爱因斯坦在瑞士：三位中学老师的印记与影响

　　原标题：爱因斯坦在瑞士：三位中学老师的印记与影响

　　凭借什么天资，又因何种际遇，成就了爱因斯坦的伟大科学成就？他的神妙直觉、极度专注能力以及坚持不懈早已获得世人广泛认可。但不可否认的是，要成就伟业，即便是像爱因斯坦这样的人，也不得不仰仗人生中的一些“运气”。回顾爱因斯坦的一生，可以说他人生中的“幸运”之一便是在瑞士小城阿劳（Aarau）的一所优质中学上学，并有幸接触到三位不满足于“肤浅”教学的优秀老师：他们强调深刻洞察、探寻至简和追求自然之美。

　　惊人的巧合是，这三位老师都毕业于同一所瑞士顶尖大学（也是同时期欧洲的顶尖大学）苏黎世联邦理工学院（下文采用其英文简称“ETH”），他们倡导的教育哲学，看似不同，实为一脉。那么，他们到底代表的是哪一脉教育哲学呢？更为巧合的是，爱因斯坦后来也毕业于ETH，并在ETH担任物理学教授。事实上，ETH已连续多年位居欧洲大陆高校翘首，享有“欧陆第一名校”的美誉，在2019年QS世界大学综合排名中列世界第七。

　　固然，这三位老师运用他们独特的教学方法和教学理念，吸引和影响了许多学生。但是，在爱因斯坦身上，这三位杰出中学老师的教育引起了尤为积极的共鸣。这三位老师是爱因斯坦青少年时期的良师益友，他们的个性和人生哲学给他留下深刻印象：

　　Mühlberg毕生致力于让学生更加透彻地理解自然，爱因斯坦从他身上看到了一个实践科学家的身影；Tuchschmid避免学生让陷入“大而空”的机械式知识累积，让爱因斯坦真切地体会到物理定律的实际应用，确立了探寻自然基本属性的“至简”原则；Ganter致力于将代数和几何学发展为一个清晰而充满活力的学习领域，让爱因斯坦获得了关于数学之美的初体验。

　　前排左一为在阿尔高州立中学就读高中的爱因斯坦，1896年。

　　位于瑞士阿尔高州首府阿劳市的大型爱因斯坦纪念牌匾，由Thomas Duttenhoefer2011年设计并建造。终身难忘的瑞士印记

　　爱因斯坦当年听取了ETH校长Albin Herzog的建议，来到位于瑞士小城阿劳的阿尔高州立中学（Alte Kantonsschule Aarau）念高中，并在这里就读一年。阿劳是一个距离苏黎世不远的小城镇，拥有几所远近闻名的中学。因为教育质量声誉很高，吸引了众多国际学生前来就读，一些学生甚至来自遥远的海外。

　　显然，对爱因斯坦而言，校长Albin Herzog的这个建议极为明智，令其终身难念，充满感激。在他看来，阿尔高州立中学是教育机构的完美范本。1952年，时任阿尔高州州立艺术收藏馆馆长Guido Fischer先生致信爱因斯坦，请他为即将筹建的阿尔高艺术博物馆捐款。爱因斯坦愉快地回信，在追忆在阿尔高州立中学经历的同时，也对教育所应遵循的原则发表了深刻见解：

　　对我来说，这所学校堪称该类教育机构中最令人满意的典范。我少年时代在这所学校的亲身经历让我清楚地认识到：教育体系的扁平化以及教师在选择教学素材和教学方法方面的充分自由度，将引导教师和学生责任以行，作出令人满意的工作。事实上，无论一个教育体系设计多么看似完美、教学内容的安排看似多么巧妙，只要给予老师和学生充分的自由而不加以束缚 ，他们都能取得非常优秀的成绩，做出有成效的工作。在我看来，人不是机器。如果一个人被剥夺了与生俱来的创造力以及他独立判断的自由，那么他也就一无是处，成为一个废物一般了……阿尔高州立中学

　　2013年，一个来自韩国KBS电视台的考察团来到瑞士小城阿劳，以调查是什么原因导致了少年爱因斯坦从德国慕尼黑卢伊特波尔德中学（Luitpold Gymnasium）辍学，却能在瑞士阿尔高州立中学顺利毕业？事实上，无论从研究爱因斯坦个人发展的历史分析角度，还是从探寻教育本质的角度来看，这都是一个十分深刻的命题。

　　1802年，阿尔高州立中学通过私人募捐方式的成立。1813年，学校被当地州政府接管，正式成为公办性质的州立中学。接下来的半个多世纪，学校关于教育理念的核心原则，呈现出两种截然不同的发展方向，分别由学校前后两任校长所倡导和推广，使该校成为当时及今后一段时期瑞士中学改革的标杆。

　　此为爱因斯坦纪念牌匾，位于阿尔高州立中学的爱因斯坦楼“Einstein-Haus”的楼梯上。

　　一位校长叫Ernst August Evers（1779-1823），来自德国北部，是一位精通拉丁语和古希腊语的语言学家，于1804年被任命为学校校长。他的教育哲学理念与阿劳土生土长擅长伐木的当地人截然不同：他不赞同学校当时的世俗化科目，认为这是非常局限的功利主义倾向。他坚持推崇古典希腊哲学。Evers认为，任何教育的核心，都应是培育人的价值观。他倡导学校的“文理中学”发展模式，倡导学校的中心工作就是传授希腊语和拉丁语，并将此与普及基本知识和培养实际技能融会贯通起来。

　　然而，这一教育哲学成为了瑞士教育改革的束缚。欧洲的工业化，带来新的教育需求。瑞士阿尔高州（Aargau）民众倾向于实用主义，他们反对并抵制将州立中学变为一个如Evers所倡导的、脱离时代的古典文理学校。1826年，阿尔高州成立了一所定位于面向贸易和商业教育需求的商贸学校。1835年，阿尔高州立中学与商贸学校合并，学校课程更加突出了“技术-科学”学科的设置。

　　另一位校长叫August Tuchschmid(1855–1939)（担任校长多年，并担任爱因斯坦的物理教师），在他治下，阿尔高州立中学顺应了工业化兴起所带来的新的教育需求，在学校的课程设置中赋予了自然科学应有的地位，并坚信这类科目具有极高的教育价值，真正意义上将学校带向了以注重科技科目教学的繁荣发展阶段，并一直持续到二十世纪，使学校成为在人文主义和现实主义方面均衡施教的“瑞士教育”典范。

　　当爱因斯坦于1895年10月来到阿劳时，学校已由文理中学（Gymnasium）（即注重拉丁文、希腊语等经典文学和人文哲学课程）的模式，发展为实验中学（Realschule）（即注重科学技术）的模式。

　　Mühlberg的自然科学原则：“观察-思考-交流”

　　Friedrich Mühlberg毕业于ETH，并于该校获得自然科学师资文凭。他于1866年受聘到阿尔高州立中学，担任自然史和地理课教师。Mühlberg不仅是一位出色的老师，也是一流的研究者，他工作十分投入，也很认真。最重要的是，他是一个富有想象力和充满活力的科学课程改革者。在校任职四十多年期间，自然史教学取得了巨大进步。

　　在Mühlberg看来，教学的关键不应局限在让学生对客观事实进行知识性了解，而应聚焦到使学生对那些更加根本性问题的认识上，例如：让学生更加关注发现科学的过程。他将自己的教育哲学概括为：“观察-思考-交流”。

　　Mühlberg关于自然科学教学的意义和重要性是这样表述的：自然史课的关键目标是进行思维的通识教育，在教学中，尤其应注重基于“可视化”形象思维的训练，其核心要义是：先于“观察”，遂“思考所观”，进而“交流所观和所感”。从这个意义上看，自然史的教学不同于语言等其他科目的教学（其基础是对词汇的听、说、读、写）。在语言教学中，学生必须通过记忆来学习相关的通用语法以及语法特例，而在自然科学教学中，则强调视觉和思维实践，而这将是学生在今后人生中获益的最重要因素。

　　Mühlberg摒弃仅仅叙述事实的做法，注重充分观察和透彻反思，最终将观察和发现用语言或公式表达出来。他的教育导向，赢得了当时很多教育同行的赞同，是他们更加了解到自然学科教学在教育中的价值。Mühlberg的教育改革思想不仅扎根于阿劳，在瑞士其它地方也颇受推崇，对早日推动瑞士教育界注重科学和人文科目在中学课程中平等地位的认同起到了关键作用。

　　Friedrich Mühlberg，1840-1915

　　少年爱因斯坦深为拥护Mühlberg的信条，因为他也拒绝肤浅地从表象看问题，更希望从本质上理解客观世界。他不仅上过Mühlberg的课，还参加过由Mühlberg组织的一场阿尔卑斯山区户外徒步活动。事实上，瑞士青少年在小学、中学阶段，经常参加由学校或社区组织的阿尔卑斯山区户外徒步活动，这也成为瑞士青少年成长的一个特色环节。

　　1896年6月24日，在Mühlberg的带领下，20名学生从阿彭策尔（Appenzell）出发，计划徒步走到韦斯巴德（Weissbad）。当时天气十分炎热，他们沿路艰难攀爬。途中，他们经过了陡坡Meglisalp，然后再从这里，攀登十分陡峭的Sa ntis峰（因其山峰形态十分陡峭突出，成为阿尔卑斯山最着名的山峰之一）。最后，他们从Schafboden前往Alt St. Johann。这条徒步线路大约需要7个小时，对身体条件和体能的要求极为苛刻，一般情况下只有经验丰富的登山者才会选择这条路线。

　　从Meglisalp到Sa ntis的攀登路线，然后从Schafboden前往Alt St. Johann。

　　Mühlberg是一位优秀的地质学家。在登山途中，他经常不停摆弄随身携带的拐杖，向学生们指出岩石类型，讲述冰川侵蚀山体的形式，最后讲到山体的折叠结构。他喜欢在讲述中提出尖锐问题，以激发学生进一步学习地理的兴趣。当爱因斯坦站在他身边时，他抬起拐杖，指向远方，问：“爱因斯坦，这些山体的层结构是如何组织起来的？是从下到上，还是从上到下？”爱因斯坦以一种不屑的态度答道：“我不在乎，教授先生。”

　　爱因斯坦本应尊重这个老师的。可是，他没有。至少，在外在的形式上他并没有这样做——而对老师的这种礼仪上的不够尊重，在他后来就读于ETH期间与其它老师打交道时将多次出现，他毕业后向ETH求职做助教时将付出惨痛代价。

　　幸运的是，与学生打成一片的Mühlberg，对爱因斯坦是包容的。就在他们徒步的第二天（6月25日），一场惊险的事故发生了。师生们在爬上Sa ntis的途中，雷雨突发，风暴、冰雹、闪电倾泻而来。这时，在Sa ntis峰下的Wagenlu cke（2,075米）处，大家看到徒步的小径上堆积了大量冰雪：爱因斯坦当时没有穿防滑登山靴，他突然滑倒，就在他快要跌下山坡的危急时刻，一个机敏的同学迅速将徒步手杖伸向了他。他被牢牢拽住，从而化险为夷——这一瞬间，一根手杖改写了物理学的历史！

　　Sa ntis峰 ，海拔2,502 米，今天游客可从Schw galp乘缆车抵达峰顶，全程只需8分钟，该缆车于1935年开业。

　　Tuchschmid的物理学原则：追寻“至简”

　　August Tuchschmid是一个充满活力和坚定决心的人，率真而耿直。在ETH学习物理专业，并在Heinrich Weber教授指导下撰写了关于水晶热传导的学位论文。Weber后来也是爱因斯坦后来就读ETH时的物理老师。

　　1882年，Tuchschmid被任命为阿尔高州立中学的首席物理教师；七年后，他成为该校校长。接下来三十年，他一直担任该校校长，使学校成为在数学和自然科学领域领先全国的中学。Tuchschmid作为校长，其职业生涯的最大亮点体现在推动建造了学校的主楼——“爱因斯坦”楼。

　　爱因斯坦大楼，于1895年建成，曾是班霍夫大街最着名的地标性建筑。

　　阿尔高州立中学主楼“爱因斯坦楼”的南大门，该楼建于1896年。

　　一百多年过去，这栋楼至今仍然是该校的主楼。据历史学家们推测，爱因斯坦当年参加了这座宏伟校园建筑的落成仪式。该楼起初以时任校长August Tuchschmid的名字命名。2006年，学校为纪念着名校友爱因斯坦，将该楼重新更名为“爱因斯坦楼”（Albert Einstein House）。

　　除此之外，Tuchschmid校长还推动学校建立了一个宽敞的物理实验室，该实验室的设备几乎达到了大学实验室的水平。校长对此感到特别自豪。少年爱因斯坦对这个实验室非常着迷。Lewis Pyenson（《青年爱因斯坦：相对论诞生始末》一书的作者）说，“在欧洲德语区其它地方，中学生很少有机会能如此接近这些先进的顶尖精密物理设备……这里就像一个小型大学的物理学院。”

　　爱因斯坦上过Tuchschmid教授的物理课。Tuchschmid的教学风格体现了一种“至简”主义的原则：他把讲授的部分聚焦到一些基本问题上，并将各种物理现象抽象为一些基本原则。在繁复中探寻至简，正是爱因斯坦后来物理研究取得成功的决定性因素。在这方面，Tuchschmid成为爱因斯坦的最佳典范。

　　August Tuchschmid，1855-1939

　　1898年10月，已就读于ETH的爱因斯坦开始着手准备毕业论文——用实验来测量地球在以太（物理学史上一种假想的物质观念）中穿行的速度。在此期间，他重回阿劳，与高中时期的物理老师Tuchschmid一起，共同着手做实验，以测定地球在以太中穿行的速度。他们并肩战斗，提出了一些实验设计方案。后来，爱因斯坦回到ETH向Weber汇报了这些方案。但遗憾的是，未获Weber的认可。

　　从现存的档案证据看，这位严厉的校长和时常自我主张的学生爱因斯坦之间没有发生过严重对抗。从某种程度上可以说，无论是教学还是治校而言，Tuchschmid都很对爱因斯坦的胃口，他们在物理学方面的思想和思维有着高度的契合度。

　　Ganter的数学原则：获得“美感”

　　Heinrich Ganter是爱因斯坦在阿尔高州立中学读书期间的数学老师。他早年德国卡尔斯鲁厄中学做过老师。三十岁那年，他到ETH学习数学专业，在这里遇到了August Tuchschmid。受Tuchschmid邀请，他来到阿尔高州立中学担任数学老师。

　　在同事和学生印象中，他是一位多才多艺的数学家和才华横溢的老师。他深受同事尊重，广被学生喜爱，被认为是一个无可挑剔的人物：学生们以他为楷模，因受他的影响而被唤起学习兴趣并形成积极态度。

　　Heinrich Ganter, 1848-1915

　　Ganter的学生、瑞士数学家Ernst Meissner后来在Ganter的追悼会上，对Ganter给予了极高评价：

　　在Ganter的课堂上，我学会了享受和喜欢与数学相关的东西。他的教学充满激情，教学手段绝不枯燥无味，教学内容却透彻而深刻。他把一些精心选择的素材用于课堂教学，教会我们以数学固有的方式进行思考，而这正是我日后受益匪浅的东西：他有一种对“数学思考”和“数学方法论”中优雅感和美感的执着信念，他把这种信念也灌输到他教授的学生身上。……我今天之所以能够站在这里，绝不仅仅因为我受到Ganter对我数学的扎实教育，他教会了我和同学们更多有意义的思想和价值观。他对我和几乎所有同学都有更多的意义……

　　在Ganter身上，爱因斯坦看到了一位懂得如何传达数学思维的价值和美的数学家形象，一个具备正直品格的绝佳榜样。事实上，直到多年之后，爱因斯坦才开始认识到数学在构建科学思想过程中作为关键工具的价值。在他后来发展广义相对论时，对此更是体会尤甚。

　　狭义相对论的起源：一个思想实验的诞生

　　事实上，在爱因斯坦经历的三位中学教师身上，集中体现了阿尔高州立中学的教育哲学和办学传统——对19世纪瑞士教育改革Johan Heinrich Pestalozzi教育哲学的遵循。

　　Pestalozzi强调，应激励学生的形象思维，重视培养每个孩子的内心尊严和独特个性。他还主张，应当让学生们一步步得出自己的结论，即从亲身观察开始，逐渐过渡到直觉、概念思维和视觉意象。他推崇用这样的方法来学习，从而真正理解数学和物理学定律。他倡导，“视觉理解是教导如何正确判断事物的重要方法，也是唯一正确的方法。因此，从这个意义上来说，必须把算数和语言的学习放到从属位置。”他还认为，机械的练习、背诵和填鸭式的教学都应当避免。

　　Johan Heinrich Pestalozzi, 1746—1827

　　由于深受Pestalozzi教育哲学的影响，学校教师对于学生的教学，尤其注重强调对抽象概念进行视觉化的理解——而这恰恰造就了爱因斯坦天才的一个极为重要的方面。

　　在阿尔高州立中学，学生的个性化受到尊重，学校也鼓励学生的个性化发展，注重学生的独立思考，而不主张迂腐式博学。在学生眼里，教师不是权威人物，而是与学生一样的有独特个性的人。而这，恰恰与爱因斯坦所憎恶的德国式教育模式相反。

　　对爱因斯坦来说，阿尔高州立中学堪称完美。他后来在回顾自己的相对论研究历程时，认为自己之所以能大胆开始思考相对论，得益于早年在这所学校接受的“自由教育”。他回忆说，“通过与德国中学六年的独裁主义教育相对比，我清楚地认识到，强调自由行动和个体责任感的教育是多么优越于崇尚外在权威的教育。”

　　由于学校充分尊重学生的个性化特点，学生具有极大的自由度，使得爱因斯坦在此可以尽情学习和享受他所真正感兴趣的学习内容。在他看来，这是一个真正意义上的“民主”学校。少年爱因斯坦，在这个宁静的瑞士小城阿劳，开始专心思考那个帮助他成为伟大天才的思想实验：他试图设想，当一个人追着一束光奔跑会出现什么结果。这个思想实验，将在他大学毕业后不久，成为他发现享誉世界的狭义相对论的重要理论基础！

　　他后来对一位朋友说，“在阿尔高州，我做了第一批非常幼稚的思想实验，它们对狭义相对论产生了直接影响……”这种视觉化的思想实验后来成为成就爱因斯坦伟大事业的“杀手锏”。在几十年的科学生涯中，他头脑中浮现的意象包罗万象：既有雷击和飞驰的火车，又有加速运动的升降机和下落的缆线，还有在弯曲树枝上盲目爬行的甲虫……

　　参考文献

　　【1】Galina Weinstein.Albert Einstein at the Zu rich Polytechnic: a rare mastery of Maxwell's electromagnetic theory.https://arxiv。org/abs/1205.4335.

　　【2】Herbert Hunziker.The Physical Tourist Albert Einstein’s Magic Mountain: An Aarau Education.Physics in Perspective[J],2015(17).

　　【3】沃尔特 艾萨克森.爱因斯坦传[M].湖南科学技术出版社，2014年11月第一版

　　【4】爱因斯坦.爱因斯坦文集[M].商务印书馆，2010年第一版

　　（说明：文中图片来自参考文献、维基百科及百度百科。）