书城传记相对论之父和新思维首倡爱因斯坦
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第21章 创立广义相对论(4)

广义相对论的成果在哲学上也有十分重要的意义。过去,人们或者从牛顿形而上学的机械观出发,或者从日常的经验出发,把空间和时间看作是互相独立存在的东西,而康德则把它们看作是人们认识世界时所固有的一种纯形式。广义相对论的创立,就使辩证唯物主义长期以来所主张的、自然科学始终尚未提供证明的论点得到了验证,这就是空间和时间都是运动着的物质的“存在形式”,不仅它们与物质不能分,它们相互之间也是密不可分的。爱因斯坦有一次在向一位记者半开玩笑地解释相对论的重要成果时就突出地强调了这一点:如果所有的东西都从世界中远离出去的话,人们在过去就会认为残留下来的便是空间和时间。那么,现在人们知道了单独的空间和时间根本不存在。物质、运动、空间和时间不可分割的关系,除此之外,大概不再能更加简单明了地表达出来了。①

广义相对论的研究和创立还有一个极为重要的意义,这就是对爱因斯坦本人思想认识发展所产生的深刻影响。

①[法]赫尔内克:《爱因斯坦传》,科学普及出版社1979年版,第55页。

如果说,在早期,爱因斯坦在受休谟、马赫、斯宾诺莎、亥尔姆霍兹、彭加勒等哲学家和自然科学家的复杂影响与自己自发唯物主义倾向的作用下,主要表现为一种以唯物论的经验论为主伴有潜在的唯理论的混合物的话,在研究并创立狭义相对论之后,其中潜在的唯理论的因素已大大膨胀,如他在回忆中谈到:“早在1900年以后不久……渐渐地我对那种根据已知事实用构造性的努力去发现真实定律的可能性感到绝望了。我努力得愈久,就愈加绝望,也就愈加确信,只有发现一个普遍的形式原理,才能使我们得到可靠的结果。”①而通过广义相对论的研究,理性主义因素又进一步突出出来。他通过广义相对论的创立,领悟出正确思维的可靠性与力量,看出了概念与理论与经验材料之间常有的非逻辑关系,看到了概念构造的普遍性。一句话,由于广义相对论是一种空前抽象的物理学理论,作为广义相对论的创立者,爱因斯坦比任何其他的自然科学家都更早、更深刻地领悟到广义相对论远离经验事实的构造性质以及在创立理论时人类想像与思维的巨大作用,更早地看出马赫哲学的狭隘经验论性质,看到这种哲学的弊端和局限性,从而使自己的哲学认识论完成了以唯物主义经验论为主要特征向以唯物主义唯理论为主要特征的飞跃,使广义相对论的创立不仅成为他科学研究道路上的丰碑,也成了他哲学思想发展道路上的一个重要里程碑和转折点。对此,爱因斯坦本人在1938年回顾自己的哲学思想的历程时就曾明确指出,自己从有点像马赫的那种怀疑论的经验论出发,经过引力问题,转变成一个信仰唯理论的人。“成为一个到数学的简单性中去寻求真理的惟一可靠源泉的人”②。

爱因斯坦思想上的这一重大转折首先表现在他对马赫的经验论的批判上。1917年春天,他在给挚友贝索的信中,在提到他的一位老同学弗里德里希-阿德勒时写道:“他骑着马赫那匹可怜的马,搞得精疲力竭。”③同年5月,他在给贝索的信中更进一步指出:“我不曾谴责马赫的小马。但你知道我是怎样想它的。

①②③④《爱因斯坦文集》第1卷,商务印书馆1976年版,第23、380、106、106页。

它不可能产生出任何有生命的东西,‘它只能消灭有害的虫豸’。”④与对经验主义的批判相一致的就是他对理性力量的颂扬:“在某种意义上讲,我认为像古老人所梦想的,纯粹的思维能够掌握实在,这种看法是正确的。”①可以说,这也是在研究广义相对论过程中始终支配着他的一种信念。而这种信念,在他越到后来就越是坚定。1931年10月4日,爱因斯坦在柏林天文馆讲课时就强调指出:“要创立一门理论,仅仅收集一下记录在案的现象是远远不够的,还必须有深入事物本质的大胆的、创造性的思维能力。因此,物理学家不应该仅仅满足于研究那些从属于事物现象的表面因素,相反,他应该进而采取推理的方法,探索事物的根本实质。”②1952年12月8日,在布朗大学学哲学的一位大学生给爱因斯坦写了一封热情洋溢的长信,滔滔不绝地表白自己如何从记忆所及的时刻起就一直狂热地崇拜爱因斯坦。长期以来爱因斯坦的一切,不管是他的理论观点,还是他的人格,都使他五体投地。他希望爱因斯坦能给他回一封信,信中能包括一个不管什么样的信息。1952年12月9日,爱因斯坦给他复信也特别鲜明地表达了他的唯理论倾向。他写道:“对于一个为了发现一点真理而奋斗终生的人来说,如果他能亲眼看到别人真正理解并喜欢他的工作,那他就得到了最美好的报偿。因此我对你的称赞之词不胜感激。我空暇不多,只能写上短短的几句赠送给你——诚然,没有经验基础就很难发现真理。但是,如果我们探索得愈是深入,我们的理论所包罗的范围变得愈是广大,那么,在决定这些理论时,经验知识所发挥的作用就愈小。”③

①[法]瓦朗坦:《爱因斯坦和他的生活》,世界知识出版社1989年版,第54页。

②③[美]杜卡斯、霍夫曼:《爱因斯坦谈人生》,世界知识出版社1984年版,第8、82页。

爱因斯坦广义相对论的研究和创立,在思想上经历了由唯物主义经验论向唯物主义唯理论的转变还突出地表现在他对理论评判的标准的看法上。看一种理论的正确与否,他并不过分依赖直接的经验事实,而是更注重于普遍性原理。狭义相对论创立不久,考夫曼于1906年提出,他的高速电子荷质比实验有利于亚伯拉罕的电子模型理论而不利于爱因斯坦的狭义相对论。

面对这样严重的挑战,爱因斯坦处之泰然。一方面固然是出于他的高度的科学道德情操,因为在他看来,对真理的追求比对真理的占有更为可贵。另一方面也是出于爱因斯坦对普遍原理的信任更甚于对个别实验事实的信任。在广义相对论创立之后,爱因斯坦又基于对普遍原理的高度信任而对广义相对论的正确性充满了自信心,在不同的场合反复强调了这样的意思,“现在,我非常满意,不管对日食的观测成功与否,我对整个体系的正确性已经不再怀疑。这件事的道理太明显了”①。

任何人的思想都有一个形成、变化和发展过程,而且面对不同的情况强调问题的侧重面也都会有所不同,大思想家也不例外。对爱因斯坦这样伟大的思想家、划时代的科学家,人们都很重视他是怎样谈论如何进行创造性劳动的,这是很好理解的。

有的学者不是忠实地、完整地介绍他这方面的思想,也不是把有关沦述放到提出它的背景中,放到他的思想整体中去阐述,甚至在曲解了他的原意一一如把直觉理解为感觉,甚至是具有神秘色彩的东西,把想像等同于无根据的自由构想——孤立地引用,片面地强调他关于“我相信直觉和灵感”,“想像力比知识更重要,因为知道是有限的,而想像力概括着世界上的一切,推动着进步,并且是知识进化的源泉。严格地说,想像力是科学研究中的实在因素”②,等等,我认为这种做法是极不严肃的,对读者只能产生误导。

①②《爱因斯坦文集》第1卷,商务印书馆1976年版,第409—410、284页。

爱因斯坦没有能亲自参加英国科学家宣布观测结果的盛会。就在这次有纪念意义的聚会的第二天,《泰晤士报》的一个记者赶到柏林,请他写几句话来解释他的理论。他很高兴有这个机会就相对论讲几句话。在由于战争,学术界人士之间的国际交流可悲地中断了之后,他说道:“为了一个在战争时期在你们的敌国完成并发表的理论,你们优秀的科学家耗费了很多的时间和精力,你们的科学机关也花费了大量金钱,这完全符合你们国家中科学工作的伟大而光荣的传统。”爱因斯坦还近乎歉意地强调了他个人对英国物理学家和天文学家们的感激之情:“要是没有英国同事们的这一工作,也许我就难以在我活着的时候看到我的理论的最重要的含义会得到验证。”不过在这篇文章中,他也没有忘记以他独特的幽默感发泄一下他一直隐藏在心灵深处的一种苦涩:“今天我在德国被称为‘德国的学者’,而在英国则被称为‘瑞士的犹太人’。要是我命中注定将被描写成为一个最讨厌的家伙,那么就倒过来了,对于德国人来说,我就变成了‘瑞士的犹太人’,而对于英国人来说,我却变成了‘德国的学者’。”①《泰晤士报》的读者当时似乎没有认识到这个笑话的含义。

①②[法]瓦朗坦:《爱因斯坦和他的生活》,世界知识出版社1989年版,第62、59页。

任何人都会对自己的成功感到高兴,爱因斯坦当然也不例外,何况这是对他的理论的最重要的验证。在他的自述中,有一段是回顾那个重要时刻的。他这样写道:“牛顿啊,请原谅我!你所发现的道路,在你那个时期,是一位具有最高思维能力和创造力的人所能发现的惟一的道路,你所创造的概念,甚至今天仍然指导着我们的物理学思想,虽然我们现在知道,如果要更加深入地理解各种联系,那就必须用另外一些离直接经验领域较远的概念来代表这些概念。”②

然而,任何真正伟大的人物都不会老是陶醉在自己已取得的成就上。埃丽莎还清楚地记得爱因斯坦收到第一批英国远征队寄来的照片时的情景,他以吃惊的表情看着、看着,很快就高兴起来,“太妙了,简直妙不可言!”当他把这解释给埃丽莎听时,她低声说:“阿尔伯特,这肯定使你非常高兴!”爱因斯坦这时双眼仍在死死盯着那张照片,大声说:“这确实使我高兴极了!”埃丽莎还以为他是在为自己取得的巨大成功而高兴。其实,使他高兴的是照片的质量,因为他马上补充道:“我从没有想到当今的照相技术达到了这样完美的水平。”①因为,理论迟早总会得到证实,对此爱因斯坦从来都是深信不疑的。早在1915年11月28日,他在给阿诺尔德·索末菲写信报告自己已创立了广义相对论,对此索末菲还有些怀疑。为此,他在1916年2月8日给索末菲的明信片上就写道:“只要你研究一下广义相对论,你一定会信服它。因此,我不用发表一个字为其辩护了。”②他还不止一次地对来访者说过:“我没有期待过其他的结果!”“说到理论,那我还要对您说一遍,我没有期待过其他的结果。我相信这个理论的预测是终究会证实的,就像我确信今天是星期二而不是星期五一样……那天夜晚——那是10月23日,当时我在莱顿——当海尔茨·施普尤格教授把他接到爱丁顿告诉他这个发现的信交给我的时候,我对他说的也是我方才对你说的话——我没有期待过其他的结果!我只为我能活着听到这个消息而感谢命运。”③

①②[法]瓦朗坦:《爱因斯坦和他的生活》,世界知识出版社1989年版,第61一62、53页。

③[苏]里沃夫:《爱因斯坦传》,商务印书馆1963年版,第148—149页。

战争时期作为反潮流战士、和平主义者的孤寂和愤怒的心情需要得到抚慰,由于战争造成的生活必需品的极度匮乏需要有人帮助克服,整天沉溺于科学领域的紧张探险的人,需要有一个温暖的港湾好好休整以利再战。在那特殊的岁月里,如果爱因斯坦始终一个人生活在普鲁士的首都,也许很难维持平静的生活,至少广义相对论的研究进展还要更不顺利。爱因斯坦的堂妹埃丽莎是一位具有标致的仪表、高雅的天性、生动的表情、极富魅力的中年妇女。他们常常互相探视,共同回忆许多事情,有关于他们自己小时候的,也有关于他们长辈的,讲的是家乡风趣的语言和流传的谚语、格言,他们彼此交换着理解的眼神,就像老朋友一样。埃丽莎的性格无比温柔,她特别善解人意,对堂兄的照顾和关心无微不至。特别是1917年爱因斯坦得病时,埃丽莎整天守在爱因斯坦的身旁。他静静地躺在病床上,她坐在他的身旁边为他织毛衣,边给他讲柏林的各种新闻,有时也给他读读诗、小说和报纸。她那带儿音的故乡方言很重的述说,就像涓涓细流默默地滋润着他的心田……

埃丽莎对爱因斯坦太了解了:他喜欢吃什么东西,穿什么衣服,做什么事情,最讨厌什么……一切她都了如指掌。埃丽莎把爱因斯坦的生活安排得井井有条,甚至连爱因斯坦每天抽多少烟她都给准备好了,以便让他能专心致志地从事科学研究。埃丽莎处处保护他,以便使这个“不谙世事”的大孩子不受这个充满敌意的世界的侵犯,就像后来支持他反抗那些别有用心的人的攻击那样。共同的生活把两颗孤寂的灵魂紧密地结合在一起。

1919年初,爱因斯坦与已分居了5年的米列娃办妥了离婚手续。米列娃不能使爱因斯坦有一个安静、温暖、幸福的家庭,但是她懂得爱因斯坦的价值。他们是友好地分手的。离婚后,爱因斯坦对前妻和两个孩子仍一如既往地关心、照顾。后来他由于光量子问题的研究而获诺贝尔物理学奖。爱因斯坦把全部奖金给了米列娃和两个孩子。他们也多次到柏林看望爱因斯坦。