新刊 | 当我们谈论爱因斯坦时，我们能谈什么
2015/11/11 三联生活周刊
写这组文章时，时常遥想一百年前的这个时候：阿尔伯特·爱因斯坦正埋首柏林市区的公寓里，连续四个星期紧张而疯狂的工作，焦虑，疲惫，忍受着胃痛的折磨，精神与身体都处于历史上罕见的科学创造力密集爆发的阵痛中。这种阵痛，让一个世纪后的人仍能感到时间史诗般的分量。
在1915年的那个11月，他连着四周在普鲁士科学院做了四次演讲，演讲开始前，甚至开始后，他都还在紧张地忙于修正他的理论。11月4日，11月11日，每一次演讲都离他所追寻的正确答案更近一步。11月18日，他宣布了对水星近日点运动的计算结论，并利用修正后的新理论计算了光线弯曲的幅度。11月25日，他发表了题为“引力场方程”的演讲，提出了一套紧凑而优雅的方程，广义相对论诞生了。这个简洁的等式，讲述了“物质告诉时空如何弯曲，弯曲的时空告诉物质如何运动”，空间、时间、物质和能量于是成了不断演化的宇宙中的舞者，而相对论为它们提供了舞蹈设计。那一年，爱因斯坦36岁，正处在那个人类群星闪耀的时代里一个理论物理学家达到自身创造力巅峰的最好年纪。
斯蒂芬·茨威格曾写道：“艺术家与科学家创造的重要的一切，恒久的一切，总是只在罕有的充满灵感的时刻完成的。在歌德敬畏地称之为‘上帝神秘的作坊’的历史里，平淡无奇、无足轻重之事多如牛毛。这里，玄妙莫测、令人难忘的时刻至为罕见。她往往仅仅作为编年史家，漠然而不懈地罗列一个事实，一环又一换地套上那纵贯数千年的巨大链条。因为绷紧的链条也要有准备的时间，真正的事件均有待于发展。向来是：一个民族，千百万人里面才出一个天才；人世间数百万个闲暇的小时流逝过去，方始出现一个真正的历史性时刻。无比丰富的事件集中发生在极短的时间里，一如整个太空的电流聚集于避雷针的尖端。平素缓慢地先后或平行发生的事件，凝聚到决定一切的唯一瞬间”。1915年的11月，爱因斯坦创造和经历了这样一个美妙的、决定性的瞬间，尽管他正忙着处理第一次婚姻的解体并身处第一次世界大战。历史性的时刻至为罕见，以致在此后的一百年里，追溯那个时刻迸发之前的链条，探寻爱因斯坦生平的著作汗牛充栋，仿佛正是在他成长、生活、社交与智识氛围的日常的细枝末节中，蕴含着创造力的源泉。
阿尔伯特·爱因斯坦(1879~1955)
有趣的是，人们对爱因斯坦其人的熟悉程度，大概远远超过了对他的相对论的熟悉程度。就如一百年前，人们理解他高深理论的水平和拥抱他的热情之间，存在着巨大的鸿沟一样——那个时候的媒体不无道理地臆想，世界上能够理解广义相对论的伟人不超过12个。我们尽可以津津乐道的谈论爱因斯坦年轻时离经叛道和超然世外的独立性格，打趣与他的天才相伴的各种怪异言行，议论他的两次婚姻和数次风流韵事，揣摩他对古典音乐的喜好，细数他与20世纪上半叶众多政治、文化与科学名流的交往与友谊，讨论他的和平主义、犹太人身份认同和他在美国制造原子弹决策中扮演的角色，假装我们以此接近了他的物理学理论。直到读到大约一百年前一位《芝加哥先驱考察家报》的记者在采访爱因斯坦后写下的一段话，他的诚实让我产生了共鸣。他用第三人称写道：“记者回过神时，徒劳地试图用三维的火柴点燃一支三维的烟斗。他开始明白，这个二维的生命体正是他自己。他远不是第13个能够理解这一理论的伟人，他从此以后沦为生活在城镇、开着福特汽车的一个普通大众”。当爱因斯坦成为一个家喻户晓的国际超级科学明星后，他慢慢学会了自如面对媒体和公众异常泛滥和空洞的无聊提问，明白了只需带着机智和幽默感回应以廉价的笑话，就能博得他们的满堂彩。以至于他曾感到，盛名之下，他变得愚蠢；甚至曾担心，自己是一个终会坐牢的骗子。他无法解释世人对他的拥戴和崇拜，于是无不尖刻地说，连基本不关心科学的人都对自己如此感兴趣，“似乎与心理病理学有关”。
1933年3月29日，爱因斯坦夫妇乘坐客轮到达比利时安特卫普港，市长和比利时的许多知名学者在码头上欢迎爱因斯坦夫妇。图为记者们在和爱因斯坦交谈
有一些解读，充满着诱惑人的魅力，却又令人费解。比如，英国牛津大学的实验物理学教授布莱恩·福斯特就曾以音乐为媒介，介绍爱因斯坦所爱的古典音乐与他的空间、时间及宇宙演变观念的联系。音乐的结构与节奏，与物理学中的结构和节奏有一些融汇贯通之处：莫扎特的小提琴奏曲似乎与爱因斯坦未曾解决的统一场理论有某种联系，巴赫音乐中的秩序感则接近于数学的美感。然而，音乐在爱因斯坦提出相对论的创造力中是否扮演了催化剂角色，并没有定论。又比如，伦敦大学学院科学史学家、世界公认的爱因斯坦研究专家阿瑟·I·米勒曾探讨过爱因斯坦的相对论与毕加索的立体主义绘画之间的联系。他像测定原子粒子的轨迹一样勾勒出爱因斯坦与毕加索的平行传记，想在恰逢其时在同一个历史时刻变革了时空概念的两股卓越创造力之间找到智识与心灵的纽带与交汇。也许最终还是现代主义诞生的时间节点说明了全部的纽带：1905年爱因斯坦发表狭义相对论，1907年毕加索创作《阿维尼翁少女》，1908年闵可夫斯基正式提出四维空间连续性概念，1909年未来主义诞生。艺术评论家们为这些流派著书立说，寻求物理学与艺术交错发展的理论交点，使得在那个时代里，“物理学成了画家们的大脑，画布成了物理学家们的眼睛”。爱因斯坦带着质疑打量着这种联系。他曾解释相对论与立体主义的关系说：物理学相对论和庸俗相对论之间的差别非常简明，“相对论的本质被错误地理解了。我承认这种错误在于将相对论通俗化的尝试。对一个既定事实状态的描述，人们几乎总是仅仅使用一个坐标系。相对论仅仅说明，普遍规律是，它们的形式不依赖于坐标系的选择。……这种新的‘艺术语言’与相对论没有任何共同之处”。
1933年10月4日，爱因斯坦在伦敦皇家艾伯特演奏厅发表有关文明与科学的演讲
广义相对论诞生四年后的1919年，英国天文学家阿瑟·爱丁顿带领观测队在巴西北部的亚马逊丛林中和几内亚湾普林西比岛的日食观测，部分验证了爱因斯坦的理论。日食观测的结果宣布以后，爱因斯坦才从一位只在柏林科学圈有些名气的人物，成为世界各大报纸的头条。但即使是到了20世纪20年代，物理学界对爱因斯坦未得到更多实验证明的相对论，仍抱有怀疑，甚至拒斥，认为它更多属于哲学思辨和认识论范畴，而不是物理科学。一百年后的今天，我们已能比一个世纪前的人们更毋庸置疑地知道相对论的正确，也能比一个世纪前的人们更能欣赏它的玄妙与壮阔。20世纪60年代，一些天文学的观测发现，宇宙中确实存在着引力塌缩所产生的天体，这种会吞噬一切的天体得到了观测证实，是广义相对论的又一次胜利。现在宇宙学家们相信，在银河系内大约存在着一亿个由燃烧殆尽的死亡恒星发生引力塌缩而形成的黑洞，而也正是一些巨型黑洞和弥漫在星系中的暗物质维系住了整个星系。爱因斯坦曾推导，引力可以使光线弯曲，那么在宇宙中，物质可以起到透镜的作用，也就是“引力透镜”。直到1979年，人类才第一次观测到了他所预言的这种现象。目前人类发现的宇宙中最大的引力透镜之一，距离地球大约有40亿光年的距离。宇宙学家们在地球上通过这个透镜回望过去，可以看到130亿年前宇宙诞生之初，那些最终形成了星系的种子。在这个引力，质量，时间和空间交互作用形成的宇宙中，引力透镜成为了人类回望宇宙发展历史的放大镜。今天，广义相对论的应用范围远远超出了爱因斯坦最初的想象。比如，没有它的修正，人类就不可能使用高精度的全球定位系统GPS。实际上，当我们通过摄像机捕捉影像，放映动作片的视觉声带，利用光纤电缆通电话时，我们都应感谢爱因斯坦，他已经如此广泛地进入了我们的日常生活。从这个意义上讲，爱因斯坦和他的理论，超越了他的时代。
1933年，离开柏林来到美国普林斯顿大学高等研究所执教的爱因斯坦在上他的第一节课
极少有超越时代的天才能够在活着的时候获得爱因斯坦那样的盛名。回望一百年前的智识氛围，有一种接纳相对论的时代心理，美丽的误会了爱因斯坦。第一次世界大战的恐怖，欧洲社会阶层的崩溃，经典物理学的瓦解，似乎都指向了不确定性。在知识上，它意味着不再以建筑师或工程师的方式去了解宇宙，即以因果律和自然律的框架，用理性和科学方法的可靠工具去建构的思维方式。在资产阶级世界的思想中，17世纪以来的静态宇宙结构，不仅产生了永恒感和可预测性，也造成了悖论式的转型，从内部产生崩溃，“进步”产生了不可预测和无法理解的后果。而在实验物理学所引领的工业社会中，人们发现自己越来越冷漠地避开真正与人性有关的问题，成为机械体系“渺小、不相关的旁观者”。社会心理发生了普遍危机，它迅速把相对论通俗地解读为对不确定性的物理学证明，摘取其并非本意的隐喻，融汇进20世纪初对真理和道德价值客观性充满怀疑的文化叙事中。
2010年3月9日，以色列科学与人文学院的学生们在观看展出的爱因斯坦《广义相对论基础》的手稿全本
这恰恰与爱因斯坦的看法相反。作为斯宾诺莎哲学思想的信仰者，爱因斯坦具有绝对的道德信念。广义相对论问世一百年之后，人们发现，广义相对论已和牛顿力学一样，成为了物理学体系中的一个古典理论。广义相对论与牛顿经典力学，都是以整个宇宙为研究对象，探索物体的运动规律，以及无处不在制约一切的相互作用——引力。这种力学理论，是对于古希腊先贤们哲学思想的延续，甚至可以看作是对于一个古老的神学问题的回答：人类究竟有没有可能理解造物主所创造的世界？1952年，爱因斯坦的生命已近黄昏之时，他在给密友莫里斯·索洛文的一封信中写道：“我将世界的可理解性，看作是一个奇迹或者一个永恒之谜。……只有在人类有序介入的范围内，我们才能够认为这个世界是有规律的，就像是人类语词中字母的排列一样有序。……即便理论中的公理是人类提出的，但这项事业的成功确实暗示了客观世界的高度有序；人类并没有理由先验地料想它就是如此。这就是‘奇迹’的含义，随着人类知识的发展，它甚至会不断增强”。他总结道：“这个世界最不可理解的就是，它竟然是可以理解的”。广义相对论在最大程度上揭示了宇宙存在的方式和原因，并通过数学手段说明了可能并不存在一个人格化的造物主。爱因斯坦运用了最为复杂的数学方法，最离经叛道的想法，最终以一种古典的方式发展了经典力学。相对论所表明的时空规律是不变的、绝对的，而不是相对的。
广义相对论之后，爱因斯坦也过了他最具创造力的巅峰时期。他的确如他自己所感到的那样，变得僵化和固执起来。他拒绝量子力学，经年累月地尝试提出一种统一场论，想将量子力学纳入一种更加决定论的框架，但最终没有成功。他一生都抵制着量子力学领域的概率和不确定性的观念。他曾说：“一个暴露于辐射的电子竟然会凭借其自由意志，不仅选择跃迁的瞬间，而且选择它的方向，我认为这种思想是不可容忍的。要是这样，我宁愿当皮匠，甚至是赌场中的雇员，也不愿做物理学家”。将相对论曲解为终结了自然的确定性和绝对性的人，在这里，便能得到爱因斯坦的回应。在他看来，相对论导向的是基于四维空间结构的对确定性的更深刻描述。而正是他对确定性和绝对性的信念，推动了他终其余生也未成功的统一场论的求索。一个世纪以后，广义相对论与量子力学的对抗和融合，依然是物理学研究的主要课题。
本期更多精彩
｜封面故事｜
● 相对论世纪：爱因斯坦和他所发现的宇宙(蒲实)
● 星光闪耀时:从“奇迹年”到广义相对论(蒲实)
● 百年相对论(苗千)
● 相对论，立体主义、未来主义和超现实主义(张星云)
● 知觉中被扭曲的时间 (小庄)
｜社会｜
● 热点：“习马会”狮城现场记(陈斌华)
● 热点：C919，大飞机来了(付晓英)
● 时事：迷航的“鹰”：坠机背后的俄罗斯地理战略(刘怡)
● 数据：风险投资人：如何做一个弄潮儿(刘敏)
● 家园：家史计划：寻找可安放心灵的新故乡(程磊)
｜经济｜
● 市场分析：延迟退休倒计时(谢九)
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｜文化｜
● 艺术：凯绥·珂勒惠支：有“目的”的艺术(曾焱)
● 艺术：海报，纸上舞台(周翔)
● 戏剧：“山羊之歌”：从古希腊到契诃夫(石鸣)
● 戏剧：朱莉·泰莫：或许，我们都是吞噬者(李东然)
● 设计：半径三米的灵感(钟和晏)
● 思想：文化人速成教程(薛巍)
● 书与人：与翟永明随黄公望 游富春山(孙若茜)
｜专栏｜
● 邢海洋：高频“掠食者”
● 张斌：“我们永远铭记他们”
● 宋晓军：“九二共识”与16年前的一个“忠告”
⊙ 文章选自《三联生活周刊》总第862期，版权归本刊所有，请勿转载，侵权必究。
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