自從1905年愛因斯坦發(fā)表了5篇劃時代的論文，以及10年后提出了更為驚人的“廣義相對論”，整個世界的面貌以及人類歷史的進程被大大改寫了。在他取得偉大成就的一個多世紀之后，我們依然生活在愛因斯坦的宇宙中——在宏觀尺度上受（廣義）相對論制約，在微觀尺度上受量子力學制約。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)代科學中無處不在。至于百年的技術(shù)進步，諸如光電電池、激光、原子能、光纖、太空旅行、半導體、定位導航等等，更是無一不要追溯到他的偉大理論。

當然，相較于愛因斯坦偉大的科學成就，世人更加癡迷于他作為一個整體的人的形象?；仡檺垡蛩固共憠验煹囊簧ń豢椫鴥纱问澜绱髴?zhàn)的云波詭譎的殘酷歷史），我們可以說他是一位永遠懷揣好奇心的天真孩童，一位有著獨立個性的思想實驗家，一位對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，紐約大學科學史教授馬修·斯坦利的《愛因斯坦的戰(zhàn)爭：相對論如何征服世界》仍然令人眼前一亮，因為他另辟蹊徑地從科學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)了一段為驗證和推廣“廣義相對論”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得到了《科學》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)，他與廣義相對論的曠日持久的戰(zhàn)爭（包括與德國數(shù)學家希爾伯特爭分奪秒的方程式之戰(zhàn)），以及引發(fā)國際科學瓦解的第一次世界大戰(zhàn)。

二十世紀初，德國科學進入高速發(fā)展期，德國政府和工業(yè)界要將柏林打造成歐洲學術(shù)中心。作為德國科學界的大佬，普朗克向愛因斯坦開出了一個條件豐厚到幾乎讓人無法拒絕的邀約：邀請他擔任普魯士科學院院士，年薪1.2萬馬克，且無需承擔任何教學任務。對此，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。然而，最主要的原因卻是：去柏林就有機會繼續(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成為兩人關(guān)系中的障礙。當愛因斯坦于1914年春天搬到柏林市郊的達勒姆時，夫妻關(guān)系達到了冰點。

出于對孩子們的考慮，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)留在柏林對她來說太過痛苦。于是，她計劃帶著孩子回到蘇黎世。1914年7月，當火車載著他的兩個孩子緩緩啟動的那一刻，愛因斯坦倚著老朋友哈伯哭了起來，他的個人生活完全崩潰了。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?！被蛟S在血氣方剛的青蔥歲月，愛因斯坦會將愛爾莎歸入“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。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，天文設備也被俄國人沒收。對此，愛因斯坦悲觀地寫道：“對于我在科學探索之中取得的最為重要的發(fā)現(xiàn)來說，對日食的觀測結(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?！绷硪环矫?，他與廣義相對論的戰(zhàn)斗也十分艱難與焦灼，對此，斯坦利給予了生動的描述：

到了1915年夏天，愛因斯坦同相對論的戰(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，然后就像德國入侵法國時一樣，被卡住了。雖然愛因斯坦守住了陣地，但沒有跡象表明會出現(xiàn)突破。

就在這時，另一個實力強勁的敵人出現(xiàn)了，他就是二十世紀最偉大的數(shù)學家之一大衛(wèi)·希爾伯特。受到希爾伯特的邀請，愛因斯坦前往哥廷根開展為期一周的公開課，主題正是相對論。盡管愛因斯坦毫無特色的講課風格與希爾伯特清晰明澈的風格相去甚遠，但兩人的交流在很大程度上厘清了相對論的狀態(tài)，他們研究的是同一組方程式，但出發(fā)點非常不同——希爾伯特對物質(zhì)的電磁學理論感興趣，而愛因斯坦則對時間和空間的性質(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競賽。

對于愛因斯坦，接下來的每一天都是一種精神的煎熬。一會兒，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誤的道路上？另一會兒，愛因斯坦意識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重要時刻，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關(guān)鍵勝利的證據(jù)。當愛因斯坦接連攻克水星近日點位置變動的數(shù)值，以及光經(jīng)過太陽引力場時的偏折角度時，他幾乎取得了最終的勝利。

當然，我們也可以說，正是希爾伯特這個偉大的對手最大限度地激發(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)造了時空曲率，曲率反過來控制著物質(zhì)和能量的運動。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因大質(zhì)量物體而受到了扭曲的時空。

宿命之人

如今，廣義相對論被認為是人類科學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在世界范圍內(nèi)卻幾乎無人知曉?！皺C槍、大炮和各國不斷向前挺進的陸軍部隊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?！痹谶@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宿命般的人。

幸運的是，1912年同在巴西進行日食觀測的愛丁頓，從阿根廷天文學家查爾斯·狄龍·珀賴因口中得知了本來要進行的另一項試驗，它預言了太陽引力會讓恒星光線發(fā)生偏折，只有在日全食的時候才能通過觀測來驗證。就在那一天，愛丁頓第一次聽到了德國科學家——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臺長威廉·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論的概要，寄到了英吉利海峽對岸，這是廣義相對論第一次出現(xiàn)在一個敵對國家。

在德西特看來，愛丁頓或許是“唯一一個既有意愿又有能力去思考愛因斯坦的英國人了”。事實上，愛丁頓不止對愛因斯坦的新理論感興趣（為了研究相對論，他甚至把手頭正在進行的關(guān)于恒星內(nèi)部結(jié)構(gòu)的研究放到一邊），對他在戰(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?！?/p>

于是，愛丁頓暗下決心，籌謀為相對論攻入英國做好規(guī)劃。然而，現(xiàn)實卻殘酷異常。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。英國天文學家赫伯特·霍爾·特納寫下的對德國戰(zhàn)爭罪行的長篇控訴扼住了每位德國科學家的喉嚨。這讓愛丁頓在英國的處境變得極為艱難。1916年底，他在英國科學促進會年會上膽戰(zhàn)心驚地陳述了一篇有關(guān)相對論的論文，但臺下只有寥寥幾位聽眾，幾乎沒有人會對一個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論替代了牛頓的引力理論，因此是與英國科學相對立的。

這就不難想象，為何斯坦利將第九章的題目命名為《抵制相對論》。作為萬神殿中最偉大的科學家，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，一個來自敵對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，日食觀測將是驗證愛因斯坦理論是否成立的關(guān)鍵之舉。

在反復努力下，愛丁頓終于說服了英國日食聯(lián)合常設委員會負責人弗蘭克·戴森，后者盡管意識到這個理論可能是錯誤的，但仍具有重要的科學意義。更幸運的是，一次絕佳的機會很快就要到來。1919年5月29日將會發(fā)生一次日全食，且太陽將剛好位于一個星團的正前方。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，愛丁頓就是那個驗證廣義相對論的宿命之人。對天文觀測的高超能力，對相對論的高度興趣和理解，極強的包容精神，以及對科學國際合作的堅定信念，這些品質(zhì)缺一不可。對此，斯坦利冷靜地寫道：

這次遠征涉及一個來自德國的理論、一群英國天文學家、跨越三個大洲，這些正是愛丁頓一直強調(diào)的對于科學精神至關(guān)重要的國際合作?！@次遠征將不僅僅是一場科學實驗，也將是一次科學展示，表明愛丁頓眼中的那種國際科學是存在的。

一次豪賭

在驗證一個理論時，科學家通常會讓一切都處于掌控之中。比如，在一個隔絕一切干擾的空間中，科學家將能夠以100億分之一的精度來驗證量子電動力學的預言。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)生地最近的精密實驗室，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氣的豪賭?！笔堑模鞖夂蛻?zhàn)爭讓一切都變得難以預測。

幸運的是，持續(xù)了4年多的世界大戰(zhàn)逐漸進入尾聲。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。最終獲勝的幾個帝國如虎狼般在世界各地瓜分了更多殖民地。不過，這對于愛丁頓卻是至關(guān)重要的，因為這意味著他可以在整條日食帶上更加自由地選擇目標地。很快，愛丁頓和戴森選定了兩個最佳觀測點：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，但二十世紀科學史上最重大的時刻即將到來。

在5月29日到來前的最后一段日子里，愛丁頓和整個團隊的所有人都精神緊繃，因為大家都不知道那個關(guān)鍵時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，自然哲學家在進行重要實驗前，都會找到占星師算一算，確定一個做實驗的吉時吉日?，F(xiàn)在，跟占星師相比，負責觀測星星的天文學家已經(jīng)有了更科學的理由，他們會宣布測量光線的吉日是5月29日?！?/p>

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，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，日食當天迎來了一場暴風雨，太陽初虧時完全被云層擋住。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，在整個日全食302秒的過程中，一刻不停。

不過，戰(zhàn)爭的陰霾遠未散去。除了愛因斯坦，在柏林沒有第二個人期待日食觀測的結(jié)論。整個德國都被近期有關(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承擔戰(zhàn)爭罪的國家。另一個苦澀的事實是，當愛丁頓回到英國后，發(fā)現(xiàn)迎接自己的已經(jīng)是一個全新的科學世界。所謂的“國際”科學被定義為“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，人們第一次意識到人類歷史上最偉大的科學成果受到了嚴峻的挑戰(zhàn)。

如今，所有人都知道了這個馬拉松式的故事的結(jié)局。會議上，物理學家約瑟夫·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——這個來自敵對國的天文學家——驗證了德國科學家的偉大理論，這本身就是一個奇跡！第二天，倫敦《泰晤士報》刊登了史上最偉大的科學頭條《科學的革命》，副標題則是更加震撼的“宇宙新理論：牛頓思想被推翻”。4天后，這個令人興奮的新聞傳到了大西洋彼岸，《紐約時報》也祭出了抓人眼球的標題：《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，這是一個偉大的時刻——不止在科學本身的意義上。在愛丁頓為首的幾位科學家的籌謀之下，科學最終跨越了戰(zhàn)爭與仇恨的鴻溝。這場豪賭似的遠征體現(xiàn)了科學更崇高的價值，表明科學家可以戰(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后世的影響》中所言：“1919年的日食觀測遠征是一個典范，不僅僅是波普爾所謂認識論層面上的典范，更是政治和道德層面的典范?！?/p>

（作者 吳靖）