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第16章 创立广义相对论(5)

爱因斯坦提出的新的宇宙模型主要有三个概念。一是“静态”。他提出了一个所谓的“宇宙学原理”,认为宇宙间的物质均匀分布,从宇宙的随便什么地方观看宇宙,所看到的宇宙图像都是相同的。就像站在球面上观看球面,不论站在哪一点,看到的球面都是一个模样。爱因斯坦的静态宇宙模型还进一步假定,宇宙空间中的物质不但分布均匀,而且还是静止不动的。不用说,他作这些假设都是从宇宙观的角度讲的。二是“有限”。与“有限”紧密相联的第三个概念是“无边”。这就是说,爱因斯坦的宇宙图景虽是有限却是无边的,所以它也并没有什么“之外”的东西。爱因斯坦的理论根据是物质在空间的分布,会使空间发生弯曲。物质怎样分布,空间就怎样弯曲。物质按某种方式分布,空间就有可能弯曲成一个封闭的区域——有一定的直径,有一定的体积。这就是爱因斯坦的有限无边的宇宙。

好,大科学家爱因斯坦认为宇宙是有限的,消息传到牧师、神父的耳朵里,他们简直高兴得得意忘形了!“什么?宇宙有限?嗯——好极了!”他们满以为这次可捞到了稻草。

罗马教廷学院的天主教哲学家为此发表了长篇大论,对爱因斯坦大加恭维。仿佛宇宙有限,也就一定有边,在其外就只能是天堂,那就是上帝的处所。

对这样的人有什么好说的呢?他们反正总是要利用科学“证明”自己是正确的。对于他们,爱因斯坦作了最好的回敬。他在第一次访问英国的时候,在一次宴席上,他的邻座是坎特伯雷大主教。这位大主教对相对论颇感兴趣,并且指望能从相对论中找到一些对于上帝存在有用的东西。他对爱因斯坦亲切地说:“郝尔丹勋爵对我说,相对论会改变我们的宗教道德观念呢!教授,关于这个问题,你有什么看法呢?”

“别信他,相对论讨论的纯粹是科学问题。”爱因斯坦斩钉截铁地说。

对于宗教,对于形形色色的神秘主义与科学的关系,爱因斯坦的观点向来是很鲜明的。1921年2月,爱因斯坦在柏林收到维也纳一位妇女的来信,她希望知道爱因斯坦是否就灵魂存在与否以及人死后的个人发展情况形成了自己的见解。爱因斯坦在这之前也收到过许多提出与此大同小异问题的信。于是他于1921年2月5日写了一封篇幅较长的信,其中谈到:“我们这个时代的神秘主义倾向表现在所谓的通神学和唯灵论的猖獗之中,而在我看来,这种倾向只不过是一种软弱和混乱的症状而已。”

“我们的内心体验是各种感觉印象的再造和综合,因此,脱离肉体而单独存在的灵魂这种概念,在我看来是愚蠢而没有意义的。”

20世纪50年代初,爱因斯坦收到一封来信,信中摘引了爱因斯坦与一位著名的进化论专家关于智力在宇宙中的地位的论述,两人的观点似乎是抵触的。爱因斯坦为此写的德文回信中有这样的话:“这里的误解是由于德文文章翻译失误造成的,尤其是‘神秘’那个字,我从未说过大自然有什么目的或目标,也从未说过任何可以理解为大自然具有人的特点的话。”

“我在大自然里所发现的只是一种宏伟壮观的结构,对于这种结构现在人们的了解还很不完善,这种结构会使任何一个勤于思考的人感到谦卑。”相反,爱因斯坦倒认为,神秘主义的增长正是一般社会机体衰败和崩溃的时代的特色。

对于那些唯心主义者因宇宙理论所作的别有用心的恭维,爱因斯坦从来都是嗤之以鼻。作为一个自然科学家,爱因斯坦身上自发的唯物主义始终都是居支配地位的。

唯物主义阵营,甚至自称是辩证唯物主义阵营的一些人也对爱因斯坦的“宇宙有限”大为恼火,说它是唯心主义、形而上学。他们提问题的方式和宗教神学也一模一样。“在有限宇宙之外是什么?”“只能是上帝!”不同的只是神学家为此感到高兴,他们则大为恼火。他们根本就没有弄清爱因斯坦的宇宙学理论究竟是什么意思,它是怎么得出来的,就根据“宇宙无限就是辩证唯物主义,宇宙有限就是唯心主义、形而上学”的简单公式赶紧披挂上阵,开展了对爱因斯坦宇宙有限论的声讨和批判。

爱因斯坦是拥护十月革命的。他支持年轻的苏维埃政权并尊敬它的伟大领袖列宁。他在校阅《关于狭义相对论和广义相对论——人人可懂的论述》的第三版的清样时就曾写过:“那种品质的人,像列宁那样的人,是人类的良心!”他对苏联的社会主义建设十分赞赏,认为这是在极为艰难条件下所作的大规模实验。它的成功必将雄辩地证明,现在开始的事业才是正确的。有一次,爱因斯坦还公开称赞苏联的社会主义建设是“伟大的尝试”。对于苏联人民,他总是情谊满怀。20世纪20年代,他在柏林经常与苏联知识分子交往,其中不乏共产党人。1923年,爱因斯坦还参加了刚刚成立的旨在促进德国和苏联各族人民谅解、推动两国文化交流发展的“新俄国朋友会”。爱因斯坦的民主主义的激进倾向使他的同事中的大多数人都认为他实际上是坚定的社会主义者。由于他经常参加被压迫被剥削民众的斗争,具有鲜明的反法西斯军国主义的倾向,人们和他的政敌甚至经常把他当成共产党员。对于来自自己朋友中以科学的辩证唯物主义自诩的苏联理论界的这种做法使他感到特别痛心。作为对1953年苏联哲学和科学家们对爱因斯坦唯心主义观点的批判的答复,他写了这样一首打油诗:

含辛茹苦流汗水。

只为求点滴真理?

真理来自党告示,

傻瓜何苦累半死。

若有勇者存怀疑,

当头一棒作奖励。

傻瓜傻瓜听我言,

乖乖听话是妙计。

爱因斯坦除了真理,他不崇拜、迷信任何别的权威。在他看来,在科学王国里,谁要是以为“有了权就有了真理”,想搞长官意志,这只能暴露出他们愚蠢和可笑。所以他说:“在真理和认识方面,任何以权威自居的人必将在上帝的嬉笑中垮台!”

爱因斯坦的静态、有限、无边的宇宙模型与牛顿的无限宇宙模型一样,他们都是在根据一定数量的观测事实,再按某种理论作一定的外推之后得出的,都是人类认识宇宙过程中的重要阶段。他们的结论虽然至多只能是相对真理,还很可能是错误的,但他们不迷信已有的教条,敢于探索,这都是很可贵的。科学正是由于有了这样的精神才发展的。他们的研究态度和方法也是科学的,是后人可资借鉴的。

事实上,爱因斯坦在提出他的宇宙模型之后过了12年,天文学上有了一次重大的突破,这就是美国著名天文学家哈勒发现,所有的星系,彼此之间的距离都在不断地增大。恒星不“恒”,我们看不到它们的分离运动,是因为它们距离我们太远了。整个宇宙就像一个受了热的肥皂泡,在不停地膨胀。星系就像肥皂泡上的各个点,它们彼此之间的距离也在不停地增大。宇宙在膨胀!这就是说宇宙不是静止的。在哈勒利用大口径望远镜作出这个重要发现之后,爱因斯坦这位世界公认的物理学权威坦然地承认自己的宇宙模型是错误的。这有什么呢?难道大科学家就无权犯错误了吗?或者说犯了错误的人就不伟大了吗?伟大之所以伟大,不仅是由于他作出了别人作不出的巨大贡献,还在于他能实事求是地承认自己的错误,改正自己的错误。

爱因斯坦为了从广义相对论中解出他的静态、有限、无边的宇宙模型,甚至修改了自己心爱的引力场方程——在方程中增加了具有斥力性质的一项,即宇宙项。有人认为引入宇宙项是爱因斯坦一生在科学上犯的最大的错误。

这种说法也许不无道理。但爱因斯坦提出了一个错误的宇宙模型,却引起了一门新的科学——现代宇宙学的诞生。这难道还有什么可奇怪的吗?哥白尼的日心地动说是人类认识史上的一次革命,可他在《天体运行论》中所阐述的那些思想就都那么正确吗?他说包括地球在内的行星都绕着太阳作圆周运动也是正确的吗?这难道妨碍说他揭开了近代天文学的序幕吗?

研究宇宙的整体结构,过去根本没有合适的理论指导。爱因斯坦利用广义相对论来研究宇宙的结构,给了人们一种启示,~种可以利用的科学方法。在爱因斯坦提出宇宙模型之后,又有其他学者提出了许多新的宇宙学理论。随着观测手段的不断发展和完善,理论科学水平的不断提高,现代宇宙学正在蓬勃发展起来。从这个意义上讲,正是爱因斯坦引起了现代宇宙学的诞生。

5.荣誉

自1919年11月6日伦敦皇家学会和天文学会联席会议公布了他们两个观测队的观测结果后,著名的《泰晤士报》发表了题为《宇宙结构》的社论,说:

“关于宇宙结构的科学观念必须改变……最杰出的专家们确信,世世代代以来认为无可置疑的事实,已被有力的证据推翻,需要一种新的宇宙哲学……”

第二天一大早,爱因斯坦的大门就被记者敲响了。第一位记者还没有走,又来了第二个、第三个。从早到晚,记者和来访者络绎不绝,一向安静的书斋,一下子成了闹市。

记者们发回去的谈访、通讯,添枝加叶,大肆渲染。一下子爱因斯坦这位“改变了宇宙结构的科学观念”的学者成了各国报刊杂志的新闻热点,也成了人们谈论的热点。连市场上都出现了“爱因斯坦式”的雪茄,“相对论”牌的香烟,不少商品还印上了爱因斯坦的像。于是,这位照片被登在画报封面上、名字出现在报刊的大标题里的“20世纪的牛顿”——爱因斯坦一时成了全世界几乎无人不晓的人物。以至两个美国大学打赌:从美国发出一封信,信封上只写“欧洲,阿尔伯特·爱因斯坦收”,看能不能寄到?结果信不仅收到了,而且是按时收到的。尽管爱因斯坦把这件事解释为邮局的工作出色。

英国驻柏林大使霍勒斯·朗博尔德爵士曾经向爱因斯坦讲过这样一段经历:他的儿子由学校回家时,有一只脚还没有完全从车上迈下来就迫不及待地问他:“爸爸,你见过爱因斯坦吗?”当这位大使先生不得不承认自己还不曾获得那份荣幸时,孩子惋惜地耸了耸肩,仿佛是说,爸爸你枉费了在柏林的时光。霍勒斯爵士说:“我确实被他的轻蔑弄得羞愧了!”

1927年爱因斯坦把自己的一张照片赠送给一位老朋友内莉亚·沃尔夫,他在照片下面写了这样几行诗:

无论我去到何方,

到处有我的肖像;

在书桌上,在大厅里,

或挂胸前,或悬高墙。

人们的游戏多么新奇,

殷殷恳求:“请您签名”,

不容学者有半点儿推辞,

非要他写下几笔才行。

听着耳畔这阵阵的欢呼,

有时我被弄得稀里糊涂;

偶尔清醒时我竟会怀疑,

真正发疯的莫不是我自己。

在第二次世界大战期间,沃尔夫夫人渡过大西洋来到哈瓦那,以后又去加利福尼亚。当轮船在特立尼达停泊时,一位英国军官盘问了她,并准备检查她的行李,因她持有的是德国护照。

虽然她知道英方不允许旅客携带任何文件或照片,但她还是舍不得丢下爱因斯坦的这张照片。没想到那军官发现这帧照片后立即停止了盘问,并且彬彬有礼地问她是否愿意把照片借给他,他想把照片上的小诗抄录下来,并想把照片给同事们看一看。沃尔夫夫人告诉这位军官他甚至有权扣下这张照片,但他却说第二天开船前一定奉还。第二天,他果然毕恭毕敬地把照片送了回来,也再没有进行盘问或检查行李。由此亦可见爱因斯坦影响之大和人们发自内心的对他的崇敬。

就是在那个宣布爱因斯坦的广义相对论理论得到了证实的历史性会议之后,整个世界立即掀起了一个巨大的“相对论的热潮”。无穷无尽的、各种引人入胜的关于相对论和爱因斯坦的传说在世界各地不胫而走。在美国,一篇不到3000字的有关相对论理论的概要可挣得5000美元的赏金。这就是说,只要懂得相对论,写3个字即可挣5美元。

那时,每当爱因斯坦在柏林讲课,大厅里总是挤得水泄不通,听众常常有上千人。要想知道爱因斯坦教授在哪里作报告,只要看一下这时人们朝哪里奔跑就知道了。听众中还有许多凑热闹的人,尤其是不少外国游客。一位目睹当时情景的人曾作过这样的描述:“报告厅里坐着许多身穿珍贵裘皮大衣的美国、英国阔太太,他们手举望远镜,仔仔细细地端详着这位学者。”报告一结束,这些外国游客冲向黑板,为了抢夺这位红极一时的学者写字留下的粉笔头而争吵不休。他们想把这些东西带回去,珍藏起来留作纪念。

任何事情一“热”起来之后就难免有过火之处:浮夸、拔高,什么都来了。这种情况对于那些虚荣的人来说,正是求之不得的事。而对于实事求是的科学家爱因斯坦本人来说,简直是无法忍受的。他说:“在我看来,个人崇拜是没有道理的。虽然如此,这却仍然成为我所经历过的命运。把公众对我能力和成就的估计同实际情况作个对照,简直怪诞得可笑。意识到这种离奇的情况,就会无法容忍,但有一点却令人感到巨大的欣慰:在这个被大家斥责为物欲主义的时代,居然还把那些一生目标完全放在知识和道德领域中的人看作是英雄,这该是一种可喜的迹象。”科学来不得半点虚伪。真正伟大的科学家、思想家不需要任何修饰和吹嘘,这就是科学家、思想家不同于阶级社会中的政治家之处。这是他们的可爱之处,也是他们受到人类永远铭记的原因。他们总是反对任何不实事求是的吹嘘,反对一切形式的个人崇拜,把它视为庸俗得无法忍受的事。1919年圣诞节,他给苏黎世的朋友亨里希·粲格尔的信也表达了同样的心情和自己对这种情况的态度:“自从出名以来,我变得越来越笨,当然这是一种普遍现象。在一个人同他在其他人心目中的形象之间,至少在同其他人所说的他们心目中的形象之间,确实有着天壤之别。但他却不得不以一种诙谐幽默的心情来接受这一事实。”

每天早班邮差一到,成百上千封要照片、征求签名的信整口袋地递了进来。也有一些是讨论科学问题的。有人请他解释空间怎么会弯曲,有人请他说明宇宙怎么可能是有限的,也有请他说明时间怎么可能拉长或缩短,也有请求帮助的。有的青年没有考上大学,求爱因斯坦帮他到教育部说说情;有的青年发明家的新发明被埋没了,请爱因斯坦在科学院帮他讲两句话……

爱因斯坦想出一个办法:请慈善机关代办要照片和征求亲笔签名的信。谁捐了钱,谁就可以拿到爱因斯坦的照片和亲笔签名。这既满足了来信者的虚荣心,又帮助了穷人,还节省了自己的宝贵时间。对于请求帮助和请教问题的信,爱因斯坦一般都要尽量回复,自己忙不过来,就请埃丽莎的大女儿帮忙。

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