新民網·獨家報導沒有哪個科學家能比愛因斯坦更「震」了，以至於霍金寫《時間簡史》的時候拼著銷量減少一半的風險也要寫上愛因斯坦的質能方程E=mC2，作為平凡人的我們，跟三五朋友吹吹愛因斯坦，一定讓眾人仰慕一把。這不，談資來了，今年是愛丁頓用日全食觀測驗證廣義相對論90周年，以拍攝科學紀錄片著稱的BBC(英國廣播公司)為此而拍攝了《愛因斯坦與愛丁頓》，足以滿足我們在舒適的享受中了解科學的小小心願。
1919年發生在非洲的這次日全食，是牛頓經典力學與愛因斯坦相對論的一次「巔峰對決」。兩百多年的時間裡，從蘋果落地到發現新行星，從槓桿到蒸汽機，牛頓力學「一統江山」。科學家們一度以為，到19世紀末，物理學已經終結。牛頓理論的基礎是平直空間，空間是沒有邊界，處處均勻的，時間就在這個「絕對空間」框架中均勻地流淌，很少有科學家會懷疑這個基礎，直到愛因斯坦相對論的出現。
愛因斯坦直接挑戰牛頓的「絕對時空」觀念，在1905年發表的狹義相對論中，將運動、空間和時間整合為一體，由此得到了德國學術泰鬥普朗克的讚賞，將他延請到當時世界科學的中心柏林大學任教。愛因斯坦又花了十年時間，才將引力整合到相對論中，於1915年發表了廣義相對論，認為空間不是平直的，而是彎曲的，質量(比如太陽)的存在，如同床單上的重球一樣將空間彎曲，行星就是沿著彎曲空間中的「直線」進行運動。可惜此時的愛因斯坦才不過36歲，只是科學圈的「新兵」，在實驗未曾證實以前，難以得到「言必稱牛頓」的科學家們的認同，但英吉利海峽對岸一位更年輕的科學家卻與他產生了共鳴。
劍橋大學天文學家愛丁頓(ArthurStanleyEddington，1788—1944)是一位貴格會派(Quaker，又稱教友派)教徒，這個教派主張宗教自由，奉行和平主義，並拒絕服任何形式的兵役。愛丁頓是個頗有意思的人，比如他很喜歡大數，給學生上課的時候用到幾十億這樣的大數字，他一定要把所有的零都寫出來；他甚至過於相信整數，比如他堅持物理學中的精細結構常數應該整數137分之一，實際精確測量的結果必須要掛上一串小數。因此學生們給他取了綽號「AddingOne」(「整數先生」)。第一次世界大戰期間，英德雙方的科學家也被高漲的民族主義所感染，幾乎斷絕了學術往來，但愛丁頓卻一直關注著愛因斯坦的學術進展，深刻地理解了廣義相對論的價值。巧合的是，這兩位科學家都反對戰爭，認為這場戰爭是荒謬的，科學家對戰爭的支持，對於殺戮的狂熱是不可理喻的。
愛因斯坦發表廣義相對論時，第一次世界大戰(1914—1918)已經打響，他的論文通過當時中立國荷蘭的科學家德西特送到了愛丁頓手中，他深知只有愛丁頓才能夠理解這理論。愛因斯坦預言經過太陽附近的星光路徑會被彎曲，從而看上去(與夜晚看到的)位置有所移動。按照牛頓理論，光線經過太陽邊緣時，彎曲角度約0.87角秒(1角秒是1度的3600分之一)，而廣義相對論給出的結果則是1.75角秒，比牛頓理論的預言要大一倍。
愛丁頓敏銳地認識到，在發生日全食的時候，太陽光完全被遮擋，觀測太陽附近星光偏折就可以用來檢驗愛因斯坦的預言，於是積極為此事而奔走，向同事們宣講對廣義相對論進行驗證的重要性，他所撰寫的《相對論的數學原理》被愛因斯坦稱為這一領域的最佳作品。當時的皇家天文學家戴森爵士(SirFrankWastonDyson)發現，1919年5月29日的日全食符合進行這個檢驗的理想條件，不僅全食階段持續長達6分鐘，而且此時太陽正好位於七姐妹星團前面，這個星團的恆星相當明亮。非常適合檢驗愛因斯坦的預言。在戴森的遊說之下，英國政府決定，作為對愛丁頓拒絕服兵役的「懲罰」(其他拒絕服役的貴格會派教徒已經被送到了苦役營削土豆了)，如果戰爭在1919年結束，責成愛丁頓帶領一支探險隊前往非洲觀測日全食，檢驗星光的彎曲。
1919年5月29日的這次日全食本影從南美西岸開始，經過巴西北部，跨越大西洋，抵達非洲中部東海岸。為了保險起見，英國派出了兩支探險隊，一支由格林尼治天文臺的AndrewCrommelin帶隊，前往巴西Sobral，一支由愛丁頓帶領，前往非洲西岸幾內亞灣的Principe島。6月的皇家天文學會雜誌上刊登了兩支觀測隊來回來的電報，Crommelin說：「日食精彩。」而愛丁頓的電報則多少一些沮喪：「有雲，但仍有希望。」
因為星光偏折的程度隨恆星距離太陽邊緣遠近而有所變化。愛丁頓與戴森多次討論後，對觀測結果的重要性給出評判，用加權平均的方法給出偏離1.64角秒的結果，與愛因斯坦的預言很接近，這個結果於11月6日皇家天文學會的特別會議上宣布。
英國《泰晤士報》立刻報導了這個消息，11月7日的頭版頭條新聞標題是《科學革命：宇宙新理論！牛頓學說被推翻！》(RevolutioninScience / New Theory of the Universe / NewtonianIdeasOverthrows)，不修邊幅的愛因斯坦教授立刻成為媒體爭相報導的對象，變成了家喻戶曉的科學明星。
愛丁頓公布的結果，雖然被大多數科學家所接受，並成為廣義相對論早期的支持證據之一。但也並非沒有懷疑，畢竟相對於愛因斯坦預言來說，觀測結果誤差高達20%，更別說愛丁頓捨棄了明顯「不正確」的結果。因此有些科學家拒絕承認愛丁頓公布的結果。
隨後的日全食觀測中，測量星光偏折，驗證廣義相對論成為一項重要的觀測內容。由於幹擾因素比較多，總精度提高並不大。
1960年代，隨著類星體3C273和3C279的發現，提供了非日食觀測方法，每年10月8日，太陽就會遮蔽這兩顆相距很近的類星體，射電天文學用觀測兩者間隔變化代替觀測單課類星體方向變化的方法將誤差降低到1.5%。上個世紀末，歐洲空間局發射了專門用於測量恆星位置的喜帕恰斯衛星，勿須日全食就可以測定太陽附近的恆星星光偏折，用跟愛丁頓同樣的比較手段，衛星給出的數據與愛因斯坦的預言誤差不超過千分之一。
影片對於當時的歷史背景和人物性格做了相當真切的刻畫，尤其是在戰爭氛圍中，愛因斯坦和愛丁頓仍能夠保持內心的安寧，不為當時泛濫的民族主義情緒所動，正如愛因斯坦在《泰晤士報》上發表的文章指出，假如政治家能夠學習到科學家的品質，那麼歐洲就不會遭受戰爭的瘋狂破壞了。愛因斯坦的廣義相對論代表了人類思想的洞察力所能夠達到的高度，由此也成為一戰後彷徨的人們所需要的偶像，直到今天，愛因斯坦的公眾影響力還無人能夠超越，但是為此做出重要貢獻的愛丁頓卻很少為大眾所知，由BBC拍攝的這部電影算是90年後對愛丁頓的一種遲到的補償吧。
不過影片裡面，存在一些小的科學偏差，比如必須要精確測量的統計結果被簡化為只要比較兩張底片上星光位置存在移動，就證明愛因斯坦正確，假如歷史上確實如此，牛頓老先生想必要氣得爬起來抗議這樣的「技術性擊倒」吧。(天體物理學博士孫正凡)
作者：孫正凡