當(dāng)兩顆最杰出的頭腦相遇

自從1905年愛因斯坦發(fā)表了5篇?jiǎng)潟r(shí)代的論文，以及10年后提出了更為驚人的“廣義相對(duì)論”，整個(gè)世界的面貌以及人類歷史的進(jìn)程被大大改寫了。在他取得偉大成就的一個(gè)多世紀(jì)之后，我們依然生活在愛因斯坦的宇宙中——在宏觀尺度上受（廣義）相對(duì)論制約，在微觀尺度上受量子力學(xué)制約。從無限小到無限大，從光子發(fā)射到宇宙膨脹，愛因斯坦的全新思想在現(xiàn)代科學(xué)中無處不在。至于百年的技術(shù)進(jìn)步，諸如光電電池、激光、原子能、光纖、太空旅行、半導(dǎo)體、定位導(dǎo)航等等，更是無一不要追溯到他的偉大理論。

當(dāng)然，相較于愛因斯坦偉大的科學(xué)成就，世人更加癡迷于他作為一個(gè)整體的人的形象。回顧愛因斯坦波瀾壯闊的一生（交織著兩次世界大戰(zhàn)的云波詭譎的殘酷歷史），我們可以說他是一位永遠(yuǎn)懷揣好奇心的天真孩童，一位有著獨(dú)立個(gè)性的思想實(shí)驗(yàn)家，一位對(duì)自然和諧充滿敬畏的叛逆者，一位始終充滿情感困惑的婚姻悲觀論者，一位悲天憫人的和平主義者，一位酷愛音樂的業(yè)余小提琴家，一位三流的詩人，一位二流的哲學(xué)家，一位將上帝去人格化的決定論者，一位煙不離手的幽默大師，一位曾經(jīng)的失業(yè)流浪者和專利局職員，一位不合群的孤獨(dú)漫步者，一位奔走呼喊的世界公民……

以上種種，在關(guān)于愛因斯坦的3本權(quán)威傳記——亞伯拉罕·派斯的《上帝是微妙的：愛因斯坦的科學(xué)與生平》、沃爾特·埃薩克森的《愛因斯坦：生活和宇宙》以及菲利普·弗蘭克的《愛因斯坦傳》中得到了各有側(cè)重但精彩紛呈的展現(xiàn)。

即便如此，紐約大學(xué)科學(xué)史教授馬修·斯坦利的《愛因斯坦的戰(zhàn)爭：相對(duì)論如何征服世界》仍然令人眼前一亮，因?yàn)樗肀脔鑿降貜目茖W(xué)國際主義的視角出發(fā)，將那位幾乎被世人遺忘的關(guān)鍵性人物——亞瑟·斯坦利·愛丁頓作為平行敘事的另一條主線，為我們呈現(xiàn)了一段為驗(yàn)證和推廣“廣義相對(duì)論”而奔走努力的超越戰(zhàn)火的合作傳奇。無怪乎這部引人入勝的作品同時(shí)得到了《科學(xué)》與《自然》兩本國際權(quán)威雜志的熱情推薦。

《愛因斯坦的戰(zhàn)爭：相對(duì)論如何征服世界》

[美]馬修·斯坦利∣著

孫天∣譯

譯林出版社

2024年10月

三場戰(zhàn)爭

所謂“愛因斯坦的戰(zhàn)爭”，乃是圍繞著這位青年科學(xué)家的三場異常激烈的戰(zhàn)斗。斯坦利用幾乎一半的篇幅（前六章）以交織并進(jìn)的筆法敘述了他與第一任妻子米列娃的婚姻戰(zhàn)，他與廣義相對(duì)論的曠日持久的戰(zhàn)爭（包括與德國數(shù)學(xué)家希爾伯特爭分奪秒的方程式之戰(zhàn)），以及引發(fā)國際科學(xué)瓦解的第一次世界大戰(zhàn)。

二十世紀(jì)初，德國科學(xué)進(jìn)入高速發(fā)展期，德國政府和工業(yè)界要將柏林打造成歐洲學(xué)術(shù)中心。作為德國科學(xué)界的大佬，普朗克向愛因斯坦開出了一個(gè)條件豐厚到幾乎讓人無法拒絕的邀約：邀請(qǐng)他擔(dān)任普魯士科學(xué)院院士，年薪1.2萬馬克，且無需承擔(dān)任何教學(xué)任務(wù)。對(duì)此，愛因斯坦在給洛倫茲的信中為可以“完全沉浸在自己的沉思默想之中”感到激動(dòng)。然而，最主要的原因卻是：去柏林就有機(jī)會(huì)繼續(xù)發(fā)展與愛爾莎的婚外情。他甚至在信中向愛爾莎保證米列娃不會(huì)成為兩人關(guān)系中的障礙。當(dāng)愛因斯坦于1914年春天搬到柏林市郊的達(dá)勒姆時(shí)，夫妻關(guān)系達(dá)到了冰點(diǎn)。

出于對(duì)孩子們的考慮，愛因斯坦同意以一種“忠誠的商業(yè)關(guān)系”繼續(xù)和米列娃一起生活。然而，米列娃已然得知愛爾莎的存在，繼續(xù)留在柏林對(duì)她來說太過痛苦。于是，她計(jì)劃帶著孩子回到蘇黎世。1914年7月，當(dāng)火車載著他的兩個(gè)孩子緩緩啟動(dòng)的那一刻，愛因斯坦倚著老朋友哈伯哭了起來，他的個(gè)人生活完全崩潰了。回家后，他給愛爾莎寫了一張字條：“現(xiàn)在你有證據(jù)證明我可以為你做出犧牲了。”或許在血?dú)夥絼偟那嗍[歲月，愛因斯坦會(huì)將愛爾莎歸入“平庸俗氣”之流（她完全不懂物理），但人近中年的他對(duì)感情的需求發(fā)生了微妙的變化，與米列娃疲憊不堪的婚姻讓他選擇了另一種妥協(xié)。

越發(fā)艱難與殘酷的歲月接踵而至。隨著1914年8月第一次世界大戰(zhàn)的全面爆發(fā)，置身于德意志帝國中心的愛因斯坦越來越感到戰(zhàn)爭的恐怖和絕望，德國和法國的陣亡人數(shù)以十萬計(jì)。同樣糟糕的是，前往俄國觀測日食結(jié)果的朋友弗勞德里希被俘，天文設(shè)備也被俄國人沒收。對(duì)此，愛因斯坦悲觀地寫道：“對(duì)于我在科學(xué)探索之中取得的最為重要的發(fā)現(xiàn)來說，對(duì)日食的觀測結(jié)果具有決定性意義，但這次觀測顯然被俄國暴徒破壞了。因此，在有生之年，我將無法看到這些結(jié)果了。”另一方面，他與廣義相對(duì)論的戰(zhàn)斗也十分艱難與焦灼，對(duì)此，斯坦利給予了生動(dòng)的描述：

到了1915年夏天，愛因斯坦同相對(duì)論的戰(zhàn)爭依然跟德國西線的戰(zhàn)爭有了幾分相似，一度陷入僵持。愛因斯坦一開始大步前進(jìn)，然后就像德國入侵法國時(shí)一樣，被卡住了。雖然愛因斯坦守住了陣地，但沒有跡象表明會(huì)出現(xiàn)突破。

就在這時(shí)，另一個(gè)實(shí)力強(qiáng)勁的敵人出現(xiàn)了，他就是二十世紀(jì)最偉大的數(shù)學(xué)家之一大衛(wèi)·希爾伯特。受到希爾伯特的邀請(qǐng)，愛因斯坦前往哥廷根開展為期一周的公開課，主題正是相對(duì)論。盡管愛因斯坦毫無特色的講課風(fēng)格與希爾伯特清晰明澈的風(fēng)格相去甚遠(yuǎn)，但兩人的交流在很大程度上厘清了相對(duì)論的狀態(tài)，他們研究的是同一組方程式，但出發(fā)點(diǎn)非常不同——希爾伯特對(duì)物質(zhì)的電磁學(xué)理論感興趣，而愛因斯坦則對(duì)時(shí)間和空間的性質(zhì)感興趣。于是，我們看到了愛因斯坦與相對(duì)論的戰(zhàn)斗逐漸演變成了他與希爾伯特的一場堪稱偉大的科學(xué)競賽。

對(duì)于愛因斯坦，接下來的每一天都是一種精神的煎熬。一會(huì)兒，絕望的情緒籠罩著他，讓他懷疑長久以來是不是一直走在一條錯(cuò)誤的道路上？另一會(huì)兒，愛因斯坦意識(shí)到某些新東西可能即將出現(xiàn)，又“讓他像觸電般興奮”。在經(jīng)過無數(shù)個(gè)日夜的艱辛探索后，愛因斯坦最終擺脫了自己“命中注定的偏見”，一切難題都接連解開。直到寫出最終的協(xié)變方程式之前的幾個(gè)重要時(shí)刻，愛因斯坦一直與希爾伯特保持著密切的通信往來，主要目的無疑是留下自己取得的每一個(gè)關(guān)鍵勝利的證據(jù)。當(dāng)愛因斯坦接連攻克水星近日點(diǎn)位置變動(dòng)的數(shù)值，以及光經(jīng)過太陽引力場時(shí)的偏折角度時(shí)，他幾乎取得了最終的勝利。

當(dāng)然，我們也可以說，正是希爾伯特這個(gè)偉大的對(duì)手最大限度地激發(fā)了愛因斯坦的全部潛能和欲望，讓他最終寫下了那個(gè)將牛頓拉下神壇的偉大公式：物質(zhì)和能量的存在創(chuàng)造了時(shí)空曲率，曲率反過來控制著物質(zhì)和能量的運(yùn)動(dòng)。從此，蘋果落地的原因有了一種全新的解釋：蘋果試圖找到一條最短路線來穿越一個(gè)因大質(zhì)量物體而受到了扭曲的時(shí)空。

宿命之人

如今，廣義相對(duì)論被認(rèn)為是人類科學(xué)史上最偉大的成就之一。然而，1915年愛因斯坦取得這一重大勝利時(shí)在世界范圍內(nèi)卻幾乎無人知曉。“機(jī)槍、大炮和各國不斷向前挺進(jìn)的陸軍部隊(duì)共同把那些公布愛因斯坦的文章牢牢阻斷，讓它們無法傳播。”在這之前，巴西的日食觀測被大雨阻斷，克里米亞的日食觀測則被戰(zhàn)爭中止，愛因斯坦只能在戰(zhàn)火紛飛的歲月中靜靜地等待那個(gè)宿命般的人。

幸運(yùn)的是，1912年同在巴西進(jìn)行日食觀測的愛丁頓，從阿根廷天文學(xué)家查爾斯·狄龍·珀賴因口中得知了本來要進(jìn)行的另一項(xiàng)試驗(yàn)，它預(yù)言了太陽引力會(huì)讓恒星光線發(fā)生偏折，只有在日全食的時(shí)候才能通過觀測來驗(yàn)證。就在那一天，愛丁頓第一次聽到了德國科學(xué)家——愛因斯坦的名字。

不幸的是，一戰(zhàn)的爆發(fā)讓愛因斯坦身處的德國與愛丁頓所在的英國成為敵對(duì)國，激烈的戰(zhàn)火封鎖了一切。直到1916年6月，愛丁頓才從萊頓天文臺(tái)臺(tái)長威廉·德西特的信中知道了一些關(guān)于愛因斯坦的新研究，后者整理了一份廣義相對(duì)論的概要，寄到了英吉利海峽對(duì)岸，這是廣義相對(duì)論第一次出現(xiàn)在一個(gè)敵對(duì)國家。

在德西特看來，愛丁頓或許是“唯一一個(gè)既有意愿又有能力去思考愛因斯坦的英國人了”。事實(shí)上，愛丁頓不止對(duì)愛因斯坦的新理論感興趣（為了研究相對(duì)論，他甚至把手頭正在進(jìn)行的關(guān)于恒星內(nèi)部結(jié)構(gòu)的研究放到一邊），對(duì)他在戰(zhàn)爭中扮演的角色也很關(guān)心，他在給德西特的回信中寫道：“聽說愛因斯坦這樣一位優(yōu)秀的思想家居然是反普魯士的，我覺得很有意思。”

于是，愛丁頓暗下決心，籌謀為相對(duì)論攻入英國做好規(guī)劃。然而，現(xiàn)實(shí)卻殘酷異常。1916年7月的戰(zhàn)斗中英國損失慘重，在6英里長的戰(zhàn)線上大約有60萬人傷亡。英國天文學(xué)家赫伯特·霍爾·特納寫下的對(duì)德國戰(zhàn)爭罪行的長篇控訴扼住了每位德國科學(xué)家的喉嚨。這讓愛丁頓在英國的處境變得極為艱難。1916年底，他在英國科學(xué)促進(jìn)會(huì)年會(huì)上膽戰(zhàn)心驚地陳述了一篇有關(guān)相對(duì)論的論文，但臺(tái)下只有寥寥幾位聽眾，幾乎沒有人會(huì)對(duì)一個(gè)來自柏林的天方夜譚般的理論感興趣。德國的情形也同樣糟糕，大多數(shù)德國人只知道廣義相對(duì)論替代了牛頓的引力理論，因此是與英國科學(xué)相對(duì)立的。

這就不難想象，為何斯坦利將第九章的題目命名為《抵制相對(duì)論》。作為萬神殿中最偉大的科學(xué)家，牛頓一直享有至高無上的地位。顯然，英國人完全無法想象和接受，一個(gè)來自敵對(duì)國的理論有朝一日企圖要替代牛頓的引力理論。但愛丁頓深知，日食觀測將是驗(yàn)證愛因斯坦理論是否成立的關(guān)鍵之舉。

在反復(fù)努力下，愛丁頓終于說服了英國日食聯(lián)合常設(shè)委員會(huì)負(fù)責(zé)人弗蘭克·戴森，后者盡管意識(shí)到這個(gè)理論可能是錯(cuò)誤的，但仍具有重要的科學(xué)意義。更幸運(yùn)的是，一次絕佳的機(jī)會(huì)很快就要到來。1919年5月29日將會(huì)發(fā)生一次日全食，且太陽將剛好位于一個(gè)星團(tuán)的正前方。這樣一來，光線偏折現(xiàn)象就可以觀測到了。

就這樣，所有的一切都表明，愛丁頓就是那個(gè)驗(yàn)證廣義相對(duì)論的宿命之人。對(duì)天文觀測的高超能力，對(duì)相對(duì)論的高度興趣和理解，極強(qiáng)的包容精神，以及對(duì)科學(xué)國際合作的堅(jiān)定信念，這些品質(zhì)缺一不可。對(duì)此，斯坦利冷靜地寫道：

這次遠(yuǎn)征涉及一個(gè)來自德國的理論、一群英國天文學(xué)家、跨越三個(gè)大洲，這些正是愛丁頓一直強(qiáng)調(diào)的對(duì)于科學(xué)精神至關(guān)重要的國際合作。……這次遠(yuǎn)征將不僅僅是一場科學(xué)實(shí)驗(yàn)，也將是一次科學(xué)展示，表明愛丁頓眼中的那種國際科學(xué)是存在的。

一次豪賭

在驗(yàn)證一個(gè)理論時(shí)，科學(xué)家通常會(huì)讓一切都處于掌控之中。比如，在一個(gè)隔絕一切干擾的空間中，科學(xué)家將能夠以100億分之一的精度來驗(yàn)證量子電動(dòng)力學(xué)的預(yù)言。顯然，愛丁頓并不具備如此奢侈的條件。即使是距離這次日食發(fā)生地最近的精密實(shí)驗(yàn)室，也位于上千英里之外。正如斯坦利援引愛丁頓本人的略帶苦澀的話：“在踏上觀測日全食的征途后，天文學(xué)家就放棄了通常刻板保守的工作模式，轉(zhuǎn)而開啟了一場只能依賴于運(yùn)氣的豪賭。”是的，天氣和戰(zhàn)爭讓一切都變得難以預(yù)測。

幸運(yùn)的是，持續(xù)了4年多的世界大戰(zhàn)逐漸進(jìn)入尾聲。1919年1月，各國和談代表匯聚巴黎，議題包括建立國際聯(lián)盟和在非洲和中東重新劃分殖民地等。最終獲勝的幾個(gè)帝國如虎狼般在世界各地瓜分了更多殖民地。不過，這對(duì)于愛丁頓卻是至關(guān)重要的，因?yàn)檫@意味著他可以在整條日食帶上更加自由地選擇目標(biāo)地。很快，愛丁頓和戴森選定了兩個(gè)最佳觀測點(diǎn)：位于巴西海岸線向內(nèi)80英里的索布拉爾，以及距離非洲赤道北側(cè)西海岸110英里的小島普林西比。盡管鮮有人知，但二十世紀(jì)科學(xué)史上最重大的時(shí)刻即將到來。

在5月29日到來前的最后一段日子里，愛丁頓和整個(gè)團(tuán)隊(duì)的所有人都精神緊繃，因?yàn)榇蠹叶疾恢滥莻€(gè)關(guān)鍵時(shí)刻等待他們的是不是一片毫無遮擋的天空。愛丁頓以自己極高的天賦指出，這次日食發(fā)生的條件極為有利（這一天日食正好發(fā)生在畢星團(tuán)的正前方，特別適合用來測量愛因斯坦偏折），因此多少有些占卜未來的意味。多年后，他依然念念不忘地寫道：“在迷信的歲月里，自然哲學(xué)家在進(jìn)行重要實(shí)驗(yàn)前，都會(huì)找到占星師算一算，確定一個(gè)做實(shí)驗(yàn)的吉時(shí)吉日。現(xiàn)在，跟占星師相比，負(fù)責(zé)觀測星星的天文學(xué)家已經(jīng)有了更科學(xué)的理由，他們會(huì)宣布測量光線的吉日是5月29日。”

一切都向著有利于愛因斯坦的方向發(fā)展。尤其是，這場注定載入史冊(cè)的日食經(jīng)歷了戲劇性的反轉(zhuǎn)高潮。索布拉爾在日食的前幾天大雨不止，即使在日食初虧時(shí)，90%的天空仍被厚厚的云層覆蓋。不過，云彩很快就消散了，日全食開始的時(shí)刻，天空已經(jīng)沒有一絲云彩。普林西比的情況幾乎如出一轍，日食當(dāng)天迎來了一場暴風(fēng)雨，太陽初虧時(shí)完全被云層擋住。而在日全食開始前幾秒，情況迎來了奇跡般的轉(zhuǎn)折。愛丁頓押上巨大賭注的這次日全食，得到了大自然的神奇眷顧。在此，斯坦利援引愛丁頓多年后的依然鮮活的回憶：

在我們頭頂，一個(gè)了不起的奇觀正在上演。……我們只注意到周圍的景色都沉浸在奇怪的昏暗光線中，大自然寂靜無聲，只是偶爾傳來日食觀測者們的呼喊，還有節(jié)拍器滴答滴答打著拍子，在整個(gè)日全食302秒的過程中，一刻不停。

不過，戰(zhàn)爭的陰霾遠(yuǎn)未散去。除了愛因斯坦，在柏林沒有第二個(gè)人期待日食觀測的結(jié)論。整個(gè)德國都被近期有關(guān)和平談判的新聞激怒了——和平條約將德國判定為唯一一個(gè)承擔(dān)戰(zhàn)爭罪的國家。另一個(gè)苦澀的事實(shí)是，當(dāng)愛丁頓回到英國后，發(fā)現(xiàn)迎接自己的已經(jīng)是一個(gè)全新的科學(xué)世界。所謂的“國際”科學(xué)被定義為“除德國和奧地利人以外的所有人”。

然而，愛丁頓那滿滿一行李箱的照片卻都與一個(gè)來自柏林的理論密切相關(guān)。盡管如此，1919年11月6日英國伯林頓府的聯(lián)合會(huì)議依然吸引了無數(shù)的目光（這與愛丁頓前期所做的極為出色的宣傳工作密不可分），會(huì)場墻上掛著的牛頓畫像此刻顯得意味深長，人們第一次意識(shí)到人類歷史上最偉大的科學(xué)成果受到了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

如今，所有人都知道了這個(gè)馬拉松式的故事的結(jié)局。會(huì)議上，物理學(xué)家約瑟夫·約翰·湯姆森將愛因斯坦的新理論稱為“人類思想最偉大的成果之一”。愛丁頓——這個(gè)來自敵對(duì)國的天文學(xué)家——驗(yàn)證了德國科學(xué)家的偉大理論，這本身就是一個(gè)奇跡！第二天，倫敦《泰晤士報(bào)》刊登了史上最偉大的科學(xué)頭條《科學(xué)的革命》，副標(biāo)題則是更加震撼的“宇宙新理論：牛頓思想被推翻”。4天后，這個(gè)令人興奮的新聞傳到了大西洋彼岸，《紐約時(shí)報(bào)》也祭出了抓人眼球的標(biāo)題：《宇宙中的光線都是歪斜的》。然而，愛丁頓真正在意的是科學(xué)家之間的私人關(guān)系。他希望這一重大勝利能淡化敵人的概念，為和平打下基礎(chǔ)。

是的，這是一個(gè)偉大的時(shí)刻——不止在科學(xué)本身的意義上。在愛丁頓為首的幾位科學(xué)家的籌謀之下，科學(xué)最終跨越了戰(zhàn)爭與仇恨的鴻溝。這場豪賭似的遠(yuǎn)征體現(xiàn)了科學(xué)更崇高的價(jià)值，表明科學(xué)家可以戰(zhàn)勝狹隘的民族主義，幫助人們逃離戰(zhàn)爭的桎梏。正如斯坦利在全書的《尾聲：愛因斯坦和愛丁頓對(duì)后世的影響》中所言：“1919年的日食觀測遠(yuǎn)征是一個(gè)典范，不僅僅是波普爾所謂認(rèn)識(shí)論層面上的典范，更是政治和道德層面的典范。”

（作者 吳靖）