爱因斯坦传-第13部分

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　　1905年的狭义相对论仅仅适用于不存在引力的所有物理过程，研究的是直线、匀速相对运动的参考系。广义相对论的方程与参考系的运动状态无关，也就是同样适用于作加速运动和旋转运动的参考系。在某种程度上，它是1905年狭义相对论的“推广”；此外，就像爱因斯坦所恰当比喻的那样，广义相对论这个新理论就像是相对论大厦中的第二层楼。
　　爱因斯坦一直把广义相对论看作自己毕生最重要的科学成就。他对自己的学生、波兰物理学家说过：“要是我没有发现狭义相对论，也会有别人发现的，问题已经成熟了；但是我认为，广义相对论的情况不是这样。”
　　爱因斯坦说这种话，是在广义相对论发表之后20多年。
　　爱因斯坦的自信不是没有道理的。
　　1919年，爱因斯坦9岁的儿子爱德华问父亲：“爸爸，你到底为什么这样出名？”
　　爱因斯坦笑了，然后又半严肃半微笑地对儿子解释道：“你看见没有，当瞎眼的甲虫沿着球面爬行的时候，它没有发现它爬过的路径是弯的，而我有幸地发现了这一点。”
　　爱德华听懂了比喻本身，但他不理解其中的含义。
　　这其中的含义，只有物理学家中的精英们才体会得到。照他们看来，如果没有爱因斯坦，至今世界上也断不会出现广义相对论。
　　当然，一个重大的科学理论，是科学发展到一定阶段后的必然产物，说它完全依赖于某个个人，这是叫人难以相信的。然而，这种看法也说明了一个事实——广义相对论中包含着深刻的思想。没有大胆的革新精神和百折不挠的毅力，没有敏锐的物理直觉能力和高超的数学运算技能，是不可能建立广义相对论的。从1905年到1915年，爱因斯坦酝酿了整整10年时间——那是最富于创造力的成熟的10年——才建立起广义相对论。
　　广义相对论的提出需要太多的才能，几乎超出一个常人毕生所能掌握的知识的无数倍。人类不得不在大多数人平庸的事实面前赞美那些伟大的天才。他们的才能实在是让人高山仰止。拥有这样的天才，是人类的福份。
　　难怪1897年发现电子的英国物理学家汤姆逊说：广义相对论是人类思想史上最伟大的成就之一。
　　难怪创立相对论量子力学的英国物理学家狄拉克说：“广义相对论也许是人类曾经作出过的最伟大的科学发现。”狄拉克是物理学界最不爱说话，更不爱说恭维话的大师。所以，爱因斯坦在1917年大病之后，坦然地向朋友们说：“我死不死无关紧要。广义相对论已经问世了，这才是真正重要的。”
　　★　宇宙之谜
　　有人说，柏林的大学教授分两类，一类是爱因斯坦一个人，另外一类是其他所有人。
　　有人以此来讥讽爱因斯坦。
　　有人以此来赞誉爱因斯坦。
　　不管怎么说，爱因斯坦即使在大科学家们中间，也显得是那么地与众不同。
　　一般的教授，把自己的时间一分为二：一部分教书，一部分研究。他们的讲课，一章章、一节节，分得细而又细，旁征博引，内容像图书馆一样丰富。他们的科学研究，也分成一个个小问题，手下的学生都能分到一个，大家津津有味地研究，论文一篇篇发表。
　　爱因斯坦也是既讲课又做研究。他那深刻的思想之链，一环一环展开，清晰地呈现在听讲者面前，再加上一些幽默隽永的趣谈作点缀，这使他的讲课具有一种特殊的魅力。爱因斯坦只爱讲自己所研究的问题。他不仅喜欢向同行和大学生讲课，也喜欢跟门外汉谈自己的研究工作。这些讲课和交谈，是用语言表述思想，就像磨剑一样，思想在讲课和交谈中磨锋利了。可是，要爱因斯坦完整地讲一门课，从头到尾，仔细准备，这就叫他头疼了。教科书上、手册上都有的东西，有什么可讲的呢？
　　爱因斯坦不理解别人讲课的方法，就像别人不理解他的讲法一样。爱因斯坦只是固执地认为：把时间都花在背书上，这太可惜了。
　　爱因斯坦的科学研究，也和一般的教授不同。他总是找最深最难的问题来研究，所以他顶多只能有一两个助手。爱因斯坦是个单干户，狭义相对论发表之后，本来可以接下去做许多工作，写许多论文，可是，他把这些比较容易做的工作留给别人，自己则埋头搞广义相对论。广义相对论的原理发表后，还是同样的情况，爱因斯坦又去研究更新更难的问题了。
　　少年时代的独自沉思又一次出现。不过，现在爱因斯坦是在面对浩瀚的星空发问：根据广义相对论，宇宙应该是什么样的呢？
　　宇宙是什么样的？在人类居住的大地之外是什么？有什么？这些问题和人类的历史一样古老。从漫无稽考的远古时代起，人们就在思索这些问题。那美丽庄严的星空，那点不清数不尽的闪烁着的星星，蕴藏着多少诱人的奥秘！多少年来，宇宙是神话故事的大花园，是宗教迷信的好居所。诗人讴歌宇宙、哲学家玄谈宇宙，他们描绘了形形色色的宇宙。从牛郎织女鹊桥相会的神话宇宙，到天堂地狱、上帝造人的宗教宇宙，各式各样，应有尽有。然而，最有权利讨论宇宙的，是研究宇宙的人，是那些彻夜不眠、把望远镜指向茫茫太空的天文学家，是那些在实验桌旁，在伏案计算中度过日日夜夜的物理学家。
　　爱因斯坦分析了无限宇宙模型的困难，根据广义相对论空时弯曲的概念，提出了自己的宇宙模型。他的论文出现在1917年的《普鲁士科学院会议报告》上，论文的题目是《根据广义相对论对宇宙所作的考查》。在这篇论文中，爱因斯坦提出了一个有限无边的静态宇宙模型。
　　“宇宙有限”这几个字渐渐地传到了牧师、神父和拉比们的耳朵里。他们的耳朵竖起来了，而且竖得很长。
　　“什么？宇宙有限？嗯——好极了！”他们满意地笑了。
　　罗马教庭学院的天主教哲学家发表了长篇大论，对于爱因斯坦大加恭维。仿佛有限宇宙之外就必有一个天堂，这样，他们的上帝就有适当的住处了。
　　关于这一类上帝在人世间的代言人，有什么话好说的呢？他们曾经把布鲁诺活活烧死，把伽利略关进监狱，只是因为他们宣传科学的真理——哥白尼的日心地动说。而当哥白尼的学说经过艰苦斗争，获得胜利之后，这些神学家们却又摇身一变，说什么哥白尼的学说并不和《圣经》矛盾，反而给上帝开天辟地、创造日月星辰提供了科学根据。对于宗教界这些荒谬的说法，爱因斯坦从来都抱着一种冷漠的态度。
　　在一次访问英国的宴会上，爱因斯坦的邻座是坎特伯雷大主教。这位大主教摆出一副对相对论颇感兴趣的样子，恭敬地向爱因斯坦求教，希望能从相对论中找到一些对于上帝有益的根据。他呷了一口香槟酒，亲切地对爱因斯坦说：“有许多人对我说，爱因斯坦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？”
　　“别信他们。相对论讨论的纯粹是科学问题。与宗教毫无关系。”爱因斯坦也呷了一口香槟酒，微笑地回答说。
　　想从相对论中寻求神秘启示的时髦人物形形色色，他们都在爱因斯坦的身边嗡嗡营营，似乎在为他、为相对论唱赞歌。但是一有机会，他们又像蚊子一样，吸他的血，去养肥他们自己。
　　每一个伟大人物的身边总有一些这样的蚊子，从古至今，皆是如此。
　　对唯心主义的恭维，爱因斯坦是无动于衷的，因为在他身上，自然科学家的自发的唯物主义始终是主流。遗憾的是，有些唯物主义阵营里的人，不断地攻击爱因斯坦“唯心主义”。特别是在宇宙有限这个问题上。但是说来也怪，他们提的问题和神学家同样浅薄：“在有限宇宙之外是什么？”
　　他们给出的答案也和神学家一样武断：“上帝。”
　　这些唯物主义者给宇宙有限论贴上了一条标签——“唯心主义”。谁说宇宙有限，谁就犯下了唯心主义的弥天大罪。也许，他们太性急了，还没有弄懂爱因斯坦的宇宙有限论是什么意思，就根据现成的公式：“宇宙无限＝唯物主义”，“宇宙有限＝唯心主义”，赶紧提笔上阵，对宇宙有限论展开了批判。
　　其实，他们都没有弄清什么叫宇宙有限。爱因斯坦的宇宙模型有三个重要的概念。
　　第一个概念是“静态”。爱因斯坦提出了一个所谓的“宇宙学原理”。这个原理是说：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。对于这个宇宙学原理，读者很可能反对：“宇宙间的物质分布怎么能说是均匀的呢？譬如在太阳系中，99。86％的质量集中在太阳上，这均匀吗？还有，在地球上看月亮和在月亮上看地球，难道一样吗？”
　　亲爱的读者，你这是从小处着眼了。宇宙学是从大处着眼，研究整个宇宙结构的，它所使用的宇观尺度比太阳系大得多。小范围里的不均匀，并不妨碍大范围里的均匀。譬如地球表面，有的地方是崇山峻岭，有的地方是平野千里，各个地点的海拔高度是不均匀的。但是如果在人造地球卫星上远远地观看地球的整体结构，那么各地海拔高度的差异就微乎其微了，地球就是一个相当均匀的球，（严格地说，应该是椭球）。爱因斯坦的静态宇宙模型进一步假定：宇宙空间中的物质不但是均匀分布的，而且还是静止不动的。读者可能又要反对说：“月亮绕着地球转动，地球绕着太阳转动，宇宙间的一切物质都在运动，怎么能说是静止的呢？”
　　这时，你又从太阳系的小范围来考虑了。用太阳系的小尺度衡量是运动的，用宇观的大尺度衡量就是静止的了。就像站在海边观看大海，以米作为衡量的尺度，那么海水是大浪滔滔，作着激烈的运动。但是如果在人造地球卫星上观看大海，以公里或更大的距离作为衡量的尺度，那么海水就平静如镜，就是静止的了。总之，爱因斯坦认为，宇宙的总的图像就像从卫星上观看地球一样，大体上是均匀、静止不动的。你看，那些恒星不是像宝石一般镶嵌在深邃的夜空中，彼此之间的位置不是几乎从不变动吗？
　　第二个概念是“有限”。
　　对这个概念的反对意见最为激烈：“难道说我们的宇宙四周围着巨墙，墙上写着一行巨字：”呔！宇宙有限，墙外天国，人类止步！‘吗？“
　　对待这些意见，爱因斯坦的宇宙模型中还有第三个概念呢。这第三个概念就是“无边”。爱因斯坦的宇宙虽然有限，却又是无边的。圆圆浑浑，没有边界，所以也就没有什么边界内外之分。和无限宇宙一样，有限宇宙也是可以没有“之外”的。无限宇宙排除了天国和上帝之类的东西，有限宇宙也不给它们容身之地。
　　爱因斯坦的静态、有限、无边的宇宙模型和牛顿式的无限宇宙模型一样，都是人类认识宇宙过程中的重要里程碑。它们都是把一定数量的观测事实作了某种外推之后得到的。结论虽然可能有错误，研究的态度和方法却是科学的。
　　事实上，爱因斯坦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——美国天文学家哈勃发现，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，因为距离我们太远了。宇宙就像一个受热的肥皂泡，它在不停地膨胀。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。宇宙不是静止的，宇宙在膨胀！哈勃利用大口径望远镜作出这个重要发现后，爱因斯坦这位公认的最伟大的物理学家，非常坦然地承认自己的宇宙模型是错误的。为什么不承认呢？难道最伟大的物理学家就不犯错误了吗？为了从广义相对论中解出他的静态、有限、无边的宇宙模型，爱因斯坦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，叫做宇宙项。有人把引入宇宙项这件事，称为爱因斯坦平生所犯的最大错误。
　　爱因斯坦犯了一个大错误，提出了一个错误的宇宙模型，后果却是诞生了一门新的科学——现代宇宙学。奇怪吗？不，历史上有不少这样的事情。哥白尼的日心地动说揭开了近代天文学的序幕，但是他的不朽巨著《天体运行论》中说行星（包括地球）绕着太阳作圆周运动，是不对的。行星运动的轨道应该是椭圆的。
　　研究宇宙的整体结构，以前没有适当的理论指导，从爱因斯坦开始，才有了强有力的理论做指导，那就是广义相对论。随着观测手段的不断发展和完善，更促使现代宇宙学蓬勃发展起来。在爱因斯坦提出自己的宇宙模型之后，又有别的学者提出了其他的宇宙学理论：从宇宙膨胀论到大爆炸宇宙论，从等级式宇宙论到物质反物质宇宙论，名目繁多，立论各异，众说纷纭，争论激烈。一门科学产生出各种各样的假设和理论，引起了激烈的争论，不正说明它有光辉灿烂的发展前途吗？
　　从遥远的文明开端算起，人类研究宇宙的渴望终于在爱因斯坦这儿找到了一个新的科学起点。
　　六　柏林（二）
　　★　家庭震荡在柏林的最初几年，爱因斯坦竭尽全力研究着广义相对论。随着相对论理论的价值为人所知，爱因斯坦在公众眼里成为一个具有超凡魅力的人，也成了公众舆论惊异、尊敬的焦点。因为他的和平主义，在极端右翼的人眼中，爱因斯坦又是一个被憎恨的人。
　　在从事20世纪最伟大、最杰出的科学研究的时候，爱因斯坦的心情并不好。1915年12月在给贝索的信中，爱因斯坦说他对自己的工作进展“很满意”，但人的精神状态并不好，“疲惫不堪”。
　　可爱因斯坦没有休息。在1916年，他总共写了10篇科学论文，包括他对广义相对论的第一次重要研究，自发和诱致发射理论，关于引力波的第一篇论文，关于能量动量守恒定律和许瓦兹解的文章，测量爱因斯坦——德哈斯效应的新建议。同时他还完成了第一本关于相对论的半科普书籍。加之与米列娃长期分居，缺乏很好的照顾，爱因斯坦的身体越来越差，不断生病，一直拖延了好几年。
　　1917年2月，爱因斯坦写信给埃伦费斯特，说由于自己患肝病，不能去荷兰访问了，肝病迫使爱因斯坦遵循严格的饮食，过着十分清静的生活。可在战争之中，柏林的食物供应非常紧张，好在爱因斯坦是瑞士公民，有权接受从瑞士寄来的食物包裹，但这也不足以弥补由于战争而引起的营养不良。爱因斯坦的医生极力劝说他去瑞士养病。可能因为米列娃仍在伯尔尼，爱因斯坦觉得在没有与米列娃解决情感矛盾的情况下去瑞士是不合适的，他坚决拒绝了医生的劝告。
　　在柏林的头几年，爱因斯坦常常去看望自己的堂叔鲁道夫·爱因斯坦。那时，鲁道夫和女儿艾尔莎住在柏林。艾尔莎与爱因斯坦自幼熟悉，她在和丈夫离婚后，就带着两个女儿一直住在柏林的父亲的家中。爱因斯坦得病后，一直受着艾尔莎的照顾，也由于这场大病，两个在情感上都孤独的人有了结合的愿望。
　　艾尔莎是位持家的能手，这一点是米列娃无法相比的。她在厨下煎鱼炙肉，动作就像艺术家那样优美：这儿放两块红的西红柿，那里添两片绿色的黄瓜，在战争年代，她仍旧有本事做出一桌色香味俱佳的好菜来，让爱因斯坦得到不少温暖的感受。
　　艾尔莎知道爱因斯坦的脾气，他们小时候常在一起玩。艾尔莎比爱因斯坦大三岁，1876年出生在德国巴登符堡州的海亨根。艾尔莎一家常到苏黎世走亲戚，爱因斯坦也常到海亨根去玩。也许少年时代的爱因斯坦和艾尔莎间的感情就很亲密，所以在柏林重逢时，两个人走到一起是某种情感的延续。
　　艾尔莎后来曾对访问者说：“当我还是一个女孩子的时候，我就爱上了阿尔伯特，因为他用小提琴演奏莫扎特十分美妙……他还会弹钢琴。当他思考理论时，音乐给了他启示。他到书房读书，然后走出书房，弹一会钢琴，草草写点什么，又回到书房去，这时候，我和玛戈特就悄悄离开。我们不让他看见，为他备好吃的东西并放好外衣以备他使用。有时候，甚至天气不好的时候，他不戴帽子，也不穿外衣就出外了，然后回家来，站在楼梯上……”。
　　在艾尔莎的描述中可以看出，爱因斯坦的性情从根本上是孤独的，也许他压根就不可能成为一个世俗家庭的男主人，在这点上，性格倔强的米列娃不理解他，生活琐事的矛盾导致了他们最终的分手。与米列娃相比，艾尔莎虽没有什么学问，也不懂理论物理学，但她深知爱因斯坦的秉性，也理解他的孤独性格，更何况有了一次婚姻变故后，能做爱因斯坦这位世界名人的妻子，她就满足了。她只想在生活上无微不至地照顾爱因斯坦，其余的一切，她都不加理会了。不管怎么说，艾尔莎总是吸引爱因斯坦留在柏林的原因之一。1917年夏天，爱因斯坦从威特尔贝彻大街搬到哈伯兰大街，住到艾尔莎一家的隔壁。12月写信给朋友说：“多亏艾尔莎的精心护理，我一夏天重了4磅。她亲自给我烧饭，看来也需要这样做。”
　　病中的爱因斯坦，确实从艾尔莎那儿得到了从米列娃那儿得不到的温情。病中的人，都需要一个笑容满面、体贴入微的亲人来照顾。他躺在病榻上，这位幼时的伴侣坐在身边替他织毛衣。艾尔莎操着一口他们共同的方言，讲起话来带“儿”音，就像小河在汩汩地流。她轻轻地站起来，快步走到厨房，又轻手轻脚把茶点端到爱因斯坦身边，说：“来，阿尔伯特，把这个奶油炸面圈儿吃了。”
　　爱因斯坦心不在焉地嚼着香甜可口的食品，艾尔莎又用带“儿”音的动听的故乡方言，给他讲起柏林大街上有趣的新闻：面粉多少钱一磅，又涨价了；哪一家商店里来了一批进口的罐头食品，谁也不知道里面装的什么东西，也不知道怎样把那些罐头打开……
　　在艾尔莎的精心护理下，爱因斯坦的身体明显康复。但在1917年年底，气候变冷后，爱因斯坦的病又突然变重。他又患上胃溃疡，因此不得不在床上躺了几个月。他的情绪十分低落，“精神颓废，气力不支”。1918年4月，医生允许他下床活动，但仍需小心行事，不得作任何受累的事情。谁知久病在床的爱因斯坦拿起心爱的小提琴，拉了一会儿后，竟又不得不重新回到病床上。他当时告诉朋友们说：“近来，我遭到了令人极不愉快的打击，很明显，原因是我拉了一小时的提琴。”
　　1918年5月，重新卧床的爱因斯坦是患了黄疸病。显然，长期劳累后的爱因斯坦的体质完全被毁坏了。爱因斯坦说他在1918年8月做了一个梦，梦见他用刮须刀割断了自己的喉咙，这也许是他健康状况不良的反应，也许是他陷入了米列娃与艾尔莎间的抉择难题。所以12月他写信告诉埃伦费斯特，自己可能再也不会恢复健康了。
　　不久，爱因斯坦在身体基本康复后，就决定与米列娃离婚，和艾尔莎结婚。离婚判决书于1919年2月14日取得，并且约定爱因斯坦的诺贝尔奖金归属米列娃。
　　米列娃在苏黎世度过了她的余生。首先她恢复了自己娘家的姓，叫玛里蒂，但是根据苏黎世政府1924年12月24日的判决，让她恢复爱因斯坦的姓。爱因斯坦偶尔看望儿子的时候，常常住在米列娃家里。米列娃是个难以相处的人，从来不相信别人，心情忧郁。米列娃在1948年去世。
　　多年之后，爱因斯坦曾谈到来列娃，说：“她从不原谅我们的分居和离婚，她的性情使人联想到古代的美狄亚。这使我和两个孩子的关系恶化，我对孩子向来是温情的。悲观的阴影一直继续到我的晚年。”
　　1919年6月2日，爱因斯坦与艾尔莎结婚。此时，爱因斯坦40岁，艾尔莎43岁。他们的新家安置在艾尔莎居住的哈伯兰大街5号。
　　艾尔莎文雅、温柔，像慈母一样，具有典型的资产阶级风味，她喜欢照顾爱因斯坦的生活，并以此为乐，爱因斯坦的声望也给她带来了荣耀。
　　结婚以后，在柏林高等住宅区里，爱因斯坦有了温暖舒适的家庭生活。有客厅、餐厅、卧室、书房；有地毯、庄重的家具和精巧的小摆设。一般中等有产者家庭里的东西，这里也一应俱全。他们也像所有有身份的人那样，每星期招待一次宾客，摆出一桌酒菜来。
　　爱因斯坦是过惯了马马虎虎生活的人，米列娃给他安排的家庭生活也是乱糟糟的。可在哈伯兰大街5号，一切都是井井有条的，连每天抽多少烟，艾尔莎都给他安排好了。庄重的家具擦得锃亮，华美的地毯在脚下柔软而有弹性，房间里窗明几净，充满着一种舒适、温暖的味道。然而，爱因斯坦生就了叛逆的性格，在科学事业、政治理想和生活习惯上，他都是一个勇敢的反叛者。在这个体面、尊贵的有产者气氛的家庭里