1955年4月18日，阿尔伯特·爱因斯坦在美国去世。70年后的今天，我们或许可以换个角度，重新认识这位科学巨匠——他是伟大的理论物理学家，但并非只是待在书斋里推导方程的“象牙塔”学者，而是对现实世界充满好奇心的实验者。一直以来，他的科学生涯从未脱离实践。

《不只是E=mc2——爱因斯坦的实用探索和奇趣发明》，方在庆、何钧、雷煜译，上海科学技术出版社出版

图为位于德国基尔大学的爱因斯坦和安许茨铜像

图为斯佩里制造的飞机陀螺罗盘（本版图片除署名外均由作者提供）

理论物理学家也是“技术咖”

提到爱因斯坦，人们脑海中往往会浮现出那个写下了E=mc2、颠覆现代物理学的天才理论家形象。然而，上海科学技术出版社2024年底推出的《不只是E=mc2——爱因斯坦的实用探索和奇趣发明》一书，却为我们揭开了这位科学巨匠鲜为人知的一面——他不仅是一位深邃的思想家，更是一位热衷技术发明、关注现实应用的实践者。

该书作者约瑟夫·伊利是匈牙利科学史家，曾参与多卷本《爱因斯坦全集》的编辑工作，该丛书仍在陆续出版中。他以扎实的史料和生动的笔触，展现了爱因斯坦如何亲手设计装置、优化专利，甚至以专家身份介入技术纠纷。

这本书不仅打破了“爱因斯坦只是理论家”的刻板印象，更让我们看到一位在科学与技术之间自由穿梭的智者。他的探索精神、跨界思维，以及对现实问题的敏锐洞察，至今仍能带给我们深刻的启示。

陀螺罗盘专利引发诉讼，爱因斯坦“出手”做专家证人

1904年，德国发明家赫尔曼·安许茨-肯普费研究出一种不依赖地磁的导航工具，并申请了世界上第一台实用陀螺罗盘的专利，成立了安许茨公司，专门生产这一设备。

陀螺罗盘的核心原理是利用陀螺效应保持稳定，从而始终指向地理北极，而不受船体铁磁物质的影响。安许茨的陀螺罗盘迅速被德意志帝国海军采用，并在之后的几十年里不断改进，成为现代船舶导航系统的重要组成部分。

几乎与此同时，美国工程师埃尔默·斯佩里也在研究陀螺仪的应用。1911年，斯佩里推出了自己的陀螺罗盘，并迅速进入英国皇家海军和美国海军市场。到1914年，斯佩里甚至向德意志帝国海军出售陀螺罗盘，引发了安许茨的专利诉讼。

安许茨认为斯佩里的产品侵犯了他1904年申请的陀螺罗盘专利，而斯佩里则反驳称，安许茨的专利并未对早期的陀螺仪技术做出真正的创新，因此应当无效。

由于案件涉及复杂的物理和工程问题，柏林皇家法院决定请一位物理学权威人士作为技术专家，而此人正是阿尔伯特·爱因斯坦。

1902年至1909年，爱因斯坦曾在瑞士专利局工作，对专利审查和技术创新的法律保护有深入了解。也是在那里，他练就了一双善于发现创新的眼睛，学会了如何从技术细节中捕捉科学突破的本质。

1915年，爱因斯坦受柏林法院委托，作为专家证人分析安许茨和斯佩里的陀螺罗盘技术，并判断斯佩里的产品是否侵犯了安许茨的专利权。

爱因斯坦在他的第一份专家报告（1915年2月6日）中认为，安许茨的陀螺罗盘确实在技术上有所改进，但其1904年的专利并没有实质性地超越早期陀螺仪设计，因此其专利的独特性存疑。然而，在进一步研究了斯佩里的设计后，他发现斯佩里的陀螺罗盘确实借鉴了安许茨1908年的减震技术专利，并在补充报告（1915年8月7日）中确认了这一点。

基于爱因斯坦的分析，法院最终判决安许茨胜诉，并禁止斯佩里在德国生产和销售相关陀螺罗盘，斯佩里被判罚款30万马克。后来，安许茨提出了包含两个陀螺仪的浮动球体构型，这是一种完全密封、能有效防止人为干预且对外部干扰高度不敏感的陀螺系统。这一装置于1922年获得了专利，其中提到了爱因斯坦在此发明中的贡献。

这场跨越国界的专利之争，不仅揭示了爱因斯坦鲜为人知的技术洞察力，更展现了他如何将深邃的物理思想转化为实际解决方案。

曾任“鱼雷技术顾问”反对战争但支持正义之战

1943年，64岁的爱因斯坦以另一种身份活跃在美国海军的机密项目中——他成了“鱼雷技术顾问”，甚至设计了一种新型磁感应引信。当时，二战期间的美国海军正深陷“鱼雷大丑闻”——Mk.6型鱼雷的磁感应引信故障频发，常因地球磁场干扰提前引爆或哑火。爱因斯坦的任务是提出改进方案。

他先设计出一种双线圈磁感应系统：主线圈产生交变磁场，两个副线圈对称分布。遗憾的是，军方测试后发现，这个方案与已有技术存在类似缺陷——平底船舰仍会干扰信号。但这一尝试为后续研究提供了新思路。不久后，爱因斯坦提出了更激进的设想：通过两次爆炸增强破坏力。这让海军工程师连连惊叹其创意。

这一时期，爱因斯坦还与“计算机之父”约翰·冯·诺伊曼合作研究了水下冲击波。两人试图用数学简化爆炸模型，但爱因斯坦坚持认为：“实验比计算更可靠。”他甚至在1944年设计了一种水雷起爆器，利用惯性压缩气囊实现精准引爆。据物理学家乔治·伽莫夫回忆，爱因斯坦对各类武器提案都兴致勃勃，常笑着说：“啊，行！很有意思！”

这时，在人类的至暗时刻，爱因斯坦是一个愿以科学为剑的普通人。他反对战争，但支持反法西斯正义之战。他曾说：“如果我是比利时人，在纳粹入侵时，我会选择战斗。”

设计更安全、环保的冰箱

除了痴迷数学和物理理论，爱因斯坦也喜欢研究机械装置、解决实际技术难题。

平日里，他从尝试用统计方法描述湍流到探索光的波粒特性；从申请无电机冰箱专利到改进陀螺罗盘；在测量技术上，关注仪器精度，提出改进光学测量仪和惯性导航系统的方案。他对自动反馈系统的设想，与现代自动化和人工智能理念不谋而合。

此外，爱因斯坦早在20世纪初就关注太阳能，意识到其潜力，提出利用可再生能源的构想。这些实践探索体现了其科学与应用并重的精神。爱因斯坦不仅在黑板上推导公式，更关心如何让科学真正应用于现实。

很多人不知道，爱因斯坦曾与匈牙利裔美国物理学家莱奥·西拉德合作，设计了一款更安全、环保的冰箱，目的是避免冷却剂泄漏带来的安全隐患。他的兴趣不仅限于时间和空间的奥秘，还涉及能源、流体动力学、测量技术和航空仪器。

来源：科普时报

作者：方在庆（中国科学院自然科学史研究所研究员、华东师范大学紫江讲座教授）