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第15章 创立广义相对论(4)

任何人的思想都有一个形成、变化和发展过程,而且面对不同的情况强调问题的侧重面也都会有所不同,大思想家也不例外。对爱因斯坦这样伟大的思想家、划时代的科学家,人们都很重视他是怎样谈论如何进行创造性劳动的,这是很好理解的。有的学者不是忠实地、完整地介绍他这方面的思想,也不是把有关沦述放到提出它的背景中,放到他的思想整体中去阐述,甚至在曲解了他的原意一一如把直觉理解为感觉,甚至是具有神秘色彩的东西,把想像等同于无根据的自由构想——孤立地引用,片面地强调他关于“我相信直觉和灵感”,“想像力比知识更重要,因为知道是有限的,而想像力概括着世界上的一切,推动着进步,并且是知识进化的源泉。严格地说,想像力是科学研究中的实在因素”,等等,我认为这种做法是极不严肃的,对读者只能产生误导。

爱因斯坦没有能亲自参加英国科学家宣布观测结果的盛会。就在这次有纪念意义的聚会的第二天,《泰晤士报》的一个记者赶到柏林,请他写几句话来解释他的理论。他很高兴有这个机会就相对论讲几句话。在由于战争,学术界人士之间的国际交流可悲地中断了之后,他说道:“为了一个在战争时期在你们的敌国完成并发表的理论,你们优秀的科学家耗费了很多的时间和精力,你们的科学机关也花费了大量金钱,这完全符合你们国家中科学工作的伟大而光荣的传统。”爱因斯坦还近乎歉意地强调了他个人对英国物理学家和天文学家们的感激之情:“要是没有英国同事们的这一工作,也许我就难以在我活着的时候看到我的理论的最重要的含义会得到验证。”不过在这篇文章中,他也没有忘记以他独特的幽默感发泄一下他一直隐藏在心灵深处的一种苦涩:“今天我在德国被称为‘德国的学者’,而在英国则被称为‘瑞士的犹太人’。要是我命中注定将被描写成为一个最讨厌的家伙,那么就倒过来了,对于德国人来说,我就变成了‘瑞士的犹太人’,而对于英国人来说,我却变成了‘德国的学者’。”《泰晤士报》的读者当时似乎没有认识到这个笑话的含义。

任何人都会对自己的成功感到高兴,爱因斯坦当然也不例外,何况这是对他的理论的最重要的验证。在他的自述中,有一段是回顾那个重要时刻的。他这样写道:“牛顿啊,请原谅我!你所发现的道路,在你那个时期,是一位具有最高思维能力和创造力的人所能发现的惟一的道路,你所创造的概念,甚至今天仍然指导着我们的物理学思想,虽然我们现在知道,如果要更加深入地理解各种联系,那就必须用另外一些离直接经验领域较远的概念来代表这些概念。”

然而,任何真正伟大的人物都不会老是陶醉在自己已取得的成就上。埃丽莎还清楚地记得爱因斯坦收到第一批英国远征队寄来的照片时的情景,他以吃惊的表情看着、看着,很快就高兴起来,“太妙了,简直妙不可言!”当他把这解释给埃丽莎听时,她低声说:“阿尔伯特,这肯定使你非常高兴!”爱因斯坦这时双眼仍在死死盯着那张照片,大声说:“这确实使我高兴极了!”埃丽莎还以为他是在为自己取得的巨大成功而高兴。其实,使他高兴的是照片的质量,因为他马上补充道:“我从没有想到当今的照相技术达到了这样完美的水平。”因为,理论迟早总会得到证实,对此爱因斯坦从来都是深信不疑的。早在1915年11月28日,他在给阿诺尔德·索末菲写信报告自己已创立了广义相对论,对此索末菲还有些怀疑。为此,他在1916年2月8日给索末菲的明信片上就写道:“只要你研究一下广义相对论,你一定会信服它。因此,我不用发表一个字为其辩护了。”他还不止一次地对来访者说过:“我没有期待过其他的结果!”“说到理论,那我还要对您说一遍,我没有期待过其他的结果。我相信这个理论的预测是终究会证实的,就像我确信今天是星期二而不是星期五一样……那天夜晚——那是10月23日,当时我在莱顿——当海尔茨·施普尤格教授把他接到爱丁顿告诉他这个发现的信交给我的时候,我对他说的也是我方才对你说的话——我没有期待过其他的结果!我只为我能活着听到这个消息而感谢命运。”

战争时期作为反潮流战士、和平主义者的孤寂和愤怒的心情需要得到抚慰,由于战争造成的生活必需品的极度匮乏需要有人帮助克服,整天沉溺于科学领域的紧张探险的人,需要有一个温暖的港湾好好休整以利再战。在那特殊的岁月里,如果爱因斯坦始终一个人生活在普鲁士的首都,也许很难维持平静的生活,至少广义相对论的研究进展还要更不顺利。爱因斯坦的堂妹埃丽莎是一位具有标致的仪表、高雅的天性、生动的表情、极富魅力的中年妇女。他们常常互相探视,共同回忆许多事情,有关于他们自己小时候的,也有关于他们长辈的,讲的是家乡风趣的语言和流传的谚语、格言,他们彼此交换着理解的眼神,就像老朋友一样。埃丽莎的性格无比温柔,她特别善解人意,对堂兄的照顾和关心无微不至。特别是1917年爱因斯坦得病时,埃丽莎整天守在爱因斯坦的身旁。他静静地躺在病床上,她坐在他的身旁边为他织毛衣,边给他讲柏林的各种新闻,有时也给他读读诗、小说和报纸。她那带儿音的故乡方言很重的述说,就像涓涓细流默默地滋润着他的心田……

埃丽莎对爱因斯坦太了解了:他喜欢吃什么东西,穿什么衣服,做什么事情,最讨厌什么……一切她都了如指掌。埃丽莎把爱因斯坦的生活安排得井井有条,甚至连爱因斯坦每天抽多少烟她都给准备好了,以便让他能专心致志地从事科学研究。埃丽莎处处保护他,以便使这个“不谙世事”的大孩子不受这个充满敌意的世界的侵犯,就像后来支持他反抗那些别有用心的人的攻击那样。共同的生活把两颗孤寂的灵魂紧密地结合在一起。

1919年初,爱因斯坦与已分居了5年的米列娃办妥了离婚手续。米列娃不能使爱因斯坦有一个安静、温暖、幸福的家庭,但是她懂得爱因斯坦的价值。他们是友好地分手的。离婚后,爱因斯坦对前妻和两个孩子仍一如既往地关心、照顾。后来他由于光量子问题的研究而获诺贝尔物理学奖。爱因斯坦把全部奖金给了米列娃和两个孩子。他们也多次到柏林看望爱因斯坦。

同年,爱因斯坦与当时守寡的堂妹埃丽莎结了婚。从此构成了他一生惟一永久的个人关系,而且这种关系在他以后的生活中始终处于支配地位。埃丽莎不是物理学家,并不分担爱因斯坦的科学研究工作。青年时期爱因斯坦曾把这种希望寄托在米列娃身上,可是后来落空了。埃丽莎凭着她敏捷的才智也许能看到自己丈夫生活的世界,但她谨慎地回避了这一切。对此爱因斯坦十分满意,并对她一直怀有感激之情。

爱因斯坦再婚后的生活是十分幸福的。每当爱因斯坦遇到不随心的事,埃丽莎就耐心地开导、劝慰,说一些幽默的话,尽量使丈夫生活得轻松愉快;他们有时也带着孩子到郊外的森林中玩一天,在那里野餐、散步。爱因斯坦常常与助手关在屋子里一干就是很多小时,每当他眼里闪着光芒出现在烟雾缭绕的门口时,埃丽莎就会像唤醒一个梦游者那样慢慢把丈夫引到现实中来。她能使他逐渐注意起周围的人和盘中的食物。有一天,在消遣时,埃丽莎问丈夫:“人们都在谈论你的研究工作,他们一直在向我打听关于你的新闻。我说我一点也不知道时,你不知道我有多傻了,你能只给我讲一点点吗?”

“是的,这肯定会使你不痛快。”爱因斯坦说。他想了一会儿后又温柔地笑起来。埃丽莎用她那双茫然、宁静的眼睛盯着他。他以一种显然很认真的态度开始讲了:“嗯……”但他很快又停了下来,然后兴奋起来:“这样,如果有人问你,你就告诉他们你全部都知道,只不过你不能告诉他们,因为这是重要的秘密。”他为自己发现了这样一种解释洋洋得意。

埃丽莎具有敏锐的观察能力,天性善良、待人宽容,她为丈夫避免无谓的干扰,不声不响地妥善地处理了不知多少作为名人难免要碰到的各种意想不到的事情。

更重要的是,埃丽莎极富幽默感。这种幽默感帮助他们战胜了生活中不知多少大大小小的困难。有些在别人遇到了可能会烦恼得要死的事,她却可能大笑起来,用笑声赶走笼罩在心头的抑郁。她有时还用不算过分夸张的方法模仿丈夫和周围的人的言谈举止,而且模仿得惟妙惟肖。每当这些时期,爱因斯坦总是第一个开心地大笑起来。

广义相对论的关键性部分的研究成果爱因斯坦正是在这种条件下——大环境是炮火连天、战争狂热,小环境是柔性似水、情意绵绵;科研工作高度紧张、辛苦,家庭日常生活特别轻松愉快——作出的。

最难能可贵的是,埃丽莎充分认识到作为伟大思想家和科学家的爱因斯坦对人类无可替代的巨大作用。她始终全心全意地爱自己亲爱的丈夫胜过了爱自己。为保持丈夫免遭生活的拖累和任何攻击,并为他建立起一个极其安静的环境,她总是准备随时献出自己的一切。她对自己的丈夫就像对招人疼爱的与众不同的大孩子一样,始终充满了伴侣、妻子和母亲的最温柔的感情。正是埃丽莎这种崇高、深沉、伟大的爱,在爱因斯坦以后漫长的人生道路上,不仅使他在紧张、繁重的劳动之余得到温暖和慰藉,还使他在许多意想不到的打击下变得坚强,增强了战斗的勇气。

4.现代宇宙学的诞生

1917年,饥馑无情地肆虐着处于战乱中的德国首都柏林。像爱因斯坦这样不担任军事工作的院士和教授只能靠领取已经削减过的口粮生活。年初,阿诺德·宋梅尔费德去看望爱因斯坦,发现他变得苍白而消瘦。这座位于柏林阔人住宅区的寓所连火也没有生,屋里潮湿而阴冷。主人正一个人裹着一件补过的旧晨衣坐在桌子跟前吸着烟斗。可是客人立即发现烟斗里是空的,原来主人早就一点烟草也没有了。

“您现在在干什么呢?”宋梅尔费德问。

“在看一本《关于狭义相对论和广义相对论》的通俗读物的校样。”爱因斯坦告诉客人。菲维格出版社请他为一般人写一点关于相对性原理的东西,他很乐意地接受了这个建议。然而他怀疑现在——在这兵荒马乱的年代是否有人喜欢读相对性原理这样的书。说着,他把书的清样递给了宋梅尔费德。

宋梅尔费德翻一会书的校样,请作者注意那本书的副题——“人人可懂的论述”。

“这里要是写上‘人人不懂的论述’反倒更正确点!”爱因斯坦高声接着说,他在这次谈话中头一次高兴起来。

总的说来,爱因斯坦一生都不太喜欢写书,而更愿意以短小精悍的论文的形式把自己在科学上的新发现和创造发表出去。在他,能用一句话表达清楚的东西,绝不用两句话。他更乐意把发表的研究成果敛到一起的工作让对此有兴趣的人去做。伟大的思想家和科学天才独具的特点就表现在:他感兴趣的是科学的基础——支配一切发生于世界中的东西的普遍原理,而不是什么个人的知名度和私利。他的每篇东西都有自己独到的发现和个性,他从不写那种拼拼凑凑,除了浪费纸张、浪费自己和别人的时间而不会有别的意义的东西。所以,他一生发表、出版的东西是很少的。1924年,他写给索洛文的信很好地对此作了解释:“对我来说,对科学的兴趣限于研究原则性的东西,最好用这一点来解释我的活动的特点。我发表的东西这样少,原因就在于上述情况:认识原则性的东西的强烈愿望,导致了把大部分时间耗费在无结果的努力之中。”

“最近您还发表过什么作品?”宋梅尔费德接着问道。

“一篇把引力理论的观念应用到整个宇宙结构上去的研究,”爱因斯坦回答说,“文章的题目是《有关广义相对论的一些宇宙学方面的思考》。”

就在德国可怕的屠杀还在进行的时候,在物质生活极度困难的条件下,在广义相对论创立后仅一年,爱因斯坦又在对新的领域的探索中提出了自己独特的新看法!

“把引力理论的观念应用到整个宇宙结构上去的研究”,即根据广义相对论的原理,研究宇宙应该是什么样的?

宇宙到底是什么样的?在人类居住的地球之外还有些什么?这是一个与人类历史同样古老的问题。那深邃辽阔的苍穹,那闪烁着神秘光辉的星空,隐藏着多少诱人的奥秘,引起过多少诗人的遐想、圣哲们的沉思啊!牛郎织女鹊桥相会的神话宇宙,天堂、地狱、上帝造人的宗教宇宙,有限无限的哲学宇宙,不同的人给出了形形色色的宇宙图景。然而,最有权利谈论宇宙的还是那些踏踏实实研究宇宙的人;是那些彻夜不眠,把望远镜指向茫茫太空的天文学家;是那些在实验室里、在伏案计算中度过日日夜夜的科学家。当时的世界科学界所认为的宇宙是一种什么样子呢?

当时在世界科学界占主导地位的看法,也就是今天一般人心目中的宇宙形象。这是经过哥白尼、开普勒、伽利略等先驱者们的开拓工作,由牛顿以他的力学体系为根据建立起来的宇宙图像,这一图像彻底打破了以地球为中心的有限宇宙论,建立起了一种无限宇宙观——宇宙是无限的,无限多的天体中包含着无穷大的质量,大致均匀地散布在无穷大的宇宙空间中。

其实,牛顿的这种无限的宇宙模型是没有经过理论和实践的充分证明的,它不过是一种设想,一种推论罢了。而且这一模型与牛顿力学之间存在着不可克服的矛盾:既然无限大的空间中均匀地散布着无限多的天体,那么这无限多天体的无穷大质量就将使宇宙间的每一点上的引力场强度无限大,这显然是不符合实际的。爱因斯坦着手宇宙学的研究正是由于看出了牛顿无限宇宙模型同他的力学理论之间的深刻矛盾。

爱因斯坦通过对这一深刻的内在矛盾的分析,根据广义相对论空间时间弯曲的观念,提出了一个有限无边的静态宇宙模型,他关于这一问题的思想就反映在他1917年发表于《普鲁士科学院会议报告》中的前面已提到的论文中。

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