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第15章 伟大理论的验证

不管时代的潮流和社会的风尚怎样,人总可以凭着高贵的品质,超脱时代和社会,走自己正确的道路。

——爱因斯坦

(一)

爱因斯坦一向认为,科学家应该成为世界的公民。他的研究工作是集合许多国家、许多人的思想而成的,其中包括了意大利、英国、德国、美国以及丹麦等。政治可能把他们的国家引向战争,但科学家应该只追求真理,不管真理是在何处发现的,都应该对它表示欢迎。

很显然,某些科学家也十分同意爱因斯坦的这种看法。在大战仍然进行期间,英国的一群科学家还在继续研究爱因斯坦有关相对论的论文。虽然爱因斯坦在德国大学担任教授,但这些英国人并不将他当做敌人,而是只对他的理论感兴趣。

早在1911年爱因斯坦提出光线掠过太阳表面会发生0.83秒的偏转时,柏林的天文学家费劳因德力西就决定去验证这一推论。

怎样验证呢?在白天强烈的太阳光下根本看不到星星,晚上可以看到星星,可太阳又下山了,如何才能在有太阳的时候看到星光呢?

只有在日全食的时候,月亮遮住太阳,刹那间仿佛夜幕降临了一样,这时就能看到紧挨着太阳的星光了。

1914年8月,科学家推测,在俄国的克里米亚半岛能够看到日全食,于是费劳因德力西便率领观测队赶往克里米亚。

不巧的是,第一次世界大战在这时爆发了,费劳因德力西等人不仅没有看到日全食,还被抓了起来。观测日全食的计划也随即流产。

然而,科学的进步是任何人都阻挡不了的。1917年,战争仍然在继续,而英国皇家学会天文学分会会长经过观察研究,向一些科学家报告说,在1919年即将发生一次日全食。这是一次极佳的机会,可以让他们验证爱因斯坦的理论。到那时候,黑色的太阳刚好位于十分明亮的金牛座正中央。巴西西部的某处及西非几内亚湾的一个海岛上是最佳的观测地点。

当科学家们听到这个报告后,都十分兴奋,认为这是一个很难得的机会。但是,有谁能够获准通过德国潜艇横行的大海呢?德国潜艇的威胁,使当时没有人敢离开英国本土,除非有军舰护航。

但是,虽然没有人能够预测到战争何时才能结束,英国皇家学会及皇家天文会仍然充满希望地指派了一个委员会,负责安排这次观测任务。

幸运的是,1918年11月,第一次世界大战在各国人民的顽强抵抗中,以德国军国主义政府失败投降而告终。

1919年2月,英国组织了两支远征队分赴两个观测点,其中一支由英国伟大的天文学家亚瑟·爱林顿爵士亲自带队,像一首进入未知世界的伟大史诗,像一次扣人心弦的探险,不是去寻找宝藏,也不是为了了解那里的风土人情,完全是凭着对一位伟大科学家的信赖,因为他详尽地阐述了一种大胆的理论,而且仅仅是依靠他的科学推理所获得的。他从纯粹的思想领域里大胆断言:从远处的恒星所发出的光线掠过太阳表面时,会发生1.74秒这样大角度的偏移(后来爱因斯坦经过计算得到这个数字,纠正了他在1911年得到的0.83秒的数字),而按照牛顿的引力理论应该为0.87秒。

科学家们都深知,这不仅是对一位科学家的一种推测的验证,究竟是0.87秒还是1.74秒,是关系两个引力定律、两个物理世界图像哪个更加精确的问题。可以说,它关系到两个科学时代!

为何要派出两个观测队呢?因为日全食时间短暂,而且很可能因为天色阴霾,无法拍下日全食的情景。所以英国皇家学会认为,比较保险的办法就是在地球上两处不同的地点拍摄日全食的情况——一处是在巴西北部的索布拉地区,另一处在几内亚湾的普林西普岛。爱林顿爵士率领的是第二支探测队,在日全食发生前的一个月抵达了普林西普岛。

(二)

日全食的当天黎明,天气阴沉、多云,科学家们都非常担心白跑一趟。如果在日全食发生时,一旦乌云遮住了星星,他们的长途跋涉就等于白费了。

直到最后一分钟,爱林顿爵士等人几乎什么东西都没得到。爱林顿爵士清晰地记得,那天的黎明是在阴云密布中到来的。当日全食即将开始时,黑暗的月轮周围绕着光环,浮现出云层,就像人们经常看不见星星的夜晚所看到的那样。

“没说的,按照原计划进行吧,希望结果是美好的。”爱林顿爵士下了命令。

一个奇怪的、鬼魂似的、半明半暗的光环笼罩着地球,观察场上死一般的寂静,只有换底片暗匣的咔嚓声和挥霍珍贵的几秒钟节拍器时的滴答声。

这时,突然一束闪光出现在看不见的太阳上方,在太阳表面几亿公里的上方持续漂浮。普林西普岛上的观测员们根本没时间去欣赏这奇异的太空景象,他们急切地期待着实验的成功。

天空的云层越来越厚了,仿佛故意与观测队做对,不让人们发现爱因斯坦所推测的情况一样。第一张照片上没有一颗星星的影子,然而在2一10秒不等的时间内,共拍下了16张珍贵的照片。

接近日全食结束时,云层才渐渐变淡,所以最后的几张照片拍摄得倒是比较清晰。在许多照片当中,有一个或几个十分重要的星星没有拍到。但有一张底片却终于成功了:五颗星星的光照在底板上,这样就足以验证爱因斯坦的理论了。

他们终于获得了这些珍贵的照片。几个月后,两支探测队分别返回了伦敦,他们所拍的照片在实验室经过仔细观测,并考虑到一切可能性的错误。天文学家们用很长的时间严肃地讨论着这些可能性,测量这些星星的人员也时时提防发生错误。

1919年11月初,在英国皇家物理学会和皇家天文学会举行的一次重要的联席会议上,在热烈而紧张的气氛当中,英国皇家天文学会会长公布了两个观测队的观测结果:

“两支探测队所做的观察已经证明了光呈现出1.64秒等值的偏离弧度,而爱因斯坦以纸笔所算出的预测弧度则为1.74秒等值。”

皇家学会主席汤姆逊爵士,其本人也是一位物理学家。在演说中,他描述现在已经获得证实的爱因斯坦理论为“人类思想史上最伟大的成就之一”。

他说,爱因斯坦不是发现了一个孤岛,而是发现了整个新的科学思想的新大陆。这是牛顿首先阐明万有引力原理以来所做的和引力相关的最伟大的发现。尽管在当时,爱因斯坦的理论对于一般人来说还是深不可测的,就是作为这次会议主席的英国物理学界的权威也坦白地说:

“我不得不承认,到目前为止,还没有一个人能用简单的语言向我讲述爱因斯坦的理论实际描述的内容。”

然而,这件事本身却以其重大的意义在某些方面震撼了整个世界科学界,震动了每一个人。

就在11月7日的当天傍晚,伦敦街头的告示牌上以巨大的字体标出了当天头条新闻。行人们透过傍晚的浓雾,凑到昏黄的等挂下,看到告示牌上写着:

“阵亡将士纪念日,各地实施停火。”

在那天早上,已经有许多人在没有人提醒的情况下,主动将鲜花放在无名英雄的墓前。而当他们将要移开满含泪水的目光时,也许会稍微停下脚步,看一眼第二个标题:

“科学上的伟大革命:牛顿理论被推翻!”

不久后,爱因斯坦就在他柏林四楼的公寓里,小心地打开刚刚从伦敦寄来的一个包装得很好的邮包,然后拿出那些观测照片。他若有所思地凝视着这些星球的照片,这些照片中阴影中透露出的闪烁光芒,终于验证了他的学说。也许在那一刻之前,他还不了解这种证实对他具有多么大的意义。

(三)

爱因斯坦的理论被证实的消息很快就传到了德国科学院,所有人都过来表示祝贺。而爱因斯坦不善应酬,只是不停地重复一句话:

“真理永在,我不过只是找到了它而已。”

各大报纸每天都在刊登这位伟大的科学家的消息,不仅刊登了关于相对论的评说,还刊登出他的一些生平秩事,其中一些干脆就是胡乱编造的。杂志上也开始出现他本人及其研究成果的长篇文章。

由于爱因斯坦的照片登出的次数太多了,无论他走到哪里,都会被人们认出来。而爱因斯坦所到之处,更是受到了总统般的礼遇,人们给予他极高的赞誉,甚至还以漫画、广告等方式表达对爱因斯坦的崇敬。世界各地的大学和科研机构也竞相聘请爱因斯坦作为特邀教授前往讲学。

与此同时,家里的来访者也一天比一天多,有人是来要他的签名,有人是来与他探讨科学,还有人来向他阐述自己的惊人理论……这些让爱因斯坦感到很烦恼。

有个住在巴黎的美国商人,特地从巴黎赶到柏林见爱因斯坦一面,回去后就在报纸上发布了一个悬赏榜:

“能用3000字的篇幅,通俗地解释爱因斯坦教授的相对论者,奖励5000美金。”

可是需要聘请专家组成征文评审委员会却让美国商人伤透了脑筋。于是,他接二连三地给爱因斯坦写信,并许以重金聘请爱因斯坦出任评审委员会主席,但都没有获得回音。

后来,这个商人总算东拉西扯地组成了一个班子,从300多篇来稿中选了一篇,获奖人据说是个一辈子在专利局服务的60岁老人。

那期间,每当爱因斯坦在柏林讲课,大厅里总是被围得水泄不通,听众们常常有上千人,其中有不少根本就是凑热闹的人,尤其有不少是外国的游客。

一位目睹过当时情景的人曾作过这样的描述:

报告厅里坐着许多身穿珍贵裘皮大衣的美国、英国阔太太,她们都手举望远镜,仔细端详着这位学者。报告一结束,这些外国游客就冲向黑板,为抢夺这位红极一时的学者写字时留下的笔头而争论不休。他们想把这些东西带回去,珍藏起来,留作纪念。

任何事情,一旦“热”起来后就难免有过火之处:浮夸、吹捧、拔高,什么都出来了。这种情况对那些爱慕虚荣的人来说,正是求之不得,但对于实事求是的科学家爱因斯坦来说,简直就是无法忍受的。

朋友们见爱因斯坦每天不胜其烦,便给他一个忠告:避而不见不如完全公开。因为好奇心是人的一种本能。爱因斯坦无可奈何,只要接受了朋友的建议。

于是,朋友替爱因斯坦秘密地约见了《泰晤士报》的主编。

11月28日,全球发行的《泰晤士报》的前面几个版面,都是关于爱因斯坦的独家报道。在报道中,爱因斯坦说:

“为大家所注目的我的相对论理论,其最大优点就在于这个研究课题本身的结构之美,会令人沉浸在无穷的遐思之中。可是,我希望各位不要以为先驱牛顿先生的那伟大的成就和事业将会被这些理论所推翻。”

然后,爱因斯坦以极其通俗易懂的语言解释了相对论的原意。最后,他写到:

“我完全清楚,我没有什么特殊的才能,兴趣专一,顽强工作及自我批评,才使我达到了我想要的那一步。尊敬的《泰晤士报》所刊载的关于我个人和我的环境的报道,完全是记者先生风趣而又活泼的想象力的产物。”

写到结尾,爱因斯坦特有的孩子气又上来了,他不乏幽默地说:

“读者们如果有兴趣应用相对论,我就是一个例子。比如,我今天在德国受到欢迎,被大家认为是德国的科学家,而在英国却被称为是瑞士籍的犹太人。如果到了哪一天,我成了不受欢迎的人,那么我在德国就会被认识为瑞士籍的犹太人;而在英国,就会被叫做‘那个德国佬’了。”

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