第591篇,與你目睹遼闊之地
愛因斯坦在提出廣義相對論多年以後,曾寫下這樣的一句話:「牛頓先生,請原諒我。」這句話不但有尊敬,還有莫大的謙卑。從現在已經確認的事實來看,只有愛因斯坦才有這樣的資格,對牛頓說出上述的話語。在沃爾特·艾薩克森所著的《愛因斯坦傳》中我們可以看到,愛因斯坦摧毀的不只是牛頓經典物理學,還包括由機械世界圖景中的一切秩序。這一切都發端於20世紀20年代前後。現代世界正在努力地開始衝破古典藩籬的屏障。經典物理學的瓦解、世界大戰的恐怖、社會階層的奔潰無疑從各個層麵塑造著現代世界的雛形。
針對愛因斯坦廣義相對論的頗具影響力的一個重要事件應該當屬1919年11月6日下午,英國皇家學會的會員們和皇家天文學會的同行聚集在倫敦皮卡地利大街的柏林頓會館。本次會議議程只有一項:聽取關於日食觀測的報告。
在此次報告的會場中,大廳中懸掛著牛頓的肖像,牛頓正威嚴地俯視著與會人員。哲學家懷海特專程從劍橋趕來,他針對此次會議的記錄要點如下:「會議場上的氣氛極為熱烈,簡直像是在上演希臘劇,我們是合唱隊,評說著決定宇宙命運的天條律令……背景中牛頓的形象讓我們想起,200多年後,這個最偉大的科學體系終於第一次得到了修正。」
本次會議的最後結論相當簡單,「奔赴索不拉和普林西比的遠徵隊所得到的結果令人信服的證明,光在太陽附近的確發生了偏折,而且偏折量與愛因斯坦廣義相對論所要求的一致。」
需要說明是,愛因斯坦對於光在太陽附近發生的偏折最初的計算結果是0.85弧秒,他之後提出的計算結果是偏折1.7弧秒。弧秒又稱之為角秒,1°(度)= 60′(角分)= 3600″(角秒)。愛因斯坦所計算出來的偏折角度,大概就是三千六百分之一的偏差。以科學的角度來審視這個數據,不論是理論計算還是實地觀測,這個數據的得來都非易事。從愛因斯坦提出光在太陽附近的偏折到觀測實證,這期間等待了八年之久。至此,牛頓爵士的定律不再能夠完全支配宇宙的方方面面了。
不過正是藉助沃爾特·艾薩克森的《愛因斯坦傳》我們得知,在英國皇家學會熱烈討論的1919年11月裡,愛因斯坦也許正在德國柏林公寓樓裡為冬天的來臨而發愁。更為不斷貶值的德國馬克而焦慮。
自1919年的日食實驗之後,愛因斯坦將1916年寫就的《什麼是相對論》用英語發表了。該書含有大量的思想實驗,很快它就成了暢銷書,在許多年裡一版再版。從而我們也可看到,相對論逐步從專業領域一步一步邁向了普通人的生活中。不過,相對論所要引發的改變就不止於物理學領域,而是社會的方方面面了。在這一點上,沃爾特·艾薩克森是這樣闡述的:
無論是科學還是道德哲學,愛因斯坦都力圖尋求確定性和決定論定律。如果他的相對論引發了騷動,擾亂了道德文化領域,這並非源於愛因斯坦的思想,而是因為人們對其作了通俗解釋。
這樣的闡述應用在發現經典力學體系的牛頓身上,我想也是適用的。在上述針對1919年的日食觀測實驗的內容上,哲學家懷海特的記錄特別值得回味。在那一段話中,我們可以清晰的看到,對於牛頓力學體系修訂的渴望可能不是只有懷海特一人所有,而是許多人的共識。只是需要等到愛因斯坦出現之後,這種修訂的可能才成為現實。從科學史的角度來看,牛頓力學體系所建立的機械物理世界圖景在不到三百年的時間裡就轟然倒下了。儘管在1919年,對於相對論的理解和認識的人仍然只是掌握在少數人的手中,不過這些人都已經敏感的認識到,另外一個世界已然開啟了。至於那個新世界中有什麼?還沒有人能完全預見。
在20世紀的前半葉中,可能是舊世界與新世界碰撞最為激烈的階段了。我們今日所身處的世界,也就是從那時開始搭建了。哪怕只是一個物理實驗的結果。但這個結果預告了往後層出不窮的修訂。更遑論往後更多的視角和發現。我想,這種因新發現而帶來的悸動不會只出現在20世紀,它應該在歷史長河中的任何一個世紀中都出現過,唯一不同的是,有的新發現在產生之後即陷入長久的寂寞中而夭折,有的新發現則在產生之後以巨大的爆發力產生了改變。在閱讀《愛因斯坦傳》時,我時常想起義大利量子物理學家卡洛·羅韋利近幾年推出的幾本著述《七堂極簡物理課》、《現實不似你所見——量子引力之旅》、《極簡科學起源課》、《時間的秩序》所講述的內容。在這幾本小書中,也同樣充滿了想像力與精確的描述。當然,在卡洛·羅韋利的物理學著述中,牛頓和愛因斯坦這兩位巨擎是繞不過去的山峰。不過從語言的角度來看,閱讀完卡洛·羅韋利的著述,對於量子力學的認識要比愛因斯坦本人所講述的還要更容易讓人理解一些。不過需要切記的是,卡洛·羅韋利也善意的提醒我們:我所研究的一切可能是錯的。這種由作者本人所釋放出來的提醒是一個完全相反的結論。在接觸有關量子力學的物理學理論時,此種相悖的認識所處可見。由此我們也可以想像,愛因斯坦所開啟的量子力學,在我們手中已然處於艱難發展的階段。尤其是海量的計算,和充斥著不確定性。
相對於牛頓在發現經典力學體系之後,我們一直詬病他隱身在神學之中。作為一個摧毀了彼時世界秩序的人來講,可能牛頓內心所面對的複雜是常人所不能體會的。當一個世界的崩塌真實發生在一個人的眼前時,這個人所需要承受的煎熬似乎無第二個人能感受到。他應該是最直接的那個人。
在初初閱讀有關科學史和物理學著述時,對於「崩塌」、「倒塌「、」分崩離析「這樣的詞語來講述物理學我是不理解的。不過這些詞語也的確形象描述了在不同視角之下所見到的一切。在極少數的人的眼中,他們所見識的世界與我們習以為常的世界截然不同。我們習慣於這個世界是固定的、永恆的、確定的和有秩序的。不過事實上,這個世界用另外一種視角來看的話,它更是混亂的、變幻的和無序的。而且從已知的情況來看,人類用了數千年時間趕走的諸神,反而又成為一種答案的可能!當然,這也不是不可能。
如果說物理學著述與其他著述有什麼不同的話,我想,最大的特點就是精確吧!接近精確的描述,接近精確的詞語,以及接近精確的表達。以及不那麼確定的結論。因為這些結論都不會義正嚴詞地說自己等同於「唯一的正確」。
而這,就是科學的尊嚴!
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