如果他没有那头蓬乱的头发和锐利的眼睛,他还会成为科学界的代言人吗?如果他缺乏那种既专注又分心的特质,他还会成为如此标志性的人物,他的脸成为一种象征,他的名字成为天才的代名词吗?
假设,作为一项思想实验,他长得像马克斯·普朗克或尼尔斯·玻尔那样。他会停留在他们的声誉轨道上——仅仅是一位科学天才吗?还是他仍然会实现量子飞跃,进入亚里士多德、伽利略和牛顿所在的领域?
当我们试图确定阿尔伯特·爱因斯坦在历史名人堂中的恰当位置时,我们可以看看他是如何同时成为科学界和名人界的翘楚的。从这种二元性——天才无疑可以兼具波和粒子——我们可以推测出一种统一的理论来解释这两个领域的互动。
随着爱因斯坦奇迹年的百年庆典的临近,这项研究将更加深入。这个“奇迹年”比22岁的牛顿为躲避瘟疫逃往乡下并在此期间发明微积分和开始研究万有引力新理论的1665年还要奇妙。正是在1905年,26岁的爱因斯坦在瑞士专利局担任技术审查员的业余时间,发表了四篇改变科学面貌的重大论文。
第一篇论文,也是他因此获得诺贝尔奖的论文,描述了光如何不仅表现得像波,还像粒子流,这种二象性为量子物理学奠定了基础。第二篇论文通过统计学方法证明了分子和原子的存在,解释了它们碰撞时产生的微小颗粒在水中跳跃的布朗运动。
尽管这两篇论文都很重要,但真正颠覆宇宙的是他的第三篇。和爱因斯坦的许多工作一样,它基于一个思想实验:如果你能以光速旅行,光波会是什么样子?如果你在一列接近光速的火车上,你会感知到不同的时间和空间吗?
爱因斯坦的结论被称为狭义相对论——无论你相对于光源的运动速度有多快,你观察到的光速都将是相同的,即每秒186,282英里。但对于没有与你同行的人来说,空间和时间将显得不同。当火车加速到接近光速时,对于没有与它一起移动的人来说,火车上的时间似乎会变慢,火车也会显得更短更重。
在他的第四封信中,爱因斯坦表明能量和物质是同一事物的不同表现形式,它们的关系由物理学中最著名的方程描述:能量等于质量乘以光速的平方,
E = mc^2
.虽然这不完全是制造原子弹的配方,但它解释了为什么原子弹是可能的。
爱因斯坦的辉煌成就,也许是科学中最美丽的理论,是1916年发表的广义相对论。与狭义相对论一样,它也基于一个思想实验。想象一下,在一个封闭的实验室里,你正在加速穿越太空。你感受到的效果将与引力体验无法区分。爱因斯坦推断,引力是时空的扭曲。正如他早期的工作为利用最小的亚原子力铺平了道路一样,广义相对论也开启了对宇宙从宏伟的宇宙大爆炸到神秘黑洞的理解。
天文学家花了三年时间,在日食期间测量太阳如何弯曲星光来检验这一理论。结果公布在伦敦皇家学会的一次会议上,会议由J. J. Thomson主持,他于1897年发现了电子。在瞥了一眼学会里牛顿爵士的宏伟肖像后,Thomson告诉与会者:“我们对宇宙结构的认识必须发生根本性的改变。”第二天《伦敦泰晤士报》的头条新闻是:“科学革命……牛顿的观念被推翻。”《纽约时报》当时还擅长写出色的头条新闻,更是推崇备至:“天空中的光线错乱/科学家们对日食观测结果或多或少地感到震惊/爱因斯坦的理论获得了胜利。”
当时鲜为人知的爱因斯坦,成为了一位全球名人,他能够将自己的照片卖给记者,并将钱捐赠给战争孤儿慈善机构。一年之内,就有100多本书关于相对论的书籍出版。
爱因斯坦的相对论不仅重塑了物理学,还动摇了社会的根基。近三个世纪以来,伽利略和牛顿的钟表式宇宙,基于绝对法则和确定性,构成了启蒙运动的心理基础,其信念在于因果关系、秩序、理性主义,甚至责任。
现在,一种宇宙观出现了,在这个宇宙中,时间和空间不再是绝对的。间接的,也是令爱因斯坦颇为恼火的是,关于相对论的流行观念(或误解)为哲学、艺术和政治领域的新相对主义铺平了道路。人们对绝对性的信任减少了,不仅是时间和空间,还有真理和道德。“它形成了一把刀,”历史学家保罗·约翰逊谈到相对论时说,“帮助社会摆脱了传统的束缚。”正如达尔文主义在一个世纪前,不仅是一种生物学理论,也是一种社会神学一样,相对论也塑造了20世纪一种新的社会神学。
1922年,也就是爱因斯坦获得诺贝尔奖的那一年,詹姆斯·乔伊斯出版了《尤利西斯》,T. S. 艾略特出版了《荒原》。同年五月,为伊戈尔·斯特拉文斯基创作、谢尔盖·佳吉列夫编排的芭蕾舞剧《雷纳德》的首演举行了一场著名派对。他们都在那里,还有巴勃罗·毕加索(他设计了布景)、马塞尔·普鲁斯特(他被誉为爱因斯坦的文学解读者)以及乔伊斯。他们各自的艺术作品,以自己的方式,都反映了机械秩序的崩溃以及时空是绝对的观念的破灭。
1933年末,随着希特勒巩固权力,爱因斯坦来到美国,最终定居在普林斯顿,成为世界上第一位科学超级巨星。当年,他协助创建了国际营救委员会,一个用于重新安置难民的组织。因此,他成为了本世纪另一伟大主题的象征:历史如何被移民的潮流所塑造,其中许多人注定要成就伟业,他们逃离压迫性的政权,寻求民主气候下的自由。
作为一个人道主义者和国际主义者,爱因斯坦一生大部分时间都在倡导温和的和平主义。但在1939年,他签署了一封著名信件,这封信成为了科学与政治之间关系的象征。信中告诉罗斯福总统:“可能有可能建立核链式反应……这种新现象也可能导致制造炸弹。”罗斯福读完信后,果断下令:“这需要行动。”
这就是科学与名利如何交织在一起。然而,即使仅凭他写在纸上的物理学来评判,爱因斯坦在现代也堪称至尊。普朗克、玻尔等人对量子理论的发展,可能和爱因斯坦的相对论一样对物理学进步重要。尽管如此,相对论(首先是狭义,然后是广义)代表了个体天才和个人创造力的一次爆发,这种爆发在科学或其他领域都很少见。而它,在一个世纪前,在那个伯尔尼的专利局,伴随着后来被称为大爆炸的事件,应运而生。














