星光弯曲1919——八飞说老爱之七

冯八飞

星光弯曲1919
——八飞说老爱之七

冯八飞

冯八飞，对外经贸大学外语学院德语系教授、北京外国语大学博士、柏林洪堡大学博士后、洪堡大学语言与语言学系博导、德国语言研究院国际科学家委员会委员、中国认知语言学会常务理事，曾出版《沉浮莱茵河》《永远的白玫瑰》《大师的小样》等作品。

在“爱因斯坦”这一场史上最精彩科学大事件中，有三个最重要的时间点，一个是1905年，这一年他在德国莱比锡《物理学刊》发表五篇论文，狭义相对论横空出世，这一年从此被物理学史定名“奇迹年”。第二个是1915年，这年11月爱因斯坦向普鲁士科学院提交四个科学报告，广义相对论诞生柏林。

最后一个重要的年份，就是1919年。

那么，1919年到底发生了什么事儿，以至于它能名列爱因斯坦科学生命三大里程碑呢？

是因为那年爱因斯坦遇到一个人。

爱因斯坦遇到这个人，但其实并未遇到他。

这个人名叫爱丁顿。

1919年，“奇迹年”已过去14年，爱因斯坦作为科学新星在国际顶尖物理学舞台崭露头角。然而，他成为人类最伟大的物理学天才的那一夜仍未到来。爱因斯坦的远见卓识领先他的时代如此之远，以至于连他的拥护者也无法凭当时的科技来证明相对论。事实上，直到今天，全世界顶尖科学家还在孜孜不倦地求证相对论，或者试图证伪。1955年，德国物理学家、量子力学奠基人之一玻恩曾说：“过去和现在，我都认为广义相对论是人类认识大自然的最伟大成果，它令人惊叹地一统哲学的深奥、物理的直观和数学的技艺。”

啥子是物理？

物理是人类最古老的科学之一，它源于人类对于地球和太空的无限惊叹和夺命探索。可是，大部分人不知道，物理学可以分为实验物理学与理论物理学。

绝大部分物理学家都是实验物理学家，如伽利略、发现电磁感应定律的法拉第、用实验证明电磁场磁感线的赫兹、发现中子的查德威克、发现氢气的卡文迪许、发现能量守恒定律的焦耳、提出分子电流学说的安培和发现欧姆定律的欧姆，等等。

理论物理学不同，它完全是理论，刚提出来时跟科幻小说差不多，提出后只能静待后世通过实验验证，有时实在找不到验证的方法，于是就一直是一种理论。比如宇宙大爆炸理论，现在算宇宙产生的主流理论，大家都比较同意，但其实到今天还没找到直接证据，因为根本造不出这么大的实验室来重现宇宙大爆炸。这个理论只是根据宇宙加速度膨胀的观测结果推论出来的猜测。

实验物理学家一般看不起理论物理学家，觉得他们提出的理论基本上是胡说八道。但从牛顿开始，近代最伟大的物理学家基本上都可以算理论物理学家，如提出电磁场理论的麦克斯韦、提出相对论的爱因斯坦、提出量子理论的玻尔和普朗克，最后是提出虫洞理论的霍金。

理论物理学提出时一般都没有实验证据，都要依靠数学计算来推理，因此数学家格罗斯曼才对爱因斯坦发现广义相对论如此重要。爱因斯坦从不隐讳这一点，1915年他在一封信中说：“目前，我全心全意扑在引力问题上，我确信，依靠这里一位数学好友的帮助，我将克服这些困难。但有一点是肯定的，在我整个一生中，我的工作都不够努力。我现在非常尊重数学，而此前，我简单地认为数学的精妙只是纯粹的奢侈品，与此相比，最初的相对论不过儿戏而已。”

这位数学好友，就是格罗斯曼。

正因为如此，广义相对论刚问世时遭到世界物理学界的集体冷落，都把它看成拼拼凑凑的数学游戏。爱因斯坦本人根本不屑于去验证，因为他知道自己是对的，但为让物理学界信服，他提出了验证广义相对论的三个预言。

这三个预言最后都令人惊讶地成真。

第一个是“水星近日点进动”。这是牛顿力学中的老大难。看官须知，亚里士多德认为星体运行轨道都是圆形。在古希腊哲学中，圆形代表完美和谐，而地球上的运动，例如重物直线下落，在古希腊哲学看来都是不完美的。后来根据布雷赫—开普勒行星轨道运行定律和牛顿运动定律，大家认为行星围绕太阳旋转时其轨道是椭圆，并非圆形。

这个说法很快遇到了不可解决的困难——即水星近日点进动。

太阳系中离太阳最近的星体是水星。法国天文学家勒维里埃经过观测发现水星轨道不是标准椭圆。水星每绕太阳公转一周，这个轨道离太阳最近的那一点（水星近日点）的位置就有微小进动（向太阳方向移动），每100年进动5600.73角秒。金星对水星的引力及其他因素可以解释其中的5557.62角秒，但剩下的43.11角秒却无论如何也找不到解释。这是物理学史上最大的悬案之一，被称为“飘浮在牛顿引力理论上空的一朵乌云”。因为，无法解释这个进动，牛顿万有引力理论就有可能被推翻。那欧洲就没科学啦。

于是，根据牛顿万有引力理论，大家只好假设太阳系还有一颗“火神星”，它的引力导致了水星近日点这43.11角秒的进动。这倒也非闭着眼瞎猜，因为此前的海王星就是这样根据牛顿的万有引力理论找到的。但这一次遇到了问题，无论大家如何努力，这颗火神星始终没找到。

1915年爱因斯坦的论文《论广义相对论》发表在权威刊物《普鲁士科学院学报》。这是爱因斯坦的得意之作，他自诩为“一生最有价值的发现”，还预言“这个理论的魔力将让真正理解它的人终生难忘”。这篇论文的精华是一个方程式，凭它可在限定质量或辐射时得出空间的曲率。爱因斯坦的结论是：“物质决定空间的弯曲，而空间则决定物质的运动。”正是这篇论文提出引力场将导致星光弯曲，而这是爱因斯坦1911年后第二次这样预言。

引力场导致星光弯曲完美解释水星近日点的进动，这意味着爱因斯坦的广义相对论直接KO牛顿的万有引力理论。爱因斯坦的解释是：根本就没有“火神星”！只是因为太阳的存在造成空间弯曲，加上牛顿万有引力理论不够精确，计算轨道出现误差，这才导致了这场漫长的误会。爱因斯坦以他自己的引力场方程式精确地算出水星进动轨道的正确数值，后来科学观测得到的数值与此完全一致。

而且，至今我们也没发现“火神星”。

“水星进动”是广义相对论诞生之后的第一场胜仗，此后大家开始拿广义相对论当回事儿了。

第二个预言是“相对论红移”。我们观测宇宙时，邻近星体发出的光谱线与地球上同类分子产生的光谱线相比，其谱线偏向红端（长波端），因为强引力减少了邻近星体发射出来的光的振动频率，而其波长则相应增大。1920年代天文学家观测天狼星伴星时验证了相对论红移。天狼星伴星与白矮星相似，密度很大，在观测过程中获得的值都与爱因斯坦的计算值相近。同时，还有科学家通过地球引力场中的穆斯鲍尔效应验证了r量子频率改变这一相对性红移，这个观测值也与爱因斯坦给出的理论值完全一致。

相对论红移是广义相对论的第二个胜仗。

第三个预言，也是最重要和最直观的预言，是，爱因斯坦预言宇宙中巨大的星星都会形成引力场，这个引力场会让星星周围的空间弯曲。这同时是广义相对论最著名的预言：空间（即宇宙）是弯曲的。

要证明空间是弯曲的，地球上根本找不到证据，我们只能在太空中去寻找。距离地球最近的最大的星星是太阳。那么，如果广义相对论正确，当遥远外太空的星星发出的光通过太阳旁边时，因为受到太阳引力场的影响，星光会发生微乎其微的弯曲。这是当时人类能获得的证明广义相对论的最直接证据。

完成这个实验的关键在于必须先把太阳挡住，否则，因为太阳光太强，我们根本无法看到掠过太阳边缘的外太空星光。

谁能挡住太阳？看官须知，太阳表面温度6千度，即使有人有这本事能飞过去，也根本飞不拢，因为还没飞拢就被太阳烤得化成一股青烟啦。

那么，什么时候才能把太阳光挡住呢？

日全食！

其实，1907年，还在伯尔尼专利局当公务员的爱因斯坦就发现了等效原理，而这个原理意味着光线会发生弯曲，但当时爱因斯坦认为这个弯曲度太小，根本无法观测。1911年，已经是布拉格德意志大学讲席教授的爱因斯坦发现日全食时能观测到星光掠过太阳边缘时发生的弯曲，而且他已经计算出这个弯曲度是0.87弧秒。

但是，这个计算结果是错误的！

爱因斯坦那时还没明白宇宙是弯曲的,他那时仍相信牛顿力学，而牛顿认为宇宙是平的，这个0.87弧秒正是利用牛顿的万有引力和光微粒说理论计算出来的。这个值现在称为“牛顿值”。1912年，回到苏黎世ETH大学担任教授的爱因斯坦在老朋友格罗斯曼的帮助下终于结识了黎曼几何，黎曼老师通知爱因斯坦：空间是弯的。即使这样，到1914年爱因斯坦仍然没找到正确答案。不过他从未动摇，他写信告诉贝索：“不论日全食观测是否成功，我都坚信整个体系是正确的。”后来爱因斯坦被罗爱莎锁到楼上俩礼拜，突然恍然明白：原来，光线弯曲是因为空间是弯曲的！光线沿着空间传播，因此也是弯曲的。

1915年11月18日，前往柏林担任普鲁士科学院院士的爱因斯坦纠正了自己的错误，他算出日全食时星光掠过太阳边缘的弯曲度应为1.74弧秒。这个值现在被称为“爱因斯坦值”。也就是说，爱因斯坦值是牛顿值的两倍。1915年12月爱因斯坦致信同事奥托·诺曼时谈到光线弯曲时说：“这个结果是所有现象中最有趣最令人惊奇的。”几周后爱因斯坦告诉施瓦西：“（观测）光线弯曲现在是当务之急。”

咱们先前说了，爱因斯坦从小是头“Under⁃dog”（下狗），大学毕业前运气要多糟有多糟。但是，其实人一生的运气都是差不多的，如果你小时候运气很差，通常意味着你长大了之后运气会变好。爱因斯坦是最好的例子，进入物理学研究之后，他的运气变得空前地好起来。在验证光线弯曲时他的运气更是超级好。欧洲历史的几次变故最终保证了他的成功，因为，为验证日全食时星光掠过太阳边缘会弯曲，欧洲人民努力过好几回，可都失败了。1912年一支阿根廷观测队开到巴西准备观测日全食，结果没弄成。1914年8月，由弗劳因德里希率领，由克鲁普资助的德国远征队开到俄罗斯克里米亚准备观察8月21日的日全食，谁知他们刚进入俄罗斯第一次世界大战就爆发了，俄罗斯与德国成为交战国，全体科学家被当作德国间谍抓了起来，直到双方交换战俘时才返回德国，观测之事当然也就胎死腹中。1915年11月18日爱因斯坦发现爱因斯坦值，1916年委内瑞拉日全食，但再次因为战争无法进行观测。1918年6月一个美国人观察到了日全食，但没获得任何结果。

连战争都在帮爱因斯坦，连天都在帮爱因斯坦。幸好早期的这些努力都因故失败，因为此时爱因斯坦预言的光线弯曲值还是牛顿值，如果观测成功将证明爱因斯坦是错的。那他说不定会因此全盘放弃相对论。

1919年的开始对爱因斯坦而言并不愉快，这一年的2月14日，他与分居已久的马蜜娃离婚。

然后，那个伟大的日子，1919年5月29日就来到了。

这个日子之所以伟大，是因为爱因斯坦遇到了爱丁顿。

爱因斯坦遇到了爱丁顿，其实他并没有遇到他。

因为爱丁顿是英国人。

亚瑟·斯坦利·爱丁顿（1882—1944），英国剑桥大学天文台台长。此公也是个妙人。广义相对论发表时《纽约时报》宣布“全世界只有12个人懂广义相对论”，意思是该东东实在曲高和寡。爱因斯坦回应说，世界上可能只有12个人能看懂相对论，但世界上却有几十亿人借此明白了，其实世界上没任何真理是绝对的。后来，《纽约时报》记者报告爱丁顿一个更极端的说法：“地球上只有三个半人理解相对论。”这个说法实在太极端了，因为广义相对论作者——爱因斯坦与格罗斯曼——肯定是懂的。爱丁顿立刻低下了天文台长硕大的脑袋，记者赶紧安慰他说：“您不必如此谦虚。我们都知道您肯定是其中之一。”谁知爱台长立即抬头反驳说：“对不起，我不是谦虚。刚才我是在想另外那半个人到底是谁？”

爱丁顿同时还是英国剑桥大学天文学教授兼英国皇家天文学会权力极大的学术秘书。他与爱因斯坦不一样的地方是，他属于基督教教友会。但与爱因斯坦一样，他也是坚决反战的和平主义者。

爱丁顿验证爱因斯坦的广义相对论，并非顺理成章之事。看官须知，当时正值第一次世界大战，英国和德国是交战国。从国家层面而言，他俩是敌人。

爱丁顿验证相对论的故事非常精彩。看官喝茶，听我从头道来。

故事开始于荷兰。1916年春天，英国皇家天文学会收到寄自中立国荷兰的爱因斯坦的《广义相对论基础》。寄信人是荷兰莱顿大学教授、英国皇家天文学会通讯会员威廉·德·西特。他刚从爱因斯坦那里收到这篇论文，马上转寄剑桥。西特是荷兰著名物理学家兼天文学家，他在第二年找到爱因斯坦方程的另一种解法，得出结果后大吃一惊，因为他发现，他的宇宙观被完全颠覆了。

爱丁顿毫无疑问是个识货的。他一眼就看出这篇论文的划时代意义，马上着手深入研究，同时请西特写三篇文章介绍广义相对论，并很快发表在皇家天文学会会刊上，顿时轰动英国科学界。这可是英国人牛顿发现万有引力定律以来的两个半世纪里，第一次有人向牛顿提出强有力的挑战，而他居然是个德国人！而且看上去牛顿好像有点招架不住这一挑战。

整个英国科学界纷纷要求迅速观测日全食，以证明爱因斯坦是错的！

根据计算，1919年5月29日将发生日全食，而这天刚好能通过太阳附近观测到金牛座的毕宿星团，如果天气晴朗，至少可以照到13颗很亮的星星。此乃天赐爱因斯坦良机：如果星光掠过太阳边缘时确如爱因斯坦预言的那样弯曲了1.74弧秒，牛顿就得脱帽退出历史舞台；如果是0.87弧秒，爱因斯坦就必须亲自去伦敦牛顿墓前赔礼道歉。

当时照相技术还相当原始，要照出这1.74弧秒的弯曲度，跟现在隔十几米照出一根火柴棍同样困难（不许用长焦）。但爱丁顿跟爱因斯坦一样是个咬定真理不松口的，在他强力推动下，英国皇家天文学会决定观测这次日全食。

看官须知，当时德国潜艇封锁英国海岸线，广大英国人民忍饥挨饿，每天都有英军士兵死于德国枪炮，此时花费英国的财力人力去证明一个德国科学家的研究成果，非纯粹的科学家莫办。

但爱丁顿恰恰是这样纯粹的科学家。他与爱因斯坦一样坚持科学无国界，并以自己的热情和执著感动了皇家天文官代逊。这次日全食范围非常广，月球的巨大影子将掠过大西洋两岸。1919年3月初，代逊在格林威治皇家天文台官邸拍板决定派出两支远征队分赴非洲西部的普林西比岛和南美洲巴西的索布拉尔村拍摄日全食。会议快结束时爱丁顿副手开玩笑问代逊：“如果观测到的星光弯曲度既不是0.87弧秒，也不是1.74弧秒，而是3.4弧秒，咋办？”代逊双手一摊说：“那爱丁顿就要发疯了。英国不需要疯子，你就一个人回英国来吧。”

英国虽然贵为海上霸主，但当时的航海技术相当简陋，爱丁顿在海上颠簸到4月23日才赶到普林西比岛，然后架设望远镜、选择角度、试拍照片，忙作一团，等待宇宙宣判爱因斯坦。

5月29日终于到了，可一清早就下起了倾盆大雨。爱丁顿只好呆坐帐篷望天骂娘：这要是拍不到，两年多的筹备就算泡汤，大笔银子就会化成水流走了。当时英国是世界第一强国，所以老天爷听到英国人骂娘都比较给面子，到中午，雨居然停了，可阴云却不散，中午一点半还看不见太阳。眼看月球已经准时来到地球和太阳中间，可太阳呢？天文观测不像吃瓜子，吃到一个臭的吐了再吃一个就好了。天文观测失败就得等下一次，而下一次可能得好几年，而且很可能只有北极才能看得见，那你就得去北极！还得再花好大一笔银子。如果这次观测失败，下次政府给不给钱还另说着呢！所以，爱丁顿决心死马当作活马医，有云也拍。恰好此时云薄了些，天空立刻暗下来，显示日全食开始。爱丁顿抓住机会，一声令下，“启动节拍器，开始拍照”。

月亮遮住太阳，太阳变成一个大黑球，外圈却像烧红的煤球一样向外喷吐着长长的火舌，而在太阳背后遥远的外太空，毕宿星团的几颗星星正调皮地向所有人挤眉弄眼。大家屏住呼吸，只听见拍照的“咔嚓”声和照相师手忙脚乱换底片的声音。当时没有电子相机，每拍一张照片都要另换一次巨大的底片暗匣，等节拍器报完302秒日全食时间，太阳重新普照大地，总共才拍了16张照片。然后，观测队不能下岛，得等入夜后再次拍下毕宿星团的照片，然后用这张照片与日全食照片对比，才能确认日全食时发出的星光是否发生了弯曲。

爱丁顿实在等不及回到伦敦，他在普林西比岛上就开始冲洗。当时没有3D打印机，想看照片得用几种药液依次冲洗底片，十分复杂，每夜只能冲洗两张。冲出一张来，一看，只有太阳和月球的影子，旁边根本看不见星星。不是没有星星，而是被云遮住了。第二张、第三张、第四张，都是这样。每洗出一张照片，爱丁顿的心就下沉一格……直到最后一张照片，底片上出现了清晰的星星。爱丁顿的心脏呼一家伙猛然跳到最高格：他手里拿着的，可是宇宙的秘密啊。空间是否弯曲，宇宙是否有限无边，这些关乎宇宙存在的惊天秘密，都在他手中的这张底片上！他哆嗦着把这张底片与入夜后拍摄的星光底片重叠起来放在装有照明灯的乳白色玻璃上，弯下腰去看。腰还没彻底弯下去，爱丁顿已经看到了：太阳周围的那十几颗星星发出的光，确实都向外偏转了！人类历史最大的彩票开出了中奖号码：星光居然真的像爱因斯坦预言的那样弯曲了。

空间确实弯曲，宇宙真可能有限！

爱丁顿不知道，他拍摄成功之后四天，爱因斯坦跟罗爱莎在柏林结为夫妻，这等于是他送爱因斯坦的结婚礼物。有趣的是爱因斯坦并不领他的情，因为在婚礼上的爱因斯坦并不知道自己的伟大预言已经成真。

生命，就是这样。伟大的历史事件发生时当事者经常并不知道。

爱丁顿不需要发疯了，因为他得去当英国最有名的相对论专家。他率领全团人马回到英国时，去南美洲索布拉尔的拍摄队也回来了。他们拍的照片中有七张很清楚，其比较结果与爱丁顿的完全相同：在两张重叠的照片底片上可以清晰地看到，当一条笔直的星光越过处于日全食的太阳边缘时，它竟然真像爱因斯坦预言的那样弯曲了1.7弧秒！

看见日全食的地方天都会变黑，而这一天无疑是牛顿力学理论的黑暗之日，所以有人仿照蒲柏称赞牛顿的诗句，把这个事件写成诗：“魔鬼说：‘爱因斯坦，降生吧！’于是世界又遁入黑暗中。”

爱丁顿在伦敦经过好几个月的计算和核对才完成整个证明计算。9月12日，在“英国科学进步协会”会议上，爱丁顿第一次向与会者宣布了他的观测结果：光线的弯曲大约在0.83弧秒至1.7弧秒之间。

爱因斯坦预言成真。

然而，这还不是广义相对论扬名世界的那一夜。

那一夜降临在1919年11月6日。

这天下午，英国皇家学会和皇家天文学会在伦敦召开联席会议，听取两个观测队的正式报告。会议厅济济一堂坐满英国科学界各路泰斗。这些德高望重的教授们集体板着脸正襟危坐，连说话都附耳私语。他们知道今天的会议意味着什么：虽然观测结果大家都有所耳闻，但今天的正式发布带有划时代的意义。

全场肃穆，英国皇家学会会长、电子的发现者汤姆森教授（1856—1940）起立致词。他介绍了两个观测队的观测结果。巴西索布拉尔观测队用格林威治天文台13英寸的大功率望远镜测定的星光弯曲大约是1.52弧秒，用爱尔兰天文台的4英寸望远镜测定结果是1.98±0.12弧秒。因为格林威治天文台望远镜观测时曾出现技术问题，因此皇家天文台认为爱尔兰天文台那架望远镜测得的1.98弧秒更准确。

而由爱丁顿率领的普林西比观测队测定的星光弯曲为1.61±0.30弧秒。

说了半天，到底是啥子意思？

汤姆森孤独地站在发言台上，弯曲的脊背不胜重负。这个曾对相对论非常不以为然的世界科学领头人背后挂着一幅巨大的牛顿油画。担任英国皇家学会会长24年的牛顿居高临下威严地俯视着自己后任的脊梁，静候他宣布自己与爱因斯坦之间这场决斗的胜负。

汤姆森清了一下嗓子，说：“这是牛顿时代以来万有引力理论最重大的成果，爱因斯坦的相对论是人类思想史上最伟大的成就之一——也许就是最伟大的成就……这不是发现了一个小岛，而是发现了科学思想的新大陆。”

接着，皇家天文官代逊代表两位观测队长宣读观测报告，他说，两个日全食观测队获得的数据与爱因斯坦预言的1.74弧秒完全吻合，他说，空间是弯曲的，爱因斯坦是正确的。他说，牛顿为我们勾画的宇宙图像，已被爱因斯坦彻底推翻。

晴天霹雳！

皇家学会与皇家天文学会全体会员如丧考妣。因为，爱因斯坦对了，牛顿就错了。牛顿错了，他们的饭碗就打得稀烂。

牛顿接班人汤姆森亲口宣布将牛顿传下的世界科学权杖交到爱因斯坦手中。牛顿那条史上最有名的谦虚格言居然并非谦虚：“我不知道在别人看来我是什么人，但在我自己看来，我不过是个在海滨玩耍的小孩，为不时发现更光滑的一块卵石或更美丽的一片贝壳而沾沾自喜，却完全没发现面前浩瀚的真理海洋。”

是的，牛顿确实没有发现。

可爱因斯坦发现了。

爱因斯坦传奇，从此开始。

这时，牛顿的老乡爱丁顿根本还没见过爱因斯坦。然而，这个英国天文学家宣布，“一战”死敌德国，他们家的爱因斯坦打倒了英国最伟大的科学家牛顿。

什么叫科学无国界？

这就叫科学无国界！

其实爱丁顿本人也是下狗出身。当时派往巴西东北部索布拉尔村的那个观测队才是首选，因为那个观测位置更佳，而且携带了当时格林威治天文台最好的13英寸大望远镜，还专门从皇家爱尔兰科学院再借了一台4英寸的望远镜备用，他们拍到的清晰照片超过爱丁顿百分之七百。爱丁顿的这个观测队只是备胎，他也只有一架从牛津天文台借来的望远镜。

但是，爱丁顿这个为敌国科学家作嫁衣裳的伟大科学家不仅赢得了世界和历史的喝彩，也赢得了爱因斯坦的尊重。爱因斯坦不久即邀请爱丁顿合著广义相对论专著。爱丁顿的《空间、时间和引力》出版于1920年，三年后出版《相对论的数学原理》。爱因斯坦则写了《相对论的意义》，其英译本于1922年出版。这三本书立刻成为国际畅销书，爱丁顿从此荣升英国相对论权威。爱因斯坦逝世前不久重新审定《相对论的意义》第五版，普林斯顿报纸专题报道此事，并在报道中重提当年普朗克等待宣布观测结果时的一夜未眠，标题是：《新理论让我们彻夜未眠》。

此书直到今天还在再版。

很多文章说1905年爱因斯坦一夜成名。其实它们的作者都没仔细读史。

1919年11月6日下午，才是爱因斯坦真正成名的那一夜。

是的，当时就是这样。

是的，当时是白天。但爱因斯坦这颗天定的明星仍然在这个白天闪烁出华彩四溢的耀眼光芒。

那么，爱因斯坦知道这件事儿吗？

他知道。早在9月22日，爱丁顿在“英国科学进步协会”会议上作报告10天后，爱因斯坦的忘年交、荷兰物理学家、诺贝尔奖获得者洛伦兹（1853—1928）给爱因斯坦拍电报，全文只有一句话：“爱丁顿在太阳边缘确认恒星位移临时动量为19分之1弧秒和19分之2弧秒之间，恭喜！”

五天后，汤姆森在伦敦皇家学会发言前十天，爱因斯坦给在疗养院中的妈妈保琳娜寄了张明信片：“亲爱的妈妈，今天有个好消息。洛伦兹拍电报说英国科学探险队证实太阳导致星光弯曲。”让牛顿走下神坛、让世界科学史必须彻底重新写过的伟大发现，就值这几个轻描淡写的字！对于广义相对论爱因斯坦一生轻描淡写，他给洛伦兹回的电报同样轻描淡写：“我知道这个理论肯定正确。难道您有所怀疑吗？”后来有人问他如果观测结果与他的预言不符怎么办，爱因斯坦回答：“我可能会为我们亲爱的上帝感到遗憾，但我的理论仍然正确。”等待结果时最紧张的人其实不是爱因斯坦，而是普朗克，据说他彻夜未眠。爱因斯坦得知后说，如果普朗克真明白相对论，他就会“跟我一样放心上床睡个好觉”。

跟爱丁顿一样，他不是谦虚。他知道自己是对的，所以他真的觉得用不着大吹大擂。

反过来说，大吹大擂的人，通常都是因为心里明白自己微不足道。

爱因斯坦虽然淡定，世界媒体却陡然沸腾。第二天英国《泰晤士报》头版头条是《光线确实弯曲，牛顿神话破灭》，大西洋彼岸的《纽约时报》头条是“俄国爆发革命”，接下来却是更大的标题：“爱因斯坦的胜利”，副题是：“恒星出现在反常的位置，不过据说暂时不必担心”，乍一看好像俄罗斯十月革命的成功是爱因斯坦造成的。据《纽约时报》报道，美国人民已经开始怀疑九九乘法表，而学生已经拒绝再作几何题。在巴黎，相对论变成社交美女的时尚话题，歌剧和音乐会都被抛到九霄云外。在柏林，所有啤酒馆飞溅的金黄色酒液之上都飘浮着同一个名字：爱因斯坦。是的，“一战”战败后被迫割土赔款的德国，还没有一个国民能受到战胜国如此狂热的集体高度追捧。一夜之间，连小学生也热衷于讨论爱因斯坦那著名的公式。寄出五篇奇迹年论文之后整整14年，爱因斯坦那成名的一夜终于到来，年仅40岁的他一夜之间名动世界，一跃成为物理学新教皇，人类历史上第一个真正的全球科学英雄。从这一天开始，爱因斯坦成为整个人类社会、整个人类历史的一个“现象”。

看官须知，从孔子开始，提出新思想的人很少立刻得到社会承认。从麦哲伦和哥伦布到郑和，所有代表人类去发现新世界的人，都是在全社会的怀疑和嘲笑中乘船远行的，但是，当他们带着整个儿一个新世界归来，我们这些浅薄而怯懦的名利之徒将竖起耳朵唯恐漏掉了来自远方的丁点儿讯息。

他们，于是在一夜之间成为人类七彩未来和永恒幸福的担保人。

这就是发现者与名利之徒的区别。

看官须知，麦哲伦和哥伦布不过带回来一个新大陆，而爱因斯坦带来的可是一个全新的宇宙！而且，他还是一个真正的科学天才。于是，爱因斯坦物超所值地变成了超过哥伦布和麦哲伦三千里的超级权威。荣誉像雨点般降落柏林，而且无一例外都砸在爱因斯坦头上。这个情形足以证明牛顿的万有引力理论确实是错的，所以砸在牛顿头上的只是一个苹果。1919，爱因斯坦真是想不出名都难。这年的11月12日，他接受德国罗斯托克大学的名誉博士学位，这是他一生中接受的唯一的德国学位。他从此成为人类最伟大的先知。爱丁顿创造了人类历史上独一无二的科学惯例：证明爱因斯坦的预言正确；或者企图证明它错误，两者都是伟大的科学发现。看看1919年以来的诺贝尔获奖名单，我们就知道此事并非在下坐在电脑前盖的。很多年后，普林斯顿大学物理学家罗伯特·亨利·迪克质疑爱丁顿的日全食观测结果。他认为太阳可能并非正圆，而是稍微有点扁，因此爱丁顿的观测结果可能有误，于是他着手观测太阳是否正圆。如果太阳确实发扁，爱丁顿的观测结果就要被否定，广义相对论就要打个大大的问号。但是，迪克的观测却证明太阳是正圆，从而再次证实星光经过太阳时确实发生弯曲，让广义相对论更加牢不可破。

爱因斯坦当然希望赢得世界的承认，否则他不会去组织那个“奥林匹亚科学院”，也不会去当普鲁士科学院院长，不过，当荣誉排山倒海而来时，他内心却相当困惑。1930年他说：“命运的讽刺在于，大家给了我实在太多的赞叹和荣誉，这不是我的错，但也非我所应得。”

这不是他伟大的谦虚。这是他的真心话。

相对论如日中天，然而，另一场席卷物理学的大风暴正在天边啸聚。一群更年轻的物理学家云集丹麦哥本哈根，为首的是尼尔斯·玻尔（1900—1955），小爱因斯坦七岁，其他人更年轻，有的还是硕士生。这群物理小子戏剧性地修正了人类历史的轨道。他们理论的一个不起眼的副产品就是半导体，而半导体的后果是计算机。从这个意义上说，比尔·盖茨成为世界首富，完全是托玻尔的福。

他们创立的学科叫量子力学。他们创立的学派叫哥本哈根学派。

量子力学源于量子论。看官须知，量子论并非一种理论，而是一种与经典物理学完全不同的思想，它强调世界不是连续的，就是说所有的东西，包括能量、运动和时间，都不能无限细分下去，它们都有不可分割的最小单位，例如最小的时间单位就是“普朗克时间”。运动也一样，例如一个电子在A、B两个区域中运动，它从A到B，可以不经过A、B之间的任何地方，就是说，它可能瞬间从A到B。

微粒可以瞬间移动，凭空出现，凭空消失，这就是量子效应。

量子论运用到力学研究之中，就是量子力学。

量子论的另外一个基础是不确定性。

物理学家一般认为宇宙万事万物都可用物理方程来解释。我们这些非物理学家一般也同意这个意见。可是，如果真是如此，就意味着宇宙从诞生起就注定了结局，而诞生到结局之间的所有现象都只是物质的机械物理运动，都可以用固定的方程来表示。我们经常说的“历史的必然”，说的就是这个意思。就是说，宇宙与我们每个人的命运其实早已注定，无论我们如何努力都无法更改。反过来说，如果我们掌握了足够的计算能力，我们就可以预测未来，因为未来早已注定，只是我们计算能力不够，无法解开这个方程而已。

在哲学上，这个叫作机械主义宿命论。

量子论给了宿命论重重一击：它宣布，宇宙之中一切皆有可能；它宣布宏观物理理论不适用于微观物理领域；它宣布世界的发展有千百种可能性，虽然每种出现的概率大小不一，但世界上并无什么事必然会出现，甚至连过去和未来也同样可以改变，因为时间不一定非要按照“过去→现在→未来”的方向流动。

看官须知，欧洲差不多有一千年是基督教统治。我非基督徒，对基督教思想没什么研究，但我知道它有个基本思想：世界是上帝创造的，它的走向是上帝决定的，是固定的，将来的尽头是世界末日，到末日恶会被惩罚，而善会得福报。

这是历史的必然。

这跟机械主义宿命论其实相差不远。

量子论的意思是，根本没有“历史的必然”！历史当然有个大致的走向，比如人类再进步也不会再爬回树上去当猴子。但历史具体如何发展，却经常取决于一些偶然因素。如果罗马总督彼拉多没把耶稣钉上十字架，世界上还会不会有基督教呢？1927年9月毛泽东被中共湖南省委派去安源发动中秋起义，途经张家坊被当地民团抓捕，押往刑场处死，半路上抓住机会躲进草丛方逃出生天。如果当时那里就没草丛，22年之后还会不会有新中国呢？

玻尔的量子力学遇到的阻力比相对论还大，因为他们在前辈大师的眼里比当初的爱因斯坦还业余，他们的科学讨论被普遍看作小孩子过家家。遭受无数讥讽白眼之后，他们决定向爱因斯坦求助。爱因斯坦目光非凡，一向热心扶植后辈。而且说到底，光量子假说最早也是他提出来的，爱因斯坦本来就是量子论的奠基者之一。

1920年，玻尔亲赴柏林拜访爱因斯坦，渴望得到科学新教皇的肯定和支持。

结果如何呢？

爱因斯坦全盘否定量子论！

玻尔万万没想到，最应该肯定他们的爱因斯坦，却断然否决。爱因斯坦完全无法接受玻尔用概率来解释世界发展的想法。量子力学的主要观点就是：在微观环境里，所有粒子的运动根本没有确定轨道可言，你只能预测它们出现在某一点上的可能性有多大。

这是啥子意思？

意思就是，历史的发展没有“必然”。上升到哲学，量子论证明世界上没有绝对真理，而只有相对真理。

这又是啥子意思？

举个例子：人没有空气就不能生存，是真理吧？但这只是相对真理，它只在现在的这个地球上有效。如果我们说：宇宙中所有智能生命（人类和其他所有智能生命）都必须呼吸空气才能生存，才叫绝对真理。问题上这个绝对真理并不存在，因为宇宙中其他智能生命（如果有的话）可能根本不需要空气就能生存，他们可能呼吸二氧化碳，或者更糟糕：他们根本就不用呼吸。因此，我们现在搜寻外星生命老拿有没有水、有没有空气说事儿，其实愚不可及。

反过来说，如果谁宣布自己的理论是绝对真理，那么，区区在下鄙人在这里可以闭着眼睛告诉你，你肯定错了。因为量子论已经证明，历史，包括宇宙，其实不见得只有一个。

简单说，量子论的结论是：上帝并不认可经典物理学的确定性原则（就是任何事物都有固定的发展轨道）。他老人家认为世界上并没有必然规律。

这可是人类认识史上惊天动地的大转折。因为此前无论我们的认识是什么样，我们都认为世界是可以认识的，它有必然的发展规律。

什么是必然规律？什么是概率？

大家打过麻将吧？我有个朋友是国家麻将队的，他说决定麻将胜负的关键其实并不在牌技，而在骰子，因为骰子差一个点儿，你抓到手里的就完全是另一副牌了。你要老是一抓四个混儿，不就把把天和，把把连庄了吗？

如果因为你牌技高，长得漂亮，有钱，于是你就把把天和，把把连庄，这叫绝对真理。

问题是世界上没有这样的人。即使你牌技可以进国家队，容貌沉鱼落雁，钱比盖茨还多，但你掷骰子差一个点儿，拿到一副臭牌，你照样输钱。

上帝支持麻将派。他是玩骰子的。他玩的是心跳。

我不知道爱因斯坦会不会打麻将，但我知道爱因斯坦知道骰子。他当天把嘴上没毛的玻尔训了一顿后说了一句物理学史名言：“记住，仁爱的上帝绝不会掷骰子！”（德语原文是：Der liebe Gott würfelt nicht）年轻气盛的玻尔强烈不服，他不顾礼貌针锋相对地反驳说：“上帝不仅掷骰子，而且会把骰子掷到我们看不见的地方！”

这句话成为物理学史名言。

玻尔对爱因斯坦的威胁比日本对钓鱼岛的威胁大多了。因为，他可是个真正的天才。他俩从此成为物理学死敌。爱因斯坦从此坚定地站在量子论的对立面。1926年他致信物理学家麦克斯·波恩说：“量子力学当然值得关注，但我心里却有一个声音告诉我，目前研究轨道并不正确。这个理论成果众多，却不能让我们更加接近真理。我坚信上帝不会掷骰子。”1927年10月，爱因斯坦在布鲁塞尔第五届索尔维大会上与玻尔激辩量子论，被杨振宁称为“历史上最重要的思想交锋”。1930年10月布鲁塞尔第六届索尔维大会是爱因斯坦最后一次参加这个大会，在会上他再次与玻尔发生激烈争执。除了这样大规模的思想交锋，两人在无数小型学术会议上只要碰面就拔刀相见，张飞杀岳飞，杀得满天飞。每一次他们都跟张飞杀岳飞一样战成平手——他们确实不属于一个时代，他们最后谁也没说服谁。直到1942年，爱因斯坦致信朋友时还说：“想偷看上帝要出什么牌确实很困难。但我一秒钟也不会相信上帝会选择跟这个世界玩骰子。”

想知道玻尔听说这话之后的回答吗？

他针锋相对：“嗨，请不要再教上帝该做什么！”

这场关于上帝与骰子的讨论从此成为物理学史的经典桥段，在物理学界成为大家津津乐道的轶事，并被无数人演绎发展，但最成功的例子要等到100年之后。这一年斯蒂芬·霍金比玻尔更进一步，他干脆宣布：上帝不仅掷骰子，而且“他总是把骰子掷到我们看不见的地方！”

否定量子力学是爱因斯坦一生最严重的科学错误。时至今日，无数实验提供坚实证据，量子力学在被爱因斯坦全盘否定之后日臻完美。20世纪30年代之后，绝大多数物理学家都投靠量子力学，只有爱因斯坦还在对面匹马叫阵。直至去世，他拒不承认量子力学。在这一点上，他逊于他自己当年的伯乐马赫。马赫临终前告诉爱因斯坦，只要爱因斯坦能找到确切科学证据，他就准备承认此前他完全否认的“原子”。

上帝确实把骰子掷到了我们看不见的地方。上帝跟我们开了一个很大的玩笑。爱因斯坦是个坚决蔑视权威的人，1905年，当时还是业余物理学青年的他居然写论文否定牛顿，但到了1930年他已经自嘲说：“作为对我蔑视权威的惩罚，命运把我自己变成了权威。”

爱因斯坦并非谦虚，他说的是实话。咱们见到专家教授这些“权威”就双膝发软，纳头便拜，可爱因斯坦一辈子对“权威”不以为然，包括他自己。1951年，爱因斯坦已是世界物理学界当之无愧的超级权威，等闲教授见到他都得双手出汗，语不成句。那年二月他在美国波士顿麻省综合医院接受最新脑电图检查。研究人员测出他的脑电图背景值之后恭请他思考科学问题，以便绘下这个伟大科学天才的大脑活动图。爱因斯坦遵嘱在心里默解一元二次方程，仪器指针立刻剧烈上蹿下跳，研究人员不禁大赞自己三生有幸，能够目睹绝世天才脑电波活动现场直播。可就在此时指针忽然趴窝了，研究人员赶紧上前请问他老人家正在想什么顶级科学问题，居然让如此精密的仪器都跟不上。

爱哥们儿说，他听见外面下雨，忽然想起雨鞋套忘在家里了。

一个在思想上超过人类如此之远、时至今日仍然得到连绵不绝证明的科学家，是不是变成权威，并不以他个人的意志为转移。纵观科学史，科学家最具创造力的时刻，通常在他成为权威之前；而成为权威之后，他通常会犯一些十分愚蠢的错误。

只有在这个问题上，爱因斯坦没有超越牛顿。在与量子论的交锋中，他实际上扮演了牛顿。我在写这篇文章前完全没想到，牛顿这样伟大的科学天才，居然在46岁当选国会议员后就狂热地研究神学、炼金术和长生不老药，并为此写下百万手稿。看官须知，牛顿写这些东西并非“失了心疯”。事实上他写这些垃圾时头脑跟写《自然哲学的数学原理》时一样清楚。当上国会议员和科学权威后牛顿开始厌恶给他带来巨大名誉的科学，拒绝研究物理学。到晚年，牛顿不仅否定哲学的意义，而且虔诚信仰上帝，孜孜埋首于神学研究。当他最后无法用物理学来解释天体引力时，他便提出“神的第一推动力”，完全离开了他发动科学暴动的阵地，回到上帝仁慈的怀抱。他说：“上帝统治万物，我们是他的仆人。我们敬畏他、崇拜他。”

说爱因斯坦在这点上未能超越牛顿，是因为他在关于量子力学的论战中不折不扣地扮演了压制新思想的权威。其实爱因斯坦本人就是量子论的奠基者之一。1924年他与印度物理学家玻色共同提出“玻色—爱因斯坦凝聚”理论，其实质就是量子论的应用。这个理论预言，如果特定原子气体以超低温冷却，那么所有的原子会突然以最低能态凝聚起来。如果把一堆原子看成乌合之众的农民起义军，那么玻色—爱因斯坦凝聚让它们在一秒钟之内变成令行禁止的岳家军。我们可以通过调控激光能量来控制原子状态，让原子在一秒钟之内由超流体（内部绝无阻力的理想流体状态）变成完全的绝缘体，而这种超流体状态（磁状态）和绝缘体（矩状态）正好可以分别充当1和0。进入21世纪后传统的硅芯片计算机经过30多年发展面临耗能和散热等极限，已经无法再发展。科学家普遍认为其前途是量子计算机，而这正好用到“玻色—爱因斯坦凝聚”。现在科学家已认定铷原子具有“磁”和“矩”属性，可以分别充当1和0。美国《自然》杂志文章说，根据“玻色—爱因斯坦凝聚”理论，大量的铷原子可以成为量子计算机的存储器，如果有两个铷原子存储器，就可以实现量子计算。

这跟我们这些老百姓有啥子相干？

相干到永远！量子计算机的出现，也许将带来又一场我们从未设想过的工业革命。面对量子计算机，所有摸过计算机的手都会顷刻心花怒放地颤抖，就像全体同时得了帕金森：只要想一想，手提电脑将一辈子不用充电，硬盘（如果还有硬盘的话）存了全世界所有信息之后还剩余四分之三的空间……

而这只是量子计算机最微不足道的两个新功能之一！

1995年，美国的康奈尔、维曼和德国的克特勒通过实验证实确实存在“玻色—爱因斯坦凝聚”。2001年，他们获得诺贝尔物理奖。

他狂任他狂，明月照大江。无论量子论如何蒸蒸日上，爱因斯坦的否定，一直持续到他生命的尽头。

爱因斯坦没能超过牛顿，但是，他最后仍然超越了牛顿，因为，他并没有因为成为权威而成为物理学的暴君和独裁者。

爱因斯坦与玻尔这两个一生的敌人，一见面就张飞杀岳飞，但其实谁也没打算真杀了对方。爱因斯坦后来还专门请玻尔去普林斯顿做过演讲。此事有据可查，因为当时坐在下面洗耳恭听的，就有今天的物理泰斗杨振宁。

这个与爱因斯坦同时获得诺贝尔奖的玻尔，这个理应仇恨一生否定量子论爱因斯坦的后起之秀后来说：“爱因斯坦的成果使人类地平线无限展开，而同时我们对宇宙的想象画获得了梦寐以求的完美与和谐。”

1922年11月瑞典诺贝尔委员会决定将1921年空缺的物理奖补授给爱因斯坦，同时把1922年物理奖授予玻尔，1922年年11月11日玻尔致信正在亚洲旅行的爱因斯坦：“关于授予诺贝尔奖一事，我很高兴地致以最衷心的祝贺。这种外界的推崇对您可能毫无意义，不过这笔钱或许有助于改善您的工作条件……倘若我竟被提名与您同时获奖，这可称我从外部能得到的最大荣誉和愉快。我知道我是多么地不配这个荣誉，但我想说——且不论您在人类思想方面付出的崇高努力——仅仅您在我从事的专业领域里所奠定的基础就足以与卢瑟福和普朗克并肩。其实在考虑给我这荣誉之前，应当先考虑您的贡献。此事乃我三生之幸。”

1923年1月11日爱因斯坦回信说：“我在日本启程前不久收到您热诚的来信。毫不夸张地说，它像诺贝尔奖一样让我快乐。您觉得在我之前获奖有些不妥，您的担忧让我倍觉可爱——它彰显了玻尔本色。您的原子最新论著在这次旅行中陪伴着我，也倍增我对您精神的敬佩。”

此生得一友如爱因斯坦者，此生得一敌如玻尔者，足矣！

他们才是伟大的科学家。

我们热爱爱因斯坦，并不仅仅因为他是一个伟大的物理学家。

1919年，爱因斯坦一夜成名，成为德国有史以来最伟大的科学家。

然而，距离他真正加冕科学新教皇，还有漫长的三年。与宇宙中的时间一样，这三年时间也是弯曲的。而且它们的弯曲度比宇宙中可大多了。

那么，这个时间是如何弯曲的呢？

欲知后事如何，且听下回分解。

（2014年3月30日毕于北京天堂书房）

责任编辑 洪清波