冯八飞,对外经贸大学外语学院德语系教授、北京外国语大学博士、柏林洪堡大学博士后、洪堡大学语言与语言学系博导、德国语言研究院国际科学家委员会委员、中国认知语言学会常务理事,曾出版《沉浮莱茵河》《永远的白玫瑰》《大师的小样》等作品。
1914年4月爱因斯坦到柏林,6月2日在普鲁士科学院发表院士就职演说,话音未落,8月1日第一次世界大战爆发,德国绝大部分知识精英立刻投入狂热支持德国的“爱国”热潮之中,爱因斯坦却冒天下之大不韪加入反战联盟“新祖国”。德国皇后御医尼可莱随德皇东征西讨,血淋淋的死亡让他变成坚定的反战主义者,他说:“现在我才真正认清战争。这些过去的恶魔对我们这些新时代的人拥有怎样可怕的威权啊!今天我憎恨战争——至少憎恨20世纪的战争!”他起草了《致欧洲人宣言》,爱因斯坦毫不犹豫签下名字,顿时遭到广大“爱国”科学家的疯狂围攻。爱因斯坦曾这样描述自己的处境:“我现在德国被称为德国科学家,在英国被视为犹太人。如果我的科学理论被推翻,情况肯定大变:我在德国会被视为犹太人,而在英国被称为德国科学家。”这时狭义相对论渐为人知,爱因斯坦已是学术明星,但他坚定主张和平主义却让德国右派恨得眼中滴血,因此爱因斯坦在柏林期间心情非常不好,与马蜜娃的离婚争执更是雪上加霜。1915年12月爱因斯坦致信贝索说相对论研究进展让他“很满意”,但人却“疲惫不堪”。
广义相对论纯粹是战争下的蛋。他在1916年写了10篇论文,包括广义相对论、自发和诱致发射理论、引力波理论、能量动量守恒定律和爱因斯坦—德哈斯效应,这年12月还完成了第一本相对论科普手册《论狭义与广义相对论》。这个手册号称“科普”,其实等闲物理学家都看不懂。这是他正式决定将1905奇迹年的相对论定名“狭义相对论”,而1915—1916年之间成型的理论定名“广义相对论”。还是在这一年,出版社邀请爱因斯坦写本相对论专著,结果他光是整理发表过的文章就花了两年。文集刚整理完,第一次世界大战开打,出版搁浅。战后出版社请他修订,爱因斯坦却已红得再没时间修订。直到81年之后(1995),这本书才正式出版。此即四卷本《爱因斯坦论文集》,相对论权威著作。
然而,世界大战与离婚都无法阻止爱因斯坦成为人类有史以来最伟大物理学大师。1915—1917年,在与马蜜娃分居之后,在人类第一次全球大规模屠杀同类的腥风血雨之中,在德国科学家充满“爱国”热情的歇斯底里的围剿之下,爱因斯坦在1915年11月完成广义相对论研究,并将研究结果分为四次学术报告在11月4、11、18和25日向普鲁士科学院宣读。因此,按知识产权分,广义相对论确实要算职务发明。德国人宣布爱因斯坦是德国人,从科学产权角度来看,不能说完全没道理。
爱因斯坦在第一篇报告提出满足守恒定律的普遍协变引力场方程,在第三篇报告中根据这个方程算出外太空星光掠过太阳表面发生的偏转将是1.7弧秒,同时推算出水星近日点每100年进动43秒,完美解决困扰天文学家60多年的“水星进动”难题。在第四篇报告《引力的场方程》中,爱因斯坦放弃对变换群的不必要限制,建立真正普遍协变的引力场方程,宣告广义相对论作为逻辑结构正式落成。
1916年3月20日,爱因斯坦的53页论文《广义相对论基础》发表于《物理学刊》,其基础是爱因斯坦1913年与数学家格罗斯曼共同署名的论文《广义相对论纲要和引力论》。在那篇论文中爱因斯坦负责物理部分,格罗斯曼则负责将其归纳为数学方程式。
这本专著标志着广义相对论的诞生。
对于广义相对论爱因斯坦非常自信,他公开说根本没必要通过实验来验证这个理论,但他预言,如果在日全食时做实验,一定会成功。
广义相对论被誉为人类历史上单个科学家所取得的最伟大的科学成就。
讲爱因斯坦实在躲不过相对论,在下就以业余爱因斯坦爱好者的身份来讲下在下理解的极简版科普相对论。在下并非物理学家,说错了不负刑事责任啊。
什么叫物理学?物理学听起来很高深。汉语中什么东西加个“学”就不得了,其实“物理”就是“世界万物到底是什么”,它是跟我们普通人关系最密切的科学,因为每个人都会问“太阳是什么”“地球是什么”“人为什么会死”。
物理学发源于亚里士多德,他的主要著作之一就是《物理学》。从科普意义上看,物理学中探索最大物体——宇宙的理论是相对论;而探索最小物体——原子、电子和微电子的理论是量子理论。爱因斯坦是相对论之父,也算量子理论教父,虽然他本人根本不承认量子理论。
最机智的相对论科普版来自爱因斯坦本人。他晚年与青年学生谈话时说:“如果你和一个美女一起坐了两小时,你会认为仅仅是一分钟;如果你在通红的火炉上坐了一分钟,你会认为已经过了两小时。这就是相对论。”
相对论的伟大并不仅仅在于它说明了美女和火炉与你的屁股的关系,而是超越了此前人类历史上最伟大的科学理论:牛顿力学。从科学上说,爱因斯坦的伟大就在于超越了牛顿。21世纪来临,英国杂志《物理世界》推出千禧年特刊,由100名物理学家投票选出有史以来十位最伟大的物理学家,爱因斯坦力压牛顿名列榜首。
那么,哪个是牛顿?
艾萨克·牛顿(Isaac Newton,1642—1727)是继古希腊圣哲亚里士多德之后物理学世界第一大师。
前面说过,物理学起源于亚里士多德。
如果一个10公斤的铅球和一个1公斤的铅球同时掉下来,哪个先落地?
像我这样的科普爱好者想都不会想就会说10公斤的铅球先落地。
亚里士多德也这样说。他这句话人类信了1900年。
其实不确。
17世纪初出了个欺师灭祖的伽利略(Galileo Galilei,1564—1642),这个愣头青不识好歹地从比萨斜塔上同时扔下大小俩铁球,两者同时落地,大家才发现亚里士多德说得不对。此事盖棺论定要等到1971年8月2日。那天,阿波罗15号飞船宇航员斯科特在全球电视观众注视之下在月球上同时抛下一把锤子和一根羽毛,两者同时落到月球表面,伽利略在佛罗伦萨圣十字教堂坟墓中才终于大笑瞑目:想当年他因支持哥白尼的“日心说”遭宗教审判庭严厉审判,差点儿像布鲁诺一样被烧死,只好收回自己的话才捡回一条小命。1632年他出版《关于两个主要世界系统——托勒密与哥白尼系统——的对话》,居然被以书治罪遭软禁,339年之后方沉冤得雪。
伽利略1642年去世,同年,他的转世灵童牛顿出生。
按金庸说法,转世灵童功力都比前世更高。牛顿证明金庸是对的。牛顿与歌德的著名情人夏露笛同样生于圣诞节,属于全世界人民帮他过生日的那类幸运儿。他被公认为英国最伟大的科学家,身兼物理学家、天文学家、数学家等一堆家,是近代力学开山祖师,提出著名的万有引力定律和牛顿运动三定律,后者被誉为人类历史上最伟大的十大科学发现之一。他的万有引力定律总结成公式就是:F=G(m1m2/r 2),其中m1和m2是两个物体的质量,r为两物体之间的距离。
看官须知,公元1500年时地球上大部分人的生活仍然与公元前1500年的人差不多,然而,这之后的500年,人类的饮食、衣着、工作、艺术、技术、经济、哲学等等翻天覆地,人类陷入一场伟大革命之中,至今尚未结束。这革命几乎都归功于科学,而揭竿而起发动这场科学革命的,是牛顿。牛顿之前欧洲知识界长期是神学天下,当时欧洲人咸认为人类对世界的一切认识都来自上帝,亚当和夏娃被逐出伊甸园,就是因为他俩结伙偷吃智慧之树上的苹果后不依靠上帝就可以认识世界,严重得罪上帝老倌儿,所以他俩的后代——就是俺们——就有了“原罪”,即俺们生下来就是罪犯。几百年后传言牛顿被同一棵树上掉下来的苹果击中脑袋,于是就有了万有引力定律。
牛顿力学代表作《自然哲学的数学原理》(1687,康熙二十五年)是在好友、天文学家哈雷(后来有个老来骚扰地球的大尾巴彗星就以这个人命名)的再三坚持下才勉强拿去付印,结果一炮而红,被誉为科学史上最伟大的十大著作之一。在这本“用最精确数学术语重塑世界”的书中,最基本的观念就是“绝对空间和绝对时间”,即:在绝对空间中,空间和时间都固定不动。这个话现在说起来稀松平常,当时却是个超级原子弹:此前欧洲人深信天上地下的一切都是上帝老倌儿替咱们安排好的,当然也包括空间和时间,怎么会“绝对”?“绝对”的意思就是它们跟上帝没关系。
想当官,杀人放火受招安。欧洲也这样。牛顿发动几乎否定上帝的科学暴动,一举成名,27岁(1669)即被聘为剑桥大学数学教授,三年后再发明反射式天文望远镜,46岁时作为大学代表当选国会议员,从此离开科学。牛顿为研究物理终生未婚,但其理由却十分搞笑,有他的亲笔为证:“保持贞洁的良方并非与不洁念头作斗争,而是以职业、阅读、冥想或其他方式来躲避不洁的念头”。
所以,牛顿搞物理的本意并非反上帝。他本意是为了保持自己的贞洁。
牛顿担任英国皇家学会主席长达24年,不仅是英国科学界一霸,而且被视为全世界活着的最伟大的人。当时世界科学水平的代表是英国皇家学会,而这个学会全体成员毕恭毕敬屏息吞声地倾听牛顿每一句模糊不清的话;他不点头,任何人不能当选皇家学会会员。牛顿62岁被安妮女王封为爵士,1727年3月20日去世后下葬英国名人封神榜西敏寺,墓志铭直接就是万年马屁,居然号召大家:“让人类欢呼如此伟人曾经光临尘世”。他去世前的名言“如果我比别人看得远,那是因为我站在巨人的肩上”更堪称史上被读书人嚼得最烂的一块馍。
出生晚牛顿45年、素以狂放不羁著称的英国诗人蒲伯(1688—1744)只表扬过一个科学家,就是牛顿:“自然界和自然规律都隐藏在黑暗之中,上帝说,让牛顿出生吧!于是一切都是光明!”
哪个是牛顿?
牛顿,就是上帝之下、人类之上的那个半人半神。这个半人半神创造的力学,最著名的论断就是“绝对时间和绝对空间”。
可这个说法有明显毛病:“绝对”就是不依赖于任何事物都独立存在。可如果它们跟任何事物都没关系,那我们怎能知道世界上存在时间和空间呢?这问题牛顿答不上来,最后只好推到上帝身上。他说绝对时间和绝对空间是上帝创造的。后来康德说绝对时间和绝对空间是先验的,即时间和空间先于人类经验而存在,因此我们根本不能怀疑它们是否存在。
因为绝对空间和绝对时间这个毛病太明显,所以批牛顿的人络绎不绝。德国哲学家莱布尼茨批了一回,没批倒,19世纪奥地利的物理学家马赫又批了一回,还是没彻底批倒。爱因斯坦横空出世之前,以“绝对时间和绝对空间”为金字招牌的牛顿力学经两百多年发展已臻完美,在解决地球上低速运动中的物理问题时取得了无与伦比的辉煌成就,直到20世纪初,“绝对时间和绝对空间”在物理学界依旧神圣不可侵犯,当时物理学家都认为“后世物理学家可做的事情已经不多了”!
牛顿之后可屈一指的物理学大师是麦克斯韦(1831—1879),他为电磁理论奠基,曾利用他发现的“麦克斯韦尔小妖假设”证明熵(entropy)可以减少,差点推翻热力学第二定律。没有麦克斯韦,就没有我们的电视机、飞机和雷达。1879年11月麦克斯韦在英国剑桥去世,他去世前八个月,他的转世灵童抢先出生于德国乌尔姆。
他就是爱因斯坦!
爱因斯坦对牛顿非常尊敬,他书房里长期挂着一幅牛顿画像。第一次访英时他首先到牛顿墓前献花,然后才去皇家科学院作报告。1942年爱因斯坦应邀为纪念牛顿诞生300周年撰文,他对牛顿的评价是:“只有把他的一生看作为永恒真理而斗争的舞台上一幕,我们才能理解他”。
评价可谓相当不低。
因此,爱因斯坦发现相对论并非要跟牛顿过不去。
但是,相对论却处处跟牛顿的万有引力过不去。
牛顿力学理论认为时间与空间绝对不变;速度可以相加;星球之间依靠万有引力互相吸引,所以不会彼此离开。可当时已经有实验证明无论火车朝什么方向开,信号灯相对火车的速度都是一样的;而迈克尔森实验则证明,无论顺着还是逆着地球运动,光速都一样。
这个问题说起来听不懂,举个例子吧:你原地不动,詹姆斯朝你扔过一个篮球,你能看到篮球吧?可牛顿力学说速度必然相加,因此球出了詹姆斯手之后就有一个向你而来的球速,这时球反射到你眼中的速度就是光速 球速,比球未出手前要多出一个球速。如果真是这样,我们根本看不见篮球赛,因为眼睛的运动只能达到光速,永远跟不上加了一个球速的篮球。
广义相对论正是源于对这个问题的追根究底:如果光速不变,时间和距离必须是变量,我们才能看NBA比赛。因此,时间和空间肯定不是固定不变的,也就是说,它们不是绝对的。爱因斯坦的结论是:时间、距离会因运动快慢而变化。在一艘以每秒26万公里飞行的飞船上,一米的尺子会缩成半米;地球上过了一小时,飞船上的钟才走了五分钟。因为我们造不出光速飞船,所以我们很难理解时间和空间的变化,但科学实验证明,高速运动中时钟确实会变慢,时空确实是变化的,只是因为地球上运动的速度太慢,所以我们感觉不到它们在变。
这个理论听起来平淡无奇,实际上石破天惊,因为它打破了牛顿的绝对时间和绝对空间,也就从侧面否定了上帝的存在。
随着广义相对论的正式发表,一石激起千层浪,牛顿力学一统天下200多年的物理学界当场崩溃,反对者摇头感叹爱因斯坦这个天才就此精神分裂,连很多爱因斯坦支持者也认为他走得太远;零星的几个支持者却壮怀激烈,坚信物理学的新时代已经到来!
后来,物理学的新时代真的就到来了。
广义相对论!
看官须知,1905年狭义相对论的出生仿佛如鲠在喉,不吐不快,全世界物理学家都没日没夜思之想之,为伊消得人憔悴,因为普天下都明白,此剑不出物理学就得彻底歇菜,爱因斯坦捷足先登,不过证明他才思敏捷。爱因斯坦自己也说过,如果他没发现狭义相对论,五年之内必被他人发现。其实洛伦兹和法国大数学家彭加莱已无限接近发现狭义相对论,可洛伦兹不愿打烂牛顿力学,而彭加莱主要研究数学,因此这个成果最后落到爱因斯坦身上。
广义相对论的出现完全不同。它像一个晴天霹雳,是在没有任何先兆下横空出世的,它是爱因斯坦天才最强有力的证据。可以说,没有爱因斯坦,今天咱们也未必就能发现它。没有任何实验上的矛盾,没有任何实际需求,当时地球上也无人意识到它的必要性。即使没有广义相对论,也不妨碍火箭发射、卫星上天和计算机出现。
但是,广义相对论继狭义相对论之后,又一次掀起了人类时空观大革命。
这场大革命到底有多大?
翻开初中一年级几何课本,扉页里就有一条人所共知的平行公理:“在平面内,过已知直线外一点,只有一条直线和已知直线平行。”
欧几里德几何第五公设。
公元前300年欧几里德将它写入《几何原本》,它和其他几个公理组成的欧几里德几何横扫世界,随之导出的大批定理成了人类根深蒂固的观念:三角形内角和等于180度,直角三角形斜边长度的平方等于两直角边的平方(勾股定理),等等。后来笛卡儿在此基础上创立解析几何,催生微积分。
欧几里德几何是人类创立千年完美数学大厦最重要的那块基石。在人类文明中,从平常无奇的桌椅到气势恢弘的宫殿,从终将毁灭人类的原子弹到俯瞰人间的卫星,无不闪烁着欧几里德几何直线的耀眼光彩。
1加1难道不等于2吗?
结果18世纪末德国出了个“数学王子”高斯(1777—1855)。他是第一个怀疑欧几里德几何的数学家。他与俄罗斯的罗巴切夫斯基和匈牙利的波尔约分别独立提出非欧几何,经艰苦论证,终创与欧氏几何分庭抗礼的非欧几何。
正是非欧几何救了爱因斯坦。他提出广义相对论之后非常犹豫,因为广义相对论得出的几何结果实在太出乎意料了,连他自己也不大相信。幸亏格罗斯曼向爱因斯坦介绍了非欧几何之后的黎曼几何,这才让爱因斯坦茅塞顿开。
格罗斯曼,是爱因斯坦一生的幸运星。
看官须知,这黎曼也是德国人,他紧跟老师高斯彻头彻尾跟欧几里德唱反调,黎曼几何最基本的原则就是:“在同一平面内,任何两条直线都有交点”。
黎曼根本不承认平面内存在平行线!
看官须知,如果让爱因斯坦自己创造一套新几何,纵使有格罗斯曼帮助,也势必如挟泰山以超北海,在所不能。想当年,高斯的高足黎曼为这套几何可是耗尽了一生的心血。
黎曼几何让爱因斯坦明白,我们身在其中的这个空间并非简单的长、宽、高三维空间,这个三维空间实际上还得加上时间,因此它是一个四维时空,它并非人类一直相信的那样平直,而是一个弯曲空间。
说了半天,到底啥子是“弯曲空间”?
弯曲空间就是,如果你站在地球边上向宇宙发出一束光,若干年后,如果地球还存在的话,你会发现光从你背后绕了回来。也许将来有个新麦哲伦船长驾驶我们今天无法想象的超光速宇宙飞船航行宇宙一圈从背后返回地球,那时我们才会真正相信我们的宇宙是圆的。
爱因斯坦是对的:宇宙空间遵循的是黎曼几何,而不是欧几里德几何。当你精确测量空间三点连成的三角形之内角和,你会发现它大于180度。欧几里德空间是平直的,而黎曼空间是弯曲的,它的弯曲程度取决于空间中物质的分布,物质密度越大的地方(比如有个太阳或者黑洞悬在那儿),引力就越大,相应地,空间弯曲就越厉害。
两点之间直线最短,这没问题吧?
实际上,最短的是条曲线,即爱因斯坦提出的“世界线”。
啥子是世界线?
欧几里德几何中,两点间最短的距离是直线。在地图上的北京与纽约之间划条最短的线,那条线就是直线。可你找个地球仪,再在北京与纽约之间画条线,你会发现那是条曲线,因为地球是圆的,它只在地图上才是平的。在真正的地球上,北京与纽约之间最短的线不是直线,而是一条曲线,这段距离称之为“度规”(metric)。
光线的传播与此相同。在欧几里德几何中,光线在两点之间永远走耗时最短的直线。但是,如果光线在引力影响下发生弯曲,就意味着此时两点之间最短的距离是条曲线。
这条线,就是世界线。
我们都知道时间机器,就是那个我们坐上去可以飞回过去的科技怪物。世界线,即时间机器的理论基础。
世界线涉及到等效原理。
啥子是等效原理?
想当年还没有狭义相对论,当时物理学家研究加速运动时把后脑勺都挠烂了,因为物理学家发现在一个作加速运动的参照系里将会发生奇怪的“假想力”。举个例子,当你驾车逆时针绕圈行驶,达到一定速度后你会觉得自己被向外甩,这就是“离心力”。这个离心力就是典型的“假想力”。绕圈的车产生的离心力使车向与该车运动方向相垂直的方向运动,但车的惯性却让它继续向前作直线运动,这两种力相互作用,因此车最终会继续逆时针绕圈。离心力,即为这两种力相互抵消相互作用的合力,并非自然界中真实存在的力。
1907年,德国物理学家、诺贝尔奖获得者斯塔克约爱因斯坦给他任编辑的《辐射学年鉴》写文章介绍狭义相对论,爱因斯坦想借这篇文章把引力也纳入狭义相对论,结果,当他“坐在伯尔尼专利局办公桌前椅子上”思考这篇文章时,那个幸福的灵感突然降临:一个人从屋顶摔下来时,他感觉不到自己的体重。
看官不信?不妨自己爬上18层楼顶摔下来一回试试。反正物理上这点已经被验证了。
这就是等效原理。
其实伽利略在比萨斜塔扔铁球时已经接近等效原理,但他没解释为什么会这样。爱因斯坦在写给《辐射学年鉴》的狭义相对论论文《相对性原理及其结论》中第一次明确提出:在无限小的体积中,均匀的引力场可以代替加速运动的参照系。此即爱因斯坦著名的“封闭箱”论点:在完全封闭的箱子中,观察者无法确定他自己究竟是静止呆在一个引力场中,还是处在没有引力场却在做加速运动的空间中。此即惯性质量与引力质量“等效”。
到底是啥子意思嘛?
意思就是:如果冯教授今天被22个女朋友集体甩了,愤而跳下162层高的迪拜塔自杀,跳下时扔出身上带的222根儿每根儿重22公斤的金条,这些金条与冯教授同时下落。在落地摔得脑浆迸裂之前,如果冯教授俩眼儿只看着这些金条,他根本无法判断自己和金条到底是在同时下落呢,还是跟金条一起在空中自由漂浮。
翻译成爱因斯坦的话,就是:冯教授自由下落时看着金条的这个小参照系“等效于”没有引力作用时的惯性(大)参照系(迪拜塔和地球)。
根据等效原理,爱因斯坦提出高速运动会让时间变慢。这意味着强大的引力场同样会让时间变慢。地球引力很小,因此在地球上的我们无法感受到时间变慢,但如果您一头扎进黑洞,而且到达“黑洞视界”时没有被巨大的引力撕成亿万颗基本粒子,那么你就可以看见,在“黑洞视界”,时间停止不动了。
而我们知道,只有在运动达到光速时,时间才会停止。
正是在这一点上,广义相对论超过了狭义相对论。狭义相对论把相对性扩展到时间与空间,即时间的快慢取决于运动的速度;而广义相对论再进一步,把相对性扩展到惯性系与非惯性系,于是,时间的快慢不仅取决于运动速度,而且取决于物质分布的密度。
因此,广义相对论的引力定律不再是力的定律,而是时空几何结构,就是说,广义相对论统一了几何与物理,它用空间结构的几何性质来描写引力场。在这种空间几何中,引力速度等于光速。
1964年,美国物理学家罗伯特·迪克利用高科技设备重演伽利略自由落体实验。他把同样体积的两坨轻铝和一坨黄金放进高灵敏扭秤,通过飞船送往太空,在太空中宇宙飞船的飞行与地球的引力相互抵消,因此没有引力,然后让扭秤朝向太阳落下。如果引力和惯性质量不一样,则轻铝与黄金落向太阳时其速度将不同。结果,速度相同。迪克跟伽利略一样,再次证实了爱因斯坦的伟大。
因此,我们的空间是“四维时空”,即我们日常看见的物体只是四维时空中那个“原物”在三维空间中的“投影”,因此,高速列车对站在月台的人来说长度会缩短——因为我们看到的不过是“投影”而已。“原物”在四维时空中旋转,因此分到三维空间的那部分(即我们看得见的物体)少一些,分到“时间”那一维的部分多一些。实际上,“原物”只在四维时空中保持不变。
广义相对论证明,我们之所以只能看见三维空间,是因为人类思维早已习惯三维空间,我们只想看见三维空间。康德在《纯粹理性批判》中说:“由于你精神上老戴着一副空间眼镜,你一定永远看到一切东西都在空间中。”有趣的是他与爱因斯坦一样希望建立世界政府,曾在《永久和平论》中倡导建立禁止战争的世界联邦,认为只有国际政府才能防止战争。
当然,康德与爱因斯坦一样没能看到世界政府的成立。
我们可能也看不到。
正如爱因斯坦那位可爱的老师闵可夫斯基1908年在德国自然科学家学会第80届年会上宣称的那样:“我们现在讲的空间和时间,是在实验物理学基础上发展起来的,这就是这个理论之所以有力的原因。它的意义是革命性的。从此以后,时间和空间退化为虚幻的影子,只有两者的结合才能保持独立的存在。”
在牛顿力学中,物体如无外力作用将作匀速直线运动,在相对论中亦然,但在相对论中这条“直线”是四维时空中的直线,在三维空间中它表现为弯曲的“世界线”。
说了半天,爱因斯坦发明这一堆理论,到底是啥子意思?
爱因斯坦的意思是:万有引力根本就不是力!
牛顿认为太阳吸引地球,而地球吸引苹果,最后苹果掉下来砸到牛顿脑袋上。事实居然并非如此!无论地球还是苹果,它们都不过是义无反顾地选择了最近的路,而它们的路之所以是弯的,以致我们错误地认为它们受到万有引力的影响,仅仅是因为任何物体的存在都会导致自己周围的空间弯曲,重量巨大的物体(如黑洞或者星系)会使空间明显弯曲。换句话说,如果我们这个空间什么东西都没有,它就是平直的欧几里德空间;它之所以是弯的,就是因为存在黑洞、银河系、冯八飞教授这些东西。
举个容易明白的例子:我们把床单绷在长方形框架上,然后放上一个橙子,它会凹陷下去,之后我们再放一个小石子,根本不用我们推动,石子就会自动滚向凹洞中的橙子。这并非因为橙子的“万有引力”吸引了石子,而是橙子的重量在床单上压出的那个坑让石子义无反顾地选择最短的路顺着坑壁滚了下去。
地球绕太阳旋转,苹果落向牛顿的脑袋,同理。
最让爱因斯坦苦恼的,不是广义相对论发表后遭到世界物理学界的集体漠视,而是它被新闻界披露后,大批圈外人如哲学家、作家、艺术家激动万分蜂拥而至,听了爱因斯坦只言片语后回去大肆演绎他们自己的“相对论”。当时最拥护爱因斯坦这个奇怪的学说的是中学生,因为爱因斯坦证明牛顿不对。牛顿既然不对,那为什么还非得做几何题?
广义相对论诞生具体过程的唯一现场目击者是爱因斯坦的第二任妻子罗爱莎。她曾向卓别林讲述这个过程,后被卓别林记入自传,原文如下:
博士像往常那样穿着睡袍下楼吃早餐,可那天他什么都没吃。我想一定出了什么大事儿,于是就问到底啥事儿让他魂不守舍?
他回答说:“亲爱的!我突然有了个巧妙的想法。”
喝完咖啡后他走过去弹钢琴,几次停下来在纸上记录,然后重复说:“我有了个巧妙想法,非常奇妙的想法。”他说:“这很困难,我仍需工作。”他继续弹钢琴,并在纸上写来写去。半小时后他上楼去书房,告诉我不要打扰他。他一直留在书房里两个星期,每天我上楼把食物送给他,傍晚时他散一会儿步当做运动,回来继续工作。
最后,他走下楼来,把两张纸放在桌上,脸色苍白说:“这是我的发现。”
这就是广义相对论!
为什么说广义相对论伟大?
因为广义相对论面对的是人类的两个大问题。
第一个问题是引力。狭义相对论对力学、热力学和电动力学物理规律的解释都正确,却无法圆满解释引力。牛顿的引力理论是超距的,他认为两个物体之间引力的传递是瞬间的,即传递速度无穷大,这与相对论关于场和光速恒定30万公里的定律无法调和。
第二个问题是非惯性系。狭义相对论与牛顿力学以及其他物理学原理一样只适用于惯性系。但事实上我们很难找到真正的“惯性系”。例如狭义相对论很难解释“双胞胎佯谬”。这个佯谬说的是:双胞胎哥哥在宇宙飞船上以亚光速航行,根据相对论,高速运动中时钟变慢,等哥哥回来时弟弟已经比哥哥老得多了,因为地球上已过去了几十年。这事儿很多人都知道。可很多人不知道的是,按照相对性原理,飞船相对于地球高速运动,实际上也等于地球相对于飞船高速运动,因此,弟弟看哥哥变年轻了,哥哥看弟弟也应该年轻了。因此他俩看上去应当一样。
这问题简直没法儿回答。
为了找到答案,科学家把一个非常精确的原子钟放在实验室,另一个由飞机载着在跑道上飞驰,然后比较两个原子钟的时间,令人惊讶的是,飞机上的原子钟确实比实验室里的钟慢了。
那么,狭义相对论错了吗?
没错。
这里的问题就出在惯性系。狭义相对论讨论的运动,其速度都是恒定的(即惯性系),而双胞胎哥哥要回到地球,肯定不能永远是恒定速度,因为他乘坐的飞船必须减速他才能降落到地球上(即非惯性系)。可狭义相对论并不讨论减速运动的事儿,因此狭义相对论无法解释双胞胎佯谬。
广义相对论这么伟大,到底有啥用?
啥用都没有。它既不能让我们变得年轻漂亮,也不能让我们大吃大喝同时减肥,更不能帮助我们找到又轻松挣得又多的工作。
广义相对论不过就是告诉我们,我们的宇宙到底是什么样。
够不够有用?
看官须知,直到1917年,最聪明的科学家包括伟大的牛顿,都认为我们的银河系就是整个宇宙,而且这个宇宙永远固定不变。
从人类文明一发源,人类最大的问题就是:为什么有这个世界?为什么月球不离开地球,地球也不离开太阳?
基督教说,这世界是上帝创造的。上帝规定月球与地球必须呆在一起。
牛顿说,是因为万有引力,所以地球永远都不离开地球。
爱因斯坦说,那是因为空间弯曲。
牛顿说引力是联系宇宙万物的纽带,引力将太阳和地球吊在空间中,并且自转加公转。
爱因斯坦说,其实宇宙根本没什么万有引力,那是我们肉眼看不见的空间弯曲造成的假象。
牛顿认为宇宙空间是平直的。
爱因斯坦认为宇宙空间像一张绷在方框上的床单,宇宙中质量巨大的星系就像放在这张床单上的铅球。铅球在床单上压出的坑,竖起来看就相当于哈哈镜,而光线通过这些哈哈镜时会改变空间的镜像,使我们产生宇宙广阔无边的幻觉。爱因斯坦预言,如果我们站的位置合适,我们可以看见一个遥远星体的数个幻像。
这就是天文学上著名的“引力透镜”。
可我们透过引力透镜看见遥远星体的情况并不常见,因为宇宙如此辽阔,而且地球、引力透镜与我们观测的星体必须正好三点一线,我们才能看见引力透镜,而这种几率微乎其微:地球观测范围以内的星体,大概一百万颗中间才有一颗能被引力透镜放大。因此,从爱因斯坦提出这个理论至今,在银河系里还没发现过较大的引力透镜。截至1990年,我们观测到的引力透镜,不过六例。
1979年,爱因斯坦提出这个理论半个多世纪之后,天文学家对遥远的类星体Q0597 561的观察证实了引力透镜。该星体前面有一个巨大的星系,这个星系的巨大质量造成附近空间弯曲(就像床单凹陷的地方),Q0597 561发出的光经过这种弯曲汇集形成另外一个跟它一模一样的镜像,而Q0597 561和这个镜像就像双胞胎一样紧紧靠在一起,形成了宇宙中巨大的“海市蜃楼”。
空间居然真的弯曲!当这一点被科学证实,我们才发现,牛顿只不过看见了自己鼻子尖,而爱因斯坦看见了万里之外的大海。
那是如此开阔而精彩的大海!
空间可以弯曲,我们很难理解,因为我们这些生活在地球上的人实在感受不到空间是弯曲的。牛顿的万有引力之所以容易理解,就是因为万有引力建立在人类日常生活经验之上。牛顿不仅认为太阳系是平的,他认为宇宙也是平的,所以他带领我们发现了三维世界,即万物都有长、宽、高。牛顿提出的万有引力是物理学的伟大革命,问题是一直到这场革命结束他都无法说明引力是怎么来的。以探索科学为己任的伟大科学家牛顿发现万有引力从而否定了上帝,但这个伟大的科学暴动者最后却不得不回到上帝温暖的身边:牛顿宣布引力来源于上帝。西方文明老祖宗亚里士多德认为世界因为有个“第一推动者”才开始转动,基督教神学狂批亚里士多德,后来出了个意大利神父托马斯·阿奎那(1224—1274),他宣布亚里士多德的“第一推动者”就是上帝(其实亚里士多德本人从未说过这句话),欧洲历史上最为黑暗的政教合一中世纪随这句话降落人世。
这个阿奎那是中世纪天主教最伟大的神学家之一,著作据说达1500万字。
爱因斯坦超越牛顿。他根本否认宇宙空间是平的,他认为宇宙就像一幅放了无数棉花球和铅球的床单,床单被这些球压出深浅不一的坑。牛顿之所以认为宇宙是平的,是因为他只看到了几乎压不出坑的棉花球——地球。想在宇宙空间中压出明显的坑来,需要巨大的重量(即质量)。太阳这么大的星球也只能压出几个原子大小的坑来(即坑深只相当于几个原子的直径),这样的坑,我们地球人用现在最先进的仪器也测不出来。
所以,要找到地球人也看得见的坑,必须放眼整个宇宙。
相对论的另一个功绩,是发现黑洞。
1916年爱因斯坦发表广义相对论后不久,德国物理学家卡尔·施瓦西(1873—1916)就证明,如果把太阳压缩成半径三公里的球体,引力的强烈挤压会使太阳密度无限增大,随后产生灾难性崩塌,使太阳上的时空变得无限弯曲,在这样的时空中,连光都不能逃出来!由于无法反射光,崩塌后的太阳与宇宙就被分割成两个截然不同的区域,而那个分割的球面就是黑洞视界,即我们眼睛能看到的尽头,超过这个尽头,我们就看不见了。也就是说,如果这个黑洞是太阳,这时我们站在地球上就看不到太阳,却能看见太阳前后的其他星球。
这就是黑洞!
按照以他命名的“施瓦西度规”,当我们接近黑洞达到一定半径之后,时空弯曲会变得无穷大,这时我们不再像是走缓坡,而是突然从悬崖边上掉下去了——你走得太远了,已经找不到回家的路。此即“施瓦西半径”,即黑洞的半径。任何东西包括光线进入施瓦西半径后将无法逃走,最后一定会被黑洞撕碎吞掉。
黑洞质量巨大,最大黑洞的质量据说超过太阳10亿倍。看官须知,太阳相当于130万个地球!130万乘10亿。如果黑洞是地球,地球大概相当于一粒芝麻。然后这粒芝麻上还有很多小人儿因为没当上处长而郁郁一生。
有意思的是,当时所有科学家,包括爱因斯坦本人和证实相对论的爱丁顿,全体断然否认存在黑洞。爱因斯坦宣布他可以证明没有任何星体可以达到密度无限大。黑洞这个名称,也是50年之后(1967)才由美国物理学家惠勒命名的。
严格说来,黑洞并非星球,它只是宇宙中的一块儿地方,跟宇宙互不通连,黑洞视界将它们彻底分隔。黑洞视界以外光可以任意相互联系,意思就是,我们可以看见所有东西,这就是我们的宇宙。黑洞视界以内,光线不能自由传播,而是向中心集聚,这就是黑洞。在黑洞内部,物体向黑洞坠落的过程中潮汐力越来越大,在中心区域,其引力和起潮力都是无限大。因此,在黑洞中心,除了质量、电荷和角动量以外,原子、分子等等都将分崩离析,根本不存在我们人类已知的任何“物体”。在黑洞中心,全部物质被极为紧密地挤压成为一个体积无限趋近于零的几何点,任何强大的力量都不可能把它们分开。
这就是“奇点”!
广义相对论无法说明“奇点”,只有量子理论才能说明,于是令人啼笑皆非的情况出现了:广义相对论发现了黑洞,却在“奇点”失效,被迫让位给量子理论,可广义相对论的发现者爱因斯坦与量子理论的发现者玻尔,却水火不相容!
广义相对论的第三个功绩是宇宙常数。
在爱因斯坦的天文学中,宇宙不是膨胀就是收缩。那宇宙如何在膨胀与收缩之间保持平衡呢?1917年,即创立广义相对论的第二年,爱因斯坦发表论文《广义相对论的宇宙学应用》,用广义相对论否定传统物理定论“宇宙是无限的”。他把宇宙看做一个具有有限空间体积的自身闭合的连续区,推论宇宙在空间上“有限无边”。
这是天文学史上最大胆的推测。从此,人类对宇宙的研究摆脱了闭着眼睛瞎猜,真正睁开眼进入了现代科学领域。
也是在这篇论文中,爱因斯坦提出宇宙在膨胀与收缩之间保持平衡的要素是因为“宇宙常数”——一个与引力相反而且等量的斥力,它随着天体之间距离的增大而增强,完全抵消引力,从而让宇宙保持稳定,否则引力就会导致宇宙崩溃。
这是啥子意思?
意思就是:爱因斯坦认为宇宙是静态的。
可是,1922年俄裔美籍物理学家弗里德曼通过数学计算发现宇宙随着时间在不断膨胀。1927年,比利时天文学家、顶级桥牌大师乔治斯·勒梅特也计算出同样的结果。爱因斯坦拒绝接受动态宇宙。他坚信宇宙是静态的,除了时间变化,其他一切都不会变。因此他尖锐地批评弗里德曼和勒梅特。
这时,哈勃闪亮登场了。1929年,现代天文学之父哈勃观察宇宙深处星云的红移现象后证实,所有星系都在高速离银河系而去,而且,无论我们站在宇宙中哪个星系中,看到的情形也都一样:别的星系也在高速逃离我们所站的这个星系。距离越远的星系,逃离的速度越大。
这又是啥子意思?
意思就是,整个宇宙正在不断地膨胀。
即,宇宙是动态的。
哈勃说,如果星系1比星系2离地球远两倍,则星系1逃离地球的速度也将是星系2的两倍。此即“哈勃定律”。
哈勃得意洋洋地把自己的观测结果拿给爱因斯坦看,爱因斯坦当场哑口无言,不得不宣布放弃宇宙常数,承认该理论“超驴”,并公开收回对弗里德曼的批评。爱因斯坦70岁生日时向好友索洛文表示:“我感到我的工作没哪个概念绝对站得住,我不敢肯定我的道路确实正确。”业界一般认为这句话很大程度上是针对宇宙常数而发的。
按照哈勃定律,如果我们将宇宙的膨胀反推,就意味着在非常非常遥远的过去,最早的宇宙是半径为零的一个点。1948年,美国物理学家乔治·伽莫夫(1904—1968)和学生阿尔法根据哈勃定律共同提出宇宙大爆炸理论,认为原始宇宙诞生于一次壮观的大爆炸,立刻成为科学界主流意见。50年后,天文学家发现宇宙不只在膨胀,而且这种膨胀还是加速度的,即所有星系逃离银河系的速度都越来越快。
这是啥子意思?
意思是,一定有某种神秘的力量在暗中以加速膨胀的方式撕扯着宇宙的所有星系。这种力量,科学家称之为“暗能量”。近年来,科学家通过观测和计算证实暗能量不仅存在,而且还是宇宙的主流,约占宇宙总量的73%,此外“暗物质”约占23%,而我们人眼能看见的宇宙物质如地球月亮星星等,仅约占4%。
我们从小就知道,天上星,数不清。爱因斯坦告诉我们,数不清的满天星只是宇宙的“一小撮”,宇宙的绝大部分我们知之甚少,或者干脆毫无所知。
够不够惊心动魄!
人类认识的道路永远如此:我们对最重要的东西总是视而不见。我们知道得越多,就越发现自己实际上非常无知。被称为雅典最博学的苏格拉底说:我最大的知识,就是知道我是无知的。
暗能量的出现给爱因斯坦平了反,它证明爱因斯坦当初提出的宇宙常数,起码从思路上是正确的。宇宙常数以暗能量的面目满血复活,它产生的汹涌澎湃的斥力令整个宇宙为之色变。暗能量和引力之间的战争自宇宙诞生起就从未停止。科学实验证明现在暗能量的密度已大于物质的密度,即斥力已经战胜引力,宇宙正在以前所未有的速度加速膨胀。科学家们预测,再过200亿年,宇宙将迎来动荡的末日,恐怖的暗能量终将把所有行星、恒星、星系一一撕碎,宇宙将只剩下没有尽头的寒冷和黑暗。
记不记得《菜根谭》下篇第12节说的那句话?“山河大地已属微尘,而况尘中之尘;血肉身躯且归泡影,而况影外之影。非上上智,无了了心。”
要想得通,当没当上处长,真没那么重要。
有天爱因斯坦在一个朋友家吃饭,边吃边和主人讨论物理学,说着说着忽然来了灵感,拿起笔却找不到纸,情急之下,他干脆把公式和灵感统统写到了主人家雪白的新桌布上。
这是爱因斯坦一则经常被人说起的幽默故事。我们把这则故事当做爱因斯坦的幽默故事到处讲,却是源于一个误会。这个误会是,我们没明白,当爱因斯坦在桌布上写公式时,他脑海中浮现的是宇宙的终极毁灭。跟黑洞、暗能量、200亿年后的宇宙末日相比,一块新桌布和主人痛心疾首的白眼,算哪把夜壶?
广义相对论还有一个功绩是发现了引力波。
爱因斯坦关于引力波的文章1916年提出广义相对论之后发表于《普鲁士科学院学报》。引力波理论进一步完善了广义相对论。
啥子是引力波?
质量巨大的星系在宇宙中压出深坑的同时还会形成“引力波”。任何被外力弯曲的物体在连续时间里都会形成“波”,比如风吹西湖就会产生水波。这种在宇宙星系弯曲过程中形成的“波”,就是引力波。
引力波的传播与光波和声波不同,当它穿过物体时,首先是将物体左右拉长,再挤压回原来的形状,然后再上下拉长,再挤压回原来的形状。如果引力波作用于一个圆形截面体,我们就能看到这个圆面上下左右地被不停拉长,其形状将在圆和椭圆之间来回震荡。这就是“四极震动波”。
引力波处处存在,声波和光波不存在的地方它也存在。声波和光波无法穿越墙壁,更不用说地球了,而引力波能以光速穿过真空。任何物体对引力波而言都是透明的,所以从太阳传向地球的引力波可以轻而易举地穿透地球。按爱因斯坦说法,引力波形成后就携带着能量和波源物体的密码在宇宙中游荡,永不消逝。
声波和光波为人类打开了地球的奥秘之门,而引力波为人类打开了一扇了解宇宙的全新窗口。凡是有质量的物体进入加速运动都会发射引力波:一个李娜发出的网球,一个散步的爱因斯坦,月亮围绕地球运动……不过,对人类来说,引力波实在太弱了,根本测不出来。像太阳这么大的星球发出的引力波,人类用现有仪器也无法测量。
因此,要测引力波,只能把目光投向宇宙中那些质量巨大的恒星。天狼双星产生的引力波功率可达1.1×1015瓦,其能量足以推动太阳那么大的恒星。不过,它们的引力波穿越辽阔的宇宙到达地球时仅剩下1.3×10—24瓦,微弱得只能震动一个原子,根本测不出来。
我们只好想别的办法。
1974年底,美国射电天文学家胡尔斯及泰勒在宇宙深处发现了一颗名叫PSR1913 16的射电脉冲星,它以每秒200转的速度自转,同时以不到八小时一圈的公转绕其伴星旋转。在这样的“二人转”中,其能量在它们自己激起的时空巨浪中逐渐损失,结果两者越来越近,转速越来越快,预计在距离剩下500公里时它们就会以亚光速扑向对方,直到碰撞融合,成为黑洞。这个碰撞的惨烈程度是我们用人类语言无法描写的。它相当于宇宙中发生一场巨大的时空海啸。我们常常津津乐道的什么“火星撞地球”在它们面前连个土鞭炮都不如。根据计算,这场宇宙大冲撞将于三亿年后发生。可它们离地球如此遥远,如果冲撞今天发生,以我们今天的科技,我们甚至听不到它们合二为一时发出的欢叫。
胡尔斯与泰勒的观测,证实引力波存在。
1976年美国宇航局实施“引力探测A计划”,把一个原子钟送入离地一万公里的太空,该探测最后证实爱因斯坦的预言:重力会使时间放慢。
2004年4月20日,美国航天局实施“引力探测B计划”,该计划源于美国斯坦福大学三名科学家在1959年游泳聚会时的一场讨论。在发射到太空的“引力探测器B型”卫星中,依据四极震动波原理,用四个乒乓球大小的石英小球制成探测器,用它在距离地球635公里的卫星中测定引力波。该项目现在还未结束。美国宇航局从1964年开始资助该项目,40多年来因技术、经费等问题多次下马,又多次上马,围绕本项目共产生约100篇博士论文,成为1958年美国宇航局成立以来资助时间最长的项目,其现任首席科学家、斯坦福大学教授埃弗里特首次接触该项目时仅28岁,如今已年过花甲。
如果我们对引力波的了解跟对声波和音波一样多,我们就可以看见地球内部到底有什么、黑洞到底是什么,甚至有可能看见137亿年前宇宙是不是真的发生过大爆炸。我们还可能找到外星生命。至今为止我们寻找外星生命都是通过电磁波和声波,其实电磁波和声波连墙壁都无法穿透,它们在宇宙中到底能走多远很值得怀疑。也许外星人早就用引力波跟我们联系过了,只是我们的耳力如此不好,从来没听到过而已。
我们夜晚仰望太空,总觉得宇宙无限美丽寂静,其实那是因为宇宙中没有空气,声波无法传送,所以我们听不到声音。如果我们通过一个引力波喇叭来听,宇宙将变得万声鼎沸,引力波能让我们听到宇宙所有的故事:耀眼的超新星爆炸不再是哑剧,它会借引力波传来爆米花一样的声音;中子星碰撞和黑洞产生像一场《欢乐颂》大合唱;你甚至能听见宇宙炸开但光子还没跑出来之前那阵空前绝后的巨响。光波让我们穿越空间看见远处的东西,而引力波则能让我们听见过去和现在。如果用引力波来发射信号,我们将不需要高高的电视塔和天上的通信卫星,我们的手机将没有盲区,而且永不掉线。
现在咱们老说“穿越”,其实那都是电影。引力波带给我们的,才是真正无与伦比的时空穿越。
按照爱因斯坦的这个理论,创造宇宙的不是上帝,而是引力波。宇宙大爆炸后产生了一锅能量与物质完全均匀分布的高温“夸克汤”,根本没有太阳地球冯教授这些东西,正是与大爆炸同时产生的引力波搅动了“夸克汤”,让物质开始碰撞、旋转、冷却、凝聚,依次聚成原子、尘埃、恒星和星系,这才有的地球!
然后又过了多少万年,才有的我们。
从光速不变原理的萌芽,到逐渐完成弯曲空间的宇宙构想,最终认识到波动时空这一宇宙本真,爱因斯坦思想的光辉历程不但为人类构建了一套前所未有的伟大相对论,也为人类发掘出了一座引力波的巨大宝藏。我们不能完全想象出引力波的神奇用途,但它带给我们的每一种想象与期待,都无与伦比地迷人和壮观。为人类展现引力波神话的爱因斯坦,无疑是最伟大的为人类盗取天火的现实版普罗米修斯。引力场的预言彻底改变了时空几何学的游戏规则,它证实时间和空间是不可分割的四维整体,因此远远把牛顿力学抛在身后。
是的,我们的宇宙科学至今仍然不能超越爱因斯坦。也许永远都无法超越。因为,宇宙很可能就是他说的这个样子。
如果确实有宇宙大爆炸,那爆炸产生的那些辐射,我们今天还能不能观测到呢?鲍伯·迪克,即做实验证实爱因斯坦等效原理的那个物理学家,他确信肯定还有大爆炸的辐射残留在宇宙某个角落,于是他在普林斯顿实验室组建团队到处寻找这些辐射残余。结果有天实验室的电话响了:贝尔实验室的科学家阿诺·阿兰·彭泽斯和罗伯特·威尔逊来电请教。他们用自制射电望远镜观测宇宙中几厘米波长的信号时总测到嘈杂的噪音。他们以为这是因为望远镜上落了鸽子屎,但清理鸽子屎后仍然有这些噪音。
为什么?
迪克听完后捂上听筒对学生说:“嗨,有人抢在咱们前面啦。”然后他告诉彭泽斯和威尔逊,这些噪音可能来自大爆炸残留的辐射。不久彭泽斯和威尔逊合写的论文发表在顶级的《天文学杂志》上,该杂志随后也发表了迪克和他的研究生皮布尔斯合写的论文《宇宙黑体辐射》。彭泽斯和威尔逊因此获得1978年诺贝尔物理学奖。迪克啥都没获得。
这项由鸽子屎导致的发现不仅再次证明了广义相对论,而且也间接证明了宇宙大爆炸理论。
广义相对论亮剑,甚至赢得了科学死敌基督教的支持。在爱因斯坦之前,基督教基本上是反科学的,可尽管罗马教廷烧死布鲁诺、查禁哥白尼、监禁伽利略,但科学仍然不可阻挡地深入人心,牛顿力学更是一记打在胃部的重拳,疼得基督教直不起腰来,基督教从此不再是全体欧洲人的信仰,神学家已经不敢跟科学家论战。
基督教虽然号称要拯救全人类,但处理具体事务时跟普通政党并无二致,也得遵循政治游戏规则,比如“敌人的敌人就是我们的朋友”。牛顿学说被相对论打倒,而广义相对论宣布宇宙可能有限,基督教心情大愉快:宇宙有限,那宇宙之外不就是天堂么?所以,在爱因斯坦某次访问英国的宴会上,坐在他旁边的坎特伯雷大主教就恭恭敬敬地向爱因斯坦请教:“教授,听说您的理论似乎提供了基督教的某种证据?”正遭德国科学界万众围攻、急需同盟军的爱因斯坦却微笑着拒绝了基督教热情洋溢的大手:“对不起,相对论纯粹是科学问题,与基督教毫不相干。”
爱因斯坦拒绝与敌人的敌人联手。他知道,那样他会得到一个强大的盟友,却会就此输掉自己。
丘吉尔曾说,为了打败希特勒,他可以跟魔鬼结盟。
爱因斯坦宁愿输掉这场战争,也不愿跟基督教结盟。
因此,丘吉尔虽然也很伟大,但跟爱因斯坦确实没法儿比。
真不是一个数量级。
1917年10月1日,德国即将战败,普朗克承诺的威廉大帝物理学院却终于建成,爱因斯坦出任首任院长。这是那个业余的“奥林匹亚科学院”之后他第二次当院长,这个职务是有薪水的,而且还很高。
一年后,1918年11月9日,隆冬降临之际,德意志帝国投降,魏玛共和国成立,第一次世界大屠杀结束。德意志民族举国悲痛战败,而爱因斯坦等一小撮科学家高举双手欢迎。
第一次世界大战战败,证明爱因斯坦是对的,他当初签署的《致欧洲人宣言》是正确的。
爱因斯坦会因此获得德国科学界的万众欢呼吗?
我们下回再讲。
(2013年12月2日十稿毕于北京天堂书房)
责任编辑洪清波
分类:讲谈 作者:冯八飞 期刊:《当代》2014年4期