在他去世半个世纪后,阿尔伯特·爱因斯坦仍然知道如何隆重登场。我倒垃圾时,他会不期而至:短暂地瞥一眼夜空,便成了融合驱动的恒星的眩晕景象,它们的庞大身躯被时空的曲率维系在一起,它们的光以每秒186,282英里的稳定速度发出。当我参观加利福尼亚州的威尔逊山时,他从被阳光漂白的岩石中跃出,爱德文·哈勃在那里首次发现宇宙正在膨胀,从而将广义相对论转化为宇宙起源和命运的路线图。在普林斯顿高等研究院的爱因斯坦档案馆,他从模糊的、影印的论文中向我致意,他写给富兰克林·罗斯福、西格蒙德·弗洛伊德、伯特兰·罗素、崇拜他的孩子们,甚至那些希望驳斥他理论的怪人的信件中,他的话语依然新鲜而充满活力。
多年来,这些拜访汇聚成了我对爱因斯坦的画像——或者更确切地说,我的三个爱因斯坦,它们是这个人的相关但又不同的方面,我将它们设想成如同亚里士多德的天球般层层嵌套。象征性的爱因斯坦通过他对流行文化的巨大影响触动了我;科学性的爱因斯坦通过他蜿蜒曲折的公式和理论触及了我;哲学性的爱因斯坦最深地触及我的内心,挑战了我对美和灵性的看法。将这些联系在一起的是爱因斯坦奇迹般的鲁莽发明天赋。在他的公开声明、他的理论阐述和他的宗教沉思中,他以犀利的目光审视现有公式,拒绝现有思想,并自由地重新定义了术语——空间和时间、和平主义、上帝——以寻求更深层的意义。
在我成长过程中,象征性的爱因斯坦给了我最深刻的教训,就像他在过去八十年里对数百万其他有学术倾向的孩子一样。谁不知道这些故事呢?爱因斯坦(即使并非事实)以“迟钝”的儿童开端而闻名,但长大后却成为了一位温和的天才。爱因斯坦远远超前于他的时代,与他的同事格格不入,以至于他不得不在瑞士专利局从事一份卑微的工作,同时他还在努力解决E=mc^2的奥秘。爱因斯坦鼓励原子弹的研制,然后在晚年致力于争取和平与国际合作。他是一个超凡脱俗的存在,其狂野不羁的头发是其视觉标志,但他仍然说出刻意通俗易懂的格言:“上帝是微妙的,但他不是恶意的,”或者“为了惩罚我蔑视权威,命运让我自己成为一个权威。”
爱因斯坦的许多流行传记都带有漫画色彩,但这几乎无关紧要。它们传达的信息同样有效。这个爱因斯坦教会我,伟大的成就与对主流观念的健康程度的蔑视密不可分。对我来说,爱因斯坦就像一位物理学嬉皮士,一个其创造力与拒绝遵守学术规则并接受其舒适确定性密不可分的人。他让我想起鲍勃·迪伦激昂地唱着《Like a Rolling Stone》,或约翰·列侬拥抱吉他反馈和小野洋子刺耳的激浪派艺术。爱因斯坦本可以轻易妥协,更多地从事物理学的应用方面工作并承担教学职责。但他选择了允许他的思想自由运转的工作,直到它们迸发出狭义相对论的歌曲。
我仍然惊叹于他那勤奋的活力,这使他能够忠于自己的自由思想者信念,即使他在世界上的地位以及他周围的世界都发生了变化。他的名声在1905年狭义相对论发表后稳步增长,并在1915年发表广义相对论时急剧加速。随后高潮迭起,著名的英国物理学家阿瑟·爱丁顿检验了1919年日食期间收集到的观测数据,并宣布太阳的引力以爱因斯坦预测的方式弯曲了附近恒星的光线。爱因斯坦突然从物理学期刊走向了世界各大报纸的头版头条,并蜕变为科学界的第一位现代媒体明星。
崇拜改变了他,但并非以自恋的方式。他仍然在物理学领域中坚定不移地走着独立的道路,寻求一个涵盖所有自然规律的单一理论。很少有人追随他的脚步,他发表的许多统一场论的尝试都被证明是令人沮丧的死胡同。但他仍然坚持不懈,据报道,他在临终时还要求拿来笔记本,希望最后一道灵光能完成他最后三十年的项目。
即便爱因斯坦的科学灵感渐趋暗淡,名望却也揭示了他伟大之处的另一面:对名流所伴随的责任的深刻理解。他敏锐地意识到自己已成为科学的公众形象,他以严肃而调皮的轻蔑对待这个角色。(想想有多少张爱因斯坦骑自行车或爱因斯坦吐舌头的照片至今仍守护在大学宿舍里。)那些引用上帝的著名名言也以更深刻的方式做着同样的事情。我将爱因斯坦使用这个词解释为一种象征性行为,而非仅仅是神学行为。他显然明白,一个忽视或似乎驳斥宗教的科学,永远不会让公众——甚至是他自己——完全满意。
在政治方面,爱因斯坦也仔细评估了他自身权威与他对权威蔑视之间的相互作用。他一直是一个热心的反民族主义者和和平主义者,强烈反对第一次世界大战,并对许多支持战争的德国同事感到震惊。现在他坚守这些理想,但也认识到盲目 adherence 意识形态的危险,即使是和平主义这样理想化的意识形态。在1931年加州理工学院的一次演讲中,他解释了他是如何重新定义这个词的:“我不仅是一个和平主义者,而且是一个好战的和平主义者。我愿意为和平而战……一个人为他所信仰的事业而死,例如和平,难道不比为一个他不信仰的事业而受苦,例如战争,更好吗?”当纳粹原子弹的威胁似乎真实存在时,他签署了由物理学家利奥·西拉德起草的信,敦促罗斯福总统启动一项美国原子弹计划。然而,他坚守自己的核心信念,战后主张裁军和国际政府以维护和平。
在爱因斯坦之后的几代科学家中,有谁能如此清晰地理解如何利用公众赞誉的强大平台?看看现今最著名的科学家——例如史蒂芬·霍金或詹姆斯·沃森。他们都为世界贡献了绝妙的想法,但很少有人能有意义地参与当今重大的政治和社会问题。
在象征性的爱因斯坦之下是科学性的爱因斯坦——他的理论突破证明了他的声誉以及由此而生的一切。在这里,他也不仅仅是一个肤浅的激进分子。爱因斯坦的合作者兼传记作家、物理学家班奈什·霍夫曼恰当地将他描述为“创造者和反叛者”。爱因斯坦摧毁了经典的确定性,但这只是为了揭示一种更深层次的确定性。艾萨克·牛顿设想了一个建立在绝对空间之上的宇宙,一个可以衡量所有运动的无形标准。爱因斯坦用建立在绝对法则之上的宇宙取代了牛顿的宇宙,这意味着光速和物理学的其他基本原理从所有角度来看都保持不变。另一种观点——物理定律应随观察者相对于某个无法探测、不可知的参考系的运动而变化——现在看来是荒谬的。然而,在爱因斯坦之前的每一位自然哲学家,从亚里士多德甚至更早,都接受了这种观点的某种版本。
爱因斯坦几乎完全是通过考察当时物理学理论中的逻辑缺陷而得出狭义相对论的,这些缺陷是显而易见的。物理学家默里·盖尔曼最近在阿斯彭物理中心演讲时,惊叹于爱因斯坦竟然比詹姆斯·克拉克·麦克斯韦本人更认真地对待麦克斯韦的电磁方程,并追溯伽利略相对运动思想和牛顿引力模型的全部含义。这是爱因斯坦对自由思想坚定不承诺的辉煌回报。他坚持以比他最杰出的前辈更严格的水平审视世界的运作,直到他完全确信这个体系是合理的。他对完全一致性的要求迫使他认真对待他的前辈和同事们都曾作为琐碎小事或无法回答的形而上学问题而搁置的问题。
爱因斯坦的成功并非由奇特的新实验引导,而是由严谨的逻辑,并非由当时最深奥的问题,而是由最基本的问题引导。他曾有句名言:“所有物理理论,无论其数学表达式如何,都应该能用如此简单的描述来解释,以至于连孩子都能理解。”同样,他将激发他理论的问题描述为他带入成年生活的基本的孩童般的问题。
爱因斯坦经常以思想实验的形式提出这些问题,以突出他思维的普遍性。在一个概念性练习中,他想知道一个人如果能追上光束会看到什么。牛顿的空间理论认为这是可能的;麦克斯韦的光理论认为这不可能。狭义相对论展示了如何通过摒弃我们无法观察到的东西(牛顿的绝对空间)来解释我们所观察到的东西(麦克斯韦定律)。这些心理图景让爱因斯坦确信宇宙必须以比他的同事们认为的更一致、更基本简单的方式运作。他通过发明自己的物理学并寻找测量空间和时间的新方法来解决这些不足。
爱因斯坦后来回忆说,他最伟大的灵感之一是在1907年的一次顿悟中产生的:“对于一个从屋顶自由坠落的观察者来说,至少在他周围的区域内,没有引力场存在。”(提示:这可能是象征性的爱因斯坦在起作用,追溯性地编造一个事件来阐明他的概念。然而,重要的是,他的思想可以用这样的术语表达,并且他选择了这样做。)换句话说,由引力引起的加速度恰好抵消了由引力施加的力。爱因斯坦以另一种方式阐述了这种情况:一个身处封闭电梯中的人,原则上无法判断他是静止在地球表面感受引力牵引,还是在太空中以相同的加速度向上运动。这便是爱因斯坦的等效原理,该原理指出,匀加速运动等同于(或无法区分于)均匀引力场。
爱因斯坦将这些思想发展为广义相对论,这是一个涵盖并扩展牛顿理论的引力理论。广义相对论在重新定义时间和空间方面远超狭义相对论——不仅仅是它们如何被测量,还包括它们如何相互关联——以找到对现实更清晰、更全面的描述。时空弯曲是一个听起来很奇异的概念,但实际上却是日常经验的一部分。它维系着巨大的星系团,但也是我每次坐在椅子上或迈步时所感受到的。象征性的爱因斯坦表明,物理学家不必与现实世界疏远和脱节;科学的爱因斯坦表明,他们的研究也无需如此。难怪他会在我的生活中如此频繁地意外出现。
相对论——尤其是广义相对论——直接将我从科学的爱因斯坦引向哲学的爱因斯坦。通过广义相对论,爱因斯坦完成了古希腊时期开始的一项计划,即确定自然法则的范围,从而界定我们与宇宙的关系。在希腊的观念中,有缺陷的地球法则和元素与天球上的法则和元素是截然不同的,天球遵循完美的圆周运动,由以太——完美的“第五元素”——组成。天堂与地球之间被感知的鸿沟以减弱的形式存在,一直延续到牛顿的绝对空间(他将其描述为“上帝的感觉器官”)以及十九世纪将以太重新构想为一种无形、无处不在的介质,它通过空旷的空间传播光并提供所有运动的背景参考系。
在爱因斯坦的宇宙中没有第五元素,这意味着科学的权威是不可避免的。对我来说,这是爱因斯坦整个反叛愿景中最具颠覆性的方面之一。在完成广义相对论后不久,他发表了一篇论文,以严谨的术语表达了这些思想,实质上开创了宇宙学领域,即对整个宇宙的研究。他还为科学与宗教之间的新关系奠定了基础。
宇宙是一个单一的事物,受一套可数学理解的单一规则支配,这个想法在我看来既令人振奋,又令人恐惧,并且充满着强烈的神秘感——这个词无疑会使爱因斯坦皱眉或大笑,或者两者兼有。“神秘主义实际上是人们无法指责我的理论的唯一缺点,”他曾这样反驳一位称赞他相对论这一方面的粉丝。然而,他对神秘主义的嘲讽只说了一半事实,因为这位直言不讳的无神论者爱因斯坦经常采用神学语言。正如在政治中,在科学中,他通过重新定义和扩展常用术语来寻求更深层的真理。“我在自然界中看到的是一个宏伟的设计,我们只能不完全理解它,一个负责任的人必须谦卑地看待它,”他说,“这是一种真正的宗教情怀,与神秘主义无关。”
爱因斯坦再次扮演了深思熟虑的革命者的角色,他重新诠释了熟悉的术语,以揭示更广泛的真理。他含蓄地论证说,科学(在很大程度上得益于他的理论)已经发展到不仅重新定义了人类与宇宙的关系,也重新定义了人类与神性的关系。爱因斯坦的宇宙没有字面意义上的天堂,没有我们地球物理定律不适用的物理领域。但在宗教和科学中,当爱因斯坦推翻旧秩序时,他揭示了一个新的、更深层次的秩序。他在巴鲁克·斯宾诺莎的哲学中找到了对这种更深层次秩序的宗教解释,并开始将物理定律本身视为神圣。“我信仰斯宾诺莎的上帝,他显现在万物和谐之中,而不是一个关心人类命运和行为的上帝,”他说。
爱因斯坦反复使用“上帝”一词,并非出于放纵,也非纯粹的象征行为。这是一个经过深思熟虑的哲学立场。他承认一个真正普遍的物理理论具有神学上的意义;同时,他强烈担忧那些信徒认为可以为自己的成功或他人的失败祈祷的宗教所具有的破坏性力量。爱因斯坦充满热情但略显天真地相信,他的逻辑方法也能在此发挥作用。“当宗教导师完成所示的精炼过程后,他们一定会欣喜地认识到,真正的宗教已经通过科学知识得到了升华和深化,”他在1941年写道。
我钦佩爱因斯坦在反复剖析上帝和宗教的意义,以阐明他自称的“新宗教”时所展现的顽强信念。正如他对优美、有序科学理论的信念反映了孩子对世界的看法一样,他对上帝是这种秩序的终极体现的信念,也表达了一种理想主义的观念,即上帝比人类伟大得多,以至于无法在任何一种信仰中找到。爱因斯坦投入了巨大的精力来宣传这一观点。他反复描述了伴随伟大科学发现而来的“宇宙宗教情感”,并在《纽约时报杂志》上宣称:“在我们这个物质化的时代,认真的科学工作者是唯一真正有宗教信仰的人。”尽管在爱因斯坦的宇宙中没有神灵可以交流,但他提出了基于对现实规则的智力理解而建立宇宙连接的可能性。
到目前为止,这条通向精神启蒙的道路是孤独的。爱因斯坦宇宙学探索的理论遗产无处不在。广义相对论为大爆炸提供了基础,并引入了宇宙常数的概念,这是被认为导致宇宙加速膨胀的“暗能量”的模型。现代宇宙学如此彻底地依赖于爱因斯坦的弯曲时空、物质的大尺度均匀性以及所有参考系的等效性等观念,以至于许多科学家都忘记了这些思想在不到一个世纪前还是激进的推测。然而,如果你试图寻找爱因斯坦的哲学遗产,你会发现其结果相当贫瘠。
我回忆不起有研究人员曾讨论过宇宙宗教情怀。许多科学家和历史学家将爱因斯坦使用“宗教”和“上帝”等词视为对科学之美的一种粗糙的简称。今天的宇宙学家很少谈论上帝;如果他们谈论,那也是以史蒂芬·霍金那样自觉的方式,他曾问道“那么,造物主还有何地位?”他们大多忽略了爱因斯坦的哲学语言以及他谈论研究时那种宽泛而富有感情的方式。例如,麻省理工学院的艾伦·古斯(Alan Guth)在他开创性的著作《暴涨宇宙》中,挑衅性地推测是否有可能在地下实验室中创造一个新宇宙,但他将这种按需创世仅仅视为一个科学思想问题。随着宇宙学不断发展壮大,其美学却矛盾地变得越来越小,并在许多方面变得更加贫乏。
这是爱因斯坦遗产中最悲哀的方面。政治家和活动家们继承了他建立一个和平、统一世界的梦想。物理学家们继续执行他统一自然法则的计划。对统一和和谐的追求,被爱因斯坦视为他科学的核心美学,引导着当今物理学中几乎所有先进的思想,从最遥远的宇宙起源理论到弦理论。相比之下,科学与宗教的统一却鲜有人问津。盖尔曼称赞爱因斯坦科学的毫不妥协的严谨性,当爱因斯坦将其应用于神学方向时,却鲜有支持。现代宗教极端主义的复苏似乎只会让人类离爱因斯坦的理想更远。
也许这只是时间问题。打破偶像从来都不是一项受欢迎的事业。狭义相对论和广义相对论,作为我们时代最伟大的理论(只有量子力学和达尔文进化论可以匹敌),历经多年才获得广泛认可,却从未获得诺贝尔奖。宇宙宗教则更具争议性,也远不如前者具体:没有类似日食实验能够证明爱因斯坦在追寻“古老者的秘密”方面是正确的。与此同时,我继续与爱因斯坦进行心灵沟通,并尽我所能追随他毫不妥协的创造:一种既拒绝修修补补的理论,也拒绝理性探究无法回应精神真理渴望的科学。














