上周在巴黎，我沿着连接巴黎天文台和卢森堡宫的南北线散步。一条经线：事实上，如果法国人在一个多世纪前得逞的话，那就是经线。在十九世纪末，一场政治科学之战正在围绕本初子午线的位置展开。巴黎人只考虑自然和哲学的因素，认为零经线应该穿过天文台；而世界上的其他人，作为粗俗的唯物主义者，指出世界上百分之七十以上的航运已经使用格林威治（比巴黎以西九分二十一秒）作为其经度标准。法国人输给了英国人，这预示着一百多年后关于谁将主办奥运会的一场同样激烈的争夺。这些问题在我旅行期间阅读的书籍，彼得·加利森（Peter Galison）的《爱因斯坦的时钟，庞加莱的地图：时间的帝国》中占有重要地位。它是引人入胜的知识史著作的一个典型例子，因为它有一个明确的主题，既简单，又有趣，而且真实。爱因斯坦和庞加莱，一位是默默无闻的德国理论物理学家，一位是受人称赞的法国数学家和哲学家，是狭义相对论发展过程中的关键人物，今年是我们庆祝其百年纪念。相对论以一种深奥的理论而闻名，而爱因斯坦和庞加莱也常常被认为是脱离了尘世的技术和实验事务的抽象思想家。加利森令人信服地论证，这些思想家在衡量时间方面的实际关切——爱因斯坦在他位于伯尔尼的专利局评判时钟设计，庞加莱作为经度局局长——实际上对他们认识到需要对时间本身的根本性质有新的理解至关重要。在牛顿宇宙中，时间是普遍的——两事件之间经过的时间量是精确且唯一确定的，即使这些事件在空间上相距甚远。实际测量事件之间的时间可能很困难，这项任务是十九世纪天文学家、测量师、政治家和商人的持续关注。仅凭太阳确定本地时间很容易，但铁路的出现（正如几起不幸的事故所证明的那样）使得有必要在遥远的地方合理地协调时间，这一计划最终导致了我们当前的时间区域系统。在跨越广阔地理区域标准化时间的过程中，很明显，同步是一个操作性概念——你必须在地点之间来回发送一些信号，并且考虑信号本身传播的时间是首要的。庞加莱关于经度的工作与这个问题紧密相关，爱因斯坦在新颖的时钟设计方面的经验也是如此。（曾几何时，巴黎地下有管道，可以将压缩空气脉冲从中央站传送到市内各地的时钟，这些时钟会使用脉冲作为参考标准，以尽可能精确地保证同步。爱因斯坦可能会看到许多关于这些方案的电气版本的提议。）单凭通过交换信号同步时间的需求并不能导致相对论；它同样是牛顿绝对时间的特征。但当与相对论原理和光速不变性相结合时，这一见解使爱因斯坦认识到，远距离事件的同时性概念并非普遍存在，而是取决于一个人的参照系。（在时空弯曲的广义相对论中，我们需要走得更远——同时性的概念不仅仅是依赖于参照系，它完全是含糊不清的。）时间从宇宙的一个绝对特征变成了个体和个人的东西，是对某个特定物体穿过时空的距离的度量。庞加莱（在亨德里克·洛伦兹之后）也曾得出类似的结论，但正是爱因斯坦展示了如何完全抛弃其他物理学家认为仍然隐藏在背景中的绝对牛顿时间。难道有人说过科学家都是个体、特立独行的人吗？狭义相对论等闪闪发光的数学体系可能会给人一种从天而降的印象；很高兴提醒人们，现实中的人们是如何以混乱的、偶然的方式偶然发现它们的。
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