愛因斯坦的戰(zhàn)爭(zhēng)：相對(duì)論如何征服世界

【編者按】

人人都知道相對(duì)論，卻鮮有人知道相對(duì)論的提出和驗(yàn)證，穿越了戰(zhàn)爭(zhēng)和民族主義的隔閡，結(jié)合了兩位敵對(duì)國科學(xué)家的努力。作為一部科學(xué)史著作，《愛因斯坦的戰(zhàn)爭(zhēng)》不僅展現(xiàn)了相對(duì)論征服世界的歷史，也呈現(xiàn)了充滿隔閡和敵對(duì)的第一次世界大戰(zhàn)，以及身處敵對(duì)國的愛因斯坦和愛丁頓如何付出卓絕的努力、克服了常人難以想象的艱辛，才使得相對(duì)論成為現(xiàn)代物理學(xué)的奠基理論。本文為該書序曲部分《“惡魔在咆哮，‘吼！……”》。

并肩作戰(zhàn)五年后，兩位親密戰(zhàn)友終于要第一次見面了。那是1921年6月，倫敦一個(gè)星期五的下午，一位科學(xué)家衣著寒酸，光腳穿著鞋子，拖著腳步走進(jìn)了一棟建筑物的走廊。這位科學(xué)家說自己“面色蒼白，留著長發(fā)，而且將軍肚已經(jīng)隱約可見”。但在別人看來，他“步態(tài)怪異，嘴里叼著一根雪茄，一支鋼筆不是拿在手里就是插在口袋里。不過，他并沒有羅圈兒腿，皮膚上也沒有瘊子，所以還是相當(dāng)英俊的”。在我們所居住的這顆星球上，這位科學(xué)家無人不知、無人不曉：那張揚(yáng)的鬢角、濃密的八字胡都明明白白地告訴人們這就是阿爾伯特·愛因斯坦，這世界上最著名的思想家。

等待著他的是一位衣著整潔、寬下巴的英國紳士。這位紳士體格如運(yùn)動(dòng)員般清瘦而結(jié)實(shí)，目光深邃而有穿透力。此時(shí)，亞瑟·斯坦利·愛丁頓剛剛當(dāng)選英國皇家天文學(xué)會(huì)主席，他本人的研究領(lǐng)域是恒星內(nèi)部和星系運(yùn)動(dòng)。但愛丁頓并不是因此才與愛因斯坦建立起緊密聯(lián)系的，他是真真切切地跨越了整個(gè)世界、遭受了譴責(zé)和入獄的威脅、與已有數(shù)百年歷史的科學(xué)傳統(tǒng)進(jìn)行了抗?fàn)幒?，才幫助這位來自柏林的不羈訪客變身成了科學(xué)偶像。愛丁頓證明了愛因斯坦的相對(duì)論是正確的，他把這個(gè)福音傳遍了世界。

這兩人在倫敦伯林頓府見面、握手，那是一個(gè)宏偉的帕拉第奧風(fēng)格建筑，坐落在英國科學(xué)的核心地帶。就在不久前，還很難想象一個(gè)說著德語、被稱為“教授先生”（Herr Professor）的人可以踏足這里，因?yàn)榫驮谶@棟建筑物里，關(guān)于用德語進(jìn)行的研究是否算是真正的科學(xué)，以及當(dāng)?shù)谝淮问澜绱髴?zhàn)所帶來的恐懼散去后，德國人是否可以回歸科學(xué)世界，都曾發(fā)生過激烈的爭(zhēng)論。然而現(xiàn)在，這里的主廳擠滿了英國科學(xué)家，人人都熱切盼望著聆聽愛因斯坦講述的字字句句。

這是一個(gè)關(guān)于理論的故事，而這個(gè)理論就是廣義相對(duì)論。廣義相對(duì)論自誕生之初就被稱贊為“人類思想史上最偉大的成就之一，或者也許就是最偉大的成就，沒有之一”。直到一個(gè)世紀(jì)后的今天，它仍然是一個(gè)至關(guān)重要的支柱，支撐著我們對(duì)宇宙的理解。相對(duì)論不僅解釋了星系在宇宙中的運(yùn)動(dòng)、預(yù)言了黑洞、定義了宇宙的宏大規(guī)模，還迫使我們對(duì)體驗(yàn)周遭世界的最基本方式產(chǎn)生了質(zhì)疑。愛因斯坦提出，時(shí)間和空間并非其表面看起來那樣，我們?cè)诶斫膺@個(gè)現(xiàn)實(shí)世界時(shí)所運(yùn)用的最基礎(chǔ)的工具都是扭曲的。事實(shí)上，重力會(huì)讓光線彎曲，雙胞胎會(huì)以不同的速度老去，恒星在天空中都是歪斜的，物質(zhì)和能量互為彼此奇特的陰影。這個(gè)宇宙是一個(gè)真正的四維宇宙，我們所看到的只是它扭曲了的一部分。只有那些能夠掌握復(fù)雜數(shù)學(xué)和哲學(xué)矛盾的人才能理解事物的真相。

1919年，愛因斯坦那超乎想象的論斷和他本人一起闖入了大眾視野。他的理論其實(shí)早在4年前就已經(jīng)完成，而在那之前他已經(jīng)為這個(gè)理論進(jìn)行了近10年的辛勤研究。然而，除了一小部分理論物理學(xué)家，幾乎沒有人知道他的研究，這又是為什么？所以這也是一個(gè)關(guān)于科學(xué)界的故事，講述科學(xué)從和平陷入戰(zhàn)爭(zhēng)又重新迎來和平的歷程。

自1914年到1918年，第一次世界大戰(zhàn)這場(chǎng)工業(yè)化的謀殺肆虐了整個(gè)歐洲，而這幾年也恰巧是愛因斯坦最為高產(chǎn)的一段時(shí)間（共計(jì)59份出版物）。愛因斯坦為完成自己的理論而苦苦斗爭(zhēng)，這段經(jīng)歷又與當(dāng)時(shí)人們口中的“世界大戰(zhàn)”的進(jìn)程難解難分。有科學(xué)家試圖證實(shí)愛因斯坦的想法，卻被當(dāng)作間諜而被捕；學(xué)術(shù)期刊因被判定為敵人的政治宣傳而出版遭禁；一個(gè)又一個(gè)昔日的同事在戰(zhàn)壕中死去。最令人沮喪的是，帶刺的鐵絲網(wǎng)和U型潛艇一直將愛因斯坦與他最重要的戰(zhàn)友分隔在兩個(gè)世界。這位戰(zhàn)友就是愛丁頓，后來他一直在努力讓全世界相信相對(duì)論是正確的。

盡管與愛因斯坦從未謀面，愛丁頓仍加入了這位德國科學(xué)家的科學(xué)事業(yè)，他要讓人們看到科學(xué)是如何戰(zhàn)勝民族主義和仇恨的。在戰(zhàn)爭(zhēng)的摧殘下，國際科學(xué)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)支離破碎，愛因斯坦變成了一座孤島，但愛丁頓卻意識(shí)到相對(duì)論可以成為重建國際科學(xué)網(wǎng)絡(luò)的那把鑰匙。1919年，歐洲還沒有擺脫戰(zhàn)爭(zhēng)造成的混亂局面，愛丁頓就進(jìn)行了一場(chǎng)足跡遍布全球的遠(yuǎn)征，來觀測(cè)稍縱即逝的日全食。愛因斯坦曾大膽預(yù)言光線有重量，日全食就是驗(yàn)證這一預(yù)言的寶貴機(jī)會(huì)。很多人都認(rèn)為這次遠(yuǎn)征的結(jié)果證實(shí)了相對(duì)論，正是這個(gè)結(jié)果讓愛因斯坦登上了世界各地的封面。這位新科圣人誕生于第一次世界大戰(zhàn)遺留的一片混亂之中，他引發(fā)的科學(xué)革命既有學(xué)術(shù)上的較量，也有政治上的斗爭(zhēng)，整個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)從柏林延伸到倫敦，直至宇宙遙遠(yuǎn)的邊界。

愛因斯坦的相對(duì)論故事是一個(gè)體現(xiàn)深刻人性的故事。這遠(yuǎn)不是通過純理性思考來建立某些抽象的觀點(diǎn)，也不是某個(gè)人腦海中的靈光乍現(xiàn)。這是一段將友誼、仇恨和政治交織在一起的探索旅程。盡管愛因斯坦從來沒有開過槍，甚至從來沒有拿過槍，但多年的戰(zhàn)爭(zhēng)仍然深刻塑造了他的生活與工作。愛因斯坦曾由于戰(zhàn)時(shí)的饑餓而生病，曾無法與自己最重要的同事保持簡(jiǎn)單的書信聯(lián)系，這些都讓他不斷地意識(shí)到自己生活在一種被圍困的狀態(tài)中。戰(zhàn)爭(zhēng)讓愛因斯坦舉步維艱，但也為他的理論取得累累碩果創(chuàng)造了條件。這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)破壞力巨大，帶來的壓力促使某些人和某些想法剛好在機(jī)緣巧合之際走到了一起，創(chuàng)造了相對(duì)論革命。愛因斯坦是一個(gè)創(chuàng)造歷史的人物，他的出現(xiàn)其實(shí)可以有一條不同的軌跡，因?yàn)榇藭r(shí)科學(xué)研究以及諸如做一個(gè)科學(xué)家意味著什么的命題，都已深深陷入了政治和帝國的難題中。這一切不僅對(duì)相對(duì)論的誕生產(chǎn)生了影響，還塑造了這個(gè)世界與愛因斯坦的初次相見。

在愛因斯坦如太陽般冉冉升起的過程中，最非同尋常的一點(diǎn)是與科學(xué)不沾邊的普通人同相對(duì)論謎題之間的互動(dòng)。普通人幾乎無法理解相對(duì)論涉及的數(shù)學(xué)和概念，盡管如此，像愛丁頓這樣的傳道者仍然成功地讓普通大眾意識(shí)到自己應(yīng)該深切關(guān)注相對(duì)論的影響。當(dāng)時(shí)的一家報(bào)紙?jiān)鴩L試描述一個(gè)通常意義上的“路人”是如何面對(duì)這場(chǎng)科學(xué)革命的：相對(duì)論“從根本上擾亂了他對(duì)宇宙的基本概念，甚至是擾亂了他對(duì)自己思維的基本認(rèn)知。就他所秉持的觀點(diǎn)而言，相對(duì)論幾乎挑戰(zhàn)了它們的絕對(duì)本質(zhì)”。如果宇宙中的一切都是“相對(duì)的”，那么生活在這樣一個(gè)宇宙中意味著什么？對(duì)于我們的日常體驗(yàn)，科學(xué)會(huì)作何解釋？關(guān)于這個(gè)世界，我們能真正了解的是什么？相對(duì)論的影響是離奇古怪的，它給出的解釋通常也是晦澀難懂的?？蔡夭状笾鹘淘г?，關(guān)于相對(duì)論，他讀的越多，懂的就越少。這個(gè)理論是很難一口吞下的。不過，在這個(gè)故事里，我們不需要一下子就理解相對(duì)論的全部，而是會(huì)從愛因斯坦構(gòu)建相對(duì)論的起點(diǎn)開始，沿著愛因斯坦的腳步前行，會(huì)看到相對(duì)論從思想實(shí)驗(yàn)到激進(jìn)的理論再到經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，一點(diǎn)一點(diǎn)成形。

除了內(nèi)容本身會(huì)帶來許多困惑之外，相對(duì)論還面臨更多阻礙。在科學(xué)領(lǐng)域，已經(jīng)有了一個(gè)可以解釋宇宙本質(zhì)的理論，也就是由艾薩克·牛頓爵士在兩個(gè)多世紀(jì)前提出的那個(gè)理論。牛頓的思想幾乎回答了所有對(duì)于其自身的疑問，并且在20世紀(jì)初成了當(dāng)時(shí)一切已知事物的基礎(chǔ)。遵循牛頓的體系就是做科學(xué)研究的全部意義。英國詩人亞歷山大·蒲柏的著名詩句反映了這種對(duì)牛頓的尊崇：

自然和自然的法則隱藏在黑夜之中，

上帝說：“讓牛頓去吧！”于是，一切都步入光明。

現(xiàn)在，這個(gè)不修邊幅的德國人想取代牛頓？英國詩人約翰·斯夸爾續(xù)寫了蒲柏的詩句：

這一切并未持久，惡魔在咆哮：“吼！

讓愛因斯坦去吧！”于是，一切又重新隱于黑夜。

因此，愛因斯坦和愛丁頓不僅要讓整個(gè)世界相信相對(duì)論是正確的，還必須證明相對(duì)論比牛頓的理論更加正確，因?yàn)檫@個(gè)理論是如此非凡，就算要把牛頓踢下神壇，也值得。

這是愛因斯坦自己的戰(zhàn)爭(zhēng)。這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)不僅關(guān)乎愛因斯坦廣義相對(duì)論的創(chuàng)立，還關(guān)乎為了讓世界了解廣義相對(duì)論而進(jìn)行的斗爭(zhēng)，以及為了讓朋友、讓敵人明白廣義相對(duì)論的重要意義而做出的努力。愛因斯坦一路走來，從一個(gè)科學(xué)世界的局外人成了一個(gè)解釋這個(gè)現(xiàn)實(shí)世界的新科敘述者，這個(gè)轉(zhuǎn)變過程發(fā)生在第一次世界大戰(zhàn)這一善惡大決戰(zhàn)的背景之中，又與這個(gè)背景深切交織在一起。如果沒有第一次世界大戰(zhàn)，廣義相對(duì)論就不會(huì)是我們現(xiàn)在所知的樣子，愛因斯坦這個(gè)名字也就不會(huì)是天才的同義詞。兩場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)，彼此糾纏，世界因此而改變。

《愛因斯坦的戰(zhàn)爭(zhēng)：相對(duì)論如何征服世界》，譯林出版社2024年10月。