苹果树下
2012-03-27
苹果树下
读汪洁著《时间的形状：相对论史话》
近来买了几册散文家董桥先生的集子，董生是香港《苹果日报》的社长，该报有个专栏叫“苹果树下”，上面刊登的文章真是妙不可言。看董桥先生的文章才见识到什么是美文，才意识到自己肚子里那点墨水是多么的贫乏，少的可怜。坐在苹果树下真是一种雅然的享受，苹果树下，不见不散。
在《圣经》旧约全书“创世记”中，在伊甸园中有一棵果树，亚当和夏娃在蛇的引诱下吃了树上结的果子，他们的眼睛明亮了互相看见了对方赤裸的身体，之后便有了人类的繁衍生息，据说这“禁果”便是苹果。
300多年前，在英国的剑桥大学三一学院的苹果树下，牛顿（Issac•Newton）无意间被树上掉下来的苹果砸了下脑袋，从而激发了他的灵感，他发现了使他流芳人类文明史的“万有引力定律”。 1687年牛顿不朽的名著《自然哲学的数学原理》得以出版，构建了经典物理学大厦，而这一切也源于一个苹果。英国诗人蒲柏（Alexander•Pope）为牛顿写下了如下的墓志铭：自然和自然律隐没在黑暗中：神说，让牛顿去吧！万物遂成光明。
在牛顿离开150后，人类历史上又出现了一颗闪亮的巨星，他就是爱因斯坦（Albert•Einstein）。1905年史称“爱因斯坦奇迹年”，这一年26岁的爱因斯坦在瑞士的伯尔尼专利局当三级技术员。这一年他完成了6篇论文，在3个领域取得4项历史性成就，其中就包含俗称“狭义相对论”的《论动体的电动力学》论文和著名的质能方程E=mc^2。十年后，也就是1916年他在物理学界最有声望的物理学刊物《物理学杂志》（Annalen der Physik,德国莱比锡出版；这是一份月刊，却时常被人误译为“年鉴”、“年刊”等）上发表了长达63页的论文《广义相对论的基础》。爱因斯坦的相对论修正了牛顿的经典物理学，改变了人们宇宙观。传言爱因斯坦的相对论很深奥，当初全世界只有十来个人能懂。当然现在我们知道，狭义相对论高中生（高中物理课本中有相关介绍可知）也能懂，而广义相对论因为使用的数学工具是“黎曼几何”，这个工具比我们通常学习的“欧几里得几何”难懂的多。然而，人们依旧对爱因斯坦的相对论充满好奇，想一窥其究竟。
爱因斯坦发表相对论近百年，全世界出版了各式各样的相关书籍，有关于他的传记，有他自己写的文集，有关于相对论的各种科普读物，令人眼花缭乱，不知从何下手。我是在高中开始真正接触爱因斯坦的，并试着想深入了解爱因森的生平、学术和思想。并且经历了“世界物理年”的盛况，故而买了不少关于爱因斯坦的书籍来读，虽然相关的中文出版物不少，但是也有部分是水货，写的很烂，漏洞百出，主要原因是作者没有做功课。当然关于爱因斯坦的物理学论文的书籍我也有几册，但是一直心生胆怯，因为自己的物理知识和数学知识很有限不敢翻书。
心心念念要深入了解爱因斯坦的一切，特别是我不易理解的相对论。上帝总是眷顾人类的，恰巧有这么一本介绍相对论的科普书籍出版了，这就是自然科学狂人汪洁著的《时间的形状：相对论史话》。书中巧妙的将深奥的相对论融入到一个个小故事当中去，以浅显易懂的文字讲述着“天书”，使一般的读者和青少年可以领略到物理学的精彩奥秘。书中介绍了许多著名的科学实验、思维实验及时空旅行，还有神奇的思维空间。虽然我对书中介绍的大部分都已经熟悉，但是还是带给我不少惊喜，使我对爱因斯坦及其物理学理论有了更深一步的了解。这本书首先映入我眼帘的是封面上“世界物理年”的光锥标识，因为自己熟悉的缘故。这个标识是沙漏形的，有四色组织。蓝色代表将来，红色代表过去，黄色和绿色代表连接过去与未来。通过这本书的介绍，我进一步的了解了这个标识更深层次的涵义。
我在阅读这本书的时候发现了一些小疑问（虽然书中许多内容是虚构的，但是我看到的两个疑惑是科学史方面的问题，所以想说明一下。），这是非常遗憾的，虽然这些错误的存在不会影响这本书籍整体的价值。我想谈两个有偏差的地方，在该书P132中，说英国天文学家爱丁顿（Arthur•Eddington）是爱因斯坦的第一个粉丝，似乎是不恰当的。当然是他第一个完成日食观测验证了爱因斯坦的引力理论。但是早在1913年爱因斯坦就和德国年轻的天文学家弗罗因德利希（Erwin•Freundlich）商谈观测日食一事，这次日食出现的时间是1914年8月21日，观测地点在俄国的克里米亚半岛。在美国加州利克天文台的天文学家坎贝尔（Campbell）也加入了这次观测行动，他是日食观测领域的专家。但是由于观测期间爆发了第一次世界大战，但是德国对俄国宣战，弗罗因德利希被俄国的士兵抓进监狱，而美国是中立国，坎贝尔没有被抓继续他的观测计划。造化弄人，当天天气情况非常差，乌云密布，根本无法观测，计划流产观测失败，观测仪器全部扔在了克里米亚半岛。后来，爱因斯坦发现了他的引力方程存在致命的局限性，在1915年得到了修正。1918年6月8日又有一次观测日食的机会，地点在美国的黄金谷，坎贝尔再次对日食进行了观测，但是由于上次的设备全部扔了，这次临时组装的拍摄设备有失水准，拍摄的底片经过分析得出惊人的结果“爱因斯坦错了”！但当时他并没有急着宣布结果。1919年5月29日在巴西和西非又可以观测到日食现象，这次爱丁顿率领了一支队伍到西非的普林西比岛进行观测，另一支由格林威治天文台的克罗姆林（Crommelin）带队前往巴西的塞阿拉州。这次观测巴西天气晴朗观测顺利，但是普林西比天气很糟糕还下着雨，漫天云遮，但是奇迹发生了，云朵突然散开，爱丁顿的小组也完成了日食观测，拍摄到16张照片，其中10张有云看不见任何星星，剩余的6张中有两张每张各显示了5颗星，这恰好能得到他们需要的结果。爱丁顿在拍摄地冲洗了照片并进行了测量对比，结果与坎贝尔千年的观测结果恰恰相反“爱因斯坦是正确的”！11月6日爱丁顿来到英国皇家天文学会做报告，向世界宣布了这一惊人的结果！但是这个结果并没有一下子被接受。1922年9月在澳大利亚又有一次观测的机会，这一次坎贝尔准备充分又出发了。这次观测总共有七支队伍参加，坎贝尔的得到的观测结果和爱丁顿的一致，关于星光弯曲的验证终于完美结束了。由此可见爱因斯坦的第一个粉丝当属弗罗因德利希，并非爱丁顿。（内容可参见阿克塞尔（Amir•Aczel）著《上帝的方程式：爱因斯坦、相对论和膨胀的宇宙》一书）
第二点是该书第六章整章（P147-P174）中关于中国物理学家魏嗣銮在接触爱因斯坦的过程中及文革期间遭受批判的事情，其中提到“李柯”这个人，书中说李柯是魏嗣銮在同济医工学堂的同学，一起去听爱因斯坦从日本讲学结束第二次经过上海发表相对论演说，后来受张春桥和姚文元指示在上海成立“上海理科批判组”（“上海市理科革命大批判写作组”的简称）来批判爱因斯坦的相对论。对魏嗣銮进行批判的主要人物。但是，据我之前的记忆“李柯”并不是真实存在的人，而是因批判爱因斯坦和相对论发表文章借“理科”谐音而来的笔名。我的记忆中好像在我们著名科技史家许良英先生的文章中看到过，许老当时与这个批判组是针锋相对的，他们强行占有了许老在反右和文革期间在家乡浙江临海翻译爱因斯坦的文章的成果。我于是翻遍了手头的资料，特别是许良英先生的文集《科学•民主•理性》和《爱因斯坦文集》（3卷），但是没有找到详细的记录。当然许良英在中国科学院自然科学史研究所的硕士研究生、美国纽约市立大学城市学院的教授胡大年的博士论文《爱因斯坦在中国》中有详细的记载。这个批判组的负责人是朱永嘉，他是姚文元任命的，并非文中所说是魏嗣銮的同学李柯。因此推断这章内容是不真实的，有必要说明。
1955年4月18日爱因斯坦在美国普林斯顿因病去世，英国的约翰•斯奎尔爵士（John•Squire）紧接着诗人蒲柏为牛顿写的墓志铭写道:没过多久，魔鬼吼道，“哦，让爱因斯坦去吧！”黑暗遂重新降临。
如今，我们又在期待着一位天才站在苹果树下，希望他能得到神的眷顾，像牛顿一样被苹果砸中，激发他的灵感，解释人类在探索自然中碰到的疑窦。爱因斯坦在他1905年发表的《论动体的电动力学》末尾特别对他的挚友贝索（Michele•Besso）致以衷心的感谢。他曾用“蝴蝶不是鼹鼠；但是，任何蝴蝶都不应为此而惋惜”来说明他们的特点，他把贝索比作蝴蝶，因为蝴蝶会飞，又很美丽，讨人喜爱。贝索富有灵感，常闪耀思想的火花，对青年时的爱因斯坦有重要影响。这个人不仅要有蝴蝶的特性还有像鼹鼠有善于挖洞的科学探索的持久的钻研精神。我国著名核物理学家王淦昌曾说过具备三样特性的人容易出成就，分别是诚实、理解力强和有创造力。
“我这一辈子最大的愿望之一是，在我老得快要死掉的时候，收到几张全世界知名的科学家的信或者电子邮件什么的任何东西，上面说：年轻的时候曾经看过您写的一本好像是科普类的书，虽然名字和内容现在都已经想不起来了，但是我记得我当年看完以后就毅然决定投身物理学，以至于有今天的一点点小成就，非常感谢您，祝您一路走好。”作者汪洁在该书《后记》中写道。不知哪位青年会在若干年后来到苹果树下？我们期待着。
牟剑华 2012-3-27
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