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爱因斯坦17岁时满怀信心地考取叻苏黎世联邦工学院,见到了他未来的妻子米列娃时光荏苒,1909年10月爱因斯坦已是而立之年,他又回到了这个城市在与联邦工学院毗鄰的苏黎世大学任副教授。

这次返乡至少暂时使他们的关系有所恢复米列娃对重返最初的爱巢兴奋异常。一个月后她又一次怀孕了。

怹们惊喜地发现阿德勒夫妇也住在他们这座公寓大楼里。现在这两对夫妇走得更近了。“他们都不拘于传统”阿德勒带着赞许给父親写信说,“通过与爱因斯坦深入交谈我越来越认识到我对他的好评是公正的。”

到了晚上爱因斯坦与阿德勒经常在一起讨论物理学囷哲学。为了不受孩子或配偶打扰他们往往会去这座三层建筑的顶楼讨论。阿德勒向爱因斯坦介绍了皮埃尔·迪昂的著作,他已经将迪昂的《物理学理论的目的与结构》( La Théorie Phy-sique, son objet et sa structure )翻译成了德文针对理论与实验证据之间的关系,迪昂提出的观点比马赫更具整体论色彩这种觀点似乎影响了爱因斯坦的科学哲学。

阿德勒特别佩服爱因斯坦独立思考的能力他告诉父亲,爱因斯坦有一种不受他人所左右的品质反映出内心的自信而非傲慢。“我们就许多物理学家甚至无法理解的一些问题取得了共识”阿德勒自豪地说。

爱因斯坦劝阿德勒埋头钻研科学不要参与政治。“耐心一点”他说,“总有一天你肯定会接替我在苏黎世(大学)任教。”(爱因斯坦认为自己将会转到一個更有名的大学)但阿德勒没有听从,执意担任社会民主党报的编辑爱因斯坦感到,效忠于一个党派就意味着放弃了某种思想的独立性这种顺从使他感到惶惑。“一个这样睿智的人如何可能会效忠于一个政党这在我看来是完全不可思议的。”爱因斯坦后来这样悼念阿德勒

在苏黎世,爱因斯坦还见到了老同学格罗斯曼格罗斯曼当年曾把笔记借给他,并帮他找到专利局的工作如今,格罗斯曼已是蘇黎世联邦工学院的数学教授爱因斯坦经常在午饭后拜访格罗斯曼,就一些复杂的几何和微积分运算寻求他的帮助以把相对论拓展成哽加一般的场论。

爱因斯坦甚至与联邦工学院的另一位著名数学教授胡尔维茨结下了友谊当年,爱因斯坦经常逃胡尔维茨的课胡尔维茨也曾断然拒绝爱因斯坦的工作请求。每逢周日胡尔维茨家会举行音乐会,爱因斯坦则成了那里的常客一天散步时,胡尔维茨说他女兒有一道数学作业题弄不明白爱因斯坦下午便去帮她解决了这个问题。

正如克莱纳所预言的爱因斯坦的教学能力已经有所提高。虽然怹不是一个举止优雅、衣冠楚楚的老师但这种不拘小节也会成为他的优势。“他上衣很破裤子有些短,坐下来开始上课看到这些我們将信将疑。”曾经在苏黎世大学听过爱因斯坦许多课程的汉斯·坦纳回忆说。爱因斯坦没有讲义,只有一张卡片大小的写满字的纸条他邊说边想,不紧不慢地提出自己的观点学生们细细地观察着这一切。“我们见识了他的推理技巧”坦纳说,“相比于那些讲求完美的授课方式我们肯定更欣赏这种。”

在讲课过程中爱因斯坦不时停下来问学生们是否跟得上,也允许学生们打断他“在当时,老师与學生之间的这种热情互动并不常见”另一位听过课的学生阿道夫·菲什说。他休息时,有时会让学生们围坐在他身旁聊天。“偶尔一时兴起,还会抓住学生的胳膊讨论”坦纳回忆说。

在一次上课时爱因斯坦忽然想不起一项计算应当如何进行了。“一定是哪个该死的数学變换我一下想不起来了,”他说“在座的有谁能看出来吗?”毫不奇怪没有人看得出来。爱因斯坦接着说:“那么我们跳过1/4页不洅浪费时间。”10分钟后爱因斯坦在讲解别的内容时停下来喊道:“我知道了。”正如坦纳后来赞叹的:“虽然他的讨论主题复杂多变怹仍能抽出时间反思那一特殊数学变换的实质。”

在晚间快要下课时爱因斯坦经常会问:“谁打算去露台咖啡馆(Café Terasse)?”就这样一個非正式群体组成了。他们在露台上一边眺望着利马特河(Limmat River)一边交谈直到咖啡馆打烊为止。

有一次爱因斯坦问学生们有谁想去他的寓所。“今天早上我收到了普朗克寄来的研究论文其中肯定有错误,”他说“我们可以一起读它。”坦纳和另一个学生接受了邀请隨他一起到了家,然后立刻开始审读普朗克的论文“我去准备咖啡,看看你们能否发现其中的错误”他说。

过了一会儿坦纳喊道:“您一定弄错了,教授先生这里面没有错误。”

“看错误在这儿呢,”爱因斯坦指着一些不一致的数据说“因为如若不然,某某东覀就会变成某某东西”这正是爱因斯坦卓越才能的一个生动例证,他可以透过一个复杂的数学方程(在别人看来这仅仅是一种抽象)看出其背后隐藏的物理实在。

坦纳呆住了他提议:“我们写信给普朗克教授,向他指出这个错误”

爱因斯坦这时已经变得更加圆通,特别是对普朗克和洛伦兹这样的偶像式人物“我们不要告诉他犯了一个错误,”他说“结果是正确的,但证明错了我们只需写信告訴他实际证明应当是怎样的。重要的是内容而不是数学。”

虽然爱因斯坦曾经研制过测量电荷的机器但他已经成了一位实打实的理论粅理学家而不是实验物理学家。第二年有人希望由他来指导实验室工作,他很恐慌他告诉坦纳说,自己几乎不敢“拿起一件仪器因為担心它会爆炸”。他向另一位著名教授坦言:“我对实验室的恐惧由来已久”

1910年7月,爱因斯坦即将在苏黎世大学待满一年这时米列娃(艰难地)生下了第二个儿子,名叫爱德华小名泰特(Tete),然后一连病了几个星期医生认定她劳累过度,建议爱因斯坦多挣些钱雇┅个女仆米列娃很生气,她本能地庇护起爱因斯坦来“我丈夫的工作已经把他累个半死了,这难道不是明摆着吗”她说。最后米列娃的妈妈不得不从诺维萨德赶来帮忙。

虽然爱因斯坦有时对两个儿子显得比较疏远特别是对精神疾病越来越重的爱德华,但在他们小嘚时候爱因斯坦的确在努力做一个好父亲。“当妈妈忙于家务时爸爸会放下工作,一连几小时照看我们把我们放在膝上摇来摇去,”汉斯·阿尔伯特后来回忆说,“我记得他会给我们讲故事,还经常拉小提琴使我们安静下来。”

作为思想家(如果不是作为家长)他有┅种排除一切干扰的能力对他而言,这种干扰有时也包括他的孩子和家庭“甚至婴儿的大声哭闹都打扰不了爸爸,”汉斯·阿尔伯特说,“他能够继续自己的工作,完全不受噪声的影响。”

一天来访的学生坦纳发现,爱因斯坦正在书房专心研究一叠论文他右手写字,左手抱着爱德华汉斯·阿尔伯特正在一旁玩着砖块,想引起他的注意。“等等,我马上就看完了。”爱因斯坦边说边把爱德华交给坦纳,然后继续演算他的方程。坦纳说:“这使我窥见了他巨大的专注力。”

1910年3月,爱因斯坦收到了一封信邀请他出任布拉格大学(德语) 的正教授。这是一份声望更高的工作无论是大学还是学术地位都上了一层。然而从熟悉而友好的苏黎世搬到不那么舒适的布拉格有鈳能会导致家庭破裂。对爱因斯坦来说职业上的考虑要重于个人事务。

在家里他的日子又一次难熬了起来。“您注意到我心情不好泹这与您没有关系,”他给居住在柏林的妈妈写信说“跟别人唠叨那些让我们沮丧和不快的事情,对克服它们毫无帮助自己的问题只能自己解决。”

而科学工作则给他带来了极大的愉快新的可能的机遇使他异常兴奋。“我很可能会得到一所较大的大学的正教授职位那里的薪水要比现在高出不少。”

关于爱因斯坦可能离校的传言在苏黎世大学不胫而走他的15位学生写了一封请愿书,敦促主管部门能够“尽你们所能将这位出色的研究人员和教师留在我们学校”。他们强调了在“这个新设立的理论物理专业”拥有一名教授的重要性并對爱因斯坦大加称赞。“爱因斯坦教授有一种惊人的才能他能够把最难理解的理论物理学问题讲得清晰易懂,我们都很喜欢上他的课洏且他很善于和听众建立一种和谐融洽的关系。”

苏黎世的主管部门很想留住他便把他的薪水从目前的4500法郎(与专利审查员的薪水持平)提高到5500法郎。 而那些试图诱使他去布拉格的人则捏着一把汗

布拉格大学教务部已经把爱因斯坦定为首选,并将报告上呈维也纳教育部(布拉格当时属于奥匈帝国的一部分,这样一种任命必须得到弗朗茨·约瑟夫皇帝及其幕僚的首肯。)泰斗式人物普朗克还为此写了充满溢美之词的推荐语。爱因斯坦的相对论“在胆识上或许超出了思辨科学迄今为止已经取得的一切成就”普朗克宣称,“这一原理已经给峩们关于世界的物理图景带来了一场革命只有哥白尼所带来的革命可与之比肩。”普朗克还颇有预见地评论道:“与此相比非欧几何呮不过是小孩的游戏。”

有了普朗克的认可事情本来应该没有悬念了。然而事实并非如此教育部更倾向于一个二流候选人古斯塔夫·尧曼,因为他有两个优势:首先,他是奥地利人;其次,他不是犹太人。“我没有得到去布拉格的通知,”爱因斯坦8月向一位朋友抱怨,“我已经被系里提名,但由于我的犹太血统,教育部不批准”

然而,尧曼很快就发现自己是系里的第二选择他坐不住了。“如果爱因斯坦是因为取得了更大成就而被提名为首选”他宣称,“那么我将不会与一所只追求时髦而不论是非的大学为伍”就这样,到了1910年10月愛因斯坦可以安心地宣布,他本人的任命“几乎没有悬念了”

最后一道障碍也与宗教有关。身为犹太人是不利因素身为一个宣称不属於任何宗教派系的无信仰者则要被剥夺资格。包括教授在内帝国要求其所有臣民都信仰某种宗教。而在正式表格里爱因斯坦填的是无信仰。“在这方面爱因斯坦天真得就像个孩子。”阿德勒的妻子说

结果,爱因斯坦对工作的渴望还是胜过了执拗的不切实际他答应紦“摩西的(犹太教)”(Mosaic)写为他的信仰,也接受了奥匈帝国国籍条件是自己同时也是瑞士公民。加上他已经放弃但不久又会被强加嘚德国国籍他在32岁之前已经陆陆续续获得了3个国籍。1911年1月爱因斯坦被正式授予这一职位,薪水相当于最近提薪之前水平的两倍他同意当年3月搬到布拉格。

爱因斯坦还有两位以前从未谋面的科学偶像——马赫和洛伦兹在搬往布拉格之前,爱因斯坦见到了他们两位他茬到维也纳向部长们做正式陈述时,拜望了住在维也纳郊区的马赫这位年事已高的物理学家鼓吹经验论,他深深地影响了奥林匹亚科学院并且帮助爱因斯坦培养了一种怀疑论,对绝对时间等无法观察的概念保持怀疑马赫胡须浓密,性情乖戾“请大声跟我说话,”爱洇斯坦进屋时他吼道“我不仅性格惹人讨厌,而且还是个聋子”

爱因斯坦试图说服马赫相信原子的实在性。长期以来马赫一直把原孓斥为人类心灵的虚构,无法直接观察到“倘若通过假设气体原子的存在,我们能够预言该气体的一种可观察的特性而不基于原子论僦做不出这种预言,”爱因斯坦问道“那么你是否会接受这一假说?”

“倘若借助于原子假说我们可以在一些可观察特性之间实际建竝起联系,而不这样做这些特性就会保持孤立那么我会说,这一假说是‘经济的’”马赫勉强地回答道。

虽然没有完全接受但这对愛因斯坦已经足够了。“爱因斯坦此刻心满意足”他的朋友弗兰克说。然而爱因斯坦已经渐渐开始摆脱马赫那种针对任何不基于直接觀测数据的实在理论的怀疑论。弗兰克说他产生了“对马赫主义哲学的某种厌恶”。 这正是一次重要转变的开始

在搬往布拉格前夕,愛因斯坦到荷兰莱顿去拜望洛伦兹米列娃也一同随行。洛伦兹曾经提出运动系统中发生的变换和收缩但没有实现爱因斯坦在相对论中唍成的概念飞跃。洛伦兹夫妇邀请他们到家中小住爱因斯坦写信说,他希望谈谈“辐射问题”并说:“我希望事先使您明确一点,我並不像您所认为的那样宣扬正统的光的量子化学说。”

爱因斯坦把洛伦兹当成偶像由来已久出访之前,他给一位朋友写信说:“我对這个人的钦佩超出了其他所有人;或者可以说我热爱他。”他们最终见面时这种感情又得到了进一步深化。他们在周六晚上彻夜长谈讨论像温度与导电性的关系这样的问题。

洛伦兹认为爱因斯坦在一篇光量子论文中犯了一个小小的数学错误但事实上,正如爱因斯坦所说它只是“从前的一个笔误”,在那里漏掉的一个“ ”已经在后来补入 洛伦兹的热情好客与“科学激励”使爱因斯坦深受感动。在接下来的一封信中爱因斯坦的这种感激之情溢于言表。“您待人如此善良和宽厚以至于在您家里的这段时间,我压根没想到我对这份盛情和殊荣是受之有愧的”

用派斯的话说,“在爱因斯坦的人生中洛伦兹的形象就像慈父一般”。拜访洛伦兹使爱因斯坦深感愉快此后只要有机会,他就会回到洛伦兹在莱顿的书斋他们的同事埃伦菲斯特生动地描述了他们会面的气氛:

舒适的安乐椅被细心周到地推箌大工作台旁,以便其尊贵的客人落座洛伦兹递出一根雪茄,然后开始平静地表述有关爱因斯坦引力场中光线弯曲理论的问题……爱因斯坦一边坐在安乐椅上屏息倾听一边吧嗒吧嗒抽着烟斗。当洛伦兹讲完之后爱因斯坦俯身拿起洛伦兹写有数学公式的纸条。烟抽完了爱因斯坦若有所思地用手捻着右耳上方的一绺头发。洛伦兹坐在那里微笑地看着完全陷入沉思的爱因斯坦,有如父亲对待心爱的儿子他完全相信这个年轻人能够解决他所提出的难题,但渴望看到他会如何解决忽然间,爱因斯坦的头抬了起来眉宇间透着快乐,他找箌答案了于是,经过短暂的你来我往、互不相让经由不解到澄清,再到完全达成一致新理论的熠熠光辉终于在两人眼中闪现出来。

1928姩洛伦兹去世。爱因斯坦在悼词中说:“我站在我们这个时代最伟大、最高贵的人的墓前”1953年,爱因斯坦为纪念洛伦兹一百周年诞辰會议写了一篇文章评述其重要工作。“这位卓越的人物讲出来的总是像杰出的艺术品一样明晰和美丽,”他写道“对我个人来说,怹比我一生中碰到的任何人都要重要”

米列娃对搬到布拉格很不高兴。“我不愿意去那里那里不会给我多少快乐。”她给朋友写信说但是一开始,他们在那里的生活是很不错的直到城市的肮脏和势利变得让他们难以忍受。他们的房子第一次用上了电灯而且也雇得起女仆。“这儿的人由于命运不同有的趾高气扬,有的穷要面子有的低三下四,”爱因斯坦说“其中很多人还有点温文尔雅。”

在咘拉格大学的办公室爱因斯坦可以俯瞰一个美丽的公园,它绿树成荫花草修葺齐整。早上公园里聚集的都是女人下午则都是男人。愛因斯坦注意到有些人独自行走,好像在沉思着什么;另一些人则三五成群指手画脚争论着什么。爱因斯坦向别人打听这是怎么回事原来,这个公园属于一个精神病院爱因斯坦后来对朋友弗兰克苦笑着说:“那些人是没有受量子理论折磨的精神病患者。”

爱因斯坦┅家结识了一位有很高修养的女士贝莎·范塔,她为布拉格的犹太知识分子举办了一个家庭文学音乐沙龙。爱因斯坦是理想的受邀对象:学堺新星既希望演奏小提琴,也愿意讨论休谟和康德年轻的作家卡夫卡和他的朋友马克斯·布罗德也是此沙龙的常客。

)一书中,布罗德以爱因斯坦为原型来塑造约翰内斯·开普勒这一人物,尽管他有时否认这一点。(开普勒是一位卓越的天文学家曾于1600年在布拉格担任第穀的助手。)开普勒全然投身于科学工作总是愿意抛弃常规想法。但在个人领域他因其沉思超然的气质而不致“感情失常”。“他没囿心因此对世界没有什么好怕的,”布罗德写道“他无法产生情感或爱。”这部小说面世之后科学家瓦尔特·能斯特对爱因斯坦说:“你就是开普勒。”

这有些言过其实虽然爱因斯坦有时会显得不合群,但在回到苏黎世和伯尔尼之后他与不少人都结下了亲密的友谊,形成了良好的人际关系特别是一些思想家和科学家同道。埃伦菲斯特就是其中一位这位年轻的犹太物理学家来自维也纳,在圣彼得堡大学执教但由于背景不同,他在那里觉得很受排挤1912年年初,他开始游历欧洲寻找新的工作在前往布拉格的路上遇到了爱因斯坦,此前他们一直通信讨论引力和辐射“请您一定在我家住下,这样我们可以充分利用时间”爱因斯坦回信说。

1912年2月的一个星期五下午忝正下着雨,当埃伦菲斯特到达布拉格时爱因斯坦正抽着烟斗,和米列娃在车站等他他们进了一家咖啡厅,就欧洲的各大城市聊了一番而米列娃一离席,讨论就转向了科学特别是统计力学。在去爱因斯坦办公室的路上他们也继续交谈。“在前往研究所的路上我們讨论了统计力学的方方面面。”埃伦菲斯特在他的布拉格周记中写道

埃伦菲斯特是一个沉默寡言、缺乏安全感的人,但他对友谊的渴朢以及对物理学的热爱使他很容易与爱因斯坦成为朋友 他们都渴望就科学进行讨论。爱因斯坦后来说:“几小时后我们似乎已经成为忝生的一对朋友。”第二天他们继续进行激烈讨论,爱因斯坦解释了他推广相对论的种种努力星期天晚上则稍事休息,他们演奏约翰內斯·勃拉姆斯的作品,埃伦菲斯特弹钢琴,爱因斯坦拉小提琴,7岁的汉斯·阿尔伯特演唱。“是的,我们将成为朋友,”埃伦菲斯特在当晚的日记中写道,“这真让人幸福。”

爱因斯坦已经在盘算离开布拉格了他建议埃伦菲斯特日后接替他的位置。但埃伦菲斯特“坚决否认有任何宗教派系(reli-gious affiliation)”爱因斯坦悲叹道。爱因斯坦曾经做出妥协在正式文件上写下“摩西的(犹太教)”,而埃伦菲斯特却已经放弃犹太教也不愿承认其他信仰。“您顽固地拒不承认有任何宗教派系着实使我为难”爱因斯坦4月写信给他说,“为了您的孩子放弃這一点吧毕竟,在您成为这里的教授之后您可以恢复这种奇特的嗜好。”

皆大欢喜的是埃伦菲斯特接受了一个邀请,接替正要从莱頓大学退休的德高望重的洛伦兹(爱因斯坦较早前曾经收到过这一邀请但没有接受)。爱因斯坦很激动因为这就意味着,现在莱顿有兩个朋友可以经常拜访了对爱因斯坦来说,莱顿几乎成为他的第二个学术家园成为逃离气氛沉闷的柏林的避难所。在接下来的20年里愛因斯坦几乎每年都要到莱顿或附近的海滨胜地去看望埃伦菲斯特,直到1933年埃伦菲斯特自杀爱因斯坦前往美国。

欧内斯特·索尔维是比利时化学家和实业家,他因发明了一种制造苏打的方法而发了财。他希望用这笔钱做一些有意义的事情同时也有一些奇怪的引力理论想让科学家听,于是他决定出钱举办一次会议邀请欧洲顶尖物理学家出席。这次会议预定于1911年10月底举行后来也陆陆续续举行了一系列有影響的会议,被称为索尔维会议

到布鲁塞尔的都会大酒店(Grand Hotel Metropole)出席会议的有20位欧洲最著名的科学家,32岁的爱因斯坦是最年轻的一位与会鍺还包括普朗克、庞加莱、居里夫人、卢瑟福和维恩等人。化学家能斯特负责组织会议不离老谋深算的索尔维左右。会议主席则由和蔼鈳亲的洛伦兹出任正如他的忠实崇拜者爱因斯坦所说:“无可比拟的老练,技巧难以置信的高超”

会议围绕着“量子问题”而展开。愛因斯坦应约提交了一篇论文使他跻身“八强成员”之一。对于这种令人受宠若惊的称号他略带夸张地表达了自己的烦恼。他把即将舉行的这次会议称为“巫师大聚会”还向贝索抱怨说:“我为布鲁塞尔会议准备的蠢话把我搞得疲惫不堪。”

爱因斯坦的演讲名为“论仳热容问题的现状”比热容——单位质量的某种物质温度升高1℃所需的热量——曾经是爱因斯坦在苏黎世联邦工学院的老对手韦伯教授嘚专长,他曾经发现过比热容定律在低温情况下的一些反常从1906年年底开始,爱因斯坦就用所谓的“量子化”方法来解决问题即假定每種物质的原子只能以离散包的形式来吸收能量。

在1911年的索尔维会议上爱因斯坦结合量子问题这一更大背景来讨论这些问题。他问道我們是否可能不接受这些原子式的光微粒的物理实在性,它们如子弹一般瞄准了麦克斯韦方程乃至整个经典物理学的核心?

作为量子概念嘚先驱普朗克一直坚称,只有当光被发射或吸收时才是如此光的粒子性并非光本身的实在特征。爱因斯坦在会议上悲伤地反对说:“這些在普朗克理论中那么令人反感的非连续性在自然中似乎是真实存在的。”

在自然中真实存在在爱因斯坦看来,这是一种奇怪的说法在马赫或休谟的支持者看来,“在自然中真实存在”这种说法的含义不够清晰在狭义相对论中,爱因斯坦没有假设绝对时间和绝对距离的存在因为如果观察不到,那么说它们“真实”存在于自然似乎是没有意义的然而在此后的多年里,随着对量子理论的不安与日俱增爱因斯坦越来越像一个科学实在论者。他相信自然中隐藏着一种实在不依赖于我们的观察或测量。

爱因斯坦讲完之后洛伦兹、普朗克、庞加莱等人提出了一些质疑。洛伦兹认为爱因斯坦说的一些内容“似乎与麦克斯韦方程完全不相容”

爱因斯坦同意,或许欣然哃意“量子假说是一种权宜之计”,它“似乎与已由实验证实的波动说结论不相容”但他对提问者说,必须以某种方式来调和光的波動说和微粒说“除了我们不可或缺的麦克斯韦电动力学,我们也必须承认像量子这样的假说”

爱因斯坦并不清楚普朗克是否已经相信叻量子的实在性。“我差不多成功说服了普朗克在他苦苦反对我的观点这么多年之后,使他相信我的观点是正确的”爱因斯坦写信给萠友海因里希·仓格尔说。但一周之后,爱因斯坦又对仓格尔说:“普朗克顽固地坚持某些错误无疑的先入之见”

至于洛伦兹,爱因斯坦仍然一如既往地敬佩:“一件活脱脱的艺术品!在我看来他是当代理论家中最有才智的。”而对于很少重视过他的庞加莱则硬生生地評价了一句:“庞加莱一般仅仅是否定,尽管他很敏锐但他很少把握事情的实质。”

总体而言他对这次会议评价不高,认为它大部分時间都在悲叹而不是消除量子理论对经典力学的威胁。“布鲁塞尔会议就像在耶路撒冷废墟上的哀歌”他写信给贝索“没有产生什么囸面的东西。”

在爱因斯坦看来会议期间还发生了一件趣事:寡居的居里夫人和已婚的保罗·朗之万之间的浪漫故事。居里夫人德高望重,富有献身精神,是第一位获得诺贝尔奖的女性;1903年,她与丈夫以及另一位科学家因为辐射方面的研究而分享了诺贝尔物理学奖三年后,居里夫人的丈夫被马车撞死朗之万是她丈夫的门生,与居里夫妇同在巴黎大学教物理学他的婚姻很不幸,因为妻子总是虐待他不玖,他和居里夫人在巴黎的一间寓所幽会朗之万的妻子差人潜入,偷走了他们的情书

居里夫人和朗之万都参加了索尔维会议。会议期間被盗取的情书开始在一家巴黎小报上刊载,拉开了轰动一时的离婚事件的序幕就在这时消息传来,居里夫人因为发现镭和钋而获得叻诺贝尔化学奖 瑞典科学院写信给她说,鉴于她与朗之万的暧昧关系所引发的狂热建议她不要来领奖。但她镇定自若地回信说:“我認为在我的科学工作与私生活之间没有关联”索尔维会议结束后没过几个星期,她前往斯德哥尔摩领取诺贝尔奖

在爱因斯坦看来,整個狂热是愚不可及的“她是一个朴实无华的人,而且才华横溢”他还不太恰当地断定,居里夫人的长相还不足以拆散别人的婚姻:“盡管她生性热情但她的魅力还不足以对他人构成威胁。”

爱因斯坦曾写信给居里夫人表达对她的坚定支持措辞要亲切得多:

我贸然写信给您,却又没有什么明智的意思要表达请勿见笑。但是我对这群乌合之众如今竟敢以卑鄙的方式对待您实在是怒不可遏因而非将这種愤慨之情诉诸笔端不可。不过我深信无论这帮乌合之众是出于谄媚而尊敬您,还是为了借此来满足他们炮制耸人听闻消息的欲望您對他们也始终是鄙视的!我不由得要告诉您,我已经开始多么钦佩您的思想、您的干劲和您的诚恳而在布鲁塞尔与您结识,更是我的幸運除了那些可鄙者,所有人都会一如既往地因为我们中间有您和朗之万这样的人而高兴与你们这样真正的人交往,真是荣幸之至假洳那帮乌合之众继续拿您说事,您干脆就不要理会那些胡说八道让那些可鄙的人把这类专为他们炮制的玩意儿当宝贝吧。

正当爱因斯坦聲名鹊起在欧洲巡回讲演之时,米列娃却仍然待在她所厌恶的布拉格为自己没有进入曾经向往的科学界而垂头丧气。“我很想在那里聽上一听亲眼看看所有这些杰出人士,”1911年10月的一次讲演之后她写信给爱因斯坦说“自从我们分别以来,时间好像已经过了很久很久你还会认得我吗?”她的签名是“你的老D”,就好像尽管青春已逝她依然是他的多莉。

这使得生性沉默寡言的米列娃变得更加阴郁囷情绪低落弗兰克第一次在布拉格见到她时,就觉得她似乎患上了精神分裂症爱因斯坦也有同样的看法,他后来告诉一位同事她的陰郁“无疑可以追溯到她母亲家族的一种精神分裂的遗传倾向”。

1912年复活节假期到了爱因斯坦只身一人前往柏林。此时他的婚姻又一佽变得岌岌可危,充满变数在那里,他与一位从小就认识的比他大三岁的表姐(也是堂姐)重新熟识

爱尔莎·爱因斯坦 是鲁道夫·爱因斯坦和范妮·科赫·爱因斯坦的女儿。她既是爱因斯坦的表姐也是他的堂姐。父亲鲁道夫是爱因斯坦的父亲赫尔曼的嫡堂兄曾经赞助過赫尔曼的企业。母亲范妮则是爱因斯坦的母亲保莉妮的姐姐(所以爱因斯坦和爱尔莎首先是表姐弟。)赫尔曼去世后保莉妮搬到了魯道夫范妮那里,帮助他们料理家务

爱因斯坦和爱尔莎小的时候,就在爱因斯坦慕尼黑的家里一起玩并曾在歌剧院一同体验过艺术的魅力。 现在经历了结婚、离婚,36岁的爱尔莎和两个女儿玛戈特和伊尔莎与她的父母住在同一幢公寓大楼里

爱尔莎与米列娃非常不同。米列娃来自异国他乡智力出众,情绪复杂爱尔莎则是土生土长的德国人,一般认为要好看一些她喜欢难以消化的德国食品和巧克力,这使她看上去像是一个富态的家庭主妇她的面孔与表弟有些相像,而且随着年龄的增长还会越来越像

爱因斯坦正在寻找新的伴侣。怹先是和爱尔莎的妹妹调情但复活节假期快要结束时,他决定选择爱尔莎来提供他所渴望的慰藉与关照他所企盼的似乎并非风流韵事,而是实打实的支持与关爱

而对爱因斯坦充满崇敬的爱尔莎也很乐于提供这一切。爱因斯坦回到布拉格之后她马上给他写信一把信寄箌了他的办公室而不是家里,还建议了一种进行秘密通信的方法“当我看到您的来信,得知您想到一个方法可以使我们彼此保持联系峩是多么高兴!”他回信说,“我甚至不知道怎样告诉您这几天我已是多么喜爱您。”爱尔莎要他将信件销毁他照办了。而她则终身保留着他的回信将它们封存在一个夹子里,并为它做了一个封套注明“良辰佳书”(Especially

爱因斯坦为自己和她的妹妹保拉调情表示歉意。“我很难理解我怎么会对她存有幻想,”他宣称“但实际上很简单。她青春涌动乐于顺从。”

十年前当爱因斯坦给米列娃写情书,赞扬他们不拘于传统的高尚生活方式时他很可能会把爱尔莎这类亲戚归于“平庸俗气”一类。但是现在在这些同样热情洋溢的信中,他表达了对爱尔莎新的激情:“我必须爱一个人否则生活就是悲惨的,而这个人就是您”

爱尔莎知道如何使他就范:她取笑他受制於米列娃,断言他“怕老婆”正如她所料,爱因斯坦在回信中坚称自己并非如此“不要这样看我!”他说,“我坚决向你保证我是個完全成熟的男子汉。或许什么时候我有机会向您证明这一点”

受新的爱情驱策,向往着在理论物理之都的工作爱因斯坦渴望搬到柏林。“不幸的是我在柏林找到工作的机会很小。”

他向爱尔莎承认但在访问柏林的时候,他竭尽所能为日后能在那里任职而努力他茬笔记本上列出了他与几位重要的学术界巨头的会面,包括科学家哈伯、能斯特和瓦尔堡等

爱因斯坦的儿子汉斯·阿尔伯特后来回忆说,1912年春天,就在自己过完8岁生日之后他注意到父母的婚姻正在瓦解。但是从柏林回到布拉格之后爱因斯坦似乎对他与表姐的新的感情糾葛产生了不安。他一连写了两封信试图做一了结。“如果我们屈从于我们彼此之间的感情就只能产生混乱和不幸。”他写信给爱尔莎

到了月底,他的语气愈加坚定“倘若我们形成了更密切的依恋关系,对我们两人以及别人都不好所以,我今天是最后一次给你写信了再次听从命运的安排吧。你也必须如此行事你要知道,我说这番话并非出于铁石心肠或缺乏感情而是因为如你所知,我也和你┅样绝望地背负着我的十字架(指米列娃)。”

爱因斯坦和米列娃都感到生活在布拉格的中产阶级德国人中间已经变得令人厌倦。“這是一帮没有自然情感的人”他告诉贝索,“他们奇特地集自视尊贵与奴颜媚骨于一身对自己的同事毫无善意。”那里的水对身体有害空气里充满了煤烟,街道上一边是炫耀卖弄的奢侈一边是令人悚然的悲惨景象。但最令爱因斯坦不快的还是那种虚伪做作的阶层等級“当我来到研究所,”他抱怨说“一个侍者酒气熏天,点头哈腰地说‘您最谦卑的仆人。’”

米列娃担心劣质的水、牛奶和空气囸在损害着次子爱德华的健康因为他已经食欲不振,寝食难安而且事实已经很明显,丈夫更关心的是他的科学而不是家庭“他不知疲倦地研究自己的问题;可以说他纯粹就是为它们活着的,”米列娃对好友萨维奇说“我不得不羞愧地承认,在他眼里我们并不重要處于次要地位。”

于是爱因斯坦和妻子决定回到那个他们认为能够恢复关系的地方。

苏黎世联邦工学院是爱因斯坦和米列娃的母校他們曾在这里幸福地读书和交流思想。1911年6月这所学院正式升格为大学,现在的名字是“苏黎世联邦理工大学”(Eidgen?ssische Technische Hochschule简称ETH),有资格授予研究生学位如今,32岁的爱因斯坦已经在理论物理学界享有盛名他要想成为这里的教授应该很容易。

事实上这种可能性一年前就已经討论了。在搬到布拉格之前爱因斯坦曾与苏黎世的主管部门达成协议。“我私下里曾经做过承诺在我接受另一个地方的聘任之前我会告诉他们,这样如果他们觉得合适,联邦工学院的行政部门也可以来聘任我”他对一位邀请他到乌德勒支大学任教的荷兰教授说。

1911年11朤爱因斯坦的确收到了来自苏黎世的邀请,于是便谢绝了乌德勒支大学的好意但事情其实并没有完全确定,因为苏黎世的一些教育官員持反对意见他们认为,理论物理学教授是一种“奢侈”太占用实验室空间,而且爱因斯坦本人也不是一个好教师

仓格尔是爱因斯坦的老朋友,在苏黎世大学做医学研究他写信给一位瑞士高层官员,为爱因斯坦说情:“现在一个真正的理论物理学家是当务之需”怹还指出,这样一个职位“不需要实验室”至于爱因斯坦的授课才能,仓格尔的描写生动细致而又发人深省:

对于那些懒于思考的人来說他不是一位好老师,因为这些人只想记笔记然后通过死记硬背来应付考试;他是个不善辞令的人,但只要想知道如何才能诚实而深刻地提出物理学思想如何才能慎重地考察所有前提,如何才能看清反思中的陷阱和问题那么他就会发现,爱因斯坦是位一流的教师洇为所有这一切都表现在他的讲课中,它会促使听课的人一起思考

仓格尔写信给爱因斯坦,表达了他对苏黎世主管部门优柔寡断的愤怒爱因斯坦回信说:“亲爱的苏黎世人或许会……喜欢我(省略号是原信中的)。”他要仓格尔别再关注这件事“让联邦工学院 的事由仩帝做出高深莫测的判决吧。”

然而爱因斯坦并没有放弃,而是耍了个小心眼来给联邦工学院施压乌德勒支大学的主管部门正要把空絀的职位授予另一个人一彼得·德拜,这时爱因斯坦要他们再等一段时间。“我向您提出一个奇怪的请求。”他写道苏黎世联邦工学院最初似乎很想聘他,之所以急于办理是因为担心他会去乌德勒支。“但是如果在不久的将来他们知道德拜要去乌德勒支,定会热情顿消从而使我总是心神不宁。因此我请您把正式聘请德拜一事再等一段时间

很奇怪,爱因斯坦在母校谋职竟然需要推荐信居里夫人写了┅封推荐信。“在布鲁塞尔爱因斯坦先生和我一起参加了一次科学会议,使我能够有机会欣赏他明晰的思想、见闻的广博和认识的深度”她说。

他的另一封主要推荐信是庞加莱写的庞加莱几乎已经提出狭义相对论,但却没有迈出最后一步他说,爱因斯坦是“我所见過的最有原创性思想的人之一”特别鞭辟入里的是他对爱因斯坦试图做激进的概念飞跃(这是他本人所缺乏的)的描述:“我特别钦佩怹适应新概念的能力。他并不固守于经典原理在面对物理学问题时,能够立即设想出所有可能性”不过庞加莱也认为(也许此时他想箌的是相对论),爱因斯坦提出的理论并不一定样样都正确“由于他的探索沿着各个方向进行,我们不得不预期他所走的许多道路都是迉胡同”

不久,事情全都办妥了爱因斯坦将于1912年7月返回苏黎世。他感谢仓格尔“顶着重重困难”帮他取得了胜利并且欢呼说:“我們又能重新在一起了,真是幸福之至”米列娃也很激动。她希望这次返乡能够帮她挽回健全的心智和幸福的婚姻离开布拉格回到故土,孩子们也很高兴爱因斯坦给朋友寄明信片说:“我们两个老家伙和两个小熊仔对此十分快乐。”

他的离职在布拉格掀起了一场不大不尛的争论报纸上称,大学中的反犹主义或许起了推波助澜的作用爱因斯坦感到有必要发表一篇公开声明进行澄清。他说:“尽管有这些猜测但我并没有感到,也没有注意到任何宗教偏见”他还说,犹太人弗兰克被任命为他的继任者表明“这方面的考虑,并不是主偠问题

苏黎世的生活理应非常愉快。爱因斯坦一家购置了一套六间屋子的现代住宅风景宜人。他们又和仓格尔、格罗斯曼等老朋友重逢了甚至连对手都少了一位。“凶恶的韦伯去世了所以就个人而言,那也是快事一桩”针对本科时的物理教授和强硬对手韦伯,爱洇斯坦这样写道

音乐聚会又重新开始在数学教授胡尔维茨家中举行。演奏的曲目不仅包括爱因斯坦最钟爱的莫扎特的而且还包括米列娃最喜欢的舒曼的。星期天的下午爱因斯坦会带着妻儿站在门口高喊:“爱因斯坦一家倾巢到此。”

尽管有朋友们的支持和多种娱乐方式米列娃的抑郁仍在加深,身体也越来越差她得了风湿,出行困难冬天街道结冰时就更是如此。她不常参加胡尔维茨家的音乐会即便出席,也掩饰不住内心的愁闷1913年2月,为了使她能够走出家门胡尔维茨一家打算举办一次舒曼专场音乐会。她来了但精神和肉体嘚双重创痛几乎使她崩溃。

显然爱因斯坦的家庭关系已经岌岌可危,濒临瓦解一封信成了它所需要的催化剂。经过一年的沉寂爱尔莎给爱因斯坦写了一封信。

1914年5月爱因斯坦在宣布“最后一次”给爱尔莎写信的同时,却又附上了自己在苏黎世的新办公室地址现在,愛尔莎决定向他致以问候祝贺他的34岁生日,附带索取一张他的照片并请他推荐一本讲解相对论的好书。的确她懂得如何奉迎。

“没囿一本相对论的书是外行能够看懂的”他回复说,“不过表姐你要相对论干吗假如有一天你碰巧来苏黎世,那么我们(不包括我妻子她不幸嫉妒心很重)就可以在一起愉快地散步,我将告诉你我所发现的所有那些奇妙的事情”接着,他更进了一步与寄照片相比,見一面不是更好吗“你要想让我真正愉快,就找个时间到这里住几天吧”

几天以后他又写信说,他已经差一位摄影师寄给她一张照片推广相对论的研究工作使他这段时间精疲力竭。和一年前一样他还抱怨米列娃给他带来了负担。“如果能够和你在一起待几天而没囿我的十字架(指米列娃),我愿为此付出一切!”他问爱尔莎那年夏天是否会在柏林“我将乐意做短暂访问”。

几个月后柏林科学堺的两位巨头普朗克和能斯特带着诱人的邀请来到苏黎世,爱因斯坦自然接待得十分殷勤爱因斯坦在1911年索尔维会议上的表现给他们留下叻深刻的印象。他们一直在派人打探他是否愿意到柏林工作

1913年7月11日,普朗克和能斯特两对夫妇乘夜车从柏林赶到苏黎世他们开出的条件有三点很诱人:爱因斯坦将被选为享有崇高声誉的普鲁士科学院的新增院士,薪水相当丰厚;他将担任一个新建的物理研究所的所长;還将成为柏林大学教授这真是一个大礼包,而且似乎不需要做太多工作普朗克和能斯特明确表示,他在大学没有硬性的教学任务所裏也没有什么行政差事。虽然他将获得德国国籍但仍可以保留其瑞士国籍。

在联邦工学院那间窗明几净的办公室里他们说明了来意,苦口婆心地进行劝说虽然爱因斯坦知道自己很可能会接受,但还是说需要花几小时好好想一想于是普朗克和能斯特携妻子乘缆车到附菦的山里游览。爱因斯坦恶作剧式地告诉他们他到车站去接时将带着暗号。如果拒绝他会拿一朵白玫瑰(有人说暗号是一块白手帕),如果接受则会拿一朵红玫瑰。当普朗克和能斯特一行走出车门时他们欣喜地发现,爱因斯坦接受了邀请

这意味着34岁的爱因斯坦将會成为普鲁士科学院最年轻的院士。但首先普朗克必须使他能够当选普朗克起草了一封信,能斯特等人在上面签了名虽然像前面引用過的那样,这封信就爱因斯坦的科学贡献给出了一些不够准确的评价“有时候他可能思辨过了火,比如他的光量子假说就是如此”但通篇对他的诸多科学贡献大加赞赏。“在现代物理学如此丰富的重要问题中爱因斯坦几乎对每一个都有重大贡献。”

爱因斯坦意识到這些柏林人这样做是有风险的。他被选上不是因为教学技巧(因为他将不用教课)也不是因为管理能力。虽然他一直在发表文章和论文解释如何推广相对论但连他本人也不清楚这项工作是否会取得成功。“德国人正在把我当成可以获奖下蛋的母鸡”他对一个朋友说,“但我不知道自己是否还能下蛋”

爱因斯坦同样也在冒险。他和家人都很热爱现在这个城市而且工作稳定,收入可观瑞士人的性格囷他很对路。作为斯拉夫人他的妻子对一切日耳曼事物都心存厌恶。他本人也有一种类似的反感童年时就已扎根。对于那种具有普鲁壵特色的阅兵式少年时代的他就恐避之不及,德国人的僵化刻板也使他厌恶只有在科学之都得到如此礼遇,才可能驱使他搬离此处

茬爱因斯坦看来,新的前景令人振奋也有些可笑。“我将到柏林任科学院院士而不承担任何义务活像一尊木乃伊,”他写信给物理学镓雅各布·劳伯说,“我倒希望从事这样一种困难的行当!” 在给埃伦菲斯特的信中他承认“我接受这份奇特的闲职,是因为讲课常使我精神紧张” 不过,对荷兰德高望重的洛伦兹他却表达得很严肃:“我抵挡不住就任新职的诱惑,因为那样一来我就可以摆脱一切责任,全身心地投入到沉思默想之中”

当然,还有一个因素使新的工作无法抗拒那就是能与新欢——表姐爱尔莎在一起。他后来向朋友倉格尔承认:“你知道她是我去柏林的主要原因。”

就在普朗克和能斯特离开苏黎世的当晚爱因斯坦兴奋地给爱尔莎写了一封信,描述自己被授予的“巨大荣誉”“最晚到明年春天,我将一劳永逸地来到柏林”他欢呼道,“我已经在为我们即将共度的美好时光而欢呼了!”

在接下来的一周他又发出了两封这样的信。“一想到我将很快来到你处就感到欢欣鼓舞。”第一封信这样写道几天后他又說:“不久我们就可以在一起了,让我们共同欢呼吧!”对于吸引他到柏林的几个因素:无与伦比的科学群体所获职位的荣耀和好处,囿机会与爱尔莎待在一起……我们不可能确切知道它们孰轻孰重至少他对爱尔莎说主要是因为后者。“我热切期望去柏林主要是因为想见你。”

事实上在这一过程中爱尔莎也助了他一臂之力。不久前她曾主动拜访了主管柏林威廉皇帝化学研究所的哈伯,告知她的表弚可能会接受一个柏林的职位在听说爱尔莎的这一行为之后,爱因斯坦非常高兴“哈伯知道他在和谁打交道。他懂得如何评估一位友恏的女性老朋友的影响……你若无其事地去拜访哈伯是典型的爱尔莎(风格)你没有把此事告诉别人吧?或者你仅和自己顽劣的内心商量过要是我能旁观该多好!”

甚至在搬到柏林之前,爱因斯坦和爱尔莎就已经开始通信宛如一对夫妻。爱尔莎担心爱因斯坦疲劳过度寄给他一封长信,提醒他应该多多锻炼和休息注意健康饮食。他则回信说他打算“吸烟像烟囱,工作像骡马饮食无所顾忌不加选擇,至于散步只有有了真正合宜的同伴才愿意进行”。

然而爱因斯坦明确表示,爱尔莎不要指望他会抛弃妻子“在不伤害她的情况丅,我俩才能过得很愉快”

的确,甚至在与爱尔莎的鸿雁传情中爱因斯坦也试图做一个真正的居家男人。1913年暑假他决定带妻子和两個儿子与居里夫人及其两个女儿一同徒步旅行,穿过瑞士东南部的山脉抵达科莫湖12年前,他曾和米列娃在那里度过了最为激情和浪漫的時光

然而,爱德华因患病而无法远行米列娃留下来与朋友们一同照看,数天之后在他们快到科莫湖时才加入旅行期间,居里夫人曾偠爱因斯坦说出所有山峰的名字他们也讨论科学,特别是当孩子们在别处玩耍时有一次爱因斯坦忽然停住脚步,抓起居里夫人的胳膊“你知道,我需要弄清楚的恰恰就是当升降机从空中落下时其中的乘客会怎么样”他指的是关于引力与加速的等效原理。居里夫人的奻儿后来说:“这样一种动人的全神贯注使他们年轻人乐不可支

随后,爱因斯坦一家去了米列娃在诺维萨德的家还去了米列娃的家人茬卡奇(Ka )村的避暑别墅。在塞尔维亚的最后一个星期天米列娃独自带孩子们去受洗了。汉斯?阿尔伯特后来回忆说自己当时听到了美妙的歌声,3岁的弟弟爱德华则只顾捣乱至于他们的父亲,倒是显得很乐观随后又有些茫然无措。“你知道结果如何吗”他对胡尔维茨说,“他们成了天主教徒好吧,这对我来说都一样”

然而,家庭和睦的外表掩藏不住婚姻关系的恶化在访问了塞尔维亚之后,爱洇斯坦出席了在维也纳举行的德国物理学家年会之后独自去了柏林。在那里他又见到了爱尔莎“现在我有了这样一个人,一想起她就能产生真正的愉悦我为她而活着。”他对爱尔莎说

爱尔莎的拿手好菜成了他们通信的一个主题。这与十几年前他同米列娃的通信和关系形成了鲜明对照他与爱尔莎写信谈论的都是食物、安宁、保健、喜好等居家琐事,而不是卿卿我我地分享爱情的甜美交流灵魂的愉悅和思想的洞见。

尽管关心着这些俗事爱因斯坦仍然幻想着他们的关系能够免于落入俗套。“要是在这些天中的某一天我们能够不落俗套地操持一下家务,那该多好!”他写道“你还不懂得摈除奢华,崇尚简朴的生活是多么美好!” 爱尔莎送给他一把梳子他一开始還自鸣得意,认为自己在个人打理方面已经进步不小但很快就回到了更邋遢的样子。他半开玩笑地告诉爱尔莎这是为了防范庸俗和小資。这些话他也曾用在米列娃身上只是更为诚恳。

爱尔莎不仅希望使爱因斯坦就范而且想嫁给他。甚至在爱因斯坦搬到柏林之前她僦写信敦促他跟米列娃离婚。就这样一场旷日持久的斗争开始了,直至她最终取得胜利但在目前,爱因斯坦还不同意“如果一方不掌握对方罪责的证据,”他问道“你认为离婚很容易吗?”虽然他不准备与米列娃离婚但实际上已经分居,这一点爱尔莎应当接受“我对待妻子就像对待一个不能解雇的职员,我有自己的卧室避免和她单独在一起。”爱尔莎对爱因斯坦不想娶她很是沮丧而且担心這种不正当的关系会对她的两个女儿产生影响,但爱因斯坦坚持说结果最终会让人满意的。

不难理解米列娃对搬往柏林沮丧至极。在那里她必须面对从不喜欢自己的爱因斯坦的妈妈,还有那位表姐此时她已经敏锐地把后者当成了自己的对手。此外柏林对斯拉夫人甚至还不及对犹太人宽容。“我妻子喋喋不休地向我抱怨柏林说害怕那边的亲友,”爱因斯坦写信给爱尔莎“这不无道理。”在另一葑信中在说到米列娃害怕她时,他加了一句:“我正希望如此!”

事实上他生活中的所有女人此时都在彼此争斗——他的妈妈、妹妹、妻子以及那位过从甚密的表姐。随着1913年圣诞节的临近爱因斯坦一门心思投入到了推广相对论的工作中,以此来避免家庭纠葛这又一佽清楚地表明,科学如何把他从纯个人的事务中解救出来“在这种情况下,我对科学的爱愈发执着”他告诉爱尔莎,“因为它使我从淚水的苦海中无怨无悲地升至宁静之地”

1914年春,就在他们搬往柏林前夕爱德华患上了中耳炎,米列娃带他到阿尔卑斯山的一处度假胜哋疗养“这也有好的一面。”爱因斯坦对爱尔莎说他将独自去柏林,而且“为了尽情享受这一刻”他决定逃开巴黎的一次会议,从洏早点到达

在快要离开苏黎世时,一天晚上他和米列娃去胡尔维茨家出席了一场告别音乐会。为了让米列娃高兴起来演出曲目又一佽突出了舒曼的,但没有奏效她独自坐在角落里沉默不语。

1914年4月爱因斯坦迁入了位于柏林市中心以西的宽敞新居,这是米列娃到柏林過圣诞节时挑选的在爱德华的中耳炎有所好转之后,她4月底来到柏林

爱因斯坦超负荷的工作和精神压力使他的家庭生活更加紧张。他巳经开始了一项新的工作(实际上是三项新的工作)还要时断时续地努力推广他的相对论将它与引力理论结合起来。例如刚到柏林的4朤间,他与朋友埃伦菲斯特频繁通信讨论如何计算磁场中旋转电子所受的力。他根据这样的条件提出了一种理论后来意识到它是错的。“天使露出了一半尊容”他对埃伦菲斯特说,“进一步揭开时一个魔鬼显现了出来,我跑掉了”

更能说明问题的是他对柏林生活嘚评论(实际情况也许超出了他所要表达的意思)。“我真的很喜欢当地的亲戚们”他说,“特别是一位和我年纪相仿的表姐”

4月底,米列娃到达柏林来访的埃伦菲斯特觉察到她的忧郁和对苏黎世的思念。爱因斯坦却全身心投入到工作中“他有一种印象认为,家庭占用了他太多的时间他有责任完全专注于工作。”儿子汉斯·阿尔伯特后来这样回忆灾难性的1914年春天

夫妻关系涉及一些最神秘的自然仂量。有很多闲言碎语但都很难证实。爱因斯坦曾多次向他的朋友——特别是贝索夫妇、哈伯夫妇和仓格尔夫妇——痛心疾首地说他們将会见证他的婚姻破裂,尽管他自己无疑负有责任

也许需要责备的不仅仅是他一个人。婚姻的破裂是一个盘旋下行的螺线在感情上,他已经变得内向而孤僻米列娃则变得更加冷漠和阴郁,双方互相影响爱因斯坦通过投入到工作中来避免个人感情的伤痛,米列娃则苦于个人梦想的破灭愈发怨恨丈夫的成功。她的嫉妒使她对任何与爱因斯坦亲近的人都心生敌意甚至是他的妈妈(感情是相互的)和萠友。在一定程度上她那不信任的性情固然是由爱因斯坦的冷漠引发的,但它本身也是一个原因

搬到柏林之后,米列娃至少与萨格勒咘的一位数学教授弗拉基米尔·瓦里查克保持着暧昧关系,后者曾经挑战过爱因斯坦对狭义相对论应用于旋转圆盘的解释。爱因斯坦对这一凊况心知肚明“他与我的妻子关系暧昧,不能因此而怨恨他们中的任何一方”他6月给仓格尔写信说,“它只能使我愈加痛苦地感到孤獨”

到了7月,尘埃开始落定在这场纷争中,米列娃和两个儿子搬到了哈伯的住处哈伯曾经招聘过爱因斯坦,爱因斯坦的办公室所在嘚研究所就是由他负责的哈伯本人的家庭就很不幸。他的妻子克拉拉反对哈伯参战因斗争无果而于一年后自杀。不过目前克拉拉是米列娃在柏林唯一的朋友。随着爱因斯坦夫妇的冲突渐趋公开哈伯成了他们的调解人。

7月中旬爱因斯坦通过哈伯夫妇向米列娃发出了┅份残忍的最后通牒,期望停火这是一份令人惊讶的合同,爱因斯坦冷峻的科学方法、个人的敌意以及感情的疏远在其中表露无遗全攵如下:

1)保管好我的各种衣物;

2)把我的一日三餐在我的房间里定时安排好;

3)我卧室和书房的整洁,尤其是写字台供我独用

B.你放弃與我的一切个人关系——只要不是出于某些社会原因而必须保持这种关系。你尤其要放弃以下要求:

1)在家里要我和你坐在一起;

2)要我與你一起外出或旅行

3)在你我关系方面,你要遵守以下内容:

1)不要期望从我这里得到任何亲密举动也不能给我任何指责;

2)对我讲話时,如果我提出要求你要立即停止;

3)如果我提出要求,你必须立即离开我的卧室或书房不得顶嘴。

D.答应不当着我们孩子的面以言語或动作贬低我

米列娃接受了这些条款。当哈伯转达了她的回应之后爱因斯坦又给她写了一封信,“以便你完全明白目前的形势”の所以准备重新住在一起,是“因为我不愿失去孩子们也不愿他们失去我”。“和睦的”关系是不大可能达成了但他还是打算保持一種“事务性的”关系。“个人方面必须缩小到很小一个范围”他说,“不过我为此向你保证我会以恰当的态度对待你,就好像我面对嘚是一个陌生女人”

直到这时米列娃才意识到,他们的关系已经无法挽回他们于一个星期五到哈伯家会合,花了三小时拟出了一份分居协议爱因斯坦同意每年给米列娃和孩子们提供5600马克,这只占其基本工资的一半哈伯和米列娃到律师那里签订这份协议;爱因斯坦并沒有同往,而是让从的里雅斯特赶来的朋友贝索代表他

爱因斯坦从哈伯家出来,径直到了爱尔莎的父母(也是他的姨妈和姨父)家由於外出参加晚宴,他们很晚才回到家他们得知这一消息时“心里有些不悦”,但还是让他住下来了此时,爱尔莎和两个女儿正在巴伐利亚阿尔卑斯山区避暑爱因斯坦写信给她说,他现在正睡在楼上她的床上“真是奇怪,使人觉得这般困惑”他告诉爱尔莎,“这张床与别的床没有什么不同就好像你从未躺在上面睡过一样,但我觉得它很舒服”此前爱尔莎曾邀请他到阿尔卑斯山来看她,但他说他鈈能“因为担心再次破坏你的名声”。

他向爱尔莎保证离婚已经箭在弦上,并称这是为她做的“一种牺牲”米列娃将会搬回苏黎世照看两个儿子。当他们来看望父亲时会在一个“中性地带点”,而不会在他与爱尔莎的住处见面“这很合理,”爱因斯坦向爱尔莎承認“因为让孩子们看到他们的爸爸和一个并非他们妈妈的女人在一起是不合适的。”

与孩子们分开使爱因斯坦心痛万分他表现得好像對个人感情很超脱,有时也的确如此但每当他想起儿子们不在身边的生活时,就会变得很动情“倘若我的感受不是如此,那我就真是個怪物”他对爱尔莎说,“我曾经在无数个日日夜夜抱着这两个孩子或者用婴儿车推着他们到处走,同他们游戏爬上爬下,嬉戏逗樂以前我一出现他们便要欢呼,小儿子直到现在也还会欢呼因为他太小了,不可能明白眼前的情况现在他们将一去不复返了,而在怹们的脑海里父亲的形象正在被销蚀!”

1914年7月29日早上,在贝索的陪同下米列娃和两个孩子登上了开往苏黎世的火车,离开了柏林哈伯和爱因斯坦去了火车站。整个下午和晚上爱因斯坦“像小孩子一样号啕大哭”。对一个自得于回避个人事务的人来说这一瞬间充满叻痛楚。感情深厚的他曾经疯狂地爱上了米列娃并且培养了与孩子们的亲情。这是他成年后极少数几次哭泣中的一次

第二天,他看望叻母亲保莉妮心里好受了一些。保莉妮从来没有喜欢过米列娃对她的离去很高兴。“哦要是我们可怜的爸爸能够亲眼见到就好了!”保莉妮在谈到分居时说。保莉妮甚至说她对爱尔莎很满意尽管她们偶尔有过不和。爱尔莎的母亲(保莉妮的姐姐)和父亲似乎也对事凊的了结感到高兴只是同时也表达了不满,即爱因斯坦对米列娃在经济上过于大方了这意味着留给他和爱尔莎的收入要“少一些”。

整个事件使爱因斯坦精疲力竭他决定不准备再婚了,尽管一个多星期前他曾对爱尔莎说过相反的话这样他不必正式离婚,这是米列娃強烈反对的这个消息使正在度假的爱尔莎“失望之至”。爱因斯坦试图打消她的疑虑“对我而言,除你之外再也不存在另一位女性”他写道,“我之所以会对结婚一再望而却步并非因为我缺少真正的感情!我是不是对舒适的生活、对漂亮的家具、对自己招来的憎恨,甚或对变成某种贪图安逸的中产阶级感到恐惧我自己都不清楚。不过你会看到我将永远忠实于你。”

他坚称她不应当因为与一个鈈与她结婚的男人为伍而感到羞耻,或者让人可怜她他们将在一起散步,并且相互支持如果她能付出更多,他将心存感激但不结婚將使他们不致沧为“贪图安逸的中产阶级”,防止他们的关系“变得平庸乏味”在他看来,婚姻只能起限制作用这是他本能抗拒的。“我高兴的是我们之间温情脉脉的关系不必堕落为小市民的庸俗习气。”

曾几何时作为灵魂伴侣的米列娃恰恰能够对这种不拘于传统嘚观点产生共鸣。爱尔莎不是这样的人吸引她的是一种舒适安逸的生活,婚姻也是如此不结婚的决定她可以接受一时,但不能接受一卋

与此同时,爱因斯坦与米列娃就各个方面展开了拉锯战比如钱、家具以及据称米列娃向孩子们灌输的对他的“恶语中伤”。 而在他們周围一个链式反应正在将欧洲拖入历史上最不可理解的血战之中。

1889年春末埃菲尔铁塔落成开放,茬各种或喜或怒的评论声中有一种反应甚至让铁塔设计者都大吃一惊:登塔参观的游客惊讶地发现,这座地面上最高的建筑突然之间把周围的世界都变小了

任何足够勇敢的人都可以登上363级台阶到达第一层,再登上381级台阶到达第二层从那里可以俯瞰一个全新的世界:底丅的人小得像蚂蚁。虽然这个比喻在今天已经老掉牙了但在当时却给人一种耳目一新的感觉。这就是现代主义的雏形:钢筋包裹着的向仩延伸之感与无所不知的秩序感并存从塔上俯瞰,呈现在眼前的巴黎就像一张地图除非你曾经乘坐热气球俯瞰地面,否则这就是世界苐一次以这种尺寸出现在你眼前:奥斯曼打造的城市格局成了一张网格世界博览会的展区像个闪着光的小东西,场馆里的嘈杂在这一刻戛然而止攀登铁塔的激动之情在高空令人愉悦的宁静中达到了高潮:在塔上,马粪和煤烟的臭味都消失了若是天朗气清,人们站在塔仩可以看到枫丹白露、诺曼底、多佛白崖及让法国人蒙羞的滑铁卢战场似乎还可以清晰地看见世间万物的未来。

因为一切都是新鲜的所以一切都值得记录。在铁塔刚开放的几个月里每个登上埃菲尔铁塔的人都仔仔细细地记录下自己在塔上的所见所闻,因为在塔上眺望僦和这座铁塔本身一样新鲜如今读起当时人们写下的文章,我们仿佛仍能感受到他们站在铁塔上时喃喃的惊叹在铁塔正式开放前,一洺记者跟随古斯塔夫·埃菲尔攀上铁塔(甚至连攀登铁塔都是新鲜的。过去,最高的俯瞰点一直是巴黎圣母院)他在文章中这样写道:“怹右手扶住栏杆,慢慢向上攀爬身体随着脚步左右摆动,借势攀越每级台阶”即使是在第一层(190英尺 ),“巴黎城的样子就已经固定叻路上行人和车马的轮廓像墨点一般”。记者一行继续往上爬到了高度为900英尺的地方,“嘈嘈人声与教堂钟声环绕的巴黎似乎要融进夜色就像传说中沉入海底的城市”。几周后铁塔正式对公众开放,另一名游客也描述了从塔上俯瞰的景色:“从离地975英尺的高度俯瞰人类变得格外渺小……所有在地面上看起来十分庞大的东西都消失了。”设计者埃菲尔本人称这座铁塔“鼓舞人心”他还提出了一种迄今为止仍未实现的设想:他要打造一款飞得更高的失重飞机。瑞士《时报》( Le Temps )的记者说他突然产生了“一阵难以名状的悲伤,一种智力衰退的感觉……”在350英尺的高度“地球仍然令人叹为观止,缩小的比例还足以为我们所理解但到了离地1000英尺的高度时,我完全找鈈到平常生活中的感觉了”艺术批评家罗伯特·休斯(Robert Hughes)曾说,对于诸多在铁塔开放头几个月就前去攀爬的游客而言“1889年在塔上看到嘚风景与八十年后科学家从月球上看到的地球具有同等重要的意义”。

从其他地方俯瞰也同样令人着迷伦敦碎片大厦和纽约帝国大厦建荿后,人们从这两栋建筑俯瞰而产生的激动之情与1889年巴黎人从埃菲尔铁塔俯瞰的感受相差无几埃菲尔铁塔开放三十年后,作家瓦奥莱特·特里富西斯(Violet Trefusis)在一架飞机上感受到了同样的激动她称自己是“一粒小小的原子”,她感觉自己脱胎换骨了她看到“一张小小的地圖上点缀着小小的城镇和海域”,不禁感慨“世界真是小得可怜啊!人迹都隐没了……我感觉自己仿佛在一瞬间奇迹般地脱去了所有的卑劣、小气、虚伪”云层中的我们是多么渺小,但能够在云中穿梭的我们又是多么强大人类身上这种谦逊与自豪的奇妙组合不会随着季節或门票价格而改变。这是有关比例的冒险是让我们重新审视世界的冒险。埃菲尔铁塔给我们带来了离地1000英尺的景色早期的飞机给我們带来了从3000英尺俯瞰的世界。无论从什么高度往下看地面上的景色都是微缩的,地面上的城市都是我们的

埃菲尔设计的铁塔是一种力量的象征、一种伟大的杰作、一种钢筋建筑的成就。这座铁塔巍然横跨于街面人们至今仍深深感叹于它的壮美。铁塔令人目眩的高度是咜的价值与要义它是一种没有特定意义的象征主义,也难怪众多文学家纷纷向其开炮其中反应最强烈的是莫泊桑。莫泊桑将埃菲尔铁塔称为“一场不会休止的、折磨人的噩梦”铁塔开放后,他对其的厌恶只增不减相传,在他为了躲避铁塔而逃离巴黎之前他不得不頻繁光顾铁塔二层的一家餐馆,因为在整座巴黎城中只有在那里,他才不用担心自己会看到铁塔在对建造铁塔愤愤不平这件事上,莫泊桑并不孤单法国作家莱昂·布卢瓦(Léon Bloy)也愤怒不已,他称这座塔为“一根可悲至极的路灯柱”

但是当时的人们喜欢它,当然现茬的我们仍然如此。在铁塔开放的第一周共有3万名游客支付了40生丁 攀上第一层,有1.7万名游客又支付了不到30生丁攀上第二层在1889年5月至10月法国世博会举办期间,埃菲尔铁塔成了主角大约有200万人参观了铁塔,许多人有幸遇到了埃菲尔先生他的办公室就在塔上,他在办公室裏接待过许多名流比如爱迪生、连环杀手水牛比尔(Buffalo Bill)、美国女神枪手安妮·奥克利(Annie Oakley)、俄罗斯帝国弗拉基米尔大公(Grand Duke Vladimir)、希腊国王喬治一世、当时的威尔士亲王。

但是除了俯瞰下方的世界,这座铁塔还有什么其他用途呢埃菲尔就这个问题苦思冥想,他担心别人会認为这座铁塔无关紧要、盛气凌人甚至把它当作一个玩物,所以埃菲尔竭尽所能地打造铁塔的价值(公平地说埃菲尔等投资人其实完铨无须产生这种顾虑。因为在开放参观的头五个月内铁塔的门票总收入就已接近600万法郎)。但是埃菲尔先生不想止步于挣钱。于是怹在铁塔第一层下方的四周壁面上刻下了七十多位法国科学家的姓名,以此为这座丰碑正名或许他也想把自己的成绩与这些科学家的相提并论吧。他还曾强调铁塔要能用于观测气象并用于天文学研究,甚至还要起到防御作用以便某天巴黎受袭时派上用场。

但是最重偠并且最关键的一点是,埃菲尔铁塔确实是一个玩物塔里的电梯更是让铁塔成了一个游乐设施,每个人都可以前来搭乘玩乐对于新晋嘚富裕的实业家们而言,埃菲尔铁塔就是一个玩物;而对于其他人而言参观埃菲尔铁塔就是一次盛大的出游。公众并不需要埃菲尔先生尋求科学上的认可人们对铁塔的喜爱纯粹来自这个奇观本身。

埃菲尔铁塔还引领了另一种风潮:游客会在参观完铁塔之后带着纪念品回镓随着铁塔的开放,纪念品开始大量售出工厂生产的微缩模型迎来了黎明。波斯国王返程时就带走了一根顶部是铁塔模样的拐杖还囿二十多个铁质的铁塔模型,足够女眷们人手一个有些游客发现铁塔的每个拐角处都有一些装饰品,每层都有一些出售纪念品的小摊鈳以想见,莫泊桑对这种现象一定同样反感因为这样一来,人们不光能在城市的各个角落看到这座高塔“甚至无论走到哪里都能看到咜的身影,街上有各种材质的铁塔模型各个橱窗里也都展示着它的模型……”埃菲尔铁塔不仅把世界缩小了,甚至还把你家壁炉台上的卋界缩小了从此以后,只有那些能被游客放进行李箱带回家的东西才真正算得上是一道风景

除此之外,还有用糕点和巧克力堆成的埃菲尔铁塔手帕、桌布、餐巾环、烛台、墨水台、表链……只要这个东西可以堆得高、堆出三角形和尖顶,都可以被用来制作铁塔模型其中最炫目的就是钻石塔。该塔共计用了4万颗钻石在乔治·珀蒂画廊(Galerie Georges Petit)的展览上展出,位置就在埃菲尔铁塔附近在店铺里也可以看箌用普通金属制成的模型。在一百三十年后的今天生产模型的脚步仍未放缓。古斯塔夫·埃菲尔认为自己有权决定店家是否可以获得销售纪念品的资格,所以他给奥斯曼大街上的巴黎春天百货商店颁发了专营许可证。但这一协议仅仅持续了几天或者仅仅持续到巴黎的其他店主发起集体诉讼的那天。这些店主集体抗议道如此宝贵的出行纪念应当被所有人共享。

“Souvenir”(纪念品)一词本是法语对这一词语的翻译揭示出该词的目的是“纪念”(该词最早由拉丁语“ subvenire ”演变而来,它的意思是“放在心里”)纪念品的形状虽小,但其价值未变洇为人们对它的喜爱赋予了它力量:它会唤起人们的回忆,激发他们讲述背后故事的渴望在夕阳下的埃菲尔铁塔上,你们两人拿着饮料不受打扰,眼前的巴黎美景会一直留在心中这段回忆的意义永远不会变淡。

当然真正的微雕艺术家不会仅仅满足于收集纪念品,他們一定想自己动手制作纪念品下文的诸多例子都将表明,制作微缩模型是一个耗时耗力的爱好但我们会发现,仅仅拥有一个微缩世界昰远远不够的我们还必须满足内心去创造一个微缩世界的渴望。手工搭建一座微缩的埃菲尔铁塔模型确实已经算得上一项挑战了但是利用看起来既不可能成功又明显很愚蠢的材料搭建才称得上终级的挑战。所以首先,我们应当把掌声献给纽约的一名口腔医学生因为怹成功地办到了这一点。1925年他用1.1万根牙签成功搭建了一座埃菲尔铁塔模型。《大众机械》( )上的一张照片记录了他为模型做最后加工時的模样照片里的他身穿一件白色长外套,旁边的模型比他高出一点从报道中我们得知,整个搭建过程用到了镊子和胶水耗时大约300個小时。一种科学的说法是这个名不见经传的学生通过用牙签搭建铁塔模型,证明了埃菲尔铁塔的三角结构确实具有稳定性(其实这一點根本无须证实毕竟铁塔早就承受过数百万名游客的重量了)。

20世纪50年代在阿根廷的布宜诺斯艾利斯,一个高5英尺的铁塔模型横空出卋这一回,模型作者收集到了来自世界各地的牙签因为一家国际媒体为他发出了一份牙签征集令,结果数百人热烈响应像捐献紧急救灾物资一般,积极地邮寄来牙签后来,人们对选材的热情从牙签转移到火柴也就只是时间问题了。一个名叫霍华德·波特(Howard Porter)的底特律人忙碌了好些天用1080根小火柴、110根稍大的壁炉火柴以及——看在传统的份儿上——1200根牙签,搭建了一座1∶250的埃菲尔铁塔模型和纽约嘚那件作品一样,这件作品的制作用时也将近300个小时但这两件作品和法国钟表匠乔治·维泰尔(Georges Vitel)一家的作品相比就黯然失色了。维泰爾一家花费了几年时间用大约50万根火柴打造了一个1∶10的埃菲尔铁塔模型。1961年法国报纸刊登了这座火柴塔(“另类埃菲尔铁塔——维泰爾的火柴塔!”),照片上它的尺寸大得足以攀爬更厉害的一点(也有可能是更糟糕的一点)是,这个重达70千克的模型还接上了电源電力带动了内部的电梯,也点亮了塔内餐馆的灯因为维泰尔的房子并不是大城堡,而是位于格里尼郊外(巴黎以南大约30千米)的一间小屋子维泰尔一家只好把这个模型分为上下两个部分,这两个部分都高得能顶到客厅的天花板虽然家里有一台电视,但由于模型挡住了怹们的视野电视成了摆设。这种生活真的美好吗还是说,对于维泰尔一家而言生活太令人失望了,所以他们能做的事情只剩锁上门擺弄火柴

微缩模型就是实物形式的纪念品,即使是一个高得顶到天花板的微缩模型也是如此我们用它来纪念自己在这个星球上渺小的痕迹。我们制作微缩模型购买微缩模型,理解并欣赏微缩模型有时也支配微缩模型。这些都是人类根本的愿望微缩模型是我们生活嘚中心,也是本书的中心但是,如果我们相信这个世界的微缩模型能被带到下一个世界那又会发生什么呢?

70千克火柴:维泰尔一家在愙厅为模型做最后的加工

让墓主安享身后世界的使者:卢浮宫里古埃及法老塞提一世(Seti I)墓葬中的沙布提俑。

公元前3000年的小故事:埃及墓葬

Belzoni)指挥工人在尼罗河西岸帝王谷内一座陡峭的山下开展挖掘工作工人对此都半信半疑:这片浸满水的地方怎么会藏着宝贝呢?[此時距发现埃及法老图坦卡蒙(Tutankhamun)的墓葬还有一百多年]在挖掘工作接近尾声的一天,工人在18英尺深的地方挖到了岩石这就是进入古埃忣第十九王朝法老塞提一世墓室的入口。塞提一世于公元前1279年逝世此前曾统治埃及长达十多年。他的墓室设计得十分复杂保存得非常唍好,我们可以通过墓室看到人类曾经赋予了微缩物品怎样的重任

贝尔佐尼平日里是一位衣着讲究的时髦绅士,但他在塌陷的木乃伊墓葬室中也丝毫不会别扭他在做演讲时常常会讲起自己探访古墓的经历,他喜欢看到观众大吃一惊的样子(以前在伦敦穷困潦倒的日子里他在马戏团里扮演过大力士,那段经历锻炼了他的台风)他写过一段底比斯探险记。在游记中他写道,行进中他的脸碰到了腐烂的朩乃伊“时不时就会被从上方滚落的骨头、四肢和头颅砸到”。他用同样生动的语言描述了自己在帝王谷墓室中的经历他在探墓的过程中发现了深井和隐蔽的侧室,当时侧室里不仅有象形文字还有图画而且模样之新就仿若是昨天刚完成似的(七条走道共连接着十间墓室)。他顺着小道一路向前经过几个由柱子撑起的大厅后,沿着阶梯走进了三间墓室他称其为美人室(室内的墙上画着几位女子)、公牛室(室内存放着一具公牛木乃伊)以及神秘室(没人知道里面有些什么)。他还发现了几个木质雕塑和一些纸莎草手卷他一路往前,走到了最后一间墓室在这里,他发现了一口精雕细刻的雪花石膏石棺他在书中写道:“无须进一步描述这片世外桃源了,我可以向讀者保证单靠我这段平淡的叙述,他们只能得出一种非常模糊的概念然而,就算我何其有幸能够成功地为欧洲读者精确地还原出这座墓室的模样,旁人也会认定我的描述带有主观色彩”

1821年,贝尔佐尼倒是把他发现的部分陪葬品带到了伦敦皮卡迪利大街它们吸引了夶批游客。其中一组陪葬品由几个精美的蓝釉陶俑组成它们就埋葬在塞提一世的遗体旁。这就是沙布提俑人俑高度为7到9英寸 ,不同的囚俑具有不同的象征意义体现了埃及人对身后世界的各种想象。每个人俑都会帮助逝者完成身后世界里特定的体力劳动具体的劳动内嫆通过人俑交叉在胸前的双手表现出来:握着瓶子的是仆人或者葡萄园的园丁,拿着篮子的是负责收割农作物或其他作物的农人虽然公え前2000年前后的墓主可能只有一两个沙布提俑作陪,但是到了公元前300年至前30年富裕些的墓主遗体旁就摆上了上百个人俑。人俑的数量还一喥达到了401个:这样一年中的每天都有一个人俑可以工作剩下的“监工”则可以拿着鞭子警告这些“工人”遵守秩序。

沙布提俑远非最古咾的人形微缩雕像这一殊荣当颁给原始的维纳斯雕像。最早的原始维纳斯雕像可以追溯到四万年以前的旧石器时代它们通常身材肥硕、浑身裸露,只有几厘米高现存的原始维纳斯雕像仅有200尊左右,但是后来出土的沙布提俑(根据发现地区不同有的也被称作巫沙布提俑等)则有成千上万个。被用来制作沙布提俑的材料有石灰石、花岗岩、雪花石膏、黏土、木料、青铜和玻璃但最常见的是一种蓝绿色嘚砂陶。

因为沙布提俑在埃及文化中十分常见所以在世界各地研究埃及学的地方都可以看到各种丧葬活动中的沙布提俑。开罗的埃及博粅馆就存有4万余个沙布提俑在英格兰西北部罗奇代尔、斯托克波特、麦克莱斯菲尔德、沃灵顿等地的博物馆里,也可以看见极为精美的沙布提俑其中许多展品是从19世纪的工业家以及古文物研究者的私人藏品或“珍品柜”中收集来的。

大英博物馆也存有大量的沙布提俑其中一个就是两百年前贝尔佐尼在塞提一世墓中发现的保存完好的沙布提俑。它像一具微缩的木乃伊头戴条纹头饰,交叠的双手分别拿著两样工具一样是一把锄头,另一样是一把鹤嘴锄(一种古老的锄具)身上刻有《死亡之书》( Book of the Dead )中的一段咒语,用来帮助逝者安全哋进入身后的世界

贝尔佐尼是否安全地进入了自己身后的世界,这一点我们不得而知但至少他留下的文物是安全的。1823年他于尼日利亞离世,死因可能是痢疾也可能是谋杀但他在1817年发现的底比斯世界仍迎接着人们一次又一次的探索,几乎每年都有令人兴奋的新发现2016姩,在卢克索附近工作的一支波兰地中海考古中心(Polish Centre of Mediterranean Archaeology)的工作小组就有了新发现他们深入一个迄今为止未经勘探的无名山丘,发现了1000多爿碎片共修复成了647个沙布提俑。它们大部分是由泥土、黏土或雪花石膏制作而成的考古队从中确认出十三类不同的人俑,虽然这些人俑中有明确的工人和监工之分但是单凭这些陪葬品,考古学家仍无法确认墓主的身份它们不过是简单的人俑,高2到5英寸大多数已无法准确辨认。许多沙布提俑看起来像是匆忙赶制的有一些甚至和楔子无异。

考古学家怀疑盗墓者偷走了制作精美的陪葬人俑剩下的主偠是那些普通人家的写有咒文的陪葬品。每个墓主都带着两三条凿刻粗糙的咒文进入未知的世界这些人俑的归属者难以辨认,而且每个墓主陪葬的人俑数量也不多不过我们可以从中发现一种熟悉的逻辑:即使是在三千年以前,即使是从微缩的角度来看富人与穷人在死後的生活也大不相同。但无论是富人还是穷人无论接受的知识是多还是寡,似乎每个人都相信自己确实可以在离开这个世界时带走一些东西。

在1905年提出狭义相对论之后爱因斯坦认识到它至少在两个意义上是不完备的。首先规定任何物理相互作用的传播速度都不能超过光速,这与牛顿的引力理论相冲突后鍺认为引力在远距离物体之间瞬时发生作用。其次狭义相对论只适用于匀速运动。在接下来的十年里爱因斯坦既希望提出一种新的引仂场理论,又试图把相对论推广到加速运动

1907年年底,在为一家科学年鉴撰写论文时他终于在概念上第一次有了重大进展。我们在前面嶂节曾经说过他做了一个关于自由落体的观察者如何感觉的思想实验,由此得出了这样一个原理即加速运动和处于引力场之中在局域效应上是无法区分的。 一个人在密封舱中感到脚被地板支撑着他无法判断这是由于密封舱正在外层空间向上加速,还是因为密封舱静止於引力场中无论是哪种情形,倘若这时他从口袋里掏出一分钱然后松开手,这枚硬币都会以完全相同的方式落到地板上类似地,一個在密封舱中飘浮的人也弄不清楚此时密封舱正在自由下落,还是正悬浮于没有引力的外层空间

为此,爱因斯坦提出了所谓的“等效原理”以帮助他寻找一种引力理论和推广相对论。“我认识到除了匀速运动的参照系,我将能够把相对性原理拓展和推广到加速系统”他后来解释说,“我希望在这样做的同时能够解决引力问题”

正因为惯性质量等于引力质量,所有惯性效应(比如对加速的反抗)與引力效应(比如重量)之间才存在着某种等效爱因斯坦洞察到,它们是同一种结构的两种表现这种结构我们现在有时称为惯性-引力場(inertio-gravitational field)。

正如爱因斯坦所指出的这种等效的一个后果便是,引力会使光线弯曲我们很容易用密封舱的思想实验来说明这一点。想象此時密封舱正在加速向上运动一束光通过墙上的一个洞射进来。当这束光到达对面墙壁的时候它已经离地板近了一些,因为在这段时间裏密封舱已经向上移动了一段距离如果画出光通过密封舱的路径,那么它将因密封舱的向上加速而是弯曲的等效原理说,不论密封舱昰加速向上还是静止于引力场中这一效应都是相同的。因此光线在通过引力场时会发生弯曲。

在提出这一原理后的四年时间里爱因斯坦没有再怎么管它,而是转而思考光量子和辐射问题然而在1911年,他对贝索说量子问题的困扰已经使他疲惫不堪,他要重新开始思考洳何用一种引力场理论来推广相对论这项任务又将花费他大约四年时间,直到1915年11月的灵感迸发而达到最高峰

1911年6月,他寄给《物理学纪倳》一篇论文一《论引力对光的传播的影响》在这篇论文中,他对1907年以来的思想给予了严格的表述“在我四年前发表的一篇论文里,峩曾试图回答这样一个问题:引力是否会影响光的传播”他开门见山地说,“我现在发现我以前论述的最重要的结果之一可以在实验仩加以检验。”经过一系列计算爱因斯坦预言了光通过太阳附近的引力场时发生的现象:“光线经过太阳附近时将会发生0.83弧秒的偏折。”

这一次他同样是由基本原理和假设演绎出理论,然后推出某些预言供实验家检验和往常一样,他在文章的结尾呼吁做这样的检验“由于日全食期间可以看到太阳附近的恒星,因此可以对理论结果进行观测但愿天文学家能够着手考虑这一问题,那将是相当值得的”

埃尔温·弗伦德里希是柏林大学天文台的一位年轻天文学家。他读到了这篇论文,很有兴趣做这一检验。然而实验只有在日食期间才能莋,因为那时才能观测到途经太阳附近的星光而未来三年内不会出现合适的日食。

于是弗伦德里希提出可以测量木星引力场所造成的煋光偏折。可惜对于这项任务来说,木星的质量还不够大“要是有一颗比木星大得多的行星该多好!”爱因斯坦那年夏末对弗伦德里唏开玩笑说,“然而大自然并不认为让我们能够轻易发现它的规律是分内之事”

光线可能会弯曲,这种理论引出了一些有趣的问题日瑺经验表明,光总是沿直线传播木匠现在会用激光水平尺来画直线,建造房屋倘若光线通过变化的引力场时会发生弯曲,那么直线应當如何确定呢

一种解决方案是,把通过变化引力场的光线的路径类比于球面或曲面上的线对于球面或曲面来说,两点之间最短的线是彎曲的比如作为地球测地线的大弧或大圆。也许光线弯曲意味着引力使光线通过的空间结构发生了弯曲。被引力弯曲的空间区域中的朂短路径或许迥异于欧几里得几何学中的直线

还有一种解决方案是,需要一种新的几何学爱因斯坦在思考旋转圆盘时想到了这一点。茬不随同圆盘旋转的观察者看来当圆盘旋转时,其圆周会沿着运动方向收缩而直径却不会发生任何收缩。于是圆盘的周长与直径之仳不再是π,欧几里得几何学并不适用于这种情形。

旋转运动是一种加速运动,因为边缘上的点每时每刻都在发生变化这意味着它的速喥(包括速率和方向两个方面)在发生变化。这种加速需要用非欧几何来描述所以根据等效原理,引力也需要用非欧几何来描述

不幸嘚是,非欧几何并非爱因斯坦的强项这一点早在苏黎世联邦工学院时期就已经显示出来。但幸运的是他在苏黎世还有一位同窗老友可鉯求助。

1912年7月爱因斯坦从布拉格搬回苏黎世后,最先做的事情之一就是拜访他的朋友格罗斯曼他在苏黎世联邦工学院逃数学课时,格羅斯曼曾帮他记笔记那时,爱因斯坦的两门几何课都是4.25分而格罗斯曼都得了满分6分。格罗斯曼的博士论文是关于非欧几何的还发表過相关的七篇论文。他现在是数学系主任

“格罗斯曼,你一定要帮帮我否则我会发疯的。”爱因斯坦说他解释说,他需要一个数学系统来表示(甚至是帮他发现)支配引力场的定律“他立即产生了极大兴趣。”爱因斯坦后来这样回忆格罗斯曼当时的反应

直到那时,爱因斯坦的科学成功一直得益于他在揭示大自然背后物理原理方面的惊人能力他总是让别人去寻找关于这些原理的最佳数学表述,比洳他的苏黎世同事闵可夫斯基在狭义相对论方面做的就是这种工作

然而到了1912年,爱因斯坦开始认识到数学也许是发现一而不仅仅是描述一自然定律的一种工具。数学是大自然的剧本“广义相对论的核心思想就是,引力源于时空弯曲”物理学家詹姆斯·哈特尔说,“引力就是几何。”

“我正在一门心思研究引力问题,我相信在这里一位数学家朋友的帮助下,我能够克服所有困难”爱因斯坦写信给粅理学家索默菲,“对于数学我产生了极大的敬意,在此之前我一直愚蠢地认为数学中更为奥妙的部分纯粹是一种奢侈!”

格罗斯曼開始思考这个问题。在查阅了相关文献之后他建议爱因斯坦关注伯恩哈特·黎曼曾经提出的非欧几何。

黎曼(1826—1866)是一位少年天才,14岁時就发明了一种万年历后来到了世界的数学中心——德国的哥廷根大学,在高斯的指导下进行研究作为曲面几何的开拓者,高斯为黎曼指定了这一论文题目事实证明,这不仅将改变几何学的面貌而且将使物理学发生变革。

欧氏几何可以描述平直表面但对于弯曲表媔并不适用。例如平面三角形的内角和等于180°。但如果在地球仪上作一个三角形,以赤道为底从赤道通过伦敦到达北极的经线(经度0°)为一边,从赤道通过新奥尔良到达北极的经线(经度90°)为第三边,那么你将看到,这个三角形的所有内角都是直角,而这在欧几里得的平直世界中显然是不可能的。

高斯等人发展出了不同类型的几何学,以描述球面或其他曲面黎曼则走得更远,他提出了一种描述表面嘚万能方法不论该表面的几何如何变化,哪怕它从球面变到平面再变到双曲面都可以运用这种方法。他不仅探讨了二维表面的曲率還在高斯著作的基础上,探讨了描述三维甚至四维空间曲率的各种数学方式

这真是一种富有挑战性的概念。我们可以设想一条曲线或一個曲面但很难想象弯曲的三维空间是什么样子,更不要说弯曲的四维空间了然而,数学家却很容易把曲率概念拓展到不同维度至少咜在数学上是可行的。这涉及所谓的度规概念它规定了如何计算空间中两点之间的距离。

在只有 x 坐标和 y 坐标的正常平面上任何高中生茬老毕达哥拉斯的帮助下都可以计算出两点间的距离。但在一张用来表示弯曲球面上各个位置的平面地图(比如世界地图)上距离在极點附近被拉长,测量变得更加复杂计算格陵兰岛上两点的间距不同于计算赤道附近两点的间距。黎曼找到了确定空间中两点之间距离的數学方法无论它如何弯曲或扭曲。

为此他运用了张量这种数学概念。在欧氏几何中矢量是既有大小又有方向的量,比如速度或力咜需要用一个以上的数来描述。而在非欧几何中空间是弯曲的,我们需要有某种更一般的东西才能在数学上包含更多的成分这就是所謂的张量。

利用度规张量这种数学工具我们能够计算出给定空间中两点之间的距离。对于二维地图度规张量有3个分量。对于三维空间度规张量有6个独立分量。而对于所谓的四维时空度规张量则有10个独立分量。

黎曼为提出这种度规张量概念做出了贡献它通常写作 g μv 囿16个分量(其中10个是独立的),可以用来定义和描述弯曲的四维时空中的距离

黎曼张量,以及爱因斯坦和格罗斯曼从意大利数学家里奇囷莱维-契维塔的著作中了解到的其他张量的关键用处是它们都是广义协变的。当爱因斯坦试图推广相对论时这对他来说是一个重要概念。它意味着不论时空坐标系如何变化或旋转,其各个分量的关系仍然保持不变换句话说,虽然编入这些张量中的信息可以因参照系嘚改变而发生变化但支配其各个分量之间关系的基本定律却不会改变。

在探索广义相对论的过程中爱因斯坦的目标是要找到描述两种互补过程的数学方程:

1.引力场如何作用于物质,规定物质如何运动

2.反过来,物质如何产生时空中的引力场规定时空如何弯曲。

他认识箌引力可以定义成时空的弯曲,从而可以通过一个度规张量来表示为此,他将在三年多的时间里努力寻找正确的方程

数年之后,小兒子爱德华问他为什么如此著名爱因斯坦用一个形象的比喻来解释他的伟大发现,即引力是时空结构的弯曲“一只瞎眼的甲虫在弯曲嘚树枝表面爬行,它没有发现它爬过的路径是弯的”他说,“但我幸运地注意到了甲虫没有注意到的东西”

苏黎世笔记本,1912年

从1912年夏忝开始爱因斯坦试图沿着黎曼、里奇等人提供的思路用张量来研究引力场方程。他最初的努力都记在一个便条簿中多年来,雷恩、诺頓、绍尔、扬森和斯塔契尔等学者已经对这一极有启发性的“苏黎世笔记本”进行了细致入微的研究使我们得以窥见他的思想发展。

在其中爱因斯坦沿两个方向进行了探索。一方面是“物理方案”即根据物理学直觉提出要求,并由此找到正确的方程;另一方面是“数學方案”即运用格罗斯曼等人建议的张量分析方法,试图根据更加形式化的数学要求导出正确的方程

爱因斯坦的“物理方案”始于对楿对性原理的推广,即试图使相对性原理适用于正在加速运动的观察者任何引力场方程都必须满足如下物理要求:

·在静态弱引力场的情况下,必须转化为牛顿理论。换句话说,在正常条件下,他的理论应该能够描述我们所熟悉的牛顿的引力和运动定律。

·它应当维持经典物理学的定律,特别是能量和动量守恒定律。

·它应当满足等效原理,即匀加速运动的观察者的观察应当等效于均匀引力场中的观察者的观察

爱因斯坦的“数学方案”则试图用关于度规张量的数学知识找到一个广义协变的引力场方程。

爱因斯坦双管齐下一方面考察由物理偠求所得出的方程,检验其协变性:另一方面考察由美妙的数学表达式导出的方程看它们是否满足物理要求。“在这个笔记本中他一矗都试图从两个进路解决问题,时而写出由牛顿极限和能量动量守恒等物理要求所预示的表达式时而写出由里奇和莱维-契维塔的广义协變量所预示的表达式。”诺顿说

但令人失望的是,这两组要求并不匹配至少爱因斯坦是这样认为的。他无法使一种方案的结果满足另┅种方案的要求

运用数学方案,他导出了一些非常美妙的方程在格罗斯曼建议下,他开始使用黎曼张量以及更加适合的里奇张量到叻1912年年底,他设计出了一个场方程这与1915年11月底最终提出的场方程相当接近。换句话说他在苏黎世笔记本中提出了近乎正确的解答。

但隨后他放弃了这个方程而且一放就是两年多。为什么会这样一个原因是,他(不太正确地)认为这一解答在静态弱场的情况下没有還原为牛顿定律,也不满足能量动量守恒的要求

如果通过引入坐标条件,使方程满足其中一种要求那么又无法满足另一种要求的条件。

结果爱因斯坦抛弃了数学方案,这一决定后来使他追悔莫及事实上,最终使他大获成功的正是数学方案从那以后,他将一直强调數学形式主义的优点无论在科学上还是在哲学上。

《纲要》和牛顿的水桶1913年

1913年5月,在抛弃了由数学方案导出的方程之后爱因斯坦和格罗斯曼又基于物理方案提出了一种概要性的理论。其方程应当能够满足能量动量守恒的要求并且在静态弱场的情况下能够与牛顿定律楿容。

虽然这些方程的协变性似乎还不够但爱因斯坦和格罗斯曼认为这是他们目前所能做到的极致了。从文章的标题就可以看出其尝试性:《广义相对论和引力理论纲要》这就是后来所谓的《纲要》( Entzuurf )一文。

写出《纲要》之后爱因斯坦既深感幸福又疲惫不堪。“几個星期以前我终于把问题解决了,”他写信给爱尔莎说“它大胆拓展了相对论和引力理论。现在我必须稍事休息否则会垮掉的。”

嘫而没过多久他就开始质疑这项工作。他越是反思就越认识到《纲要》的方程并不满足广义协变的目标。换句话说也许并不能总是鉯同一种方式将方程运用于各种加速运动。

1913年6月他与来访的老友贝索一起研究《纲要》理论,当时他并未建立起对该理论的信心他们進行了深入研究,做了50多页的笔记分析了《纲要》如何与关于水星轨道的一些古怪事实相一致。

自19世纪40年代以来科学家们一直耿耿于懷于水星轨道的一种微小移动得不到解释。近日点是行星橢圆轨道上距离太阳最近的点人们注意到,水星近日点的移动即大约每世纪43弧秒,要比牛顿定律的预言略大一些起初人们以为,这是由于某颗尚未发现的行星在牵引着它类似于较早前海王星的发现过程。发现沝星反常的那位法国人甚至计算了这颗未知行星的可能位置并把它命名为“火神星”。但事实上它并不在那里。

爱因斯坦希望新的引仂场方程能够解释水星的轨道不幸的是,经过大量计算和修正他和贝索得出的水星近日点运动的值是每世纪18弧秒,这个值甚至还不到囸确值的一半由于结果不理想,爱因斯坦决定暂不发表这些计算但却并没有抛弃《纲要》理论,至少当时还没有

根据《纲要》理论方程,爱因斯坦和贝索也探讨了旋转运动是否可以看成某种相对运动换句话说,想象一个观察者正在旋转并体验到惯性,这是否可能昰另一种情形的相对运动它与观察者静止、宇宙的其余部分围绕他旋转的情形不可区分?

牛顿在其《自然哲学的数学原理》的第三卷描述了这方面最著名的思想实验想象一个水桶吊在一根绳子上开始旋转。起初桶中的水几乎静止,水面是平的但是不久,桶壁的摩擦使水和桶一起旋转水面呈凹形。为什么因为惯性使旋转的水向外推压,从而冲上桶壁

的确如此。但如果我们怀疑一切运动都是相对嘚那么我们会问:水正相对于什么旋转呢?不是桶因为水在和桶一起旋转时呈凹形,而且当水桶停止后水仍然会在里面旋转一段时間。也许水正相对于邻近的物体旋转比如施予引力的地球。

但是想象水桶在没有引力、没有参照点的宇宙空间中旋转或者想象它正在┅个空荡荡的宇宙中旋转,那么是否仍然存在惯性牛顿相信仍然存在,因为他认为水桶正在相对于绝对空间旋转

19世纪中叶,爱因斯坦早年崇拜的马赫批判了这种绝对空间的概念他认为,惯性之所以存在是因为水正相对于宇宙中其余的物质旋转。他说倘若水桶静止鈈动,宇宙的其余部分围绕它旋转也能观察到同样的效应。

爱因斯坦希望广义相对论能够将所谓的“马赫原理”当成一个检验标准。囹他喜出望外的是通过对《纲要》理论中的方程进行分析,他的结论是它们似乎的确预言了,不论是水桶旋转还是水桶静止而宇宙嘚其余部分围绕它旋转,效应都是一样的

爱因斯坦大概就是这样想的。他和贝索做了一系列巧妙的计算以检验情况是否真的如此。爱洇斯坦高兴地称这一胜利在望的计算结果“是正确的”。

不幸的是他和贝索在这项工作中犯了一些错误。爱因斯坦两年后终于发现了咜们并且认识到《纲要》实际上并不满足马赫原理。贝索很可能提醒过他在一份可能写于1913年8月的备忘录中,贝索说“旋转度规”实際上并非《纲要》中的场方程所允许的解。

但在给贝索、马赫等人的信中爱因斯坦当时并没有理会这种怀疑。 如果实验支持这种理论“那么您在力学基础方面的卓越研究将得到很好的证实,”爱因斯坦在《纲要》发表后写信给马赫说“因为它表明惯性源自物体之间的某种相互作用,恰恰符合您关于牛顿水桶实验所做的论证”

关于《纲要》,最令爱因斯坦忧虑的是它的数学方程并不是广义协变的,從而无法保证自然定律对于加速运动的观察者和以恒定速度运动的观察者是一样的“遗憾的是,此事仍然非常棘手导致我对这一理论嘚信心不是很足,”他在回复洛伦兹的贺信时写道“不幸引力方程本身并不具有广义协变性。”

他很快便意识到这是不可避免的这部汾是通过一个思想实验做到的,它后来被称为“空穴论证” 这个论证似乎暗示,引力场方程不可能实现广义协变“引力方程并不是广義协变的,这在长时间里一直困扰着我现已证明是不可避免的,”他给一位朋友写信说“如果场在数学上完全由物质所决定,那么就佷容易证明带有广义协变方程的理论不可能存在。”

在当时很少有物理学家支持爱因斯坦的新理论,许多人甚至公开指责它 但爱因斯坦依然满心欢喜,他对朋友仓格尔说人们至少已经在相对性问题上“倾注了必要的精力。我喜爱争论用费加罗的话说‘我尊贵的伯爵敢于跳舞吗?他应该告诉我!我将为他定调’”

在这一过程中,爱因斯坦始终试图挽救他的《纲要》他想方设法获取足够的协变性,以满足关于引力和加速的等效原理的大部分方面“我成功证明了引力方程对于任意运动的参照系仍然成立,因此关于加速与引力场等效的假说是绝对正确的”他1914年年初写信给仓格尔说,“大自然只把狮子的尾巴显露给了我们但我确信无疑,狮子是个庞然大物尚不能立即全部显露在我们眼前。我们见到的就像叮在狮子身上的虱子所见到的一样”

弗伦德里希和1914年日食

爱因斯坦知道,有一种办法可以消除疑虑他经常在论文结尾提出一些实验建议以证实他的观点。至于广义相对论他1911年就已经给出了太阳引力使星光偏折的估计值。

他提出这可以通过对星体进行摄影来测量,我们只需确定星光掠过太阳时星体的位置与星光不被太阳偏折时所对应的星体位置是否存在微尛的偏移但这个实验只有在日食期间星光可见时才能进行。

他的理论引发了同行们的激烈批评他本人也有一定怀疑。因此当爱因斯坦听说,1914年8月21日将会发生下一次日全食时他对此抱以极大热情。届时需要一支远征队奔赴俄国的克里米亚观察日食

爱因斯坦热切盼望怹的理论能够在日食期间得到检验,以至于当这支远征队面临经费不足的困境时他甘愿亲自承担一部分费用。埃尔温·弗伦德里希是一位年轻的柏林天文学家,他曾经读过爱因斯坦1911年论文中对光线偏折的预言很愿意能够牵头证明这个结论。爱因斯坦在1912年年初写信给他说:“您对光线弯曲问题的研究如此热心我感到十分高兴。”1913年8月爱因斯坦仍然在想方设法鼓动天文学家。“在这里理论家们已经爱莫能助,”他写道“明年,只有你们天文学家能够为理论物理学做出极其宝贵的贡献”

1913年8月,新婚燕尔的弗伦德里希决定在苏黎世附菦山区度蜜月他希望能够见到爱因斯坦。这一愿望没有落空弗伦德里希在一封信中谈了他在蜜月期间的安排,爱因斯坦知道后便邀请怹来访问“这真是妙极了,因为它很符合我们的计划”弗伦德里希写信给未婚妻说。至于后者对蜜月期间将与一位从未谋面的理论物悝学家一同度过有何反应我们则无从知晓。

当这对新婚夫妇到达苏黎世火车站时弗伦德里希的妻子回忆说,头发凌乱的爱因斯坦戴着┅顶大草帽身旁站着体态臃肿的化学家哈伯。爱因斯坦把他们带到附近的一个镇上并在那里做了一场讲演,然后共进午餐毫不奇怪,他忘了带钱还是一位助手从桌下偷偷递给他一张100法郎的钞票,算是解了燃眉之急弗伦德里希那天一直都在与爱因斯坦讨论引力和光嘚弯曲问题,甚至在野外散步时也在聚精会神地讨论弗伦德里希的新婚妻子只得在一旁独自欣赏静谧的景色。

在当天关于广义相对论的講演中爱因斯坦向听众介绍弗伦德里希,称他“将在明年检验理论”然而,资金是个问题当时,普朗克等人正试图游说爱因斯坦从蘇黎世搬到柏林担任普鲁士科学院院士爱因斯坦则趁此机会给普朗克写信,敦促他为弗伦德里希提供资金完成这项任务

事实上,就在1913姩12月7日即爱因斯坦正式接受柏林的职位并当选院士那天,他还写信给弗伦德里希提议他将自掏腰包“如果科学院准许,我就准备向私囚筹集经费”爱因斯坦说,“如果各种办法都失败了那么我将从我的少量积蓄中取出钱来支付,至少先付出第一笔2000马克”爱因斯坦強调,主要的事情是弗伦德里希应当继续准备“只管预备底片吧,不要因为钱的问题而浪费时间”

后来证明,有足够的私人捐款(主偠来自克虏伯基金会)使这次远征成为可能“您事业上的外部困难现在或多或少得到了克服,您可以想象我是多么快乐。”爱因斯坦寫道他对未来的发现充满信心。“我从每一个角度对理论做了考虑对这个理论我充满信心。”

7月19日弗伦德里希和两位同事离开柏林湔往克里米亚,在那里又有一个阿根廷科尔多瓦天文台的小组加入进来如果一切顺利,他们将有2分钟时间用来拍照以分析星光是否因呔阳引力而偏折。

但事情进展并不顺利在日食前20天,欧洲卷入了第一次世界大战德国向俄国宣战。弗伦德里希及其德国同事被俄军俘虜他们的装备也被没收。这些强大的照相机和定位设备自然无法使俄军相信他们仅仅是一些天文学家,打算观察星星以更好地理解宇宙的秘密

即使他们的安全得到了保障,观测也很有可能会失败因为日食期间天空阴云密布。当时一个美国小组就在当地他们也无法嘚到任何有用的照片。

虽然任务被迫终止但事情还有一线希望。爱因斯坦的《纲要》方程并不正确根据爱因斯坦当时的理论,引力使咣的偏折与牛顿光发射理论的预言相一致但正如爱因斯坦一年后发现的,正确的预言应当是它的两倍倘若1914年弗伦德里希取得了成功,愛因斯坦的理论反倒可能被证伪了

“我那位优秀的天文学家弗伦德里希,非但没有在俄国观测到-食现在倒要在那里遭受牢狱之苦,”愛因斯坦给埃伦菲斯特写信说“我为他感到担忧。” 不过担忧是没有必要的。几周以后这位年轻的天文学家就在一次犯人交换中被釋放。

然而1914年8月,还有别的理由使爱因斯坦忧心忡忡他的婚姻刚刚破裂。伟大理论仍然需要推进他从小就厌恶的民族主义和军国主義正在把他的祖国拖入一场战争,他也因此成为陌生土地上的一个陌生人事实证明,对他来说德国是一个危险的地方

将欧洲拖入1914年8月戰争的链式反应激发了普鲁士人的爱国热情,也沿相反方向唤起了爱因斯坦内心深处的和平主义及其不服从的本能他是如此温文友善,厭恶冲突就连下棋都不喜欢。“疯狂的欧洲现在开始了难以置信的闹剧”他当月写信给埃伦菲斯特说,“此时人们看得出来人究竟屬于哪一类可悲的畜生。”

自从学生时代离开德国在阿劳受到温特勒国际主义的一定影响之后,爱因斯坦的情感已经使他倾向于和平主義、世界联邦制和社会主义但他一般不会公开进行活动。

第一次世界大战改变了这一切爱因斯坦永远都没有放弃物理学,但从此以后怹将一直坚定地宣扬其政治社会理念

战争的非理性使爱因斯坦相信,科学家实际上有一种特殊的责任来参与公共事务“我们这些科学镓必须培养一种国际主义,”他说“不幸的是,甚至在科学家中间我们也不得不在这方面失望至极。” 他特别惊诧于他的三位亲密同倳即游说他到柏林的科学家——哈伯、能斯特和普朗克,都不约而同地成了主战派

化学家哈伯是个秃顶,个子不高衣冠楚楚。他虽嘫是犹太人却竭力使自己同化。他改变了信仰受了洗,衣着举止都发生了改变甚至还戴上了一副普鲁士人的夹鼻眼镜。他担任着化學研究所所长的职务爱因斯坦在所里有自己的办公室。欧洲的大战爆发时他一直在爱因斯坦与米列娃之间进行斡旋。虽然他希望担任軍官但由于是犹太裔学者,他不得不成为一名军士

哈伯将他的研究所进行了重组,从而为德国研制化学武器他发现了由氮合成氨的方法,这使德国能够大规模生产炸药接着他转而研制致命的氯气。氯气比空气重可以飘入战壕,使士兵们痛苦地窒息灼伤他们的喉嚨和肺。1915年4月现代化学战诞生了。哈伯亲自督战大约5000名法国人和比利时人在伊普尔(Ypres)遭遇了噩运。(一个不大为人注意的讽刺是諾贝尔奖是由炸药的发明人阿尔弗雷德·诺贝尔设立的,哈伯因氨的合成法获得了1918年诺贝尔化学奖。)

能斯特50岁左右戴着眼镜,是哈伯嘚同事偶尔也是其学术对手。他经常在房前练习步伐和敬礼并让妻子检查动作是否规范。然后他驾车前往西线做志愿司机回到柏林の后,他用催泪瓦斯以及其他可能将敌军仁慈赶出战壕的刺激物进行了实验但将军们还是更喜欢哈伯正在研制的致命武器。因此能斯特茬这件事情上是了力的

甚至连可敬的普朗克也支持德国的所谓“正义之战”。正如他在学生们参战时所说:“德国已经拔出利剑对准那阴险背叛的策源地。

爱因斯坦没有让他与三位同事的关系因战争而破裂1915年春天,他一直在给哈伯的儿子辅导数学 但是当他们在一份捍卫德国军国主义的请愿书上签字时,爱因斯坦感到不得不在政治上与他们划清界限

1914年10月发表的这份请愿书名为《告文明世界书》,后來在多位知识界人士签名后称为《93人宣言》它不顾事实真相,断然否认德军曾入侵比利时并宣称战争是必需的。“要不是因为德国军國主义德国文化已被从地球表面抹去,”它断言“作为一个有教养的民族,我们将把这场战斗进行到底对这个民族来说,歌德、贝哆芬和康德的遗产就像家庭和土地一样神圣“

在签名的科学家当中有因光电效应而出名的保守主义分子勒纳德,这并不奇怪他后来成叻一个狂热的反犹主义者,对爱因斯坦恨之入骨令人悲伤的是,哈伯、能斯特和普朗克也在上面签了名作为公民和科学家,他们都有┅种自然的本能去附随其他人的情感但爱因斯坦却往往表现出一种不合作的自然倾向,这有时使他成为更伟大的科学家和更高贵的公民

格奥尔格·弗里德里希·尼科莱是一位冒险家和医生。他是犹太人(原名勒温施坦)极富魅力,是爱尔莎和女儿伊尔莎的朋友他与爱洇斯坦合作写了一篇和平主义的文章来回应。这篇《告欧洲人书》呼吁一种超越民族主义的文化敦促创建欧洲统一体联盟。“他们以敌對的精神来讲话而没有站出来为和平说话,”它在谈到《93人宣言》的签名者时这样说“民族主义的热情不能为这种态度开脱,这种态喥同这个世界上向来被称为文化的那种东西是不相称的”

爱因斯坦告诉尼科莱,虽然普朗克是《告文明世界书》的93名签名者之一但他戓许也想加入他们的反宣言,因为他“心胸开阔心地善良”。他还认为仓格尔也有可能签名但是显然,两个人都不愿牵涉进来最后,只有两个人支持爱因斯坦和尼科莱于是他们放弃了努力,《告欧洲人书》当时也没有发表

爱因斯坦还成了一个带有和平主义色彩的洎由组织的早期成员,这个组织名为“新祖国同盟”致力于尽早实现欧洲和平,并在欧洲建立一种联邦制以避免未来的冲突它发表了┅份名为《欧洲联合国的创造》的小册子,帮助使和平主义著作流入监狱等地到了周一晚上,爱尔莎有时会陪同爱因斯坦参加一些聚会直到这个组织于1916年年初遭禁。

法国作家罗曼·罗兰是战争期间最著名的和平主义者之一他一直试图推进法德两国的友谊。1915年9月爱因斯坦在日内瓦湖畔拜访了他。罗曼·罗兰在日记中写道,法语说得很吃力的爱因斯坦“对一些最严肃的话题进行了调侃”

他们坐在旅馆的天囼上聊天,周围花团锦簇蜜蜂飞舞。爱因斯坦开玩笑说在柏林的会议上,每一位教授都会对“为什么我们德国人在世界上遭到憎恨”洏愤愤不平然后便会“小心翼翼地避开真相”。爱因斯坦大胆地公然宣称他认为德国已经无可救药,希望协约国能够获胜“粉碎普魯士和王朝的权力”。

在接下来的一个月里爱因斯坦与昔日的一位朋友,即哥廷根的著名数学家保罗·赫尔茨展开了激烈的笔战。和爱因斯坦一样赫尔茨曾经是新祖国同盟的准会员,但是当这个组织变得有争议时他却退出了该团体。“这种小心谨慎的态度或者说不坚歭自己权利的态度,正是造成整个政治困境的原因”爱因斯坦斥责说,“您具有当权者深爱的德意志人身上的那种勇敢精神”

“要是您对人的理解如同对科学的理解一样细心的话,您就不至于给我写这种侮辱人的信了”赫尔茨回信说。这种说法很能说明问题而且是准确的。在理解物理方程方面爱因斯坦的确要比处理个人事务更胜一筹,他在致歉信中也这样承认“正如您所言,我对人不像对科学那样细心地去理解因此您必须原谅我。”他写道

11月,爱因斯坦发表了一篇三页的文章几乎到了德国言论所能允许范围的极致(即使對一个大科学家也是如此)。在这篇名为《我对战争的看法》的文章中他猜想存在着“一种由生物学决定的雄性特征”,它是导致战争嘚原因之一当这篇文章当月被歌德联盟发表时,有几段话出于安全的考虑被删去了比如将爱国主义攻击为潜藏着“兽性仇恨和大屠杀嘚道德前提”

关于战争有一种雄性攻击的生物学基础,爱因斯坦在给苏黎世的朋友仓格尔的信中也曾谈到“是什么驱使人们如此野蛮地洎相残杀?”爱因斯坦问“我想正是雄性的性特征不时导致了这些野性的爆发。”

他认为遏制侵略的唯一方法就是建立一个有权统摄荿员国的世界政府。 18年后他还会重拾这个主题,与弗洛伊德就男性心理学以及世界政府的必要性进行公开通信那时他的纯粹和平主义囸处于最后的阵痛中。

1915年年初无论是从感情上讲还是从逻辑上讲,战争都使爱因斯坦与汉斯·阿尔伯特和爱德华的分离变得更加残酷。他们希望爱因斯坦能够在复活节期间到苏黎世来看他们。刚刚11岁的汉斯·阿尔伯特给他写了两封信,旨在牵动他的心弦。“我只是想:复活节时你会来这里,我们又能有爸爸了。”

在另一张明信片中他说弟弟爱德华梦见了“爸爸在这里”。他还描述了自己数学学得有多么恏“妈妈给我布置问题;我们有一个小册子:我可以做得和你一样好。”

战争使他复活节期间无法回到苏黎世不过他回复明信片时向漢斯·阿尔伯特保证,他7月会到瑞士阿尔卑斯山徒步旅行。“夏天我会带你一个人去旅行两三个星期”他写道,“以后每年都会这样等泰特(爱德华)长得足够大了,他也可以同行”

爱因斯坦很高兴儿子喜欢几何。他说这曾经是他在同样年龄时“最喜欢的消遣”,“但那时没有任何人给我讲解我只能从书本中学”。他想给儿子讲数学“告诉你科学方面以及其他许多方面的美妙而有趣的事情”。泹这并不总是可能的也许可以通过写信来实现。“如果你每次写信给我时都告诉我你已经学会了什么,那我就出一道很妙的小题目让伱去解”他给两个儿子分别寄去了一件玩具,同时不忘告诫他们要好好刷牙“我也是这么做的,很高兴我的牙齿现在仍然很健康”

嘫而此时,家庭关系变得更加紧张起来爱因斯坦和米列娃在通信中就钱的问题和假期安排争论不休。6月底汉斯·阿尔伯特寄来了一张明信片,上面只有寥寥几行:“如果你对她这样不友好,那么我不想跟你在一起。”于是爱因斯坦取消了苏黎世的行程转而和爱尔莎及其兩个女儿到了波罗的海的休假胜地——吕根岛的塞林(Sellin)。

爱因斯坦确信是米列娃让孩子们跟他作对。他疑心(也许是正确的)汉斯·阿尔伯特寄来的那些明信片是受了她的操控,其中有些是由于他不待在苏黎世而让他感到歉疚,有些则是粗暴地拒绝假期旅行。“我的好儿子已经与我疏远了数年,这都是因为我的妻子,她有一种报复心理”他向仓格尔抱怨说,“小阿尔伯特寄给我的那些明信片即使不是完铨由她口授也是受了她的唆使。”

爱因斯坦请当过医学教授的仓格尔给小爱德华做做检查他一直在受耳疾等病症的折磨。“请写信告訴我我的小儿子到底怎么了,”他恳求说“我特别疼爱他,他还如此可爱和天真无邪”

直到9月初,他才最终来到瑞士虽然关系很緊张,但米列娃觉得让他和自己以及孩子们待在一起也是应当的。毕竟他们仍是一家人。米列娃曾经希望和解但爱因斯坦不愿和她茬一起,而是住在一家旅馆大多数时间都与贝索、仓格尔等朋友在一。

事实表明在瑞士的整整三个星期里,爱因斯坦只见到了儿子们兩次在一封给爱尔莎的信中,他谴责了与自己疏远的妻子:“原因在于当母亲的害怕孩子们过于依恋我。”汉斯·阿尔伯特告诉爸爸,整个行程让他感到不舒服。

爱因斯坦回到柏林之后汉斯·阿尔伯特拜访了仓格尔。这位和蔼的医学教授与各方关系都很好,他想制订一份协议,使爱因斯坦能够看望儿子贝索也在其中斡旋。在与米列娃商议后贝索在一封正式信件中建议,爱因斯坦可以看望他的儿子泹不能在柏林,也不能有爱尔莎的家人在场最好是在“一家不错的瑞士酒馆”在那里爱因斯坦和汉斯·阿尔伯特可以自由自在地、不受干扰地度过一段时间。汉斯·阿尔伯特正打算圣诞节期间拜访贝索家,他建议爱因斯坦也许可以那时候来。

奔向广义相对论1915年

1915年是爱因斯坦的多事之秋,政治纷争频仍个人事务搅扰不断,但这些恰恰突出了爱因斯坦巨大的专注能力在各种干扰之下,他仍然能够致力于科學将各种工作安排得有条不紊。在此期间他怀着极大的焦虑,向着后来他所谓的一生中最大的成就奋勇冲刺

当爱因斯坦1914年春搬到柏林时,同事们以为他会组建一个研究所招募助手来研究物理学中最迫切的问题——量子理论的含义。但他好似一匹孤独的狼并不希望身边有一批合作者或学生,就像普朗克那样而是希望聚精会神地研究他关心的东西——推广相对论。

所以在妻儿离开他前往苏黎世之后爱因斯坦搬出了旧楼,在柏林市中心租了一间离爱尔莎更近的房子屋里没有什么家具,是单身汉的庇护所不过相当宽敞,它有七间屋子位于一幢五层新楼的第三层。

爱因斯坦的书房里有一张木制的大写字台上面凌乱地堆放着一叠叠论文和期刊。在这样一个僻静的住所他可以随处走动,饿了就吃困了就睡,有了兴致就开始工作他正在孤独地做着努力。

整个1915年的春天和夏天爱因斯坦都在冥思苦想他的《纲要》理论,试图对它进行改进和反驳各种挑战这时,他开始称其为“广义理论”而不仅仅是关于相对性的“一种推广的悝论”,但这并不能掩盖他一直试图避开的问题

他称他的方程拥有空穴论证以及其他物理学限制所允许的最大协变性,但他开始怀疑这樣说并不正确他还与意大利数学家莱维-契维塔进行了一场令人精疲力竭的争论,莱维-契维塔通过张量运算指出了一些问题另一个问题昰,该理论给出的水星轨道运动结果并不正确

不过,爱因斯坦的《纲要》理论仍然成功地(至少他在1915年夏天是这么认为的)把旋转解释為一种相对运动即一种只能相对于其他物体的位置和运动来定义的运动。他认为他的场方程在变换到旋转坐标时能够保持不变。

爱因斯坦对自己的理论充满信心以至于从1915年6月底开始,他在最著名的数学物理学中心——哥廷根大学举行了为时一周的一系列讲座每次2小時。那里有多位天才人物大卫·希尔伯特就是其中最著名的一位。爱因斯坦特别希望——后来表明是希望过度了——向他解释相对论的所囿困难之处。

对哥廷根的访问硕果累累爱因斯坦兴奋地对仓格尔说,他已经“完全说服了那里的数学家们这真是快事一桩”。关于同樣身为和平主义者的希尔伯特爱因斯坦说:“我见到了他,对他非常欣赏”几周以后,爱因斯坦又说“我能够说服希尔伯特相信广義相对论”,并称他“有惊人的能量和独立性/在给另一位物理学家的信中,爱因斯坦更加热情洋溢:“我极其欣喜地看到在哥廷根,烸一个细枝末节都得到了彻底的理解我对希尔伯特狂喜不已!

希尔伯特也同样被爱因斯坦和他的理论深深吸引,以至于没过多久他决萣看看自己是否能够先行得到正确的场方程。在三个月的哥廷根讲演期间爱因斯坦有两项令人沮丧的发现:他的《纲要》理论的确有缺陷;希尔伯特本人正在热情高涨地试图自行得出正确的公式。

爱因斯坦之所以认识到他的《纲要》理论正在分崩离析乃是源于一系列问題的不断积聚,不过以1915年10月初的两次打击为最

首先,爱因斯坦在重新检查的时候发现《纲要》方程并不像他曾经认为的那样能够真正解释旋转。 他希望证明旋转只不过是另一种形式的相对运动,但事实表明《纲要》并不能证明这一点。《纲要》方程并非像他所认为嘚那样能够在匀速转动坐标轴的变换下保持协变。

在1913年的一份备忘录中贝索曾经警告过他这可能是一个问题,但爱因斯坦没有理会現在,在重新做了计算之后他沮丧地看到,这根柱子坍塌了“这是一个明显的矛盾。”他向天文学家弗伦德里希悲叹道

他认为正是洇为同样的错误,他的理论才无法完全解释水星轨道的运动他对自己是否能够发现问题感到绝望。“我不相信我自己能够把错误找出来因为在这方面我的思想已经过于陈旧。”

不仅如此爱因斯坦还意识到,他在所谓的“唯一性”论证上犯了一个错误即根据能量动量垨恒以及其他物理限制所要求的一套条件能够唯一地导出《纲要》中的场方程。他写信给洛伦兹详细解释了他以前的“错误断言”。

除此之外还有他已经知道的那些问题:《纲要》方程不是广义协变的这就意味着它并不能使一切形式的加速运动和非匀速运动真正成为相對的,而且也没有完全解释水星的反常轨道如今大厦将倾,他似乎可以听见希尔伯特正从哥廷根向他步步紧逼

爱因斯坦的部分天才在於他的坚韧不拔。甚至在面对“显然的矛盾比如他1905年的相对论论文)时他也能够固守自己的想法。他对自己关于物理世界的直觉感受深信不疑其工作方式比大多数科学家更孤独,无论别人多么怀疑他总是信守自己的本能。

然而尽管如此他并非顽固不化。当他最终认萣《纲要》理论站不住脚时便断然将它抛弃。这正是他1915年10月所做的事情

为了取代注定要失败的《纲要》理论,爱因斯坦开始把目光由粅理方案(强调他对于物理学基本原理的感受)转向更多地依靠数学方案(运用黎曼和里奇张量)他曾经在苏黎世笔记本中使用过这种方法,后来抛弃了它但此时发现由它可以产生广义协变的引力场方程。诺顿写道:“爱因斯坦的逆转分开了水面引领他由奴役走入了廣义相对论的应许之地。

当然和往常一样,他仍然两种方案并用为了采用重新焕发生机的数学方案,他不得不修改作为《纲要》理论基础的物理学假定“这恰恰是爱因斯坦在苏黎世笔记本和《纲要》理论中没有实现的那种物理思考与数学思考的融合。”扬森和雷恩写噵

于是他转向了曾经在苏黎世使用过的张量分析,更强调找到广义协变方程这一数学目标“对之前理论的信任完全消失之后,”他对┅位朋友说“我清楚地看到,只有通过广义协变理论也就是与黎曼协变量结合,才可能找到令人满意的解答”

结果,爱因斯坦开始叻四个星期不知疲倦的疯狂工作在此期间,他摆弄着一大堆张量和方程不断进行修正和翻新。一连四个周四他在普鲁士科学院做了㈣次演讲。1915年11月底工作达到了高潮牛顿的宇宙成功得以修正。

每一周50多位普鲁士科学院院士都会聚集在柏林市中心的普鲁士国家图书館大礼堂,听取同行们的成果和见解爱因斯坦的四次讲演几周前就安排好了,但直到讲演开始(甚至在开始之后#他还在紧张地忙于修正悝论

第一次讲演是在1915年11月4日。他开门见山地说:“在过去四年里我试图基于非匀速运动的相对性假设建立一门广义相对论。”在谈到被抛弃的《纲要》理论时他说相信自己已经发现了符合物理实在的唯一的引力定律。

但是接着他坦陈了这一理论碰到的所有问题。“甴于这个原因我对场方程完全失去了信心”,他已经为此努力过两年多现在,他已经转到了他和格罗斯曼1912年使用的方案“于是我回箌了场方程更加广义的协变性要求。当我与朋友格罗斯曼合作时我曾经心情沉重地放弃了它。事实上我们那时已经与答案相当接近。”

爱因斯坦回到了格罗斯曼1912年向他介绍的黎曼张量和里奇张量“任何真正理解它的人都很难抗拒这种理论的魅力,”他说“它标志着甴高斯、黎曼、克里斯托菲、里奇和莱维-契维塔等人创立的演算方法的真正胜利。”

这一方法使他与正确结果更近了但他11月4日的方程仍嘫不是广义协变的。要达到这一步还需要三个星期

此时,爱因斯坦正处于历史上罕见的科学创造力集中爆发的阵痛中他说自己正在“極为紧张”地工作。 在此期间他不仅要经受这种折磨,还要处理家庭内部的危机妻子和贝索写来的信强调了他需要承担的经济义务,討论了与两个儿子联系的方式

就在他递交第一篇论文的11月4日,他给正在瑞士的汉斯·阿尔伯特写了一封痛苦而动人的信:

我将尽量每年抽出一个月的时间陪你这样你就可以同亲近你爱你的爸爸在一起了。你可以从我这里学到许多别人不可能教给你的知识我通过艰苦努仂获得的这些知识不仅对陌生人有很大价值,对我的儿子也是如此在过去几天里,我完成了有生以来最出色的论文之一你大一些的时候,我会把它讲给你听

在信的结尾,他对自己有时表现出的心不在焉略致歉意“我常常专注于工作,以致忘记吃午饭”他说。

爱因斯坦在忙于修改方程的同时还与他昔日的朋友兼竞争者希尔伯特进行了一场尴尬的角力。此时希尔伯特正在寻找广义相对论方程与他競争。有人告诉爱因斯坦这位哥廷根数学家已经发现了《纲要》方程的错误。由于担心被抢先爱因斯坦给希尔伯特写了一封信,说他㈣周之前就已经发现了这些错误并寄去了11月4日讲演的副本。“我很想知道您是否喜欢这种新的解决办法。”爱因斯坦带着防御的口气問道

希尔伯特虽然在数学方面比爱因斯坦更好,但却不是同样好的物理学家他并没有像爱因斯坦那样最终确保任何新理论在静态弱场凊况下都能符合牛顿的旧理论,或者服从因果律希尔伯特没有采用数学-物理双重方案,而主要采用了力图找到协变方程的数学方案“唏尔伯特喜欢开玩笑说,物理学太复杂了不能只留给物理学家去研究。”奥弗比说

接下来的那个星期四,即11月11日爱因斯坦提交了第②篇论文。他在其中使用了里奇张量指定了新的坐标条件,使得方程具有广义协变性事实表明,问题并没有得到根本解决爱因斯坦距离最终答案虽然只有一步之遥,却始终迈不过去

他再次把论文寄给了希尔伯特。“倘若我目前的修改(并没有改变方程)是合理的那么在物质构成方面,引力必定起着基础性的作用”爱因斯坦说,“好奇心使我的工作更加困难了!”

希尔伯特第二天的回信必定使爱洇斯坦坐立不安他说他正准备就“您提出的大问题给出一种公理化的解决方案”。希尔伯特打算暂不讨论直到对这项物理研究做出实質性的推进。“但是既然您如此有兴趣我愿意在下星期二(本月16日)把我的理论详详细细阐述一遍。”

他邀请爱因斯坦到哥廷根亲自聽他给出答案。会面将在下午6点开始希尔伯特特意告知了从柏林到哥廷根的两列火车的到达时间。“如果您能和我们在一起我的妻子囷我将会非常高兴。”

信写完之后希尔伯特又加上了一段挑逗式的附言。“根据我对你这篇新论文的理解你所给出的解答与我的完全鈈同。”

11月15日星期一,爱因斯坦一连写了四封信也许我们可以从中感到他为何会胃痛。在给儿子汉斯·阿尔伯特的信中他说,他打算在圣诞节和新年前后去瑞士看他。“也许我们两个人单独到某个地方更好些,”比如一个隐蔽的小酒馆他向儿子建议,“你觉得如何”

怹还给妻子写了一封安抚的信,感谢她不打算“破坏我与孩子们的关系”他又给他们共同的朋友仓格尔写信说:“我已经修改了引力理論,意识到我以前的证明有一处脱漏……我很高兴在年底去瑞士看看我可爱的儿子”

最后,他给希尔伯特写了回信谢绝了第二天访问謌廷根的邀请。信件没有掩饰他的焦虑:“我对您的分析非常感兴趣……您在明信片上的暗示让人满怀期待。但眼下我没法去哥廷根……我疲惫极了而且还受到胃痛的折磨……如有可能,请寄给我一本您论文的校样以便缓解我的不耐。”

幸运的是那一周爱因斯坦的焦虑因为一个惊喜的发现而有所缓解。虽然他知道他的方程不是最终形式但他还是决定看看由这种新方案是否能够产生正确的水星轨道運动结果。由于他和贝索此前已经做过计算(得到了一个令人失望的结果)所以用修正后的理论重新计算并未用去太多时间

事实上,他茬11月的第二次讲演中宣布的解答是正确的:每世纪43弧秒 “我相信,这一发现是迄今为止爱因斯坦科学生活乃至整个一生中最强烈的情感體验”派斯后来说。他激动万分仿佛“心都要跳出来了”。“我简直高兴得要死”他对埃伦菲斯特说。他还对另一位物理学家欢呼說:“我对水星近日点运动的结论是极其满意的在这方面,天文学学究式的精确性对我们的帮助多么大啊以前我还经常偷偷取笑这种精确性呢!”

在同一场讲演中,他还报告了他的另一次计算当他八年前第一次开始表述广义相对论时,他曾说一个结论是引力会使光線弯曲。他曾经计算出太阳附近的引力场将使光线大约偏折0.83弧秒,这与把光视作粒子的牛顿理论的预言相符但是现在,利用修正后的噺理论考虑到时空弯曲所产生的效应,爱因斯坦计算出的光线弯曲是它的两倍因此,他现在预言太阳引力将使光线大约偏折1.7弧秒这┅预言必须等到三年多之后再次发生合适的日食才能被检验。

11月18日一早爱因斯坦收到了希尔伯特的新论文,即那篇他受邀到哥廷根听取嘚论文爱因斯坦惊奇(且有些沮丧)地看至L它竟然与他本人的工作非常相似。他给希尔伯特回了一封冷冷的信信中言辞简洁,显然旨茬肯定他本人工作的优先性:

在我看来您所确定的系统与我前几个星期所发现并已提交给科学院的完全一致。其中困难并不在于找到广義协变的方程因为借助于黎曼张量,这是很容易做到的……三年前我就已经和我的朋友格罗斯曼一起思考了唯一可能的广义协变方程,即现在看来是正确的那些方程我们之所以不太情愿地放弃了这个思路,是因为在我看来物理讨论的结果与牛顿定律不一致。我今天提交给科学院一篇论文其中我从广义相对论出发,不借助任何假说便定量地导出了水星的近日点运动。迄今为止任何引力理论都未缯达到这一点。

第二天希尔伯特友好地回了信,慷慨大度地称自己并没有优先权“衷心祝贺您拿下了近日点运动,”他写道“如果峩能像您那样算得那么快,那么在我的公式中电子就不得不束手就擒,氢原子也会给我写一张致歉条说明为什么它不发出辐射。”

但昰到了第三天即11月20日,希尔伯特寄给哥廷根的一家科学杂志一篇论文宣布了他本人给出的广义相对论方程。他为这篇论文选的标题并鈈谦虚称之为《物理学的基础》。

当爱因斯坦正忙于准备他在普鲁士科学院达到顶峰的第四次讲演时我们不知道他把希尔伯特寄给他嘚论文读了多少遍,也不知道其中哪些内容影响了他的思考无论如何,他一周前就水星和光的偏折所做的计算使他认识到他能够避免缯经强加给引力场方程的限制和坐标条件。于是在1915年11月25日他为最后一次讲演“引力的场方程”及时提出了一套协变方程,使其广义相对論达到了巅峰

在外行看来,这个结果并不像 E = mc 2 那样生动但是利用简洁的张量符号,各种纷繁复杂的东西可以被并入下标最终的爱因斯坦场方程非常紧凑,令人赞叹就像我们经常看到的那样,它印在自豪的物理系学生穿的T恤衫上作为其中一个变种, 它可以写成:

方程咗边的起始项便是里奇张量 R μv g μv 是非常重要的度规张量, R 则是里奇张量的迹即所谓的里奇标量。总之方程左边——现在被称为爱因斯坦张量,可以简单地写成 G μv ——将有关时空几何如何被有质量物体或其他能量源弯曲的所有信息都结合在了一起

方程右边描述的是物質在引力场中的运动。两边共同表明了物体如何使时空弯曲以及这种弯曲又如何反过来影响物体的运动。正如物理学家约翰·惠勒所说:“物质告诉时空如何弯曲,弯曲的空间告诉物质如何运动。”

一场宇宙之舞就这样上演了正如物理学家格林所说:

空间与时间成了不斷演化的宇宙中的表演者。它们充满了生气:这里的物质使那里的空间发生弯曲那里的空间又使这里的物质运动起来,后者又使那里的涳间进一步地弯曲……广义相对论为空间、时间、物质和能量的宇宙之舞提供了舞蹈设计

最终,爱因斯坦得到了真正协变的方程因为這种理论(至少令他满意地)包含了所有运动形式,无论是惯性运动、加速运动、旋转运动还是任意运动在当年3月的《物理学纪事》中,他在给出理论的正式表述时宣称:“自然的一般定律是由那些对一切坐标系都有效的方程来表示的也就是说,它们无论对于哪种变换嘟是协变的”

爱因斯坦对自己的成功激动不已,同时也担心已于五天前在哥廷根提交了论文的希尔伯特,会被认为对这项理论有所贡獻“只有一位同行真正理解它,”他写信给朋友仓格尔说“他正试图以巧妙的方式‘侵占’(亚伯拉罕的用语)它。”“侵占”(nostrifizieren)┅词曾经被哥廷根的数学物理学家马克斯·亚伯拉罕使用过,指的是一种承认学位的活动,即德国大学将其他大学授予的学位变成他们自己的学位。“在我的人生经历中,几乎从来没有如此让我体会到人之可悲。”在几天以后给贝索的信中,他又说:“在这件事情上,我的同行们表现得很可恶。如果我讲给你听,你肯定会乐坏了。”

那么最终的数学方程应当主要归功于谁呢?关于爱因斯坦和希尔伯特的优先权问题史学家们已经在小范围里进行了激烈争论,其驱动力有时似乎超出了纯科学的范围在11月16日的谈话,以及一篇日期为11月20日的论攵中希尔伯特提出了他的方程,这些都早于爱因斯坦11月25日提出最终的方程但是1997年,一些爱因斯坦学者发现了希尔伯特文章的一些校样它们显示希尔伯特做了一些改动,之后于12月16日寄回了出版社虽然在最初的版本中,希尔伯特的方程与爱因斯坦在11月25日讲演的最终版本楿差不多但有一个关键的区别。它们不是真正广义协变的而且希尔伯特没有把里奇张量收缩,并把得到的“迹”即里奇标量放入方程而爱因斯坦在11月25日的讲演中却这样做了。显然希尔伯特在文章的修订版中做了改正,以符合爱因斯坦的版本在谈到引力势时,他非瑺有雅量地加上了“首先由爱因斯坦引入”这一短语

希尔伯特的支持者(以及爱因斯坦的恶意批评者)以各种论证作为回应,比如有一蔀分校样丢失了“迹”这一项或者无关紧要,或者是显然的等

平心而论,两人在1915年11月都导出了(在某种程度上是独立的但也都知道對方在做什么)正式的广义相对论数学方程。根据希尔伯特对自己校样的修改来看似乎是爱因斯坦首先发表了这些方程的最终版本。而苴甚至连希尔伯特本人最后都把荣誉和优先权归于爱因斯坦

无论如何,这些方程使爱因斯坦的理论获得了形式化表述那年夏天,他在謌廷根见到希尔伯特时就向其解释过这种理论甚至连主张把正确的场方程归于希尔伯特的物理学家索恩都说,方程背后的理论应当归功於爱因斯坦“希尔伯特几乎与爱因斯坦同时独立地发现了最后几个数学步骤,但这些步骤之前的几乎任何东西都要归功于爱因斯坦”索恩说:“没有爱因斯坦,广义相对论的引力定律也许要再过数十年才能被发现”

心胸宽广的希尔伯特也是这样认为的。他在论文最终嘚发表版本中明确指出:“在我看来结果得出的引力微分方程与爱因斯坦建立的宏伟的广义相对论相一致。”此后他总是承认(这会使那些用他来贬低爱因斯坦的人失望的)爱因斯坦是相对论唯一的创造者。 “关于四维几何哥廷根大街上的每一个孩子都比爱因斯坦知噵更多,”据说他曾这样说“然而尽管如此,做出这项工作的是爱因斯坦而不是数学家们。”

事实上爱因斯坦与希尔伯特不久就重歸于好。在他们就场方程发生冲撞几周以后希尔伯特11月写信说,在他的支持下爱因斯坦当选为哥廷根科学院院士。在表达谢意之后愛因斯坦说:“我感到不得不对你说一些别的事情。”他解释说:

你我之间曾经出现过某种敌意其原因我并不想加以分析。我同它所带來的痛苦情绪进行了一番搏斗终于彻底战胜了它。我又一次完全以亲切友好之情想起了您希望您也能这样对我。如果两个多多少少从這个破败的世界中解脱出来的真正伙伴没有彼此给对方带来快乐那真是一种羞耻。

他们继续定期通信交流思想并且计划为天文学家弗倫德里希安排工作。到了2月爱因斯坦甚至再次访问了哥廷根,住在希尔伯特家

身为作者,爱因斯坦的自豪之情完全可以理解他一拿箌四次讲演的副本,就寄给了朋友们“一定要好好看看,”他对一位朋友说“这些是我一生中最有价值的发现。”他又对另一位朋友說:“这一理论有着无与伦比的美”

36岁的爱因斯坦已经对我们的宇宙概念做出了历史上最具想象力和戏剧性的修正。广义相对论不仅是對某些实验数据的解释或是对一套更精确定律的发现,而且是一种看待实在的全新方式

在牛顿留给爱因斯坦的宇宙中,时间有一种绝對的存在性它独立于物体和观察者而均匀流逝,空间也有类似的绝对存在性引力被认为是物体神秘地穿过空虚的空间彼此施加的一种仂。在这一框架中物体服从力学定律。从行星轨道、气体扩散、分子抖动到声波(虽然不是光波)传播它们在解释万物方面惊人的准確,堪称完美

通过狭义相对论,爱因斯坦表明空间和时间并不具有绝对的存在性,而是构成了一种时空结构而通过广义相对论,这種时空结构不仅成了物体和事件的一种容器而且也有自己的动力学,既被其中物体的运动所确定也可以反过来确定它——就像弹子球囷保龄球滚过时,蹦床的结构会发生弯曲一样反过来,这种蹦床结构的弯曲又会规定滚过的球的路径使弹子球朝着保龄球运动。

这种彎曲的时空结构解释了引力引力与加速的等效,以及关于一切形式的运动的广义相对论 在量子力学的先驱——诺贝尔奖获得者保罗·狄拉克看来,它“也许是迄今为止最伟大的科学发现”。20世纪物理学的另一位巨人玻恩则称它为“人思考自然的最伟大成就哲学洞察、物悝直觉和数学技巧最令人惊叹的结合”。

整个过程使爱因斯坦精疲力竭但也使他兴奋异常。虽然婚姻已经破裂战争正在蹂躏着欧洲,泹他仍然感到幸福“我最大胆的梦想已成为现实,”他高兴地对贝索说“广义协变性,水星的近日点运动极为精确”他说自己“心滿意足,但累得要死” Hnpf/oQYZ2kTcKEhq3Mmi3TWIGjJJ6DShdHOO2mUl0jVHSwyCmM4BGKqH/i4WjV6

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