保罗·约翰逊｜相对论与现代世界的形成

保罗·约翰逊（Paul Johnson），英国著名历史学家。他是我们这个时代最著名的历史学者之一，入选美国《时代》杂志2000年一百大人物。1928年出生于英国兰开夏，牛津大学麦格德林学院毕业。他曾是一名激进的左翼人士，任《新政治家》编辑，但后来在撒切尔夫人的影响下思想右转，并成为支持英国政治保守主义的著名知识分子代表。他撰写了一大批具有里程碑意义的历史著作，涵盖历史、哲学及宗教等领域。包括《论知识分子》、《犹太人史》、《摩登时代》、《美国人民史》、《英国人民史》、《艺术：一段新历史》等。他定期为全球最著名的报纸及杂志写稿，包括英国《每日电讯报》、《纽约时报》、《华尔街日报》，现为《观察家报》、《每日邮报》的专栏作家。

现代世界始于1919年5月29日。那天，从西非的普林西比岛和巴西的索布拉尔拍到的日食照片证实了一种新的宇宙论是对的。在接下来的半个世纪里，有一点变得显而易见：建立在欧氏几何的直线和伽利略的绝对时间概念基础上的牛顿宇宙论必须做重大修改。牛顿宇宙论已经巍然屹立了200多年。它是一个宏大的架构，正是在这一架构之内，发生了欧洲的启蒙运动、工业革命，以及作为19世纪典型特征的人类知识、自由和繁荣的巨大扩张。可是，日益强大的望远镜揭示了一些异常现象。特别是，每隔一个世纪，水星的运行就会偏离根据牛顿物理学定律所预计的位置43角秒。这是为什么？

1905年，当时在伯尔尼市瑞士专利局工作的26岁德国犹太人阿尔伯特·爱因斯坦发表了一篇论文，题为《论运动物体的电动力学》，文中提出的理论后来被称作“狭义相对论”[1]。根据爱因斯坦的观察，在某些环境下，长度似乎缩短了，时钟似乎变慢了，这有点类似于绘画中的透视效果。事实上，就其对于我们对这个世界的感知所产生的影响而言，发现时间和空间是相对的而非绝对的度量条件，丝毫不亚于公元前500～480年希腊人最早把透视法用于绘画。[2]

爱因斯坦的独创性堪称天才卓绝，其论证的路子奇特而优雅，被同行们比作一种艺术，这些在世界范围内唤起了人们日益强烈的兴趣。1907年，他发表了一篇论文，证明一切物质皆有能量，并总结为一个公式：E=mc2（c的2次方），这个公式后来被视为核武竞赛的起跑点[3]。就连第一次世界大战的爆发也没能阻止科学家们密切追踪爱因斯坦对包罗万象的广义相对论所做的探索，这一理论将涵盖引力场，并对牛顿物理学提出全面的修订。1915年，爱因斯坦完成这一理论的消息传到了伦敦。次年春天，正当英国人准备对索姆河发起那场灾难性的大规模进攻的时候，爱因斯坦的那篇重要论文通过荷兰被偷带到了剑桥，天文学教授、皇家天文学会会长亚瑟·埃丁顿收到了这篇论文。

1918年，埃丁顿在一篇提交给物理学会的论文中发表了爱因斯坦的成果，论文的题目叫作《万有引力与相对论原理》。但是，爱因斯坦方法论的本质在于：他坚持认为，他的公式必须得到实验性观察数据的验证，为此，他亲自设计了3项专门的检验条件。其中，关键的一项检验是：一束刚好掠过太阳表面的光线必定弯曲1.745角秒——两倍于古典牛顿理论所给出的引力弯曲。这个检验涉及拍摄日食，而下一次日食的时间要到1919年5月29日。在战争结束之前，皇家天文学家弗兰克·戴森爵士设法从早已山穷水尽的政府那里得到了一项承诺：政府答应拨出1000英镑，作为普林西比岛和索布拉尔观测探险的经费。

1919年3月初，探险队启程前的那个晚上，天文学家们在格林尼治皇家天文台戴森爵士的书房里畅谈至深夜，这个天文台是雷恩爵士在1675～1676年设计的，当年，牛顿正在鼓捣他的万有引力理论。埃丁顿的助手E.T.科廷汉将陪他同行，他问了一个十分要命的问题：如果这次日食拍摄的测量结果证明牛顿和爱因斯坦都错了，偏离量是爱因斯坦计算值的两倍，那将会发生什么？戴森说：“那样的话，埃丁顿就会疯掉，你就不得不独自一人打道回府了。”据埃丁顿的笔记说，5月29日上午，普林西比岛雷电交加，暴雨倾盆。下午云开日出，刚好赶上1点30分的日食。埃丁顿只有8分钟时间操作他的拍摄器材。“我没工夫看日食，一直忙着换感光板……我们拍了16张照片。”之后，他以一夜两张的速度，用了6个晚上来冲印那些感光板。6月3日，他用了一整天时间测量冲洗出来的照片，到晚上，埃丁顿转身对同事说：“科廷汉，你用不着一个人独自回家了。”爱因斯坦是对的。[4]

这次远征满足了爱因斯坦的两项检验条件，而且，W. W. 坎贝尔在1922年9月的日食期间再次予以了证实。正是爱因斯坦在科学上的一丝不苟，使得他拒绝承认自己的理论是有效的，除非第三项检验条件（“红移”）得到满足。1919年12月15日，他写信给埃丁顿说：“如果事实证明，大自然中并不存在这一现象，那么，整个理论就不得不放弃。”事实上，“红移”现象在1923年被威尔逊山天文台所证实，而且，打这以后，相对论的实验证据稳步积累。其中，一个最引人注目的实例是1979～1980年发现的类星体的引力透镜效应[5]。而在当时，爱因斯坦在专业上的英雄气概就得到了人们的赞赏。在年轻的哲学家卡尔·波普尔和他在维也纳大学的朋友们看来，“对我们来说，那是一次伟大的经历，对我的智力发展拥有持久的影响。”他后来写道：“给我留下最深印象的，是爱因斯坦自己明白无误地声称，如果自己的理论经不住某些检验，他会认为这一理论根本站不住脚。……这样一种姿态，截然不同于马克思、弗洛伊德和阿德勒的教条主义，至于这些人的追随者，那就更不用说了。爱因斯坦一直在寻找关键性的实验，这些实验即使符合他的预言，也决不意味着他的理论就站得住脚；正如他最早强调的那样，只要有一次不符合，就足以证明他的理论是站不住脚的。我觉得，这才是真正的科学态度。”[6]

爱因斯坦的理论，以及埃丁顿为验证这一理论而进行的那次大肆宣扬的远征，在1919年激起了全世界的巨大兴趣。无论是此前，还是之后，都不曾有哪一次科学验证占据这么多的头版头条，成为一个广为谈论的话题。从6月开始，一直到9月在伦敦皇家协会的一次人头攒动的会议上正式宣布这一理论得到证实，其间，人们的紧张情绪稳步增长。在A.N.怀特海（他当时在场）看来，那就像一出希腊戏剧：

我们就像合唱队一样，纷纷对一次至关重要的事件发展过程中所揭示出来的命运裁决发表评论。整场演出充满了戏剧色彩——传统的仪式，以及背景上悬挂的牛顿画像，无不提醒我们：眼下，在两百多年之后，历史上最伟大的科学归纳将接受它的第一次修正……思想领域的一场伟大冒险终于功德圆满。[7]

打那以后，爱因斯坦便成了一个全球英雄，全世界每一所著名大学都邀请他去讲学，他走到哪儿都被人群所包围，他那怅然若失的面容被成千上万的人所熟悉，那是心不在焉的自然哲学家的典型模样。他的理论所带来的冲击是直接的，而且越来越不可估量。不过，这正好说明了波普尔后来提出的所谓“非预期后果律”。有无以数计的著作，试图清楚明白地解释广义相对论如何修改了牛顿的观念，以及它如何发挥作用，对普通的凡夫俗子来说，牛顿的那些观念构成了他们对周围世界的理解。爱因斯坦本人这样总结它：“就其最宽泛的意义而言，‘相对论’可以用这样一句话来概括：一切物理现象都具有这样一个特征，它没有给‘绝对运动’概念的引入提供任何基础，或者换一个更简短但并不那么准确的说法，就是：不存在绝对运动。”[8]许多年后，巴克敏斯特·富勒给日本艺术家野口勇发去了一封著名电报，用249个单词解释了爱因斯坦的关键公式，堪称简洁凝练的杰作。

不过，对大多数人来说，大量使用直线和直角的牛顿物理学十分容易理解，可如今，相对论充其量不过是一个模模糊糊的不安之源。按照人们的理解，绝对时间和绝对长度已经被废黜了；运动是曲线的。突然之间，天体运动当中似乎没有什么东西是确定的。正如哈姆雷特所悲叹的那样：“这个世界脱节了。”这就仿佛不停旋转的地球脱了轴，在一个不再符合惯常度量标准的宇宙中漫无目标地漂泊。1920年代初，第一次在通俗层面上流传着这样一个信念：这个世界再也没有任何绝对的东西：时空，善恶，知识，尤其是价值。人们错误地，大概也是不可避免地把相对论跟相对主义混为一谈。

对于公众的误解，最痛苦的莫过于爱因斯坦本人。不停地宣扬和误解让他困惑不已，而这些似乎都是他的工作所促成的。1920年9月9日，他写信给他的同事马克斯·玻恩说：“就像童话故事里那个碰到什么都变成黄金的人，我现在也是这样，跟我有关的一切都成了报纸上小题大做的话题。”[9]爱因斯坦不是一个遵循教规的犹太人，但他承认有一个上帝。他热情地相信对与错的绝对标准。他的专业生活奉献给了不懈的寻求，不仅寻求真理，而且寻求确信。他坚持认为，这个世界可以分为主观领域和客观领域，客观部分必定能够给予精确的陈述。在科学意义（而非哲学意义）上，他是一个决定论者。在1920年代，他发现，量子力学的测不准原理不仅让人无法接受，而且令人厌恶。终其余生，直至1955年去世，他都一直尝试着把物理学固定在统一场论中，试图借此驳倒量子力学的理论。他写信给玻恩说：“你相信有一个掷骰子的上帝，而我相信，在一个客观存在的世界上，在一个我试图以胡思乱想的方式去加以掌控的世界上，有完美的规则和秩序。我坚定地相信这一点，但我也希望，有人能够发现一条比我凭运气找到的方法更加实际的途径，或者更准确地说，是一个更加坚实的基础。”[10]但爱因斯坦没能研究出统一场论，不管是在1920年代，还是之后。他在有生之年目睹了道德相对主义（这在他看来是一种疾病）成为社会流行病，正如他在有生之年眼睁睁地看着他那个要命的公式导致了核战争的出现。在生命的最后时刻，他说，有时候他真希望自己是个头脑简单的钟表匠。

爱因斯坦作为一个世界级名人在1919年的出现，引人注目地说明了科学创新者对人类的双重影响。他们改变了我们对物质世界的认知，增强了我们对它的掌控。但他们也改变了我们的思想观念。第二个影响常常比第一个影响更激进。科学天才对人类的影响，善也好，恶也罢，远远超过任何政治家或军阀。伽利略的实证主义创造了17世纪的自然哲学躁动，而后者正是科学革命和工业革命的先声。牛顿的物理学构成了18世纪启蒙运动的框架，也促成了现代民族主义和革命政治的产生。达尔文“适者生存”的观念，无论对于马克思主义的阶级斗争观念，还是对于造就了希特勒主义的种族主义哲学，都是一个关键性的因素。事实上，达尔文观念的政治和社会后果至今依然在塑造着我们自己，正如我们将在本书中看到的那样。公众对相对论的反应也是如此，它是20世纪历史进程的主要影响力之一。它是一把刀子，被它的创造者漫不经心地挥舞着，帮助割断了社会的缆索，使之漂离了传统的停泊地：犹太-基督教文化的信仰与道德。

相对论所带来的冲击，与公众对弗洛伊德学说的接受几乎同时，这使得它的冲击格外有力。到埃丁顿证实爱因斯坦相对论的那个时期，西格蒙德·弗洛伊德已经50多岁。他真正原创性的工作大部分是在世纪之交完成的。《梦的解析》（The Interpretation of Dreams）早在1900年就出版了。在医学和精神病学的专业圈子里，他是一个颇有争议的名人，在第一次世界大战之前，他就已经建立了自己的学派，并与他最重要的弟子卡尔·荣格发生了一场轰动一时的学术争论。但直到战争结束，他的观念才开始作为通用货币流通开来。

本文选编自《摩登时代》，已经过本号整理、编辑，题目为编者所加。注释从略，欲求进阶阅读请购买原书。选编不易，转载请遵守基本规则，务必注明原始来源和“勿食我黍”公号。

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