霍金:我眼中的愛(ài)因斯坦與相對(duì)論

《時(shí)代周刊》在1999 年12 月31 日的雜志封面上,將阿爾伯特· 愛(ài)因斯坦選為“世紀(jì)偉人”。為了給這次評(píng)選結(jié)果增光添彩,《時(shí)代周刊》發(fā)表了斯蒂芬· 霍金的署名文章——《相對(duì)論簡(jiǎn)史》,專(zhuān)門(mén)從科學(xué)的角度介紹了愛(ài)因斯坦對(duì)人類(lèi)知識(shí)進(jìn)步做出的巨大貢獻(xiàn)。以下為全文:
19 世紀(jì)末,科學(xué)家們一度認(rèn)為,他們只消再前進(jìn)一小步,就能完整地描述宇宙了。在他們的想象中,宇宙空間充滿了一種叫作“以太”的連續(xù)介質(zhì),就好比聲音是空氣中的壓強(qiáng)波一樣,光線和無(wú)線電信號(hào)也是以太中的波。他們認(rèn)為,這個(gè)理論離完成只差最后一步——對(duì)以太的彈性性質(zhì)進(jìn)行仔細(xì)測(cè)量,只要弄清了以太的性質(zhì),一切將會(huì)迎刃而解。
然而沒(méi)過(guò)多久,就開(kāi)始出現(xiàn)與“以太無(wú)所不在”相異的觀點(diǎn)。根據(jù)以太理論,光線在以太中的傳播速度應(yīng)該是一個(gè)固定值。因此,如果沿著與光線傳播相同的方向行進(jìn),所測(cè)量到的光速應(yīng)比這個(gè)固定值(在靜止時(shí)測(cè)量到的光速)低 ;反之,如果沿著與光線傳播相反的方向行進(jìn),所測(cè)量到的光速應(yīng)比這個(gè)固定值高。這也就是說(shuō),觀測(cè)者測(cè)得的光速會(huì)因?yàn)槠湎鄬?duì)光源的運(yùn)動(dòng)而改變。但是,當(dāng)時(shí)所做的一系列實(shí)驗(yàn)都沒(méi)能找到證據(jù)來(lái)支持這個(gè)觀點(diǎn)。
在這些實(shí)驗(yàn)中, 最準(zhǔn)確細(xì)致的要數(shù)1887 年的一場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。這場(chǎng)實(shí)驗(yàn)由阿爾伯特·邁克耳孫和愛(ài)德華·莫雷在美國(guó)俄亥俄州克利夫蘭市凱斯西儲(chǔ)大學(xué)完成,他們對(duì)兩束互相垂直的光線的傳播速度進(jìn)行了對(duì)比。他們?cè)J(rèn)為,由于地球在繞著地軸自轉(zhuǎn)的同時(shí)也圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn),所以地球自然應(yīng)該是在以太中穿行的,而且地球的運(yùn)動(dòng)會(huì)使兩束互相垂直的光線的傳播速度產(chǎn)生差異。然而,在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),邁克耳孫和莫雷卻發(fā)現(xiàn),不僅每日觀測(cè)到的光速?zèng)]有差異,按年累計(jì)的觀測(cè)結(jié)果也未顯示出這兩束光線的傳播速度有什么不同。好像無(wú)論你怎樣運(yùn)動(dòng),光線相對(duì)于你總是以同樣的速度傳播。

愛(ài)爾蘭物理學(xué)家喬治·斐茲杰惹和荷蘭物理學(xué)家亨德里克·洛倫茲率先提出,在以太中運(yùn)動(dòng)時(shí),物體會(huì)收縮,時(shí)鐘會(huì)變慢。當(dāng)時(shí),斐茲杰惹和洛倫茲都認(rèn)為以太是一種真實(shí)存在的物質(zhì),是長(zhǎng)度收縮和時(shí)間變慢的效應(yīng)使得無(wú)論觀測(cè)者在以太中以何種方式運(yùn)動(dòng),他們測(cè)量到的光速都會(huì)是一樣的。
最終,位于伯爾尼的瑞士專(zhuān)利局的一位年輕職員阿爾伯特·愛(ài)因斯坦徹底消滅了“以太”這個(gè)概念,并解決了光線傳播速度的問(wèn)題。1905 年 6 月,愛(ài)因斯坦撰寫(xiě)了一篇論文,這也是為他后來(lái)躋身世界頂尖科學(xué)家奠定基礎(chǔ)的幾篇論文之一。而且,愛(ài)因斯坦這幾篇論文的發(fā)表還引發(fā)了兩次觀念革命,改變了我們對(duì)時(shí)間、空間和現(xiàn)實(shí)世界的認(rèn)知。
在 1905 年的那篇論文中,愛(ài)因斯坦提出,由于你無(wú)法探測(cè)自己是否在以太中運(yùn)動(dòng),所以,以太的概念根本就是多余的。因此,他的出發(fā)點(diǎn)是假設(shè)科學(xué)定律對(duì)所有做自由運(yùn)動(dòng)的觀測(cè)者都是一樣的。具體而言,就是無(wú)論觀測(cè)者如何運(yùn)動(dòng),他們都應(yīng)該測(cè)量到相同的光速。
愛(ài)因斯坦的這個(gè)觀點(diǎn)要求人們摒棄“時(shí)間具有通用的量值,所有時(shí)鐘測(cè)量的時(shí)間都相同”這樣的概念。相反,每個(gè)人都會(huì)有他自己的時(shí)間測(cè)度:如果兩個(gè)人是相對(duì)靜止的,那么他們觀測(cè)到的時(shí)間就是一致的 ;如果他們之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng),那么他們觀測(cè)到的時(shí)間就是不同的。大量實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)了這一點(diǎn),其中一個(gè)實(shí)驗(yàn)是這樣設(shè)計(jì)的:觀測(cè)者攜帶一個(gè)極其精確的計(jì)時(shí)器繞著地球飛行一圈,然后將所記錄的數(shù)據(jù)與安置在固定地點(diǎn)的另一個(gè)同款計(jì)時(shí)器記錄的數(shù)據(jù)相對(duì)比,結(jié)果兩臺(tái)計(jì)時(shí)器測(cè)得的時(shí)間確實(shí)有差異。結(jié)論就是,如果你想活得更久些,你可以乘飛機(jī)一直向東飛行,這樣飛機(jī)的航速可以疊加地球自轉(zhuǎn)的速度,幫你獲得些許時(shí)間。但事實(shí)上,為了使生命延長(zhǎng)零點(diǎn)零零幾秒而一直吃飛機(jī)餐可有點(diǎn)不劃算。
愛(ài)因斯坦認(rèn)為,對(duì)所有做自由運(yùn)動(dòng)的觀測(cè)者來(lái)說(shuō),自然定律都應(yīng)該是一樣的。這條假設(shè)是相對(duì)論的基礎(chǔ),因?yàn)樗馕吨挥邢鄬?duì)運(yùn)動(dòng)才是重要的。雖然相對(duì)論的優(yōu)美與簡(jiǎn)潔折服了一眾科學(xué)家和哲學(xué)家,但依然有很多人持相反觀點(diǎn)。愛(ài)因斯坦摒棄了 19 世紀(jì)自然科學(xué)的兩條絕對(duì)真理 :以太思想代表的絕對(duì)靜止觀點(diǎn),以及所有時(shí)鐘均可測(cè)得一致的絕對(duì)時(shí)間的觀點(diǎn)。人們不由得疑惑 :相對(duì)論是否意味著任何事物都是相對(duì)的,而不存在什么絕對(duì)的道德標(biāo)準(zhǔn)了呢?
這種不安一直持續(xù)到 20 世紀(jì)的二三十年代,以至于在 1921 年,由于相對(duì)論在當(dāng)時(shí)爭(zhēng)議過(guò)大,諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)在授予愛(ài)因斯坦諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)時(shí)對(duì)此只字未提,只說(shuō)這是為了表彰他在 1905 年發(fā)表的另一篇重要論文——相對(duì)于愛(ài)因斯坦的其他成就,獲諾貝爾獎(jiǎng)的這篇論文(關(guān)于光電效應(yīng)的研究)實(shí)在算不上是什么重要成果。直到現(xiàn)在,我每周仍然會(huì)收到那么兩三封信,對(duì)我說(shuō)愛(ài)因斯坦錯(cuò)了。時(shí)至今日,科學(xué)界已經(jīng)完全接受了相對(duì)論,相對(duì)論做出的預(yù)測(cè)也已經(jīng)在無(wú)數(shù)的應(yīng)用中得到了驗(yàn)證。
相對(duì)論的一個(gè)非常重要的結(jié)論是它解釋了質(zhì)量與能量之間的關(guān)系。根據(jù)愛(ài)因斯坦的假設(shè),光速對(duì)所有的觀測(cè)者來(lái)說(shuō)都是相同的,這意味著不存在能夠超過(guò)光速運(yùn)行的事物。展開(kāi)來(lái)說(shuō)就是,如果我們用能量來(lái)加速粒子或航天器,被加速物體的質(zhì)量就會(huì)增大,從而使得進(jìn)一步加速變得更加困難。所以,把粒子加速到光速是不可能的,因?yàn)槟切枰獰o(wú)限大的能量。愛(ài)因斯坦著名的質(zhì)能方程總結(jié)了質(zhì)量與能量的等價(jià)關(guān)系,這或許是唯一一個(gè)大眾熟知的物理方程。
質(zhì)能方程還有很多結(jié)論,其中之一是鈾原子核在裂變成兩個(gè)總質(zhì)量稍小的原子核時(shí),會(huì)釋放巨大的能量。1939 年,國(guó)際形勢(shì)陰云密布,第二次世界大戰(zhàn)一觸即發(fā),一些科學(xué)家意識(shí)到這種核裂變將會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響。于是,他們說(shuō)服了愛(ài)因斯坦,讓他放下作為和平主義者的顧慮,去給當(dāng)時(shí)的美國(guó)總統(tǒng)羅斯福寫(xiě)信,敦促美國(guó)啟動(dòng)核研究計(jì)劃,這才有了曼哈頓計(jì)劃以及后來(lái)(1945 年)在廣島上空爆炸的那顆原子彈。有人將原子彈之罪歸咎于愛(ài)因斯坦,理由是他發(fā)現(xiàn)了質(zhì)量與能量之間的關(guān)系,可這就像把飛機(jī)失事的責(zé)任歸咎于牛頓,理由是他發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律一樣,純屬無(wú)稽之談。實(shí)際上,愛(ài)因斯坦非但沒(méi)有參與曼哈頓計(jì)劃,還被原子彈的爆炸嚇得夠嗆。
盡管相對(duì)論與在電磁學(xué)領(lǐng)域占主導(dǎo)地位的一系列定律非常吻合,但它與牛頓的萬(wàn)有引力定律并不相容。根據(jù)萬(wàn)有引力定律,如果空間中某一區(qū)域的物質(zhì)分布發(fā)生了變化,那么在宇宙中任意一點(diǎn)都能瞬間感受到引力場(chǎng)的變化。
這不僅意味著信號(hào)能以比光速更快的速度傳播(這在相對(duì)論中是不可能實(shí)現(xiàn)的),而且還需要絕對(duì)時(shí)間的概念作為支撐,這又是相對(duì)論所摒棄的概念。相對(duì)論認(rèn)為時(shí)間是相對(duì)的,每個(gè)人都有不同的時(shí)間測(cè)度。
愛(ài)因斯坦 1907 年就意識(shí)到了這個(gè)不相容的問(wèn)題,當(dāng)時(shí)他還在伯爾尼的瑞士專(zhuān)利局工作,但直到 1911 年去布拉格查理大學(xué)任職后,他才開(kāi)始認(rèn)真思考這個(gè)問(wèn)題。愛(ài)因斯坦意識(shí)到加速度與引力場(chǎng)之間存在密切的關(guān)系,但在封閉箱體中的人無(wú)法區(qū)分他自己是在地球引力場(chǎng)中處于靜止?fàn)顟B(tài),還是在自由空間中處于被火箭加速推進(jìn)的狀態(tài)。這些思考都發(fā)生在科幻電影《星際迷航》風(fēng)靡全球之前,所以那時(shí)候愛(ài)因斯坦考慮的是人處于電梯之中的情況,而不是在航天器上。但其實(shí)電梯的運(yùn)行范圍有限,在電梯廂里無(wú)論是做自由落體運(yùn)動(dòng)還是其他加速運(yùn)動(dòng),遲早都要出事。

如果地球是平坦的,那么既可以說(shuō)是蘋(píng)果受重力的影響落在了牛頓的頭上,也可以等效地說(shuō)是因?yàn)榕nD跟隨地球表面一起做向上的加速運(yùn)動(dòng)才使他的頭撞上了蘋(píng)果。但地球顯然是個(gè)球體,加速度與重力之間的這種等效關(guān)系不成立。因?yàn)槿绻刃шP(guān)系成立,處在地球另一面的人們將不得不朝相反的方向加速前進(jìn),但實(shí)際上他們卻和我們之間保持著一個(gè)恒定不變的距離。
1912 年返回蘇黎世后,愛(ài)因斯坦來(lái)了靈感。他意識(shí)到,如果將現(xiàn)實(shí)的幾何學(xué)稍做調(diào)整,引力與加速度的等效關(guān)系就可以成立。于是,愛(ài)因斯坦在我們已知的三維空間中引入了第四個(gè)維度——時(shí)間,提出了時(shí)空的概念。如果時(shí)空像假設(shè)的那樣并不平坦,而是彎曲的,那意味著什么呢?愛(ài)因斯坦的想法是,質(zhì)量和能量會(huì)以某種還未被確定的方式造成時(shí)空的彎曲。蘋(píng)果或行星這樣的物體在時(shí)空中會(huì)試圖保持直線運(yùn)動(dòng),但由于時(shí)空是彎曲的,它們的運(yùn)動(dòng)軌跡也會(huì)產(chǎn)生彎曲,顯得是在引力場(chǎng)的作用下產(chǎn)生了彎曲。
在朋友馬塞爾·格羅斯曼的幫助下,愛(ài)因斯坦對(duì)伯恩哈德·黎曼關(guān)于彎曲空間和曲面的理論進(jìn)行了研究。而黎曼在開(kāi)創(chuàng)這些理論的時(shí)候,只是將其作為抽象數(shù)學(xué)的一個(gè)組成部分,并沒(méi)有想過(guò)它們會(huì)與現(xiàn)實(shí)世界產(chǎn)生關(guān)聯(lián)。1913 年,愛(ài)因斯坦與格羅斯曼合作撰寫(xiě)了一篇論文,提出了這樣一種觀點(diǎn) :時(shí)空是彎曲的,我們所認(rèn)為的引力不過(guò)是這個(gè)事實(shí)的一種表現(xiàn)形式而已。但是,由于愛(ài)因斯坦的一個(gè)失誤(愛(ài)因斯坦也是人,也會(huì)犯錯(cuò)誤),他們當(dāng)時(shí)沒(méi)能找到表達(dá)時(shí)空曲率與時(shí)空中質(zhì)量和能量關(guān)系的方程。
到了柏林以后,愛(ài)因斯坦繼續(xù)就這個(gè)問(wèn)題開(kāi)展研究。當(dāng)時(shí),他既不用受家庭事務(wù)的干擾,也在很大程度上未被戰(zhàn)爭(zhēng)(第一次世界大戰(zhàn))所影響。1915 年 11 月,愛(ài)因斯坦終于找到了正確的方程。其實(shí) 1915 年夏天,愛(ài)因斯坦在訪問(wèn)哥廷根大學(xué)期間曾與數(shù)學(xué)家大衛(wèi)·希爾伯特討論過(guò)他的想法,后來(lái)希爾伯特也獨(dú)立完成了推導(dǎo),找到了同樣的方程,還比愛(ài)因斯坦早了幾天。不過(guò),希爾伯特也承認(rèn),新理論的發(fā)現(xiàn)應(yīng)歸功于愛(ài)因斯坦,因?yàn)槭菒?ài)因斯坦將引力與時(shí)空的彎曲聯(lián)系在了一起。即便在戰(zhàn)爭(zhēng)期間,人們?nèi)匀豢梢赃M(jìn)行這種程度的科學(xué)討論和交流,充分說(shuō)明那時(shí)的德國(guó)還是一個(gè)文明的國(guó)度,這與 20 多年后(第二次世界大戰(zhàn))的境況真是天壤之別!
為了區(qū)別于原來(lái)那個(gè)相對(duì)論(不包含引力因素的相對(duì)論),闡述了時(shí)空彎曲的新理論被稱為“廣義相對(duì)論”,而原理論則改稱“狹義相對(duì)論”。1919 年,人們用一種頗為壯觀的方式證明了廣義相對(duì)論——一支英國(guó)科學(xué)考察隊(duì)去了西非,觀測(cè)到日食期間太陽(yáng)附近背景恒星的位置發(fā)生了些許偏移。正如愛(ài)因斯坦預(yù)測(cè)的那樣,恒星發(fā)出的光線在經(jīng)過(guò)太陽(yáng)附近時(shí)發(fā)生了彎曲。這不僅直接證明了空間和時(shí)間是彎曲的,也是自公元前 300 年左右歐幾里得完成《幾何原本》以來(lái),我們對(duì)自身所處環(huán)境(宇宙)的感知和理解上最大的一次變革。

愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論將時(shí)間和空間視為宇宙中不斷發(fā)生的動(dòng)態(tài)變化的主動(dòng)參與者,而不再是事件發(fā)生的被動(dòng)背景。這導(dǎo)致了一個(gè)巨大的問(wèn)題,即便是現(xiàn)在,在 20 世紀(jì)即將結(jié)束之際,它依然處于物理學(xué)研究的最前沿。宇宙中充滿了物質(zhì),物質(zhì)又導(dǎo)致時(shí)空彎曲從而使得物體聚集在一起。愛(ài)因斯坦發(fā)現(xiàn),在用廣義相對(duì)論解釋一個(gè)不隨時(shí)間流逝而變化的宇宙時(shí),他的方程是無(wú)解的,而當(dāng)時(shí)包括愛(ài)因斯坦在內(nèi)的大多數(shù)人都相信宇宙是靜態(tài)的、永續(xù)存在的。愛(ài)因斯坦沒(méi)有放棄靜態(tài)宇宙的假設(shè),而是修改了方程,在其中加入了一個(gè)被稱為“宇宙常數(shù)”的項(xiàng),他認(rèn)為是這個(gè)宇宙常數(shù)項(xiàng)讓時(shí)空產(chǎn)生了反向彎曲,使物體相互分離。宇宙常數(shù)的排斥效應(yīng)將與物體的引力效應(yīng)相抵消,從而使得宇宙永續(xù)存在。
事實(shí)證明,這是理論物理學(xué)發(fā)展史上人類(lèi)錯(cuò)失的最大機(jī)遇之一。如果當(dāng)時(shí)愛(ài)因斯坦堅(jiān)持他最初的方程,他本可以做出宇宙不是正在膨脹、就是正在收縮的預(yù)測(cè)。實(shí)際上,直到 20 世紀(jì) 20 年代,人們用威爾遜山上那臺(tái)直徑 2.54 米的望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀測(cè)后,才開(kāi)始認(rèn)真考慮宇宙隨時(shí)間變化的可能性。觀測(cè)結(jié)果表明,距離我們?cè)竭h(yuǎn)的星系,遠(yuǎn)離我們的速度也越快。換句話說(shuō),宇宙正在膨脹,不同星系間的距離在隨著時(shí)間的推移而不斷增大。愛(ài)因斯坦后來(lái)稱,引入宇宙常數(shù)是他一生中最大的錯(cuò)誤。
廣義相對(duì)論徹底改變了人們對(duì)宇宙起源和宿命的討論方向。一方面,靜態(tài)的宇宙可能會(huì)永遠(yuǎn)存在,或者說(shuō)在過(guò)去的某個(gè)時(shí)間,在這個(gè)靜態(tài)的宇宙初生之時(shí),它就已經(jīng)是現(xiàn)在的形態(tài)了 ;另一方面,如果現(xiàn)在星系是在繼續(xù)彼此遠(yuǎn)離,那么過(guò)去它們之間的距離一定比現(xiàn)在更近。大約在 150 億年前,它們甚至可能相互重疊在一起,擁有無(wú)窮大的密度。根據(jù)廣義相對(duì)論,宇宙大爆炸就是宇宙的起源,時(shí)間也由此誕生。從這個(gè)意義上說(shuō),愛(ài)因斯坦絕不僅僅是過(guò)去 100 年中最出類(lèi)拔萃的人物,他當(dāng)?shù)闷鸨取笆兰o(jì)偉人”時(shí)間跨度更長(zhǎng)的榮譽(yù)。
廣義相對(duì)論還預(yù)測(cè),在黑洞內(nèi)部時(shí)間不會(huì)流逝,因?yàn)楹诙磧?nèi)的時(shí)空太過(guò)彎曲,光無(wú)法逃離這個(gè)區(qū)域。但是,廣義相對(duì)論方程并不適用于時(shí)間的起始與終結(jié)這兩種極端情形。因此,這個(gè)理論無(wú)法預(yù)測(cè)大爆炸究竟產(chǎn)生了什么。有人認(rèn)為,這是上帝自由意志的表現(xiàn),即上帝可以用任何他想要的方式來(lái)開(kāi)創(chuàng)宇宙。但另一些人(也包括我自己)則認(rèn)為,宇宙的起源應(yīng)該服從于在任何時(shí)候都成立的普適定律。我們已經(jīng)在這個(gè)方向上取得了一些進(jìn)展,但對(duì)宇宙起源的理解還不充分。
廣義相對(duì)論之所以解釋不了大爆炸,是因?yàn)樗c 20 世紀(jì)初另一項(xiàng)偉大的概念性突破——量子理論并不兼容。1900 年,人類(lèi)朝著量子理論邁出了第一步,當(dāng)時(shí)在柏林工作的馬克斯·普朗克提出了一種假設(shè)——如果光不是連續(xù)的,而是只能以特定大小的量一份一份地傳播,就能夠解釋?zhuān)槭裁矗臒霟嵛矬w上發(fā)出的輻射(與輻射頻率和物體的溫度有關(guān))了,普朗克將這個(gè)特定大小的量稱為量子。打個(gè)比方來(lái)說(shuō),輻射就像是一包包的糖,在超市里,并不是你想要多少散裝糖都可以,你只能買(mǎi)每袋 1 千克重的袋裝糖。1905 年,還在專(zhuān)利局供職的愛(ài)因斯坦撰寫(xiě)了一系列有開(kāi)創(chuàng)性意義的論文,他在其中一篇論文中表明,普朗克的量子假設(shè)可以解釋所謂的光電效應(yīng),即某些金屬在被光照射時(shí)會(huì)釋放電子的現(xiàn)象。光電效應(yīng)是現(xiàn)代光電探測(cè)器和電視攝像機(jī)的物理學(xué)基礎(chǔ),愛(ài)因斯坦因?qū)怆娦?yīng)的成功解釋而獲得了1921 年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
20 世紀(jì) 20 年代,愛(ài)因斯坦繼續(xù)開(kāi)展對(duì)量子概念的研究,但當(dāng)時(shí)哥本哈根的維爾納·海森伯、劍橋的保羅·狄拉克以及蘇黎世的埃爾溫·薛定諤提出了一種解釋現(xiàn)實(shí)世界的新學(xué)說(shuō)——量子力學(xué),這項(xiàng)成果讓愛(ài)因斯坦深感不安。根據(jù)他們的理論,微觀粒子不再具有確定的位置和速度,而我們對(duì)微觀粒子的位置測(cè)得越精確,對(duì)它的速度測(cè)量就越不準(zhǔn)確,反之亦然。
量子力學(xué)基本定律中的隨機(jī)性和不可預(yù)測(cè)性,讓愛(ài)因斯坦大為震驚,他最終也沒(méi)有全盤(pán)接受量子力學(xué),他著名的“上帝不擲骰子”的格言就表達(dá)了這一感受。但是,除他之外的大多數(shù)科學(xué)家都承認(rèn)了量子力學(xué)基本定律的有效性,因?yàn)檫@些定律不但與觀測(cè)結(jié)果非常吻合,好像還能夠解釋許多先前無(wú)法解釋的現(xiàn)象。這些定律不僅是現(xiàn)代化學(xué)、分子生物學(xué)以及電子學(xué)得以發(fā)展的基礎(chǔ),也是在過(guò)去大半個(gè)世紀(jì)里改變了整個(gè)世界的科技的基石。
1933 年,納粹掌權(quán)后,愛(ài)因斯坦決定不再返回德國(guó),并且放棄了他的德國(guó)國(guó)籍。他在美國(guó)新澤西州的普林斯頓高等研究院度過(guò)了生命中最后的 22 年。納粹曾發(fā)起了一場(chǎng)反對(duì)“猶太科學(xué)”及猶太科學(xué)家的運(yùn)動(dòng)(德國(guó)沒(méi)能在第二次世界大戰(zhàn)中造出原子彈,與猶太科學(xué)家的出逃不無(wú)關(guān)聯(lián)),而愛(ài)因斯坦和他的相對(duì)論就是這場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的主要攻擊目標(biāo)之一。當(dāng)被告知德國(guó)出版了一本名為《100位教授出面證明愛(ài)因斯坦錯(cuò)了》的書(shū)時(shí),愛(ài)因斯坦回答:“為什么要 100 位?如果真的是我錯(cuò)了,1 位就足夠了。”
第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后,愛(ài)因斯坦敦促同盟國(guó)設(shè)立一個(gè)全球性的治理機(jī)構(gòu)來(lái)控制原子彈。1952 年,以色列曾經(jīng)邀請(qǐng)他出任總統(tǒng),但愛(ài)因斯坦拒絕了。他曾寫(xiě)道:“政治是為當(dāng)前,而方程卻是永恒的?!?/span>沒(méi)有什么能比廣義相對(duì)論方程更合適作為愛(ài)因斯坦的墓志銘和紀(jì)念,它們將長(zhǎng)存于世,與這宇宙同壽。
在過(guò)去的 100 年中,世界經(jīng)歷了前所未有的變化。其原因并不在于政治或者經(jīng)濟(jì),而在于科技的進(jìn)步——直接由基礎(chǔ)科學(xué)的發(fā)展帶來(lái)的科技進(jìn)步。沒(méi)有任何一位科學(xué)家能比愛(ài)因斯坦更適合用來(lái)代表 20 世紀(jì)的科學(xué)進(jìn)步,阿爾伯特·愛(ài)因斯坦——《時(shí)代周刊》“世紀(jì)偉人”。
(本文原載《時(shí)代周刊》,現(xiàn)收錄于《科學(xué)時(shí)代:引領(lǐng)未來(lái)的關(guān)鍵技術(shù)》一書(shū),該書(shū)由江蘇鳳凰科學(xué)技術(shù)出版社出版,本文經(jīng)授權(quán)發(fā)布,題目為編者所加。賽先生書(shū)店有售)

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