英费尔德回国了,瓦连丁·巴尔格曼(在1938—1943年)又来了。在他之后是恩斯特·施特劳斯(在1944—1947年),接替恩斯特·施特劳斯的是约翰·凯曼尼(在1948—1949年),这之后是罗贝尔·克莱赫曼(在1950年)和布鲁里亚·考夫曼(在1951—1955年),学生兼助手换了一个又一个,爱因斯坦直到自己生命的终点始终在统一场论的研究方面未能获得自己满意的结果,但也始终未放弃自己的目标。
1955年3月,即在他逝世的一个月前,爱因斯坦在为纪念他的母校苏黎世联邦工业大学成立100周年而写的回忆录——《自述片断》中就说:“自从引力理论这项工作结束以来,到现在40年过去了。这些岁月我几乎用来为了从引力理论推广到一个可以构成整个物理学基础的场论而绞尽脑汁。有许多人向着同一个目标工作着。许多充满希望的推广,我后来一个一个放弃了。但是最近10年终于找到一个在我看来是自然而又富有希望的理论。不过,我还是不能确信,我自己是否应当认为这个理论在物理学上是极有价值的,这是由于这个理论是以目前还不能克服的数学困难为基础的,而这种困难凡是应用任何非线性场论都会出现。此外,看来完全值得怀疑的是,一种场论是否能够解释物质的原子结构和辐射以及量子现象。大多数物理学家都是不假思索地用一个有把握的‘否’字来回答,因为他们相信,量子问题在原则上要用另一类方法来解决。”然而,爱因斯坦从来就是敢于怀疑“完全值得怀疑的”事。他坚信自己的方向没有错,目标是可以达到的。他要判断粒子的运动状态,不仅要知道它在给定时刻的位置,而且要知道时间对于它的坐标的导数、粒子的速度。他在《理论物理学基础的考查》一文的最后写道:
“有些物理学家,包括我自己在内,不能相信,我们必须实际地放弃那种在空间和时间里直接表示物理实在的想法;或者我们必须接受这样的观点,说自然界中的事物是像碰运气的赌博那样。对于每个人,他所能选择的奋斗方向是宽广的;而且每个人也都可以从莱辛的这样一句精辟的名言里得到安慰:对真理的追求要比对真理的占有更为可贵。”
“对真理的追求比对真理的占有更为可贵”,爱因斯坦多次强调这一思想。这是他身体力行的人生信条,也是他为统一场论苦苦奋斗了40年仍毫不动摇的原因。像爱因斯坦这样伟大的科学家还加上许多年轻的才智出众的助手搞了整整40年都未能得到满意的结果,这是人类科学史上一幕多么感人的大悲剧!而通过这一悲剧又可看出悲剧的主人公的人格是多么的高尚和伟大!
2. E=mc2的悲剧
合理的科学理想同合理的社会理想必然是紧密联系在一起的。爱因斯坦生活的主旋律自然是科学研究,这在他的后半生主要表现为对统一场论的不懈探索。而且为了能集中精力攻克这一科学难关,他也尽可能地回避各种干扰。但对宇宙和谐的强烈追求必然导致“对社会正义的强烈兴趣和社会责任感”。事实也正是这样,就是在他紧张、繁重的科学研究中,也从来没有忘记关心世界形势的发展,为反对一切反动势力,追求一种合乎理性的社会制度而奋斗。面对日益深化的世界形势,他充满了对人类命运的焦虑和担忧,表现出对人类幸福的坚定的、感人的关怀,尽管这并不表现他全心全意地献身给自己的地区、国家、朋友、亲人和家庭,相反,他还表现为要摆脱这些关系和与外界隔绝的意向。他到普林斯顿后,很少和人交往,也很少在公众场合露面,过的几乎是一种隐居生活。为此还引起了一则笑话。一位英国学生于1946年7月10日从南非开普敦给爱因斯坦寄来一封天真可爱的长信,其中讲道:“我给您写信,是想弄清楚您实际上还在不在世。”
爱因斯坦生活的全部表现——如他努力研究科学,思考各种社会问题,生活历来都很随便、节俭,包括他向往孤独,总想摆脱各种具体的人和事等,都有一个统一的、最深刻的根源——这就是要促进社会进步和人类的解放。“人只有献身于社会,才能找出那实际上是短暂而有风险的生命的意义。”这是他的认识,也是他光辉一生的写照。在很多人都认为不可能有什么结果,一些人甚至是在等着看笑话的情况下,他仍毫不动摇地坚持探索统一场论。这正是由于认识到,如果能有所突破,将可以为人类提供一种认识自然界的伟大工具。他在《我的世界观》一文中就曾明确谈到他之所以拼命工作的原因:“我每天无数次地提醒自己,我的外部和内部的生活都依赖于我的同时代人和我们先辈的劳动,我必须尽力以同样的分量来报偿我正在领受和将要领受的东西。我深感必须俭朴,并且时常痛心地发觉自己占有了比需要更多的我的同胞的劳动产品。”
正是基于这样的人生观,他的一生就是创造、斗争、奉献!是对社会进步的期盼!正是出于这样的思想,当1938年10月的某天,罗斯福总统从华盛顿打电话给他,说在纽约东北部正在为第二年开国际博览会修建展览馆,他们想请一些杰出人物尽可能简明扼要地把当时的思想和感情写出来埋到地基下,待5000年以后让人们取出来看。总统请爱因斯坦写一个100单词左右的东西时,他是这样写的:
我们的时代富于创造思想。我们的发现本应该可以大大地使我们的生活轻松愉快。我们利用电能横渡大洋。我们使用电能来减轻人类繁重的体力劳动。我们学会了飞行,我们利用电波很容易地把消息发到全球各处去。
但是,虽然有着这一切,我们的商品的生产和分配是完全无组织的。人们必须生活在忧虑中,担心被人从经济生活中抛出,失去一切。除此之外,生活在不同国家中的人们每隔一个长短不等的时间就要进行互相杀戮,因此,每一个想到未来的人必然都生活在经常的忧恐中。
我相信,我们的后人将怀着一种理所当然的优越感读上面这几行文字吧。
阿尔伯特·爱因斯坦
1938年8月10日
在这里,除了对人类理性的信心,还表达了对不合理的制度的不满和对战争的厌恶。作者对人类命运的深切关注跃然纸上。
希特勒上台之后,对犹太人的迫害更疯狂了。当时爱因斯坦就确信,纳粹机器一旦建立起来就会发动战争。可是由于领导人的自信和愚昧,也可能是由于第三帝国的欺骗宣传,有些国家对德国法西斯采取绥靖政策,对于武装冲突的严重性缺乏准备。自希特勒夺权之后,除了统一场论,一直萦绕在爱因斯坦心头的另一个重大问题就是“怎样从灾难中拯救欧洲”。他在写这封《致后人书》时,西班牙的战争已经爆发。当时他已认识到,不干预政策只适用于民主中立的国家,对法西斯主义侵略别人也采取不干预政策,实际上鼓励了法西斯主义并使它有可能取得胜利,他对“面对南方来的威胁”,法国所表现出来的软弱十分苦恼和忧伤。同时,他也主张处于法西斯统治下的人民团结起来,作坚决的斗争。他认识到,在集权主义国家,拒绝战斗将意味着殉难和死亡,尽管这种反抗有可能仅仅是遭到迅速镇压的无数的个人反叛。他的这些思想遭到了美国的国家主义者们的谴责,说他要把美国拖进战争。特别是那些以爱国者自居的妇女,担心美国政府听爱因斯坦的话,出来制止侵略战争,她们的儿子就可能要去冒死亡的危险。
这时,他对资本主义制度也有了新的认识,认为对人的虐待是“资本主义最坏的东西”。“伴随它的竞争制度是对成功的崇拜,而不是对道德和人类社会有关事物,对人所具有的价值的推崇。这种倾向支配着一切出版物,在教育上也是如此。”“残酷的经济斗争产生的道德沦丧”被这种崇拜激起,并进一步加剧了这一浩劫。因此,他后来甚至在美国杂志上发表了题为《为什么要社会主义》的文章(1949年)。这些看法现在看来虽不无偏颇,但基本上是符合当时情况的。这主要是对竞争推动社会进步的意义看得不够,无竞争使社会缺乏生气和活力在当时暴露得尚不充分。
当时,法西斯主义已对文明世界构成了可怕的威胁。整个人类社会处于一种极度的危险之中。每个有头脑的人都感到,人生是一种冒险,生命必须无休止地从死亡手中去夺取。因此,爱因斯坦满心都是对世界形势发展的焦虑,对人类命运的担忧。为此,尽管他忙于统一场论的研究,在普林斯顿高等研究所的工作室里,除了接待科学界的朋友外,还接待了无数在世界上有影响的思想界、文艺界和政界知名人士,其中有曾在柏林看过他的印度诗人、哲学家泰戈尔,印度总理尼赫鲁及其女儿英·甘地,伟大的人道主义者施维策尔和英国著名哲学家罗素。
罗素于1943年迁居普林斯顿,他曾谈到爱因斯坦为使人们免遭苦难而要做些什么不可遏止的要求:“我认为,爱因斯坦的学问和提琴给他带来了很大的幸福,而他对人们的深切同情和对他们命运的关怀又使他预先避免了对他这样的人的不应有的失望。”
罗素发现了爱因斯坦的一个主要特征,即他的社会思想是根据他心理上和道德上的特征而来的,就其实质而言,它们就是对所有的人的幸福和自由的某种不断的追求,对人的个性的独立价值的始终不渝的承认。他在谈到与爱因斯坦的直接交往时说道:“同爱因斯坦交往可以得到异乎寻常的满足。他虽然很有天才,满载荣誉,却保持着绝对的朴实,没有丝毫的优越感……他不仅是一个伟大的科学家,而且还是一个伟大的人。”
他是他那个时代科学智慧的结晶,同时也是他那个最悲惨的时代的良心,是善的化身。
能表明爱因斯坦的最深刻的人道主义精神的,莫过于他对原子能的态度。
1905年,他公布了他的质能关系式E=me2。这里的c代表光速,大约每秒30万公里;E是静止物体的隐含的能量,m是它的质量。这就是说,任何质量m都潜在地包含着它乘以巨大光速的平方这样一个巨大数量的能量。
有人问爱因斯坦,既然物质都潜在地包含着如此巨大的能量,人们在这之前为什么没有注意到它呢?回答十分简单,爱因斯坦说:“能量除非被释放出来,否则就不可能被观察到。”他还进一步以一个生动的比喻来说明:“好比一个非常有钱的人,他从来不花一分钱,那就没有谁能说出他究竟有没有钱。”
爱因斯坦的质能关系式从理论上揭示了具有巨大能量的原子能释放的可能性。这一天才思想把人们的想像力激发了起来。很多人都想把这一理论变成现实。我们在前面已经提到,1921年初,他在布拉格作相对论报告之后,就接待过这样一位年轻人,他声称自己发明了一种绝妙的机器,能把物质中亿万个原子所蕴藏的能量统统释放出来。这个青年当时实际上当然是没有真正做到这一点。其实早在第一次世界大战前,就有人根据爱因斯坦的科学发现,发表过一篇预言小说。小说描述了一颗原子弹落在巴黎后产生巨大毁坏的情景。
在发生放射性蜕变过程中,每个单位质量就能释放出像爱因斯坦关系式中所讲的那么大的能量。这就是一个质量为m的原子分裂为质量各为m’和m”的两原子,它们分开时各自带有巨大的动能。而根据相对性原理,蜕变产物的质量总和m’+m,,则比蜕变原子的原来质量m少些。质量的这种减少正好与能量的释放相对应,排出的能量等于减少的质量乘以光速的平方。根据这一相对论的结论还可以推断,在最重的核发生分裂反应时和最轻的核进行聚合反应时,都能释放出大量的能量。这就像爱因斯坦所说的:“原子m是个有钱的守财奴,他在一生中不让出一分钱(能量)。但是在他的遗嘱中,他把他的财产留给他的两个儿子m’和m”,条件是要他们给公家少量的钱,其数量少于全部遗产(能量或者质量)的千分之一。两个儿子共有的钱比父亲要少些(质量m’+m”的和比放射性原子的质量m稍给公家的部分虽然比较小,但也已经是非常之大了(作为动能来看),以致带来了一种最严重的祸害威胁。避免这种威胁已成为我们这个时代最迫切的问题。”
根据爱因斯坦的质能关系式和放射性现象,1935年,约里奥·居里在诺贝尔奖授奖仪式上作演说时就宣称,就科学所获得的不断前进的力量来说,我们应当认为,靠意志去建立和分裂元素的研究人员,将能够实现爆炸性的嬗变——真正的化学链式反应,并且,将会发生巨大的能够利用的能量的释放。
理论上是这样讲,但事实上是在特殊的时代背景下通过许多人的紧张的努力才变成现实的。
1937年1月17日那天早晨,爱因斯坦像往常一样,先浏览艾伦·杜卡斯事先给他整理、筛选好了的邮件。在一大堆信函中他发现了一本杂志——他一看就知道这是柏林出版的《自然科学》。他撕开透明的封皮,心不在焉地浏览着目录。突然其中一篇文章引起了他的高度注意:哈恩和施特拉斯曼合著的《论铀在中子轰击下所形成的碱土金属的认定及其行为》。他早在柏林时就知道,哈恩是著名的化学家、实验物理学家,有趣的是,哈恩还是“威廉皇家学会”所属物理研究所的所长,爱因斯坦也曾在这个学会里当过所长。哈恩和施特拉斯曼公布了一个奇特的实验结果:被中子轰击过的铀中出现了镭。铀是门捷列夫周期表中第92号元素,而镭是第88号元素。这究竟是怎么回事呢?其实,这种实验结果,伊琳·居里和她的助手在1938年秋就发现了,不过当时他们在被轰击后的铀中发现的是门捷列夫周期表中的镧,92与S7,而且爱因斯坦知道,就是哈恩作出的这一实验结果,不单是他和斯特拉斯曼,其中还有与哈恩在一起工作了20年的、被爱因斯坦称为我们时代的“居里夫人”的奥地利的女科学家莉莎·迈特纳。“为什么没有署莉莎·迈特纳的名字,她到哪儿去了呢?从铀中轰击出镭,这是怎么回事呢?这一实验将会引起怎样的后果啊……”
爱因斯坦很快知道了,正是她,这位杰出的女科学家,在这件事情上,做出了许多别人无法替代的工作。