卡洛·羅韋利 文錚 陶慧慧
少年時(shí)代的愛因斯坦曾度過一年無所事事的時(shí)光。很可惜,現(xiàn)在很多青少年的父母經(jīng)常會忘記這樣一個(gè)道理:一個(gè)沒有“浪費(fèi)”過時(shí)間的人終將一事無成。那時(shí)候,愛因斯坦因?yàn)槭懿涣说聡咧械膰?yán)苛教育而中途輟學(xué),回到了他位于意大利帕維亞的家中。那個(gè)時(shí)候正是20世紀(jì)初,意大利工業(yè)革命剛剛開始,他的工程師父親正在波河平原上建造第一批發(fā)電站。而愛因斯坦則在閱讀康德的著作,偶爾去旁聽帕維亞大學(xué)的課程——他聽課只是為了好玩,既不注冊學(xué)籍,也不參加考試。但正是這看似兒戲的行為使他成為真正的科學(xué)家。
后來,他去了蘇黎世大學(xué)讀書,開始全身心地投入到物理學(xué)的研究中。幾年后的1905年,他向當(dāng)時(shí)最負(fù)盛名的科學(xué)期刊《物理學(xué)年鑒》投寄了三篇文章,這三篇文章中的任何一篇都足以讓他獲得諾貝爾獎(jiǎng)。其中第一篇指出了原子的存在,第二篇?jiǎng)t奠定了量子力學(xué)的基礎(chǔ)——我在下一課里會細(xì)說,而在第三篇中他提出了第一個(gè)相對論,也就是我們今天所說的“狹義相對論”。這個(gè)理論說明了對每個(gè)人來說,時(shí)間的流逝速度可以不一樣——如果一對雙胞胎中的一個(gè)人以高速運(yùn)動,那么兩人的年齡將不再相同。
愛因斯坦很快成為著名的科學(xué)家,收到了很多大學(xué)的聘書。即便是這樣,仍然有些事讓他心緒不寧——盡管他提出的相對論立刻獲得了一片贊譽(yù),但它與我們對引力的了解,也就是自由落體的認(rèn)知產(chǎn)生了矛盾。他在寫一篇總結(jié)相對論的論文時(shí)發(fā)現(xiàn)了這個(gè)問題,于是對偉大的物理學(xué)之父牛頓那著名的萬有引力學(xué)說提出了質(zhì)疑:我們能否修正一下這個(gè)理論,讓它不再與新生的相對論水火不容?為此他陷入了深思,并花了十年時(shí)間來解決這個(gè)問題。在這十年里,他瘋狂研究,反復(fù)嘗試,不斷犯錯(cuò),陷入混沌。他發(fā)表過錯(cuò)誤的論文,有過各種靈光乍現(xiàn)的想法,也曾誤入歧途。終于,在1915年11月,他發(fā)表了一篇論文,給出了完整的解答——這是一個(gè)全新的引力理論,他稱之為“廣義相對論”,這是他的杰作。偉大的前蘇聯(lián)物理學(xué)家列夫·朗道(Lev Landau)稱之為“最美的理論”。
世界上有許多感人至深、無與倫比的偉大作品,比如莫扎特的《安魂曲》、荷馬的《奧德賽》、西斯廷禮拜堂的穹頂畫、莎士比亞的《李爾王》……想要領(lǐng)悟這些作品的妙處,都要經(jīng)歷一個(gè)從頭學(xué)起的過程,但最終獲得的回報(bào)將是百分之百美的享受。其實(shí),除了美感之外,這些作品還能為我們提供一個(gè)觀察世界的全新視角。廣義相對論,這顆愛因斯坦的明珠,正是這樣一件杰作。
我還記得自己對這個(gè)理論初有心得時(shí)的激動心情。那是大學(xué)最后一年的夏天,在卡拉布里亞大區(qū)孔多弗里城的一片海灘上,我沐浴在希臘風(fēng)情的地中海艷陽下。因?yàn)闆]有學(xué)校課業(yè)的打擾,學(xué)生在假期里往往能更專注地學(xué)習(xí)。我當(dāng)時(shí)正在研讀一本書,書頁的邊緣都被老鼠咬爛了。每當(dāng)我忍受不了博洛尼亞大學(xué)那些無聊的課程時(shí),就會跑回位于翁布里亞山區(qū)的家中。我的家不成樣子,有點(diǎn)嬉皮風(fēng)格,我每天晚上都會用這本書堵住那些可憐小動物們的洞口。此刻,我時(shí)不時(shí)地從書頁中抬起頭來,看看面前波光粼粼的大海,我仿佛看到了愛因斯坦想象中彎曲的時(shí)空。
這簡直就像魔法一樣:宛如一位朋友在我耳邊低聲細(xì)語,告訴我一個(gè)不同凡響卻又不為人知的真相,瞬間揭開了遮蔽真實(shí)的面紗,展現(xiàn)出一個(gè)更簡潔、更深刻的秩序。自從得知地球是圓的,像瘋狂的陀螺一樣旋轉(zhuǎn)之后,我們就認(rèn)識到事實(shí)并非如表面所見。每當(dāng)我們瞥見事實(shí)新的一面時(shí),都會激動不已,這意味著又有一層面紗要被揭開了。
(摘自《七堂極簡物理課》)