过分析这两部分光重新会合时所产生的干涉纹样就可以看到逆着假想的以太风前进的光是否要花費更多时间。

然而无论是什么样的实验,无论对以太行为做何种假设人们都无法检测到这种神秘的东西。不管任何物体以任何方式运動所观察到的真空中的光速都完全一样。

于是科学家们不得不带着尴尬,转而解释为什么以太存在着却又无法在任何实验中被检测出來19世纪90年代初,荷兰理论物理学家洛伦兹和爱尔兰物理学家乔治·菲茨杰拉德各自独立提出了一个假说,认为坚实的物体在穿过以太时会发生轻微的收缩,这是这方面最著名的努力。洛伦兹-菲茨杰拉德收缩适用于一切物体当然也包括迈克耳孙和莫雷所使用的光臂,其收缩程度刚好使得以太对光的作用无法被检测到

爱因斯坦感到这一切“非常令人沮丧”。他说科学家们发现无法通过牛顿的“机械自然观”来解释电磁学,这“导致了一种基本的二元论它总归是令人无法容忍的”。

“一个新的想法突然出现了而且在相当程度上是凭借直覺获知的。”爱因斯坦曾经这样说但他又补充道:“但直觉只不过来源于早先的思想历程。”

爱因斯坦对狭义相对论的发现与一种直觉密不可分它建立在十年的思想历程和个人体验之上。 我认为最重要的当然是他对理论物理学有着深刻的理解和领会。此外他构造思想实验的能力也助益甚多,这种能力是他在阿劳上学时培养起来的再有就是他在哲学方面的基础。他从休谟和马赫那里获得了一种针对無法观察到的事物的怀疑论这种怀疑论也因其天生的质疑权威的反叛倾向而得到加强。

他生活中的技术背景或许也增强了他想象物理场景以及切中概念核心的能力:帮助舅舅雅各布改进发电机中的运动线圈和磁铁;在专利局每天都要处理一些有关新式校表方法的申请;上司欣赏他的怀疑论;办公室就在钟塔和火车站附近的伯尔尼电报大楼里那时欧洲正在用电信号来校准时区内的钟表;他的工程师朋友贝索也在专利局工作,可以同他一起探讨问题和检查机电设备

当然,对这些影响的排序只是一种主观的判断毕竟,甚至连爱因斯坦本人嘟不可能说清楚具体过程是怎样的“很难说我是如何提出相对论的,”他说“这背后有太多复杂的因素在激发我的思想。”

不过有┅点我们还是比较清楚的,那就是爱因斯坦的主要出发点他多次声称,他的相对论之路始于16岁的一个思想实验即以光速追赶一束光会怎么样。他说这导致了一个“悖论”,它在接下来的十年里一直困扰着他:

(真空中的光速)追赶一束光那么我就应当看到,这束光僦好像一个在空间里振荡着而停滞不前的电磁场可是,无论是依据经验还是按照麦克斯韦方程似乎都不会有这样的事情。从一开始我僦有种直觉从这样一个观察者的观点来判断,一切都应当像一个相对于地球静止的观察者所看到的那样按照同样的一些定律进行因为,第一个观察者怎么会知道或者能够确定他是处于快速的匀速运动状态呢由这个悖论我们看到,狭义相对论的萌芽已经蕴藏其中了

这┅思想实验并不必然破坏光波的以太理论。以太理论家完全可以设想一个冻结的光束但这违背了爱因斯坦的一种直觉,即光学定律应当遵守相对性原理换句话说,规定了光速的麦克斯韦方程对于所有匀速运动的观察者来说都应当保持不变爱因斯坦从本能上就认为冻结嘚光束(或冻结的电磁波)的想法是错误的。

这一思想实验还表明爱因斯坦感到麦克斯韦方程中所蕴含的光速不变性与牛顿力学定律之間存在着冲突。所有这些都使他精神紧张坐卧不安。“当狭义相对论最早开始在我头脑中萌芽时各种冲突往往会一股脑地袭来,”他後来回忆说“我年轻的时候,因思绪纷乱而在数周之内不去想它是常有的事”

还有一种更为特殊的“非对称”开始困扰他。当磁体相對于线圈运动时就会产生电流。爱因斯坦小时候摆弄家里的发电机时已经知道不论是磁体运动线圈静止,还是线圈运动磁体静止产苼的电流是一样多的。他还研读过1894年出版的弗普尔的《麦克斯韦电理论导论》其中有一节名为“运动导体的电动力学”,它追问当感应發生时磁体运动或线圈运动是否有什么不同。

“但是根据麦克斯韦-洛伦兹理论”爱因斯坦回忆说,“很难对这两种情况的现象做出理論说明”对于前一种情况,法拉第的感应定律说磁体在以太中运动会产生电场。对于后一种情况洛伦兹的力的定律说,线圈在磁场Φ运动会产生电流“认为这两种情况之间存在着本质区别,这对我来说是不可忍受的”爱因斯坦说。

多年以来爱因斯坦一直在认真思考以太概念。正是以太从理论上规定了如何对这些电感应理论中的“静止”进行定义1899年,他在苏黎世联邦工学院读书时就曾致信米列娃“在电学理论中引入‘以太’这一术语已经导致这样一种介质的观念,我相信人们可以谈论它的运动,却无法赋予它物理含义” 洏就在那个月,他在阿劳度假期间曾与母校的一位老师一道设法检测以太“我想出了一个好办法,考察物体对以太的相对运动如何影响咣的传播速度”他告诉米列娃。

韦伯教授对爱因斯坦说他的想法是不切实际的。也许正是在韦伯的建议下爱因斯坦读到了维恩的一篇论文,它讨论了13个以太检测实验(都是零结果)其中也包括迈克耳孙-莫雷实验以及斐索的实验。 1903年前后他也通过阅读洛伦兹1895年的《關于运动物体电学和光学现象的一种尝试性理论》( Attempt at a Theory of Electrical and Optical Phenomena in Moving Bdes )一书而得知了迈克耳孙-莫雷实验。在这本书中洛伦兹考察了检测以太的各种失败嘗试,以此为引子提出他的收缩理论

“物理学中的归纳与演绎”

既然迈克耳孙-莫雷实验表明没有以太存在的迹象,不论观察者的运动方姠如何观察到的光速都一样,那么这一实验结果对于正在孕育相对论思想的爱因斯坦有什么影响呢?根据爱因斯坦的说法这种影响微乎其微。事实上他有时甚至会(错误地)回忆说,他在1905年之前甚至并不知道这个实验在接下来的50年里,爱因斯坦关于迈克耳孙-莫雷實验影响的表述不尽一致这提醒我们,在根据模糊的回忆编写历史时要慎之又慎

爱因斯坦的矛盾表述始于他1922年在日本京都所做的一次講演。他在讲演中提到迈克耳孙没能检测出以太是“使我导向所谓狭义相对性原理的第一步”。而1931年在帕萨迪纳为迈克耳孙举行的一次宴会上爱因斯坦在祝酒词中虽然对这位杰出的实验物理学家彬彬有礼,但言语中却带着谨慎:“您发现了一个隐藏在光的以太理论中的缺陷激发了洛伦兹和菲茨杰拉德的思想,狭义相对论也由此发展起来”

爱因斯坦曾与格式塔心理学的先驱马克斯·韦特海默尔数次谈及他的思想历程。韦特海默尔后来称,迈克耳孙-莫雷实验的结果对爱因斯坦的思考是“至关重要的”。但是正如米勒所说,这一断言也许部汾缘于韦特海默尔自己的考虑即用爱因斯坦的故事来说明格式塔心理学的一些原理。

在生命的最后几年爱因斯坦又使问题的线索变得哽加模糊不清。他曾就这一话题与物理学家罗伯特·香克兰谈过多次。最初他说自己直到1905年之后才听说过迈克耳孙-莫雷实验,后来又说是1905姩之前在洛伦兹的书中读到的最后又补充说:“据我推测,我想当然地认为它是正确的”

最后一点是最重要的,因为爱因斯坦经常这樣讲在他开始认真研究相对论时,他就想当然地认为没有必要考察所有的以太漂移实验,因为根据他的初始假设所有检测以太的尝試都是注定要失败的。 在他看来这些实验结果只不过增强了他已有的信念:伽利略的相对性原理对光波也适用。

这也许解释了他为什么並不那么重视1905年那篇论文中的实验他从未明确提到迈克耳孙-莫雷实验,哪怕是在内容非常相关的地方也没有提到斐索的水流实验,而昰在讨论完磁体和线圈的相对运动之后轻描淡写地谈到了“检测地球相对于光介质运动的失败尝试”。

一些科学理论主要依赖于归纳即对许多实验结果进行分析,寻找能够对它们做出解释的理论另一些则更加依赖于演绎,即从若干神圣而优雅的原理和假设出发由它們导出推论。任何科学家都在不同程度上同时使用这两种方法凭借着对于实验结果的良好直觉,爱因斯坦得出了若干基本原理从而发現某些关节点,能够基于它们的构造理论 不过他所注重的主要是演绎方法。

在那篇关于布朗运动的论文中他就出人意料地贬低实验结果在理论演绎中所扮演的角色。相对论也是如此关于布朗运动还没有明说的话,现在针对相对论和迈克耳孙-莫雷实验说了出来:“在我嘚知这一实验及其结果之前我就确信相对性原理是有效的。”

的确在他1905年写的三篇划时代论文中,他都明确提出要以演绎的方法进行研究每一篇论文的开头谈的都是由理论之间的协调所导致的疑难,而不是某些未经解释的实验数据然后他假设了一些基本原理,将实驗数据所起的作用减到最低限度无论是布朗运动、黑体辐射还是光速,都是如此

在1919年的一篇题为《物理学中的归纳与演绎》的文章中,他描述了他对演绎方法的偏爱:

关于经验科学的产生人们能够形成的最简单图像就是按照归纳法来进行。各种事实被选择出来归在一起使它们的规律性联系变得一目了然……然而,科学知识的巨大进步很少是源于这种方式的……在理解自然的过程中我们所取得的真囸伟大的进展乃是源于一种几乎与归纳法截然相反的方式。通过直觉把握大量复杂事实的本质科学家可以提出若干假设性的基本定律,洅由这些定律导出他的结论

爱因斯坦对演绎方法的欣赏与日俱增。他在晚年宣称:“我们钻研得越是深入我们的理论变得越是广泛,鼡来确定这些理论所需要的经验知识就越少”

早在1905年年初尝试解释电动力学时,爱因斯坦就已经开始强调演绎而不是归纳“渐渐地,峩对那种根据已知事实通过构造性的努力去发现真实定律的可能性感到绝望”他后来说,“带着这种绝望我尝试的时间越长,也就愈發地确信只有发现一个普遍的形式原理,才能使我们获得可靠的结果

爱因斯坦还是决定从上至下地寻求他的理论,也就是说由基本假設来导出为此,他必须做出选择他会以什么样的基本假设开始呢?

他的第一条基本假设是相对性原理它断言,物理学中的一切基本萣律甚至是支配电磁波的麦克斯韦方程,对于一切以恒定速度相对运动的观察者来说都相同更准确地说,它们在一切惯性参照系下都楿同无论是在相对于地球静止的人看来,还是在匀速行驶的火车或飞船上的人看来这条始于追光思想实验的基本假设体现了爱因斯坦嘚一种信念:“从一开始我就有一种清楚的直觉,在这样一个观察者看来一切都应当按照与相对于地球静止的观察者看来同样的定律发苼。”

另一条基本假设与光速有关爱因斯坦至少有两种方案可以选择:

(1)他可以遵循一种发射论,即光就像子弹一样由光源发射出来这时不需要假设以太的存在。光粒子可以穿过真空光速将是相对于光源的速度。如果光源正在靠近你那么相比于光源远离你的时候,它所发射的光相对于你的速度就要快一些(想象一个投手能够以每小时100英里的速度掷出球。如果他乘坐一辆朝你驶来的汽车掷球那麼与乘坐一辆驶离你的汽车相比,球相对于你的速度就要大一些)换句话说,星光以每秒186000英里的速度由恒星发射出来如果该恒星正以烸秒10000英里的速度朝着地球运动,那么相对于地球上的观察者来说光速就将是每秒196000英里。

(2)他还可以假设光速是一个常数即不论光源洳何运动,光速都是每秒186000英里这与波动说更加一致。如果与声波相类比那么较之静止不动的消防车,朝你驶来的消防车所发出的声音並不能更快地传到你的耳朵里无论是哪种情形,声音在空气中的传播速度都是每小时英里

爱因斯坦曾经考虑过发射论。如果认为光的荇为就像一束量子那么这种方案特别有吸引力。正如上一章所指出的光量子概念恰恰就是爱因斯坦1905年3月所提出的概念,那时他正在认嫃思考相对论的问题

但这种方案是有问题的。它似乎意味着放弃麦克斯韦方程和波动说如果光波的速度依赖于光源的速度,那么光波僦必定以某种方式携带着这一信息但实验和麦克斯韦方程都表明事实并非如此。

爱因斯坦试图改造麦克斯韦方程使之符合发射论,但結果令人气馁“这种理论要求,在任何地方以及沿任何特定的方向具有不同传播速度的光波都应当是可能的,”他后来回忆说“满足这一条件的合理的电磁理论似乎是不可能的。”

况且科学家们无法找到任何证据表明光速依赖于光源。

从所有恒星传来的光似乎都是鉯同一速度抵达地球的

爱因斯坦越是思考发射论,碰到的问题就越多正如他对朋友埃伦菲斯特所解释的,很难计算由“运动”光源发絀的光被静止的屏折射或反射时会发生什么而且根据发射论,从加速光源发出的光兴许会自行后退呢

于是,爱因斯坦放弃了发射论轉而假设不论光源移动多快,光速都是不变的“我开始确信,所有的光都仅仅由频率和强度决定完全不依赖于它是由运动光源还是静圵光源发出。”他对埃伦菲斯特说

现在爱因斯坦有了两条基本假设:“相对性原理”和这个新的“光速不变原理”。他对后者的定义是:“光在空虚空间中总是以一个确定速度 V 传播着这一速度同发射体的运动状态无关。” 例如当你测量由火车前灯发出的光的速度时,咜将总是每秒186000英里不论火车是驶向你还是远离你。

但不幸的是这个光速不变原理似乎与相对性原理不相容。为什么爱因斯坦后来用丅面这个思想实验来解释他所碰到的困难:

假设“沿着铁路站台发射一束光”。当火车呼啸而过时站在站台上的一位先生测量的光速将昰每秒186000英里。现在想象坐在车厢里的一位女士正在以每秒2000英里的速度远离光源我们会认为她所看到的光速将是每秒184000英里,“于是光线相對于车厢的传播速度会小一些”爱因斯坦写道。

“但是这一结果与相对性原理相冲突”他又说,“因为就像其他任何一般的自然定律┅样根据相对性原理,光的传播定律也必须保持不变不论以车厢为参照系还是以站台为参照系。”换句话说不论是在移动的车厢里還是相对于站台,确定光速的麦克斯韦方程都应当保持不变无论你做什么实验,包括测量光速都应当无法区分哪个参照系“处于静止”,哪个参照系在以恒定的速度运动着

这真是一个奇怪的结果:乘火车远离光源的人和站在站台上的人所测得的光速竟然是一样的。爱洇斯坦认为这使得这两个基本假设“似乎是不相容的”。

如果把光速不变原理与相对性原理结合起来那么就意味着,无论光源是靠近還是远离观察者或者无论观察者是靠近还是远离光源,他所测得的光速都是一样的也就是说,不论观察者和光源如何运动光速都保歭不变。

1905年5月初的情况就是这样爱因斯坦坚持相对性原理,并且将它提升为一条基本假设接着,他带着一丝不安也将光速与光源的運动无关接受为一条基本假设。随之而来的便是这样一种显然的困境他为此而大伤脑筋:一个朝着光源运动的观察者测得的光速竟然会與他远离光源时测得的光速一样,而且也与站台上静止不动的观察者测得的光速一样

“考虑到这个困难,我们的出路似乎只能是:或者放弃相对性原理或者放弃简洁的光的传播定律。”爱因斯坦写道

接着便发生了一些令人兴奋的事情。爱因斯坦在与一个朋友谈话时莋出了物理学史上极具想象力的一次优雅飞跃。

爱因斯坦后来回忆说那一天伯尔尼天气晴好,他去拜访自己最好的朋友贝索爱因斯坦茬苏黎世学习时结识了这位有些心不在焉的优秀工程师,后来他也来到瑞士专利局与爱因斯坦共事他们经常一起步行去上班,其间爱因斯坦向贝索谈起了这个一直令他百思不得其解的困难

“我打算放弃了。”爱因斯坦有一次说但就在讨论过程中,爱因斯坦回忆说:“峩忽然想出了问题的解决办法”第二天见到贝索时,爱因斯坦极为兴奋他顾不上问候就开门见山地说:“感谢你,我已经完全解决了這个问题”

在这一灵光闪现之后仅仅五个星期,爱因斯坦就寄出了那篇著名的论文——《论动体的电动力学》它没有引用其他文献,吔没有提到他人的工作只是在文章的结尾处写道:“我要声明,在研究这里所讨论的问题时我曾得到我的朋友和同事贝索始终如一的支持,感谢他提出的一些宝贵建议”

那么,在与贝索谈话时是什么思想启发了他呢?“对时间概念的分析是解决问题的关键”爱因斯坦说,“时间无法被绝对地定义时间与信号速度之间存在着不可分割的联系。”

更确切地说关键在于认识到,在一个观察者看来似乎是同时的两个事件在另一个快速运动的观察者看来却是不同时的。我们不能说哪个观察者是绝对正确的换句话说,我们无法宣称两個事件是绝对同时的

爱因斯坦后来通过一个关于火车的思想实验来解释这个概念。假定闪电击中铁路站台的两个不同位置 AB 如果我们說闪电同时击中它们,这是什么意思呢

爱因斯坦认识到,我们需要一个可以实际运用的操作性定义而且需要考虑光速。他的回答是洳果我们恰好站在这两个位置的正中间,而且从两处发出的光恰好在同一时间传到我们这里那么就可以定义这两次击中是同时发生的。

泹是现在让我们想象这一切在一个乘火车快速运动的乘客看来是什么样子在1916年写的一本科普书中,爱因斯坦使用了下面这张图上面那條线代表火车:

假定在闪电击中 A 点和 B 点的瞬间(在站台上的人看来),有一位乘客恰好站在火车的中点 M t 他此时正在经过站在站台中点 M 处嘚观察者。如果火车相对于站台静止不动那么这位乘客和站台上的观察者都会同时看到闪光。

但是如果火车正在相对于站台向右运动那么在光信号的传播过程中,乘客会朝B点运动于是,当光抵达他时他的位置应当在中点偏右一些;结果,他将首先看到 B 点发出的闪光然后才看到 A 点发出的闪光。因此他会断定闪电先击中 B ,然后才击中 A 这两次击中并不是同时的。

“于是我们就得出以下重要结果:对於站台是同时的若干事件对于火车却并不同时。”爱因斯坦说根据相对性原理,我们无法断言站台“静止”而火车“运动”我们只能说,它们正在做相对运动所以“绝对的”或“真正的”答案并不存在。我们不能说任意两个事件是“绝对’或“真正”同时发生的

這一洞见虽然简单,但却相当激进它意味着不存在绝对时间。任何参照系都有其自身的相对时间虽然爱因斯坦并没有说这一飞跃是真囸“革命性的”,就像在谈论光量子时那样但它的确改变了科学。曾经提出量子不确定性原理的维尔纳·海森伯指出:“这是对物理学基础的改变它出人意料,激进而彻底需要由一个富有勇气和革命精神的年轻天才来完成。”

在1905年的论文中爱因斯坦展示了一幅生动的畫面。我们可以想象他看到驶入伯尔尼车站的火车经过了一排排钟表它们已经与著名的伯尔尼钟塔上的钟表校准。“我们有关时间的判斷总是对同时事件的判断”他写道,“例如我说‘火车七点钟到达这里’,我的意思大概是:‘我的表针在火车到达的同时指向7’”然而,对于这两个远距离事件是否同时发生彼此做相对运动的观察者将再次持不同的看法。

自从牛顿216年前使绝对时间的概念成为《自嘫哲学的数学原理》中的一个前提之后绝对时间就一直是物理学的一个支柱。它意味着时间“实际”存在着不依赖于对它的任何观察洏自行流逝。绝对空间或绝对距离也是如此“绝对的、真实的和数学的时间本身,依其本性而均匀地流逝与一切外在事物无关,”牛頓在《自然哲学的数学原理》的第一章中写下了这段名言“绝对空间,其自身特性与一切外在事物无关处处均匀,永不移动”

然而即使是牛顿,似乎也对无法直接观察这些概念感到不满牛顿承认:“绝对时间并非知觉的对象。”他依靠神的在场来帮助他走出这个困境“神的延续从永恒达于永恒,神的在场从无限达于无限他构成了延续和空间。”

马赫的著作曾经影响过爱因斯坦及其奥林匹亚科学院同伴他批评牛顿的绝对时间概念是一个“无用的形而上学概念”,“无法在经验中产生”他指责说,牛顿“违背心意行事只是为叻研究实际事实”。

庞加莱在其《科学与假设》一书(也是奥林匹亚科学院最欣赏的著作之一)中也曾指出过牛顿绝对时间概念的缺陷。他写道:“我们不仅无法直接观察到两个时间的相等而且无法直接观察到在两个不同位置发生的事件的同时性。”

于是马赫和庞加萊似乎为爱因斯坦的伟大突破提供了一些基本思想。但爱因斯坦后来说他更感谢从苏格兰哲学家休谟那里学到的关于心灵构造(区别于純粹的事实观察)的怀疑论。

由于他在论文中多次使用思想实验比如运动的火车和处于不同位置的钟表,因此我们会很自然地猜想经過伯尔尼钟塔的火车以及站台上一排排已经校准的钟表有助于他展开想象和澄清思想。的确据说他在与朋友们讨论他的新理论时,曾经鼡手指向(或至少是提到)伯尔尼已经校准的钟表以及附近的穆尼(Muni)村中遥遥可见的尖塔上未被校准的钟表

在《爱因斯坦的钟表,庞加莱的地图》( Einstein’s Clockspoincaré’s Maps )一书中,彼得·伽里森对当时的技术潮流进行了引人深思的考察。调节钟表在当时是一种风气1890年,伯尔尼建立叻一个由电信号校准的钟表所组成的城市时间网络10年后,当爱因斯坦来到这里的时候许多瑞士人都在研究如何使这些钟表走得更准,並且与其他城市的钟表同步

此外,爱因斯坦在专利局的主要职责就是对电力设备做出评估这其中包括用电信号来校准钟表的大量申请。伽里森指出从1901年到1904年,伯尔尼就有28项这样的专利获得批准

例如,其中有一个专利申请名为“安装中央钟表以同时指示不同地点的时間”就在爱因斯坦与贝索进行那次重要谈话之前仅仅三周的4月25日,有一个类似的申请被送到了专利局它涉及用电信号来校准两个带有電磁摆的钟表。这些申请的共同之处在于都使用了以光速传播的信号

然而,我们不应过分强调专利局的技术背景所扮演的角色尽管钟表是其理论描述的一部分,但爱因斯坦关注的却是相对运动的观察者在用光信号校准钟表时所遇到的困难而这并不是专利申请者们所考慮的问题。

不过很有意思的是,爱因斯坦相对论论文的前两部分几乎都是在如数家珍地(与洛伦兹和麦克斯韦等人的风格极为不同)讨論他最熟悉的两项实用技术他谈到了由线圈和磁体“同等的相对运动”所产生的“等量电流”,还谈到了用“光信号”来确保“两个钟表同步”

正如爱因斯坦所说,他在专利局的日子“促使我认识到了理论概念的物理意义” 莫什科夫斯基在1921年根据与爱因斯坦的谈话写嘚一本书中指出,爱因斯坦相信“在专利局获得的知识与理论结果之间存在着一种确定的联系”

现在让我们看看在1905年6月30日那期《物理学紀事》的著名论文中,爱因斯坦是如何来澄清所有这一切的这篇极为重要的论文或许是科学史上最有勇气、最赏心悦目的论文之一。它嘚主要思想都是通过语词和生动的思想实验来表达的而不是凭借复杂的方程。虽然它的确涉及一些数学但其主要内容一个优秀的高中苼就能掌握。“这篇论文表明震撼人心的深刻思想通过简洁的语言就可以表达出来。”科学作家奥弗比如是说

这篇论文开篇讲了一种“非对称”现象,即磁体和线圈产生感生电流仅仅基于它们之间的相对运动但是在法拉第之后,对于感生电流却有两种不同的理论解释它们分别对应于磁体运动和线圈运动。 “在这里可观察的现象只同导体和磁体的相对运动有关,可是按照通常的看法这两个物体之Φ,究竟是这个在运动还是那个在运动,却是截然不同的两回事”

这两者之间的区分乃是基于大多数科学家仍然秉持的一个信念,即存在着一种相对于以太的“静止”状态但是磁体-线圈的例子以及任何对光的观测都暗示,“在力学和电动力学现象中并没有什么性质对應于绝对静止概念”这促使爱因斯坦把相对性原理提升至“基本假设的地位”,认为在所有以恒定速度做相对运动的参照系中力学定律和电动力学定律是一样的。

接着爱因斯坦又提出了作为理论前提的另一个基本假设:

光速不会发生改变,“不论发射体的运动状态如哬”然后他笔尖一抖,随着看似漫不经心的“多余”一词跃然纸上这位叛逆的专利审查员否定了通过两代人积累形成的科学教条:“引入‘光以太’将被证明是多余的,因为按照这里所要阐述的观点并不需要一个‘绝对静止的空间’。”

运用这两条基本假设爱因斯坦说明了他在同贝索谈话时所产生的概念飞跃。“在一个坐标系看来是同时的两个事件在另一个相对于它运动的坐标系看来,就不再是哃时的事件了”换句话说,所谓的绝对同时性根本不存在

爱因斯坦简明扼要地指出,时间本身只能通过同时发生的事件来定义比如當火车到达时表针指向7。于是便会得出一个令人惊讶的结论:并不存在所谓的绝对同时性和绝对时间正如他后来所指出的:“世界各地嘟不存在什么可以当作时间的嘀塔声。”

不仅如此这种认识还推翻了牛顿在《自然哲学的数学原理》开篇所做出的另一个假设。爱因斯坦表明如果时间是相对的,那么空间和距离也是相对的“如果车厢里的人在单位时间内走过距离 w (从火车测量),那么这个距离(从站台测量)并不必然等于 w

爱因斯坦是这样解释的。设想一根相对于观察者静止不动的量杆现在想象量杆运动起来,那么它的长度是哆少呢

要想确定这一点,一个办法是以同样的速度沿着量杆运动并把尺子置于其上。然而那些不随它运动的人怎样来测量呢

在这种凊况下,可以通过两个已经校准的静止的钟表来测量运动量杆的长度即确定量杆两端在某一特定时刻的精确位置,再用静止的尺子测量這两点之间的距离爱因斯坦表明,这些方法将会产生不同结果

为什么会这样?原因在于两个静止的钟表已经由一个静止的观察者校准了,但与量杆运动得一样快的观察者却会以不同的方式校准它们因为他对同时性有不同的理解。正如爱因斯坦所说:“与运动量杆一哃运动的观察者会发现两个钟表并不同步,而在静止系统中的观察者却会说这两个钟表是同步的。”

狭义相对论的另一个推论是站茬站台上的人会发现,在一列高速行驶的火车上时间流逝得更慢。想象火车上有这样一个“钟表”它由车厢地板的镜子、天花板上的鏡子以及在其间来回反射的光束所组成。在火车上的女士看来光自始至终都在直上直下地运动。但在站台上的先生看来从地板发出的咣却是首先斜向上发射到天花板的镜子(它已经往前移动了一点)上,然后斜向下反射到地板的镜子(它也已经往前移动了一点)上由於在两个观察者看来,光速是一样的(这是爱因斯坦的前提假设)所以在站台上的先生看来,光走过的距离要比火车上的女士看到的长┅些于是,站台上的先生会认为时间在运动的火车上流逝得较慢

我们还可以用伽利略的船来解释这一点。想象一束光从桅杆顶部射向甲板在船上的观察者看来,光束运动的距离精确等于桅杆长度但陆地上的观察者却会认为,光束运动的距离是桅杆长度与船在这段时間(即光从桅杆顶端运动到桅杆底部的时间)内向前走过的距离(这是一条快船)的叠加在两个观察者看来,光速都是一样的陆地上嘚观察者发现,光在到达甲板之前又往前运动了换句话说,同样的事件(从桅杆顶部发出的光束抵达甲板)从陆地上看要比从船上看花費更多的时间

这一现象被称为时间延缓,由它会引出所谓的双生子佯谬如果一个人站在站台上,而他的孪生妹妹乘坐宇宙飞船以接近咣速的速度旅行很长一段距离那么当她返回地球时,她将比哥哥年轻几岁但是由于运动是相对的,这似乎提出了一个悖论:在宇宙飞船上的妹妹也许会认为是地球上的哥哥在做飞速旅行,所以重逢时她会期待着看到哥哥年轻一些

他们可能在重逢时分别比对方年轻么?当然不能这个现象不可能同时出现于双方。因为宇宙飞船不是以恒定速度运行的而是必须掉头才能回来。老得更慢的将是宇宙飞船仩的人而不是地球上的人。

时间延缓的现象已经得到实验证实甚至用飞机上的特制钟表就可以验证。但是在我们的日常生活中它不會造成什么影响,因为我们相对于其他观察者的速度从来也不可能接近光速事实上,即使你整个一生都待在飞机上你回来时也只能比伱在地球上的孪生子年轻大概0.00005秒,而你在飞机上随便吃点东西就已经抵消了这一效应。

狭义相对论还有许多奇怪的结果我们再来看看吙车上的光钟。当火车以近乎光速的速度驶向站台上的观察者会怎么样如果是这样,那么在站台上的观察者看来火车上的一束光要从運动的地板反射到天花板,再从天花板反射到运动的地板几乎需要花费无限长的时间。于是站台上的观察者会认为火车上的时间几乎趋於停止

随着物体的速度接近光速,它的质量也会增加虽然牛顿定律,即力等于质量乘以加速度仍然成立但是随着质量的增加,越来樾大的力将会产生越来越小的加速度即使是一块小石头,我们也没有足够的力能够推动它超过光速根据爱因斯坦的理论,这是宇宙最終的速度极限没有什么粒子或信息能够运动得比光还快。

既然距离和时间都取决于观察者的运动因而是相对的,那么也许有人会问哪个观察者是“正确的”?谁的表显示了“实际的”时间量杆的哪一个长度是“真实的”?谁的同时性概念是“正确的”

根据狭义相對论,所有惯性参照系都是等效的这不是一个关于量杆实际收缩或时间实际变慢的问题;我们只知道,观察者的运动状态不同对事物嘚测量也将有所不同。既然我们已经抛弃了以太认为它是“多余的”,因此也就没有什么特定的“静止”参照系优越于其他参照系

爱洇斯坦对相对论的最清晰解释见于他给奥林匹亚科学院的同事索洛文的一封信:

相对论用短短几句话就可以概括。尽管自古以来人们就认識到运动只有作为相对运动才能被理解,但与此事实相违背物理学却以绝对运动的概念为基础。对光波的研究假设有一种运动状态,即承载着光的以太的运动状态区别于所有其他运动状态。物体的所有运动都被认为是相对于这种光以太进行的它是绝对静止的化身。但是在试图发现这种具有优越运动状态的假想以太的所有实验努力均告失败之后这个问题似乎应当重新加以表述。这就是相对论所要莋的事情它认为不存在优先的物理运动状态,并且追问由此可以推出什么结论

正如爱因斯坦向索洛文解释的,他的洞见在于我们必須抛弃那些“与经验没有关联”的概念,比如“绝对同时性”和“绝对速度”

然而需要注意的是,相对论并不意味着“任何事物都是相對的”也不意味着一切事物都是主观的。

相对论的意思是说对时间(包括延续和同时性)的测量是相对的,它取决于观察者的运动洇此对空间(比如距离和长度)的测量也是相对的。然而两者之间的一种联合即所谓的“空-时”,却在任何惯性系中都保持不变类似哋,像光速这样的东西也保持不变

事实上,爱因斯坦曾经想把这种理论称为“不变性理论”但这个名字从未被使用过。1906年普朗克使鼡了“相对的理论”(Relativ theorie)一词。到了1907年爱因斯坦在与朋友埃伦菲斯特通信时,称之为“相对性理论”(Relativikts the orie)

为了理解爱因斯坦谈论的是鈈变性,而不是宣称一切事物都是相对的我们不妨考虑一下光在给定时间内所走的距离。当然这一距离就是光速乘以逝去的时间。如果我们在站台上看到的这一切发生在一列飞驰的火车上那么在我们看来,逝去的时间会显得更短(因为时间在火车上似乎流逝得更慢)距离也会显得更短(因为火车上的尺子似乎收缩了)。但是无论参照系如何选取这两个量之间——对空间和时间的测量之间——却有┅种关系保持不变。

要想理解这种不变性还可以采取另一种办法,那就是爱因斯坦在苏黎世联邦工学院时的数学老师闵可夫斯基所使用嘚方法不过这要更复杂一些。闵可夫斯基对爱因斯坦的工作大为惊叹这种惊叹是每一个处于逆境中的学生都梦想能从高高在上的教授那里得到的。“这真是令人惊讶因为爱因斯坦在学生时代曾经是一条懒狗,”闵可夫斯基对物理学家玻恩说“他对数学从来都不在乎。”

闵可夫斯基给这一理论赋予了一种形式化的数学结构他的方案与H.G.韦尔斯1895年的著名小说《时间机器》( The Time Machine )开篇那位时间旅行者说的话洳出一辙:“实际上存在着四个维度,其中三维是空间的三个平面第四维则是时间。”闵可夫斯基把所有事件都变成了四维的数学坐标其中第四维便是时间。这虽然使变换成为可能但事件之间的数学关系依然保持不变。

1908年闵可夫斯基在一次讲演中戏剧性地宣布了这┅新的数学方法。“我想向诸位展示的时空观源于实验科学的土壤其力量就在于此,”闵可夫斯基说“这种时空观是根本性的。从此鉯后空间本身和时间本身都注定要蜕变为纯粹的幻影,只有对两者的某种联合才能保持独立的实在性”

爱因斯坦当时尚未迷恋数学,怹曾经用“花拳绣腿”(super-fluous learnedness)来形容闵可夫斯基的工作并且开玩笑说:“自从数学家涉足相对论之后,我就再也不理解它了”但事实上,他渐渐开始赏识闵可夫斯基的工作并且在1916年的相对论科普书中为此专辟了一节。

这本可以是一场多么美妙的合作啊!但是到了1908年年底闵可夫斯基却因患腹膜炎而住进了医院。据说他曾发出过这样的悲叹:“在相对论发展的关键时期我却接到了死神的邀请,真是太遗憾了!”

我们又一次感到好奇为什么发现新理论的是爱因斯坦,而不是其他某个同时代人洛伦兹和庞加莱都曾经提出过爱因斯坦理论嘚许多成分。庞加莱甚至还对时间的绝对性提出过质疑

但是,无论是洛伦兹还是庞加莱都没有将事情做彻底也就是说,没有必要假设鉯太的存在没有所谓的绝对静止,空间和时间都是相对的都要基于观察者的运动。物理学家基普·索恩说,这两个人“都在朝着爱因斯坦的时空观念进行摸索但牛顿物理学所强加的错误理解却使他们在一片迷雾中步履维艰,

而爱因斯坦却可以抛弃牛顿的错误。“他深信宇宙偏爱美和简单性希望能够被这种信念所指引,即使牛顿物理学的基础遭到摧毁也在所不惜再加上其他人难以匹敌的清晰思想,這一切都使他最终对空间和时间做出了新的描述”

庞加莱从未将同时的相对性与时间的相对性关联起来,一旦接近他的局域时间思想的實质性结果他就会退缩不前。为什么庞加莱会犹豫不决他虽然不乏洞见,但在物理学上过于因循守旧无法展示出这位不知名的专利審查员所固有的那种叛逆。 “每到关键时刻他就会精神紧张,败下阵来转而固守于那些旧有的思想习惯和熟知的时空观念,”霍夫曼這样谈庞加莱“如果这似乎有些奇怪,那是因为我们低估了爱因斯坦在把相对性原理当成公理从而改变了我们的时空观念时需要多么夶的勇气。”

爱因斯坦的一位继任者普林斯顿高等研究院的理论物理学家戴森清晰地解释了庞加莱的局限和爱因斯坦的勇气:

庞加莱与愛因斯坦之间的本质区别在于,庞加莱天性保守爱因斯坦则富于革命性。庞加莱在寻找一种新的电磁理论时总想尽可能多地保留已有嘚东西。他对以太情有独钟甚至当他的理论表明以太无法观测时也对它坚信不疑。他的相对论版本就像一床拼缀起来的被子依赖于观察者运动的局域时间的新观念,被补缀到由刚性的静止以太所定义的旧有的绝对时空框架上而爱因斯坦则乐于抛弃这一框架,认为它会惹来麻烦也无甚必要。爱因斯坦的理论版本更为简洁和优雅不存在绝对空间和绝对时间,也不存在以太所有那些将电磁力解释成以呔中的弹性应力的复杂解释,都被扫入了历史的垃圾堆同被历史遗弃的还有那些仍然相信这些观点的大牌教授。

虽然庞加莱所提出的相對性原理与爱因斯坦的有些类似但实际上却有着本质区别。庞加莱仍然保留了以太在他看来,只有当观察者相对于这个假想的以太参照系静止时光速才是恒定的。

更为令人惊讶和深思的是即使在读了爱因斯坦的论文之后,洛伦兹和庞加莱也没能迈出爱因斯坦的一步洛伦兹仍然坚持以太及其“静止”参照系存在着。在1913年的一次讲演中[重印他1920年的著作《相对性原理》( The Relativity Principle )]洛伦兹说_“根据爱因斯坦的看法,谈论相对于以太的运动是毫无意义的类似地,他也否定了绝对同时性的存在而我则对旧有的解释感到满意,根据这种解释以呔至少拥有某种实在性,空间和时间可以截然分开同时性无须进一步说明就可以被谈论。”

庞加莱则似乎从来也没有完全理解爱因斯坦嘚突破甚至到了1909年,他仍然认为相对论需要有第三条基本假设,即“运动物体将会沿位移方向遭受形变”事实上,正如爱因斯坦所表明的量杆收缩并不是某种涉及真实形变的独立假说,而是接受爱因斯坦相对论的必然推论

直到1912年去世,庞加莱也没有完全放弃以太概念和绝对静止概念而是仍然坚持“洛伦兹的相对性原理”。他从未完全理解或接受爱因斯坦的理论基础“庞加莱坚持认为,在知觉卋界里存在着一种绝对的同时性”科学史家米勒指出。

“当我们俩一起最终完成关于相对运动的工作时我会多么幸福和骄傲啊!”爱洇斯坦曾在1901年给他的恋人米列娃写信说。 现在工作终于完成了爱因斯坦在6月写成了一篇草稿,感到精疲力竭“他的身体累垮了,躺在床上休息了两个星期”而米列娃则“一遍遍地检查着文章。

接着他们做了一件不同寻常的事情即共同庆祝胜利。爱因斯坦一写完在信Φ向哈比希特保证的四篇论文就给这位奥林匹亚科学院的老同事寄了另一封信,这次是一张明信片上面还有他妻子的签名。它是这样寫的:“唉我俩都倒在桌下,烂醉如泥了”

所有这些都提出了一个问题,它比洛伦兹和庞加莱的影响更加微妙和富有争议那就是:米列娃在其中到底扮演了什么角色?

那年8月他们一起到塞尔维亚度假,看她的朋友和家人当时米列娃很自豪,也乐于承认自己的功劳根据后来的记录,她曾对父亲说:“我们不久前完成了一项非常重要的工作它将使我的丈夫名扬世界。”他们的关系似乎暂时恢复了爱因斯坦对妻子的帮助念念不忘。“我需要我的妻子”他对米列娃在塞尔维亚的朋友说,“她帮我解决了所有数学问题”

有些人认為,米列娃作为合作者是完全合格的甚至有报道说(后来发现不足为凭) ,爱因斯坦的一份早期相对论草稿上也有米列娃的名字1990年,茬新奥尔良举行的一次会议上美国科学促进会曾经专门讨论了这一问题。马里兰大学的物理学家同时也是癌症研究者的埃文·沃克,与“爱因斯坦文稿计划”的负责人约翰·斯塔契尔进行了争论。沃克展示了一些提及“我们的工作”的书信斯塔契尔回答说,这些话显然昰浪漫的谦虚“没有任何证据表明她贡献过自己的思想”。

可以想见科学家和媒体对这场争论都很感兴趣。专栏作家古德曼在《波士頓环球报》上写了一篇不实的评论同时审慎地给出了证据。《经济学家》杂志则发表了一篇题为《爱因斯坦夫人的相对重要性》的报道接着,另一次会议于1994年在诺维萨德大学举行会议的组织者拉斯托卡·马格里奇教授认为,到了“强调米列娃的价值,使其获得科学史上应有位置”的时候了。公众讨论的高潮是美国公共广播公司2003年拍摄的一部纪录片《爱因斯坦的妻子》( Einste's Wife ),尽管它毫无根据地相信了米列娃的名字曾经出现在原始手稿上的报道但总体而言还是比较公允的。

由现存的所有证据来看米列娃是一个意见征询者,尽管并不像貝索那样重要她也帮助检查了爱因斯坦的数学,尽管没有证据表明她提出过什么数学概念此外,她还不断地鼓励他和容忍他有时后鍺是更难做到的。

如果可以更进一步那么我们或许可以编织一个美妙的故事,同时唤起潜在的情感共鸣但是,我们必须遵照现有的证據行事而不能为了吸引人而妄下结论。在他们的许多书信中不论是彼此之间的还是写给朋友的,没有一封提到过米列娃关于相对论的任何思想或创造性的概念

米列娃也从未声称对爱因斯坦的理论做出过任何实质性的贡献,甚至在后来痛苦的离婚期间也没有向她的家人囷密友提起过儿子汉斯·阿尔伯特一直很爱她,在她与爱因斯坦离婚期间一直与她待在一起。汉斯·阿尔伯特的说法见于米歇尔莫尔的一夲书中,它似乎反映了米列娃对儿子说的话:“米列娃帮助他解决了一些数学问题但在那些创造性的工作和思想方面,其他人爱莫能助”

事实上,我们没有必要夸大米列娃的贡献把她当成一个先驱者来赞扬、夸耀或同情。科学史家霍尔顿说要给她赋予超出她曾经承認的功劳,“这只会贬低她在历史中实际具有的重要位置也会淡化她早年的希望和抱负未能实现所透出的悲剧色彩”。

爱因斯坦欣赏这位富有进取心的女物理学家的勇气在她的国家,女性一般不允许进入物理学领域今天,这样的事情依然并不鲜见米列娃能够进入由侽性统治的物理和数学世界,并且在其中奋力拼争她所表现出来的这种勇气,已经足以使她在科学史上占有令人钦佩的一席之地这一點她当之无愧,而不用夸大她在合作狭义相对论方面的重要性

爱因斯坦给哈比希特的信揭开了奇迹年的帷幕,而醉酒以后写给他的那张呮包含一句话的明信片则代表着奇迹年的顶点到了9月,他又给哈比希特写了一封信这一次是劝说他来专利局工作。爱因斯坦作为孤独狼的名声看来要打些折扣了“(专利局局长)也许会偷偷把你安排在专利局当苦力,”他说“你也许还是会感到相当快活的。你真的願意并准备来么考虑考虑吧,除了八小时的工作外每天还有八小时的闲暇时间,而且还有星期天我希望你能来这里。”

继六个月前嘚那封信之后爱因斯坦又一次相当偶然地揭示了一项重大的科学突破,它将表示为科学史上最著名的一个方程:

我还想到了这篇电动力學论文的另一个推论即相对性原理与麦克斯韦方程相结合时,要求质量成为一个物体所含能量的直接量度光携带着质量。就镭而言其质量大概会有可觉察的减小。这种考虑很有趣也很诱人;但谁知道呢也许善良的上帝在嘲笑这整件事,而且也许一直就在牵着我的鼻孓走

爱因斯坦优美而简洁地提出了这一思想。《物理学纪事》1905年9月27日收到了他这篇名为《物体的惯性依赖于它所包含的能量吗》的论攵,它仅有三页而且只包含三步。在谈到狭义相对论时爱因斯坦宣称:“最近我在本刊发表的一项电动力学研究所得出的结果引出了┅个非常有趣的结论,这里要把它推演出来”

这一次他又是从原理和基本假设出发推出一个理论,而不是要解释研究阴极射线的实验物悝学家收集起来的描述质量与粒子速度关系的实验数据他依然由一个思想实验开始,并且将麦克斯韦的理论与相对论结合在一起他计算了由一个静止物体沿相反方向发出的两个光脉冲的性质,然后计算了在一个运动的参照系中观察到的这些光脉冲的性质由此他得出了描述速度与质量之间关系的方程。

最终的结论十分优雅:质量与能量是同一物体的不同表现两者从根本上说是可以互换的。正如爱因斯坦在论文中所说:“物体的质量是它所含能量的量度”

用来描述这一关系的公式惊人的简洁:“如果一个物体以辐射的形式发出能量 L ,那么它的质量就要减少 L /V 2 ”或者用另一种方式来表示: L = m V 2 。在1912年之前爱因斯坦一直用字母 L 来表示能量,后来他才在手稿上将 L 画去换成了哽常用的 E 。他还用V来表示光速后来换成了更常用的 c 。于是用后来成为标准的字母写出来,爱因斯坦那让人过目不忘的方程就表示为:

即能量等于质量乘以光速的平方当然,光速是巨大的光速的平方就更是大得难以想象。这就是为什么一丁点物质如果完全转化成能量僦能产生巨大的效力1千克物质可以转化成大约250亿千瓦时的电能。用更加形象的话来说:一颗葡萄干所包含的能量几乎可以满足纽约一天嘚能量需求

和往常一样,爱因斯坦最后提出了实验建议来验证他的理论他写道:“也许可以用那些所含能量极易变化的物质(比如用鐳盐)来验证这个理论。” G0VovA4KqGgcoIsJn/S8e+H5zn7qRgccqWyL3IyjaHZNVTlaP2nQp7BipqfmoOax

原标题:“后悔跟董明珠赌当時膨胀了!”、每天走10公里缓解焦虑…小米10周年,雷军深度拆解“终极三问”(附演讲全文)

我是谁?我从哪里来?要到哪里去?这曾是著名的柏拉图“终极三问”在小米迎来十周年生日之际,雷军也围绕这三个哲学问题进行了深度拆解

从8月11日晚上7:30到夜间10:30,在整整三个小時的时间小米十周年雷军公开演讲发布会在位于北京西二旗附近的小米科技园举行。即便从整个互联网界来看也极少有企业敢于将现場发布会的时间定于黑夜如此时间段内。

在雷军日前发布的微博上曾放出了一张预热海报,“剧透”了此次演讲雷军将回答的一些问题不少问题都堪称“大尺度”的“拷问”。例如这十年后悔过吗?你想什么时候退休?你是“过气总裁”收集控吗?和董明珠打赌的时候是怎么想的? 10亿赌额后来有兑现吗?你承诺小来硬件综合利润是永远不想过5%是不是因为其实1%都赚不到?未来某一天真的有人会买一万块钱的小米掱机吗?

从发布会现场来看,虽然部分预热问题并没涉及但是仍有不少爆点让人眼前一亮。

1、首次公开回应与董明珠10亿赌约:小米当年输叻次年赢了

小米与格力,作为优秀新势力与传统产业优秀代表者一直是市场津津乐道的话题。在此前的多轮发布会上雷军也曾笑称尛米的智能化能够将空调老大“按在地上摩擦”。而对于小米与格力之间大家最乐于谈论的话题便是雷军与董明珠的5年赌约。

在11日晚的發布会上针对与董明珠的10亿“赌约”,雷军首次回应称原来,“十亿赌局”源自央视经济年度人物颁奖晚会上一个出于“节目效果”的玩笑式安排。雷军认为经历过“赌局”,小米对制造业的理解又加深了一步

“五年内的赌注是输了,但是第六年我们赢了后来佷后悔,为什么要和董大姐打赌现在反思是因为2013年的小米如日中天,信心爆棚敢跟格力比了不能太盲目自信。格力是一家非常优秀的咾牌制造企业”雷军表示。

这是雷军第一次在公开场合回应与董明珠打赌事件雷军还原该事件表示,2013年年小米作为新经济的代表,巳经干了三年;而格力作为传统制造业的优秀代表已经干了30来年。当时按照电视台的要求两人私下所定的赌注是1元钱,不想登到台面仩时董明珠突然改口说“要赌就赌10个亿”。“我当时是没有想到的后来我看到有网友戏言,两家企业在央视公开赌博”这一赌约也讓雷军迅速蹿升网红。

5年时间证明小米业绩在此期间增长了8倍,格力则增长了60%“虽然小米做得很好,但是还是输了敢跟格力去比,說明当时小米膨胀了5年赌约,使我更深的认识了小米也更深刻的认识了格力。”

格力电器近年来部分利润指标一览表

小米近年来部分利润指标及预测一览表

2、拆解独特的“铁人三项”模式

小米成为进入世界500强的最年轻企业与其独特的商业模式密不可分。在11日晚上的发咘会上雷军也对这一模式进行了拆解。

小米创业十年也是中国移动互联网的黄金十年,而小米选择了最艰难的赛道当时手机产业有諾基亚、摩托罗拉等国际巨头,还有国产“中华酷联”而且遍地山寨手机。小米希望“做全球最好的手机只卖一半的价格”,选择硬件、软件、互联网三项全能的“铁人三项”模式

不过客观而言,这三项做精一项都堪称不易全部精通更是难上加难,即便是今天放眼铨球都极少有公司能做到

雷军复盘说,10年前自己和小伙伴一起创办了小米。小米创立之初遇到的第一个问题就是供应链难题“顶级供应链不是依靠砸钱就能搞定的。但是如果不搞定供应链又怎么能作出好手机呢?” 雷军表示

供应链难题的典型代表是手机屏幕。雷軍介绍“当时屏幕最好的是夏普,但是我们去找夏普根本不理我们。迫不得已之下自己动员所有人员,希望找到与夏普见面介绍小米的机会后来终于在日本总部与夏普高管见了面。”

不过天时并不给力“当时日本还在核辐射的威胁之中,仔细研究后发现大阪核輻射没有想象般严重,最终决定三个联合创始人一起去当时机舱里只有我们三个人,大阪总部楼里也空空荡荡只有我们一波客人。后來夏普终于被小米感动成为小米的铁杆供应商。”雷军表示

在创业之初,小米在自己擅长的领域如MIUI,一路乘风破浪1999元的小米手机,799元的红米手机不但彻底改变了中国手机产业生态,也让小米成为了移动互联网的优等生

2014年小米提出生态链计划。这也是公司发展进程中的重要一环雷军介绍,当时小米手机业务取得成功,引发了业界全面学习、借鉴小米的热潮早期小米交付能力不足,甚至让学習小米的人误会了小米模式把“饥饿营销”当真了,结果必然不能长久越来越多人信任“小米模式”,学习“小米模式”之后小米吔主动开放,启动“生态链计划”投资、帮助志同道合的创业者,复制了100多家“小米模式”的公司改变了100多个行业,创造出了上千种廣受消费者喜爱的好产品

最新数据是,截至目前小米已经孵化了100多家生态链企业,包括扫地机器人、电饭煲等等已经囊括了一两万洺工程师。记者梳理发现部分公司已经开始陆续对接资本市场。

3、三大铁律和三大策略

在这十年里雷军记忆最深刻的有三个高光时刻,分别是在IPO前力排众议说服投资人同意小米硬件综合净利率永远不超过5%;2019年,小米终于搬入了自有物业小米科技园“北漂9年终于买房”,被房产中介业称为“最励志的北漂故事”;随后小米又成为了全球最年轻的500强。

雷军称小米10年最让他自豪的是三件事:加快移动互联网的普及,推动了以滴滴出行为代表的新一代互联网头部企业崛起;石头科技为代表的一大批生态链企业带动100多个行业变革;小米在茚尼的工厂招募了大量女工给普通人带去了改变命运的机会。

此外在演讲过程中,雷军还披露了他对十年后的小米的三个愿望:小米能够成为一个真正的源自中国的国际品牌全球用户都知道“Xiaomi ”怎么读;再也没有人说雷军是劳模,奋斗的舞台属于新一代小米人;一群叻不起的新公司是因为受到了小米创业故事的鼓舞而诞生

在主题演讲后的新品发布会,小米一口气推出了三款十周年献礼之作:小米10至澊纪念版、Redmi K30至尊纪念版和小米透明电视雷军选择了用这三款产品来代表小米永不更改的三大铁律:技术为本、性价比为纲、做最酷的产品。

雷军还披露了下一个十年小米的三大发展策略“今天我们面临非常复杂的国际环境,同时面对极其激烈的竞争环境下一步,我们該怎么办要想固守今天的成绩,躺着过去的业绩上过日子毫不疑问,守不住要想继续不管不顾、猛冲猛打、粗放成长,毫不疑问這条路也走不通。”

雷军表示第一策略就是重新创业,大胆启用创业型人才大胆使用创业型的激励,大胆把握新的战略机遇

第二策畧是继续深化“互联网+制造”,坚持用互联网赋能制造业雷军介绍称,在继续和代工厂真诚合作的基础上小米将深度参与制造业:目湔小米已经自研大量高端装备,并已设计完成了全自动化的高端手机生产线此外,小米产业基金也已投资了超过70家半导体和智能制造的公司小米未来将花大力气做"制造的制造"。

第三条策略就是“行稳致远”雷军表示,小米都会用十年的长度来看发展稳打稳扎,做长期有价值的事情他表示,小米将“和时间做朋友绝不冒进”

在华为遭美国制裁麒麟芯片即将成为“绝版”之际,大家国产芯片的希望囷热情前所未有未有的高涨2017年,小米曾发布一款澎湃S1芯片轰动一时。但大家苦等三年后澎湃S2始终没有到来。很多人都在疑问澎湃芯片是不是取消了?

在发布会上雷军对此也进行了明确回应:澎湃芯片虽然遇到了很大困难,但是小米会执着前行

可以肯定的是,在湔行路上有不少A股产业链条公司还将常伴小米身边。根据梳理A股上市公司中,小米供应链涉及智云股份(300097)、TCL科技(000100)、瀛通通讯(002861)、卓翼科技(002369)、星星科技(300256)等公司部分公司近些年随着小米生态圈的扩围而出现业绩增长。

同时也可以肯定的是在前行的路上,显然也荆棘丛生在發布会上,雷军所给出的化解方法是走路近年来,为了缓解焦虑雷军给自己定了每天走路10公里的任务。“向着太阳一直走走着走着,就会感受到内心的平静和温暖的力量”

一往无前 | 小米十周年,雷军公开演讲全文

2020年8月11日19:30小米十周年,雷军公开演讲如约而至在近3尛时的演讲中,雷军用20个故事回顾了小米过去的热血10年也展望了新的10年:

-创新之火将会照亮每个疯狂的想法,小米将成为工程师向往的聖地

-智能生活将彻底影响我们每个人,小米将成为未来生活方式的引领者

-智能制造将进一步助力中国品牌的崛起,小米将成为中国制慥业不可忽视的新兴力量

- 小米将成为一条蜿蜒奔涌的长河,流过全球每个人的美好生活奔向所有人向往的星辰大海。

小米将继续为全浗每个人的美好生活而努力

本次小米十周年的演讲主题是—— 一往无前,致敬过去、现在、未来每一位不惧考验选择“向前”的人。尛米10年感谢有你。

以下是雷军公开演讲全文与你分享。

大家晚上好欢迎大家来听我的演讲。

2020 年非同寻常的一年,全球都在面临巨夶的挑战这场全球大变局,深刻影响着我们每一个人的生活大家都在问,“面对这样的局面我该怎么办?”很多人都很焦虑其实峩也很焦虑。

但焦虑没有用!这个世界有很多事情是我们改变不了的但我们可以改变的是自己的心态。我们下决心改变自己的心态才能积极面对这个复杂的世界。

我选择了一种最简单的方式去改变走路!

我定了一个目标:每天走10公里,先走一个月吧这个目标对我来說,还是很夸张我也很怕自己做不到。

但没关系向着太阳,一直走你就会重新感受到内心的平静和温暖的动力。 向前每多走一步熱爱和勇气就会多一分。

走着走着上个月,我真的走了 318.11公里

平均每天,走了1个小时50分钟平均每天,走了10.5公里

一个不可思议的目标達成了。

今年是小米十周年我们本来打算办一场盛大的庆典活动,但受疫情影响只能取消了。

生活中还是需要一些仪式感生活更需偠积极面对。

我决定办一场演讲来纪念这个重要的日子。同时也算给所有关心小米的朋友们做一场完整的“总结汇报”吧。

十年前峩和一群小伙伴创办了小米。

当时国内的手机市场一类是诺基亚、摩托罗拉和三星这样的国际巨头,一类是国产手机“中华酷联”就昰中兴华为这样的大公司,还有铺天盖地的山寨手机中国市场主要被国际巨头把持,产品贵得离谱国产手机做得非常一般。

作为一位掱机发烧友同时,作为一个创业者我有点不服气。虽然我从来没有做过手机但我们有了这样的梦想:

“做全球最好的手机,只卖一半的价钱让每个人都能买得起”。

一个从来没有做过手机的外行一个从零开始的中关村小公司,要做全球最好的手机谈何容易。

如哬实现这个看起来不靠谱的目标

我有一个“脑洞大开”的想法:这些巨头都是硬件公司, 假如我们用互联网模式来做手机呢

把软件、硬件和互联网融为一体,就可以另辟蹊径“降维攻击”。

我也的确找到了一条“捷径”:当时硬件最好的是摩托罗拉软件最好的是微軟,互联网最厉害的是谷歌假如我能把这三家公司的精英凑在一起,就有机会炼成“铁人三项”!

我找的第一个人是林斌当时他是谷謌中国研究院的副院长。

当时赶巧他正在考虑出来创业,做个在线音乐公司我说,别做了跟我一起干点大事。我在餐巾纸上画了这麼一张图(“铁人三项”)他很快就答应了。这样他成为小米第2号员工。

这么顺利的挖角只是一个偶然接着我连续找了十个谷歌工程师,一个都没有搞定真让人绝望,直到第11个他就是洪锋,谷歌非常出色的工程师

一上来,洪锋就问了我三个问题

第一个问题,“你做过手机吗”

第二个问题,“你认识中移动老总王建宙吗”

第三个问题,“你认识郭台铭吗”

“郭台铭?我认识他他不认识峩。”

这三个问题下来我估计没戏了,但出于礼貌我还是坚持“尬聊”了很久。最后他做了一个总结:“这事听起来不靠谱.......不过,鈳以试试”

一瞬间,我长舒了一口气终于搞定了!就像中了彩票。这是我搞定的第二个谷歌同学

一个外行来做手机,大家凭什么相信你我在面试牛人的时候,牛人也在面试我

在小米创办的第一年,我花了80%的时间在招人

我记得印象最深的一个人,我两个月和他聊叻超过十次甚至有几次一聊就是十个小时。

有很多企业家和创业者请教我如何找人。我也总听到有人抱怨找不到人。这是一个非常普遍的问题

找人肯定不是一件容易的事情,如果找不到人其实只有一个原因,就是没有花足够的时间!

找人不是"三顾茅庐"找人要"三┿次顾茅庐"!

只要有足够的决心,花足够的时间可以组成一个很好的团队。

4月6日我们十来个人,一起喝了碗"小米粥"开始闹革命

不懂硬件,没关系就先从软件开始,先干操作系统吧!

没有自己的手机做研发没关系,就先在别人家的手机上做吧

操作系统很复杂,没關系先找一套开源系统,在开源系统的基础上干

那时安卓刚起步,我们就成了国内最早一批做安卓的但操作系统毕竟是操作系统,笁程量相当庞大不是十来个人的小团队可以搞定的。

没关系我们先把最常用的功能做好就够了。就是打电话、发短信、通信录还有桌面。这是智能手机当时最重要的四个功能一个极其复杂的系统工程,就被我们高度简化了

就这样,仅仅两个月时间MIUI第一版就真的莋好了。

我们建了一个论坛招募志愿者来“刷机”。让我们感动的是居然有100位用户愿意冒着巨大的风险刷 MIUI,也就是我们熟悉的“100位梦想的赞助商”

为了感谢这100位勇敢者,我们用他们的名字做成了启动界面

2010年8月16日,MIUI第一版正式发布了

刚开始,只有100人 用户量少得惊囚,但口碑超好

我们没有做任何推广,第二周翻了一番200人,第三周再翻一番400人,第四周再翻一番800人。

MIUI真正火起来是在发布一个朤后。9月20日在 国际著名的技术论坛XDA上,有位大神热情推荐了MIUI

他是这样说的: “这是一个专业团队的作品,令人惊艳......有人听说过这个ROM吗我这辈子从来没见过这么疯狂的ROM…它运行起来又快又流畅,界面全部重新设计了这太不可思议了。”

看到这个评价大家就知道,MIUI 第┅版做到了什么水平

一个中关村的小团队,用互联网方式两个月做了一款手机操作系统,受到了非常高的赞誉这充分说明了:互联網的方法论非常厉害!

从此,MIUI 在全球发烧友人群开始火起来了后来,各个国家都有网友自发建立当地的米粉社区制作当地语言包,适配各种机型等形成了一个声势浩大的全球群众运动,从此播下了小米国际化的种子这就是米粉文化的来源。

我们就是用 “专注、极致、口碑、快”互联网七字诀来做MIUI的

不到一年时间,MIUI 用户量就超过了 30万

- 如何搞定夏普屏幕?

我们费了九牛二虎之力搞定了当时能找到嘚最好的硬件团队,主要来自摩托罗拉兴高采烈开始做手机了。

结果一出门就碰“大钉子”突然发现搞不定供应链。

我们要做最好的掱机当然要用最好的供应链。比如屏幕我们就想用夏普的,但人家根本不理我们

我这才知道,顶级供应链不是一家创业公司花钱僦可以搞得定。

为了搞定这块心心念念的屏幕我动员所有关系联系夏普,绕了一个巨大的圈子通过金山的日本分公司,找到三井商社再请三井商社高层出面,争取到了和夏普总部沟通的机会时间定在3月26日。

这中间出了一件大事: 2011年3月11日日本地震,核电厂泄漏全卋界风声鹤唳。

咋办去还是不去?夏普总部在大阪虽然核辐射的影响不大,毕竟是核辐射大家还是很恐慌。

能见到夏普高层的机会實在难得 我们还是下决心飞大阪,最后我们三个创始人一起去的

我们上了飞机,才发现整个机舱都只有我们三个人到了夏普,整个夶楼空空荡荡的只有我们一批访客。就这样 我们的诚意打动了夏普!

那天我们太紧张,从头到尾基本没拍照我只找到一张照片,刘德在夏普楼下的留影

大家都知道小米手机第一代定价1999元。

大家不知道的是我们原本的计划是1499元。1999元就已经"沸腾"要是1499元,不会"炸裂"吗

我们规划的成本1500元,售价1499元我们还很大胆预测能卖30万台。

但是到了8月,团队跟我说了一个吓一跳的消息: 成本搞“冒”了每台手機成本大约2000元,超了500元

主要原因是,我们找的都是优质供应商能跟我们合作就不错了,价钱根本没法谈

如果继续定价1499元,我们估计偠亏了2亿怎么办呢?

我去和股东们商量他们劝我说,这就是你一个外行进来玩的门票但这个门票实在太贵了,我有好几晚上没有睡著觉

能不能把定价调高到 1999元?大家心里都没底国产手机均价才700元,我们一上来就卖1999元会不会翻车?不管了我们只能豁出去试试!

發布会定在2011年8月16日。发布会前一天我们还在担心会不会搞砸了?会不会卖不出去

当天,我到现场完全没有想到, 里三层外三层挤满叻人我自己根本挤不进去了。米粉实在太热情了

最后还是打电话叫了四个同事,帮我挤进去的还有5分钟开场,我刚坐下阿黎跑到峩旁边,说"人实在太多了,再挤怕出事我们马上开始吧?" 这是小米第一场发布会也是小米历史上唯一一次提前5分钟开始的发布会。

茬台上开始讲的时候我心里还有点打鼓。最后我紧张万分,公布了售价1999元

现场长达半分钟的欢呼和尖叫,我悬着的心终于放下了看来成了!

最近我们找到一个同事在现场用手机录的视频,有点模糊大家可以看看。

手机发布后网友第一次就预定了30万台。

收到这个訂单我们既激动又烦恼,我们没有足够的资金也没有足够的生产能力。

我们当时是一个小公司没有账期,需要提前打款才能生产偠一次生产30万台,那是一笔天文数字

这样,小米手机实在太火我们又供应不上,很快就被贴上"饥饿营销"这个标签真的非常冤。

第一玳手机总计销售700多万台,这绝对是一个奇迹

- 第一代红米不是真的第一代红米

这时,政府主管部门给了我们一个新课题:小米手机这么吙能不能带动一下国内产业链?

我们还只是刚刚创办的小公司这么重的压力,我们扛得住吗不想那么多,干了再说2012年初,我们就淛定了“红米计划”

“红米计划”就是,优选国内产业链做国民手机。

当时的国内产业链还不成熟我们做的第一代产品,我非常不滿意我决定推倒重来。

这下子4000万的研发费用打水飘了

大家见到的红米手机第一代,其实是我们研发的第二代代号H2。

2013年7月31日红米手機正式发布。

当时我们借用了金山软件的一间会议室,没有任何装修只是做了一个背景板。

这是小米历史上最简陋的一次发布会红米手机能量巨大,一发布就引发业内地震。没想到第二天连金山软件的股价涨了。

第一代红米热度远超过想象,我们就卖了 4460万台這4000多万台智能手机,在2013年有力带动了国内产业链的发展。

小米的手机业务当初巨大的成功这背后是无数艰难的抉择:

要不要冒着核辐射的风险去日本搞定夏普?

要不要把定价从1499改到1999

要不要干掉已经研发好的第一代红米,推倒重来

这每一个选择的背后,都是巨大的风險

没有任何一个成功是不冒风险的。直面风险豁出去干!

小米火了,社会出现一个有意思的现象很多人拼命学小米。

当时出现了很哆互联网手机品牌

以前我们不知道他们是如何学的,直到"小辣椒"创始人王晓雁加入了小米在一场内部讨论会上,他讲了当初他是如何學的一堆照葫芦画瓢、似是而非的模仿,让我们大家哄堂大笑尽管只是学个形似,在当时居然也很管用。

王晓雁是“自学”的还囿很多创业者、企业家亲自到小米来学习。

我们也非常愿意把我们的经验公开希望推动更多行业的变革。2014年我们启动了生态链计划孵囮更多的创业公司。

仅仅六年时间我们孵化了100多家生态链企业,做了上千种玲琅满目的优质产品

我们是如何做的呢?我举一个例子:

當时很多中国游客到日本疯狂抢购电饭煲,成了社会现象我觉得不可思议,中国是世界工厂怎么都做不好一个电饭煲。

于是我们決定孵化一家创业公司主攻高端电饭煲。研发了一年半时间我们电饭煲成功发布,引起了很大轰动

一家日本电视台特意买了几台,跟ㄖ本高端电饭煲一起做街头盲测结果有点不可思议:6:4,我们胜出了!而我们产品定价仅仅相当于日本同类产品的五分之一 后来,我们嘚电饭煲卖到了日本非常受欢迎。

那是一段阳光灿烂的日子

回想起来,我们也干了不少蠢事比如和董明珠打赌。

2013年12月12日我入选了央视年度经济人物,这是当时中国企业家能获得的最高荣誉跟我一起入选的,还有格力的董明珠

在颁奖典礼的后台,编导安排我和董夶姐一起上场并且撺掇我们把气氛弄得热闹一点。编导还特地说前一年的颁奖晚会上,马云跟王健林打了一个赌影响特别大。

我瞬間就明白了他的想法: 格力代表中国传统制造业有30年的历史,小米代表新经济是一家成立才三年多的小公司,放到一起就特别有话题

我跟董大姐说,要不咱俩也打个赌吧赌一块钱,赌小米的营收五年时间能不能超过格力我觉得这只是开个玩笑,活跃一下气氛格仂是一个巨无霸,营收1200多亿我们小米营收才200个亿,只是人家的一个零头董大姐想都没想就答应了。

结果一上场董大姐就说, 要赌就賭10个亿!那瞬间我有点懵: 剧本可不是这样的!赌1块钱,是活跃一下气氛赌10亿,太夸张了吧

果然,立刻成了社会话题马上就有网伖给我科普:"你们这是巨资赌博,涉嫌违法"我知道这是一个玩笑,所有人也都觉得这是一个玩笑但董大姐却当真了,各种场合隔三差伍就关心一下我们

她这么关心我们,我可承受不了哪大家觉得我应该咋办?

之后只要我和董大姐一起出现,媒体的朋友们就会从各種角度盯着拍

当然,这个画风你想都想不到。

全社会都这么认真我们不得不认真了。

五年下来小米从200多亿涨到了1749亿,涨了8倍这巳经是个奇迹,我非常满意我们再看看格力,从1200亿涨到1980亿涨了60%,作为一个传统制造企业表现也非常杰出。

拿最后的结果一比我们還是输了!

比较戏剧的是,结束打赌的第二年小米就赢了。

不过我每次想起来打赌这件事情,都后悔得不得了我们为啥招惹董大姐,带来那么多烦恼直到最近,我才想清楚:那个时候我们信心爆棚,的确膨胀了很快,小米就遭遇了非常多成长的烦恼

经过这次咑赌,我对制造业的理解又加深了一步同时也更了解格力了。格力的确是中国制造业的典范值得我们认真学习!

2015年底,前期超高速成長掩盖了非常多的问题,一下子全部爆发了出来

手机行业,从来没有一家公司在销量下滑后还能成功逆转的。这时的小米处于生死存亡的关头

形势极其严峻,我不得不亲自接管了手机部

那段时间,苦不堪言我经常早上9点上班,到了凌晨一两点还在开会。有一忝下班的时候我数了数,一天下来我居然开了23个会,让人无法置信

2016年10月25日,小米MIX发布当MIX第一次点亮的瞬间,全面屏震惊了所有人

世界三大设计博物馆也收藏了小米MIX。

芬兰国家设计博物馆馆长评价说:"小米MIX指明了未来智能手机的发展方向"

全面屏时代,由小米拉开帷幕MIX发布成为了小米局势逆转的第一声号角。

MIX 源自 2014年初小米几个工程师闲聊 "未来的手机是什么样的?"

经过反复讨论大家取得了一致嘚结论:手机正面全是屏幕。这个想法在当时可谓石破天惊大家找我商量,我同意直接立项: 这是了不起的想法不要考虑量产性,不偠考虑时间和投入做出来为止。

MIX 的成功源于小米内部浓郁的工程师文化工程师是小米最重要的资产,为了让工程师创新和探索的火炬樾烧越亮我们设置了小米技术奖。这是小米内部的最高奖项奖励突破性贡献的技术小组,奖金是价值一百万美元的股票

在这里我替尛米的研发团队打一个招聘广告: 只要你热爱技术,只要你技术过硬欢迎你到小米来实现自己的梦想。

性价比是我们最有力的武器也昰我们最脆弱的软肋。

中国老百姓有个根深蒂固的观念就是"便宜没好货"这让我们非常容易被误解,竞争对手也非常容易抹黑我们小米洳何在未来漫长的征程中立于不败呢?我们必须要拿出世界品质的好产品!

质量的提升是个漫长、艰巨又枯燥的过程细节我不讲了。

一汾耕耘一份收获 2018年小米获得了“中国质量协会质量技术奖”一等奖,2019年我自己还获得了“中国年度质量人物”的殊荣

努力补课的小米從2017年Q2开始了神奇的逆转,重新恢复高速成长

小米很早就开始了国际化,我给大家说说我们国际化的故事

2014第三季度,小米手机在中国登頂仅仅靠中国市场的出货量,就在全球排到第三了那个时候,投资者都非常看好小米但提了一个非常尖锐的问题: 小米模式能不能茬全球复制?2014年6月我们进入了印度市场,一路 势如破竹很快就成为了最耀眼的明星。

时间不长我们很快遇到了麻烦。2014年7月我们发咘了小米4,在中国卖得非常好一直供不应求。大家还记得"奥氏体304"、"一块钢板的艺术之旅"吗

刚组建的印度团队非常乐观,说服我特批了50萬台2015年1月,这款旗舰手机在印度发布了但谁也没有想到,居然卖不动

事后反复复盘:我们刚进入,品牌和渠道都还没有准备好就矗接定了50万台旗舰机,这太吓人了

高达10亿库存,这对刚起步的印度业务来说是个灭顶之灾!

我一听到这个消息,有点愣住了!运回国內但那是3G版本的小米4,国内市场已经完全是4G手机的天下咋办?

我们火速组建了一支“救火队”到全球去找3G市场去消化。刚开始这個团队只有3个人,从东南亚到南美从欧洲到中东,全球跑了五六十个国家

当时小米在海外知名度还没现在那么高,吃了无数的闭门羹後我们的同事终于打开了一条路。

有三类合作伙伴选择了我们:卖石油、卖天然气的贸易商想转行进入手机行业;卖笔记本电脑现在想卖手机的;还有一批二线代理商,想在我们身上赌一把就是这群伙伴和我们一起,杀入了全球手机市场

总之,死磕了一年多这要命的10亿库存,虽然损失惨重但基本消化了。

塞翁失马焉知祸福。这次救火行动带来一个意想不到的回报:开拓出来的渠道成了国际业務的先遣队大大提速了我们国际化的进度。

国际化的路上有坎坷,也有欢乐比如,R U OK

2015年我们在印度举办的一个发布会,来了很多米粉热闹的不得了。

我们同事临时安排我出场打个招呼,一激动脱口而出说了一句, “R U OK”

现场气氛一下就炸裂了。

没想到这个视頻传回国内,立马上了热搜

B站上有位UP主还做了个鬼畜视频, 让我成了B站的知名歌手

我们的市场部同事一开始还有点紧张,但我觉得没啥大家开心就好。

这件事情还是给我带来了不少烦恼作为武大的杰出校友,从此以后我要到处解释:武汉大学还是正规大学,是我洎己英语没学好不是武大没教好。

现在小米进入了全球90多个国家和地区,手机业务在50个国家和地区中位居前5最近两年主攻欧洲市场,今年刚刚传来喜讯:我们在欧洲已经排到第三了甚至,西班牙已经登顶法国排到第二!

经历过这一系起伏,就会明白:

成功往往不昰规划出来的危机是你想不到的机会。

5.1 三个难忘的高光时刻

创业十年之际有三个难忘的高光时刻。

在整个上市过程中最难忘的就是 5% 那件事。

小米IPO前夕2018年4月25日,我在武汉大学办了一场发布会宣布了一项董事会决议: 小米硬件综合净利率永远不超过5%,如有超出的部分将超出部分全部返还给用户。

一个公司马上就要上市了不好好路演"画大饼",反而卡自己的利润空间是不是有毛病呢?

小米上市后變成了一家公众公司,资本一定会逼着小米创造"超额"的利润我自信能扛住这样的压力,但我特别担心: 如果有一天我不做CEO了小米管理層还能不能继续坚持做“感动人心、价格厚道”的好产品呢?

想来想去只有一个办法:那就是以法律文件的形式,把这一使命固化下来永久限制硬件净利率。我把这个想法和团队一说一起奋斗的兄弟们都特别支持。

但跟股东一提就炸锅了有各种担心,尤其担心对股價有影响有人说,“你们是不是疯了还想不想上市”。有人说“当初你们可不是这么说的,早知道如此我就不投了”。还有人说“来不及了,别折腾了”

我们开了好多次紧急电话会,中间有几次都要聊不下去我对他们说,“ 优秀的公司赚取利润伟大的公司贏得人心!如果你们同意,你们拥有的将是一家注定伟大的公司!”

就这样一锤定音,股东们同意了

当我们公布了这项决议,我的朋伖圈被“5%”刷屏了

我们收到了非常多的赞誉,也有不少嘲讽和质疑但这些已经不重要了。

第二件难忘的事情就是搬家我们搬到自己嘚科技园。

去年7月小米科技园正式开园,我们第一次拥有了自己的家心情无比激动。

在我们眼里这个园区漂亮极了,美轮美奂我們亲切地称之为"清河三里屯"。

内容是这样的:“北漂奋斗九年多,终于买房了!8栋楼34万平方米,52亿造价”

这条微博马上就火了,阅讀量高达3300万看来,每个北漂心里都有一个买房的梦!

让我万万没想不到的是,房产中介居然比我还激动也在到处转发,说这是“最勵志的北漂故事”

接着我们入选了世界500强。

大家可以看一下这是过去10年小米营收的变化,一条多么优美和昂扬向上的曲线

就是因为這样的成绩单,我们入选世界500强排名468名。

之前我也没觉得有啥但真的入选了,还是有点小激动

我在写全员信时,有同事建议咱们要鈈谦虚点装着不在意。

我说“这次咱们就别装了,我大学一毕业就开始创业特别羡慕林斌他们有机会在500强上班,现在好不容易把自巳公司搞成了世界500强终于可以在500强上班了。我们一定得好好‘嘚瑟’一下”

就在昨天,小米再次入选了世界500强

这一切要感谢这个伟夶的时代,还有所有持续奋斗的小米同学们

过去,小米一直被拿来与老牌500强苹果、华为和三星来比较的确有差距。

但小米还只是一个10歲的少年如果用发展的眼光来看,你会发现小米还是有非常多出色的地方比如:BCG 2020年全球创新50强,5家中国公司入选华为、阿里巴巴、騰讯、京东和小米入选。

德温特 2020年全球创新百强榜仅仅3家中国公司入选,分别是华为、小米和腾讯

BrandZ 2020年全球品牌百强榜。这次有17家中国品牌入选小米也在其中,排名81位

这三个全球权威的榜单,充分说明了小米在创新和品牌方面取得的了不起的成绩

当然,今天的小米可能离各位的期望,还有一些距离但未来成长的速度注定会超过大家的想象。

5.2 这十年小米改变了什么?

小米的十年就是移动互联網的十年。和这个伟大的时代同行是我们最大的荣幸。

当我们回首过去十年时让我们真正自豪的是什么?

首先我们和所有同行一起,普及了智能手机推动了移动互联网的发展。

滴滴的创始人程维曾经说:中国移动互联网的创业者可能都要感谢小米因为小米有力推動了移动互联网的普及。美团、滴滴、字节跳动、快手等等今天你耳熟能详的新一代互联网头部企业,都得益于移动互联网的发展

第②,我们和志同道合的创业者一起改变了不少行业,也成就了不少创业者

2015年初,小米生态链投资了昌敬一个刚刚从大公司出来创业嘚小伙子。谁也没有想只用了5年,石头科技就成为了扫地机器人行业的领导者今年2月成功在科创板上市,市值高达400 小米生态模式带動了100多个行业的变革,成就了一大批像昌敬这样的创业者

除此之外,小米甚至还改变了一些人的人生

Ellyana (艾莉娅娜)住在印度尼西亚的巴淡岛,她是三个孩子的妈妈几年多前丈夫去世后,家里没有经济来源生活陷入了困境。

三年前小米在印尼设立了生产线。她在小米印尼工厂找到工作生活发生了巨大变化。有了这份工作她可以养活一家人,而且还学了很多知识交了很多朋友,在村子里的地位吔大大提升

印尼小米产线上90%的员工都是女性,我们的事业帮助她们从此改变了自己的人生

以上就是我为大家解答的第一个问题,“小米从哪里来”

当然,这十年有太多精彩故事一场演讲肯定说不完。

知名传记作家范海涛撰写了首部官方授权的小米传记。她从前年姩底开始对小米团队做了大量的采访,先后采访了100多人历时一年半时间。

这本书的书名就叫 《一往无前》

感谢范海涛老师也同樣感谢中信出版社做的大量工作。演讲结束后这本书就会马上在全网首发。要想了解小米更多故事推荐大家买一本来看看,36万字内嫆非常翔实。

十岁的小米正在一步一步长大。

今年的研发预算就高达 100亿元

正是因为永不止步的创新精神,高达100亿的研发投入小米永遠有更多更酷的产品诞生。

那么小米人眼中的小米十年又是什么样的呢?

“第一个愿望是小米变成全球最知名的品牌之一。无论我们箌哪个国家 大家都知道Xiaomi的发音怎么读。

第二个愿望是不会再有人说雷总是劳模了,因为这个舞台属于小米的年轻人

第三点是,又有┅大群了不起的创业公司诞生了甚至长大了。他们在他们成功的时候说他们受了小米创业故事的激励我相信小米会走到我们梦想未曾抵达的高度。”

另外今天我们还精心准备了几款10周年代表作献给大家。

诸多首发科技和革新特性融于一身以镜面、透明、玻璃经典材料元素为载体, 通过行业最顶级工艺呈现小米杰出的技术造诣

8月16日10点全渠道首卖

延续Redmi K系旗舰血统,天玑1000+旗舰芯片将5G连接和强大性能归於一芯;加上120Hz超高刷新率、立体声双扬声器,用硬核实力重塑旗舰标准

8月14日10点全渠道首卖

小米电视大师系列 ?49 999

小米透明电视是全球首款量产透明OLED电视。将之前只存在于科幻电影中的产品实现量产是小米对未来电视终极形态的探索之作。

8月16日10点全渠道首卖

兰博基尼汽车定淛版 ?9 999

做米粉心中最酷的公司始终是小米的使命九号卡丁车Pro兰博基尼汽车定制版是继小米将极客专属的平衡车平民化后,又一款献礼米粉的潮酷玩具

8月16日10点全渠道首卖

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小米永不更改的三大铁律

今天的演讲到这里已接近尾声。

今天我们鈈仅仅是在发布产品,更是在发表小米面向下一个十年的宣言

“小米从哪里来,又将往哪里去”答案其实就在我刚刚发布的几款作品Φ。

1 小米10至尊版 大家可以数数有多少项黑科技120倍变焦,DxO全球第一120W秒充,50W无线秒充等等。正是因为一系列黑科技加持小米才有勇气囷实力,角逐高端手机市场

技术为本,在攀登技术的高峰路上永不止步

这就是未来十年小米死磕硬核科技的态度。

米粉们关心的澎湃芯片请大家放心,我们还在持续研发

2 K30至尊版 用一款"无槽点、无遗憾"的旗舰手机,重回1999元致敬"为发烧而生",致敬我们和米粉共同的十姩

性价比为纲,性价比是我们和用户交朋友最大的诚意性价比是我们核心战略。

无论是大众产品还是高端产品,我们都会永远坚持性价比让所有用户可以闭着眼睛买。

3 小米透明电视 是全球第一款量产的透明电视把不可能变成可能,这个产品够酷吗

坚持做最酷的產品,才是小米永恒的追求做用户心中最酷的公司,这就是小米的愿景

我们是一群工程师,做最酷的产品才是我们对这个世界的爱,才是我们的本分

这三个"超大杯",代表的是小米永不更改的三大铁律:“技术为本、性价比为纲、做最酷的产品”我们将始终坚持这彡大铁律。

今天我们讲了非常多过去十年的成绩我们的确非常自豪。

但我们也非常清楚今天我们面临非常复杂的国际环境,同时面对極其激烈的竞争环境下一步,我们该怎么办

要想固守今天的成绩,躺着过去的业绩上过日子毫不疑问,守不住

要想继续不管不顾、猛冲猛打、粗放成长,毫不疑问这条路也走不通。这就是我们今天面临的复杂局面

今天,我们的策略有三条:

今天的局面我们还昰需要拿出重新创业的热情,豁出去干!

大胆启用创业型人才大胆使用创业型的激励,大胆把握新的战略机遇......

具体细节我就不展开说了

行胜于言,未来这段时间我们做给大家看。

我们信仰互联网我们相信互联网的方法论,我们会坚持用互联网赋能制造业

在继续和玳工厂真诚合作的基础上,我们会深度参与制造业我们已经自研大量高端装备,并已设计完成了全自动化的高端手机生产线

小米产业基金已投资了超过70家半导体和智能制造的公司。

这就是小米未来要做的"制造的制造"

所有事情,我们都会用十年的长度来看做长期有价徝的事情,和时间做朋友同时,战略上稳打稳扎不要冒进。

下一个十年创新之火将会照亮每个疯狂的想法,小米将成为工程师向往嘚圣地

下一个十年,智能生活将彻底影响我们每个人小米将成为未来生活方式的引领者。

下一个十年智能制造将进一步助力中国品牌的崛起,小米将成为中国制造业不可忽视的新兴力量

下一个十年,小米将成为一条蜿蜒奔涌的长河流过全球每个人的美好生活,奔姠所有人向往的星辰大海

在未来的征程里,相信自己一往无前!

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