一件书情 の 从爱因斯坦开始
2016/7/7 哲学园

     爱因斯坦

     作为一个真实的人

     现实的人

     他是平凡的

     然而

     作为一个探索世界奥秘

     并作出杰出贡献的人

     他是伟大的

     他配得上这个称呼

     「宇宙之子」

    

     但有一个问题依然萦绕在我们心头:他(爱因斯坦)怎么可能对他自己理论的一项如此伟大的胜利视而不见呢?我无法给出答案。它仍然是这位天才一生中难解的悖论之一。

     著名物理学家 弗里曼?戴森

     爱因斯坦至死都没有承认黑洞的存在,而黑洞正是他发现的广义相对论所预言的。这就是戴森说这段话的背景。这段话被戴森放在了《爱因斯坦:相对论一百年》前言中作为结尾。【见文末附录】

     爱因斯坦具有非凡的物理直觉能力,凭着这种能力以及追求真理的信念的力量,他才有了狭义、广义相对论的破冰之思,然后凭借数学,使其达到人类智慧的又一高峰。然后,伟大如爱因斯坦,其直觉也是可能出错的,此时,信念就变为了恶魔,试图扼杀真理的被发现。爱因斯坦辉煌的一生中,有过很多类似的例子:两次否定引力波存在,否定黑洞存在,提出宇宙常数然后又否定之,对量子力学不完备性的决定论式的坚定信念的坚持,都显示出一位伟大科学家的真实的震撼人心的思维角力。这种思维对弈的对手,不仅仅是与他人,而更是自我的博弈。从中我们看到一位真实伟人思维,他是如何提出一个惊人的洞见,又如何犯下一个微不足道的计算错误而导致严重的对真理的否定(否定引力波的计算错误)。我们还可以看到,这位伟人认识到自己犯下的错误后对于正确理论的断然的真诚的接受,同时,我们也看到直觉与信念支配的另一面----固执地坚守着错误的见解。

     直觉和信念----真是天使与恶魔的混合体啊!

     第二版的《爱因斯坦:相对论一百年》,是为了纪念爱因斯坦广义相对论创立100周年(1915-2015),由众多伟大人物写就的文章的汇编。是对爱因斯坦的科学成就以及思想历程的一次深度的回顾和阐述。尤其珍贵的是,书中有大量的图片,其中很多是彩色图片,使得这部书,真正地具有了“看”头。

     斯蒂芬?霍金,弗里曼?戴森,史蒂文?温伯格,阿瑟?C?克拉克,I. B. 科恩.......一众顶尖人物,他们会对爱因斯坦有怎样的理解和解读呢?

     就让我们一起领略一下吧!张卜天老师的翻译,为我们愉快轻松而又准确地阅读带来了保证。

    

    

    

     第一章 光速骑士

     传奇而多才的沃尔特·艾萨克森以这样四个字开始了他的《爱因斯坦传》的写作(爱因斯坦:他的生活及宇宙)。这本书后来成为了经典之作,以至于乔布斯也邀请他为自己写传记。在多次推脱拒绝后,或许冥冥之中有一股力量,注定要艾萨克森再一次为一位伟人做脚注,《史蒂夫·乔布斯》应许而生----在这位能够让现实扭曲的伟人逝世一个月后匆匆面市,又一部分伟大作品诞生了!

     艾萨克森有一种神奇的力量,他能够在庞杂琐碎的众多资料细节中,触及事物的本质,提炼出触动人心的事例,以一种看似唠家常式的语言,娓娓道来。你不得不被他的语言以及语言描述的对象所捕获。

     艾萨克森传记的另一个特点,就是不避讳传记人物的缺点,他会以他的修辞和方式展现一位伟人的不尽人意的一面。我猜想,甚至连传记中的人物本身,如果能看到这些对自己形象不利的描述,他也不会感到尴尬和愤怒,而会与艾萨克森来个会心一笑,吐一下舌头,就像这样:

    

     难怪乔布斯会这样执着地邀请他作传,而且承诺他不会干涉作者的写作,以及,他不会看他的作品-----因为他信任艾萨克森的判断力。

     同样,这本书由张卜天老师翻译。在纪念爱因斯坦广义相对论创立100周年(1915-2015)时,发行了最新版本的精装纪念本。

    

    

    

     附录

     选自《爱因斯坦:相对论一百年》前言

     弗里曼?戴森

     爱因斯坦的一生充满了矛盾。时逢“1905奇迹年”百周年纪念,本书讲述了他的生活、工作与性情,所有这些都值得我们再三玩味。书中收录的每篇文章均由专家撰写,主要讨论了爱因斯坦关于时间与空间、偶然与必然、宗教与哲学、婚姻与政治、战争与和平、名与利、生与死的看法。我并非研究爱因斯坦的专家,但对宇宙还算略知一二,所以我想说说他关于宇宙的看法。爱因斯坦的宇宙与我们的极为不同,它不包含黑洞。

     黑洞是英国的一位天文学家于1783年最先提出来的,今天的天文学家对它已经很熟悉了。我们知道它们遍布于银河系,也存在于其他星系的中心地带。我们把它们看成X射线源,当气体落入其中时,便会发出这些X射线,并被其超强的引力加热到数百万度。在我们银河系的正中便有一个黑洞,其重量抵得上数百万个太阳,无数恒星正在绕之旋转,宛如飞蛾围聚于烛火周围。大约每隔一万年左右,间或会有一只飞蛾落入火焰化为灰烬,一颗恒星将因距离黑洞过近而被强于自身引力的潮汐力扯碎。这颗旋转的恒星不久便会死亡,它的一部分将为黑洞所吞噬,其余的则化为膨胀的气体和X射线云被吹散。黑洞并不稀少,它们并不是我们宇宙的一种可有可无的点缀,而是宇宙演化的一种基本驱动力,是能量的主要来源。黑洞只须消耗些许物质,便会产生百倍于使太阳发光、氢弹爆炸的核反应的能量。对于现代天文学家来说,一个没有黑洞的宇宙是毫无意义的。

     在现代物理学家看来,黑洞也极具超然之美。只有在那里,爱因斯坦的广义相对论才能大显身手,光芒四射。

     也仅仅在这里,空间和时间才丧失了自己的特性,共同融入一种由爱因斯坦的方程精确描绘的卷曲的四维结构。如果你落入一个黑洞,那么你关于时空的知觉就将与外面的观察者有所不同。你将看到自己平稳地落入黑洞,速度不会减小,而外面的观察者却会看到你在黑洞的视界处停了下来,永远保持一种自由落体状态。永恒的自由落体只有通过爱因斯坦理论所预言的时空弯曲才可能存在。正如外面的观察者所看到的,你将持续落入洞中,永远到不了底。

     黑洞还可以旋转,当你落入一个旋转的黑洞时,时空的表现会更加特别。迅速旋转的黑洞可以成为一个巨大的能量源。我们在宇宙深处看到的每日一次的伽马射线爆发是自然界中最为猛烈的事件,目前最可靠的理论认为它们起源于旋转黑洞的不稳定性。没有爱因斯坦的理论作指导,我们宇宙的所有这些奇异的美妙特征都将无法想象。

     令人不解的是,爱因斯坦对黑洞拒不接受。在1939年发表的一篇著名论文中,他宣称黑洞并不存在。这篇论文发表在美国顶尖的数学杂志《数学年鉴》(Annals of Mathematics)上,曾经备受关注。爱因斯坦构造了一个非常不自然的静态黑洞模型,众多物质粒子在一个空心球壳中旋转,靠相互之间的引力保持在一起。他认为这个模型是不可能的,因为它要求球壳外面的粒子将跑得比光还快。于是他下结论说,“这项研究可以使我们清楚地看到,为什么史瓦西奇点在物理实在中并不存在。”“史瓦西奇点”即后来所谓的黑洞。爱因斯坦由这个不切实际的模型的失败得出结论说,不可能存在一个一致的黑洞模型。

     这个结论并非逻辑推论。不知为何,爱因斯坦一直厌恶黑洞的想法,他用这种非逻辑的理由来支持他那黑洞不应当存在的直觉。我们现在知道,他的理由并不成立,因为真正的黑洞并不是静态的。它们因巨大物体的引力坍缩而形成,是处于永恒自由落体状态的动力学对象。

     爱因斯坦从未改变这种想法。他不仅相信黑洞理论是错误的,甚至没有兴趣考察相关证据,看看它是否可能在宇宙中存在——此前他曾作出太阳使光线偏折的著名预言,后来为1919年的日食观测所证实,这与对黑洞的态度大相径庭。他对黑洞的无动于衷尤其令人不解,因为就在他发表文章拒绝承认黑洞的同一年,即1939年,奥本海默和斯奈德发表了一篇论文,根据爱因斯坦的方程详细阐述了一颗耗尽核燃料的巨星是如何自然地坍缩成一个黑洞的。爱因斯坦一定知道奥本海默-斯奈德的计算,但他从未对此作出回应。几年以后,当奥本海默来到普林斯顿担任高等研究院院长时,他经常能见到爱因斯坦,并且有很多次机会和他谈起黑洞。据我所知,这个话题从未被提起。

     我们现在知道,奥本海默-斯奈德的计算基本上是正确的,它描述了晚期恒星的真实历程,解释了为什么黑洞数量众多,而且附带地验证了广义相对论。但有一个问题依然萦绕在我们心头:他怎么可能对他自己理论的一项如此伟大的胜利视而不见呢?我无法给出答案。它仍然是这位天才一生中难解的悖论之一。

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