爱因斯坦的战争：相对论如何征服世界

【编者按】

人人都知道相对论，却鲜有人知道相对论的提出和验证，穿越了战争和民族主义的隔阂，结合了两位敌对国科学家的努力。作为一部科学史著作，《爱因斯坦的战争》不仅展现了相对论征服世界的历史，也呈现了充满隔阂和敌对的第一次世界大战，以及身处敌对国的爱因斯坦和爱丁顿如何付出卓绝的努力、克服了常人难以想象的艰辛，才使得相对论成为现代物理学的奠基理论。本文为该书序曲部分《“恶魔在咆哮，‘吼！……”》，澎湃新闻经译林出版社授权发布。

并肩作战五年后，两位亲密战友终于要第一次见面了。那是1921年6月，伦敦一个星期五的下午，一位科学家衣着寒酸，光脚穿着鞋子，拖着脚步走进了一栋建筑物的走廊。这位科学家说自己“面色苍白，留着长发，而且将军肚已经隐约可见”。但在别人看来，他“步态怪异，嘴里叼着一根雪茄，一支钢笔不是拿在手里就是插在口袋里。不过，他并没有罗圈儿腿，皮肤上也没有瘊子，所以还是相当英俊的”。在我们所居住的这颗星球上，这位科学家无人不知、无人不晓：那张扬的鬓角、浓密的八字胡都明明白白地告诉人们这就是阿尔伯特·爱因斯坦，这世界上最著名的思想家。

等待着他的是一位衣着整洁、宽下巴的英国绅士。这位绅士体格如运动员般清瘦而结实，目光深邃而有穿透力。此时，亚瑟·斯坦利·爱丁顿刚刚当选英国皇家天文学会主席，他本人的研究领域是恒星内部和星系运动。但爱丁顿并不是因此才与爱因斯坦建立起紧密联系的，他是真真切切地跨越了整个世界、遭受了谴责和入狱的威胁、与已有数百年历史的科学传统进行了抗争后，才帮助这位来自柏林的不羁访客变身成了科学偶像。爱丁顿证明了爱因斯坦的相对论是正确的，他把这个福音传遍了世界。

这两人在伦敦伯林顿府见面、握手，那是一个宏伟的帕拉第奥风格建筑，坐落在英国科学的核心地带。就在不久前，还很难想象一个说着德语、被称为“教授先生”（Herr Professor）的人可以踏足这里，因为就在这栋建筑物里，关于用德语进行的研究是否算是真正的科学，以及当第一次世界大战所带来的恐惧散去后，德国人是否可以回归科学世界，都曾发生过激烈的争论。然而现在，这里的主厅挤满了英国科学家，人人都热切盼望着聆听爱因斯坦讲述的字字句句。

这是一个关于理论的故事，而这个理论就是广义相对论。广义相对论自诞生之初就被称赞为“人类思想史上最伟大的成就之一，或者也许就是最伟大的成就，没有之一”。直到一个世纪后的今天，它仍然是一个至关重要的支柱，支撑着我们对宇宙的理解。相对论不仅解释了星系在宇宙中的运动、预言了黑洞、定义了宇宙的宏大规模，还迫使我们对体验周遭世界的最基本方式产生了质疑。爱因斯坦提出，时间和空间并非其表面看起来那样，我们在理解这个现实世界时所运用的最基础的工具都是扭曲的。事实上，重力会让光线弯曲，双胞胎会以不同的速度老去，恒星在天空中都是歪斜的，物质和能量互为彼此奇特的阴影。这个宇宙是一个真正的四维宇宙，我们所看到的只是它扭曲了的一部分。只有那些能够掌握复杂数学和哲学矛盾的人才能理解事物的真相。

1919年，爱因斯坦那超乎想象的论断和他本人一起闯入了大众视野。他的理论其实早在4年前就已经完成，而在那之前他已经为这个理论进行了近10年的辛勤研究。然而，除了一小部分理论物理学家，几乎没有人知道他的研究，这又是为什么？所以这也是一个关于科学界的故事，讲述科学从和平陷入战争又重新迎来和平的历程。

自1914年到1918年，第一次世界大战这场工业化的谋杀肆虐了整个欧洲，而这几年也恰巧是爱因斯坦最为高产的一段时间（共计59份出版物）。爱因斯坦为完成自己的理论而苦苦斗争，这段经历又与当时人们口中的“世界大战”的进程难解难分。有科学家试图证实爱因斯坦的想法，却被当作间谍而被捕；学术期刊因被判定为敌人的政治宣传而出版遭禁；一个又一个昔日的同事在战壕中死去。最令人沮丧的是，带刺的铁丝网和U型潜艇一直将爱因斯坦与他最重要的战友分隔在两个世界。这位战友就是爱丁顿，后来他一直在努力让全世界相信相对论是正确的。

尽管与爱因斯坦从未谋面，爱丁顿仍加入了这位德国科学家的科学事业，他要让人们看到科学是如何战胜民族主义和仇恨的。在战争的摧残下，国际科学网络已经支离破碎，爱因斯坦变成了一座孤岛，但爱丁顿却意识到相对论可以成为重建国际科学网络的那把钥匙。1919年，欧洲还没有摆脱战争造成的混乱局面，爱丁顿就进行了一场足迹遍布全球的远征，来观测稍纵即逝的日全食。爱因斯坦曾大胆预言光线有重量，日全食就是验证这一预言的宝贵机会。很多人都认为这次远征的结果证实了相对论，正是这个结果让爱因斯坦登上了世界各地的封面。这位新科圣人诞生于第一次世界大战遗留的一片混乱之中，他引发的科学革命既有学术上的较量，也有政治上的斗争，整个战场从柏林延伸到伦敦，直至宇宙遥远的边界。

爱因斯坦的相对论故事是一个体现深刻人性的故事。这远不是通过纯理性思考来建立某些抽象的观点，也不是某个人脑海中的灵光乍现。这是一段将友谊、仇恨和政治交织在一起的探索旅程。尽管爱因斯坦从来没有开过枪，甚至从来没有拿过枪，但多年的战争仍然深刻塑造了他的生活与工作。爱因斯坦曾由于战时的饥饿而生病，曾无法与自己最重要的同事保持简单的书信联系，这些都让他不断地意识到自己生活在一种被围困的状态中。战争让爱因斯坦举步维艰，但也为他的理论取得累累硕果创造了条件。这场战争破坏力巨大，带来的压力促使某些人和某些想法刚好在机缘巧合之际走到了一起，创造了相对论革命。爱因斯坦是一个创造历史的人物，他的出现其实可以有一条不同的轨迹，因为此时科学研究以及诸如做一个科学家意味着什么的命题，都已深深陷入了政治和帝国的难题中。这一切不仅对相对论的诞生产生了影响，还塑造了这个世界与爱因斯坦的初次相见。

在爱因斯坦如太阳般冉冉升起的过程中，最非同寻常的一点是与科学不沾边的普通人同相对论谜题之间的互动。普通人几乎无法理解相对论涉及的数学和概念，尽管如此，像爱丁顿这样的传道者仍然成功地让普通大众意识到自己应该深切关注相对论的影响。当时的一家报纸曾尝试描述一个通常意义上的“路人”是如何面对这场科学革命的：相对论“从根本上扰乱了他对宇宙的基本概念，甚至是扰乱了他对自己思维的基本认知。就他所秉持的观点而言，相对论几乎挑战了它们的绝对本质”。如果宇宙中的一切都是“相对的”，那么生活在这样一个宇宙中意味着什么？对于我们的日常体验，科学会作何解释？关于这个世界，我们能真正了解的是什么？相对论的影响是离奇古怪的，它给出的解释通常也是晦涩难懂的。坎特伯雷大主教曾抱怨，关于相对论，他读的越多，懂的就越少。这个理论是很难一口吞下的。不过，在这个故事里，我们不需要一下子就理解相对论的全部，而是会从爱因斯坦构建相对论的起点开始，沿着爱因斯坦的脚步前行，会看到相对论从思想实验到激进的理论再到经过实验验证，一点一点成形。

除了内容本身会带来许多困惑之外，相对论还面临更多阻碍。在科学领域，已经有了一个可以解释宇宙本质的理论，也就是由艾萨克·牛顿爵士在两个多世纪前提出的那个理论。牛顿的思想几乎回答了所有对于其自身的疑问，并且在20世纪初成了当时一切已知事物的基础。遵循牛顿的体系就是做科学研究的全部意义。英国诗人亚历山大·蒲柏的著名诗句反映了这种对牛顿的尊崇：

自然和自然的法则隐藏在黑夜之中，

上帝说：“让牛顿去吧！”于是，一切都步入光明。

现在，这个不修边幅的德国人想取代牛顿？英国诗人约翰·斯夸尔续写了蒲柏的诗句：

这一切并未持久，恶魔在咆哮：“吼！

让爱因斯坦去吧！”于是，一切又重新隐于黑夜。

因此，爱因斯坦和爱丁顿不仅要让整个世界相信相对论是正确的，还必须证明相对论比牛顿的理论更加正确，因为这个理论是如此非凡，就算要把牛顿踢下神坛，也值得。

这是爱因斯坦自己的战争。这场战争不仅关乎爱因斯坦广义相对论的创立，还关乎为了让世界了解广义相对论而进行的斗争，以及为了让朋友、让敌人明白广义相对论的重要意义而做出的努力。爱因斯坦一路走来，从一个科学世界的局外人成了一个解释这个现实世界的新科叙述者，这个转变过程发生在第一次世界大战这一善恶大决战的背景之中，又与这个背景深切交织在一起。如果没有第一次世界大战，广义相对论就不会是我们现在所知的样子，爱因斯坦这个名字也就不会是天才的同义词。两场战争，彼此纠缠，世界因此而改变。