战火下的广义相对论

冯八飞，对外经贸大学外语学院德语系教授、北京外国语大学博士、柏林洪堡大学博士后、洪堡大学语言与语言学系博导、德国语言研究院国际科学家委员会委员、中国认知语言学会常务理事，曾出版《沉浮莱茵河》《永远的白玫瑰》《大师的小样》等作品。

1914年4月爱因斯坦到柏林，6月2日在普鲁士科学院发表院士就职演说，话音未落，8月1日第一次世界大战爆发，德国绝大部分知识精英立刻投入狂热支持德国的“爱国”热潮之中，爱因斯坦却冒天下之大不韪加入反战联盟“新祖国”。德国皇后御医尼可莱随德皇东征西讨，血淋淋的死亡让他变成坚定的反战主义者，他说：“现在我才真正认清战争。这些过去的恶魔对我们这些新时代的人拥有怎样可怕的威权啊！今天我憎恨战争——至少憎恨20世纪的战争！”他起草了《致欧洲人宣言》，爱因斯坦毫不犹豫签下名字，顿时遭到广大“爱国”科学家的疯狂围攻。爱因斯坦曾这样描述自己的处境：“我现在德国被称为德国科学家，在英国被视为犹太人。如果我的科学理论被推翻，情况肯定大变：我在德国会被视为犹太人，而在英国被称为德国科学家。”这时狭义相对论渐为人知，爱因斯坦已是学术明星，但他坚定主张和平主义却让德国右派恨得眼中滴血，因此爱因斯坦在柏林期间心情非常不好，与马蜜娃的离婚争执更是雪上加霜。1915年12月爱因斯坦致信贝索说相对论研究进展让他“很满意”，但人却“疲惫不堪”。

广义相对论纯粹是战争下的蛋。他在1916年写了10篇论文，包括广义相对论、自发和诱致发射理论、引力波理论、能量动量守恒定律和爱因斯坦—德哈斯效应，这年12月还完成了第一本相对论科普手册《论狭义与广义相对论》。这个手册号称“科普”，其实等闲物理学家都看不懂。这是他正式决定将1905奇迹年的相对论定名“狭义相对论”，而1915—1916年之间成型的理论定名“广义相对论”。还是在这一年，出版社邀请爱因斯坦写本相对论专著，结果他光是整理发表过的文章就花了两年。文集刚整理完，第一次世界大战开打，出版搁浅。战后出版社请他修订，爱因斯坦却已红得再没时间修订。直到81年之后（1995），这本书才正式出版。此即四卷本《爱因斯坦论文集》，相对论权威著作。

然而，世界大战与离婚都无法阻止爱因斯坦成为人类有史以来最伟大物理学大师。1915—1917年，在与马蜜娃分居之后，在人类第一次全球大规模屠杀同类的腥风血雨之中，在德国科学家充满“爱国”热情的歇斯底里的围剿之下，爱因斯坦在1915年11月完成广义相对论研究，并将研究结果分为四次学术报告在11月4、11、18和25日向普鲁士科学院宣读。因此，按知识产权分，广义相对论确实要算职务发明。德国人宣布爱因斯坦是德国人，从科学产权角度来看，不能说完全没道理。

爱因斯坦在第一篇报告提出满足守恒定律的普遍协变引力场方程，在第三篇报告中根据这个方程算出外太空星光掠过太阳表面发生的偏转将是1.7弧秒，同时推算出水星近日点每100年进动43秒，完美解决困扰天文学家60多年的“水星进动”难题。在第四篇报告《引力的场方程》中，爱因斯坦放弃对变换群的不必要限制，建立真正普遍协变的引力场方程，宣告广义相对论作为逻辑结构正式落成。

1916年3月20日，爱因斯坦的53页论文《广义相对论基础》发表于《物理学刊》，其基础是爱因斯坦1913年与数学家格罗斯曼共同署名的论文《广义相对论纲要和引力论》。在那篇论文中爱因斯坦负责物理部分，格罗斯曼则负责将其归纳为数学方程式。

这本专著标志着广义相对论的诞生。

对于广义相对论爱因斯坦非常自信，他公开说根本没必要通过实验来验证这个理论，但他预言，如果在日全食时做实验，一定会成功。

广义相对论被誉为人类历史上单个科学家所取得的最伟大的科学成就。

讲爱因斯坦实在躲不过相对论，在下就以业余爱因斯坦爱好者的身份来讲下在下理解的极简版科普相对论。在下并非物理学家，说错了不负刑事责任啊。

什么叫物理学？物理学听起来很高深。汉语中什么东西加个“学”就不得了，其实“物理”就是“世界万物到底是什么”，它是跟我们普通人关系最密切的科学，因为每个人都会问“太阳是什么”“地球是什么”“人为什么会死”。

物理学发源于亚里士多德，他的主要著作之一就是《物理学》。从科普意义上看，物理学中探索最大物体——宇宙的理论是相对论；而探索最小物体——原子、电子和微电子的理论是量子理论。爱因斯坦是相对论之父，也算量子理论教父，虽然他本人根本不承认量子理论。

最机智的相对论科普版来自爱因斯坦本人。他晚年与青年学生谈话时说：“如果你和一个美女一起坐了两小时，你会认为仅仅是一分钟；如果你在通红的火炉上坐了一分钟，你会认为已经过了两小时。这就是相对论。”

相对论的伟大并不仅仅在于它说明了美女和火炉与你的屁股的关系，而是超越了此前人类历史上最伟大的科学理论：牛顿力学。从科学上说，爱因斯坦的伟大就在于超越了牛顿。21世纪来临，英国杂志《物理世界》推出千禧年特刊，由100名物理学家投票选出有史以来十位最伟大的物理学家，爱因斯坦力压牛顿名列榜首。

那么，哪个是牛顿？

艾萨克·牛顿（Isaac Newton，1642—1727）是继古希腊圣哲亚里士多德之后物理学世界第一大师。

前面说过，物理学起源于亚里士多德。

如果一个10公斤的铅球和一个1公斤的铅球同时掉下来，哪个先落地？

像我这样的科普爱好者想都不会想就会说10公斤的铅球先落地。

亚里士多德也这样说。他这句话人类信了1900年。

其实不确。

17世纪初出了个欺师灭祖的伽利略（Galileo Galilei，1564—1642），这个愣头青不识好歹地从比萨斜塔上同时扔下大小俩铁球，两者同时落地，大家才发现亚里士多德说得不对。此事盖棺论定要等到1971年8月2日。那天，阿波罗15号飞船宇航员斯科特在全球电视观众注视之下在月球上同时抛下一把锤子和一根羽毛，两者同时落到月球表面，伽利略在佛罗伦萨圣十字教堂坟墓中才终于大笑瞑目：想当年他因支持哥白尼的“日心说”遭宗教审判庭严厉审判，差点儿像布鲁诺一样被烧死，只好收回自己的话才捡回一条小命。1632年他出版《关于两个主要世界系统——托勒密与哥白尼系统——的对话》，居然被以书治罪遭软禁，339年之后方沉冤得雪。