第六十二回：太陽作證相對論顛撲不破，納粹逞兇科學家流落異國
——廣義相對論的創立上回說到普朗克和能斯特專程到蘇黎世勸說愛因斯坦到柏林來工作。盛情難卻，愛因斯坦便於1914年4月走馬上任，從此在柏林渡過了十九個年頭。
愛因斯坦剛到柏林不久就遇到兩件大事，一是爆發了第一次世界大戰；二是他的妻子米列娃與他分居，帶著兩個孩子回蘇黎世去了。米列娃是他大學時的同學，俄國血統，性格倔強，她帶認為自己也是很有科學天才的，而愛因斯坦這樣把孩子和家務都壓在她身上，耽誤了她的成就，便決定分手。好不聰明的女人！其實，這樣一個世界偉人整個都是屬於你的，你與他已溶為一體，復又何求呢？縱然不能如瑪麗與居裡那樣比翼齊飛，就如愛瑪與達爾文那樣紅花綠葉，也同樣會家庭幸福，有功於世，何必要單槍匹馬自闖江湖呢？青年讀者中或許從這三個科學家的家庭組合中能悟出一點道理。不過這是說書人的閒話，暫且不表。
再說1914年米列娃帶看孩子走後，第二年九月，愛因斯坦想子心切，又回蘇黎世探親一次，順便拜訪了正住在日內瓦附近的法國大作家羅曼•羅蘭。幸好這個大作家在他的日記裡為我們留下一幅愛因斯坦的素描像，而我們只顧講他的理論，卻倒忘了介紹他的外貌，現正好錄存於下：
愛因斯坦依舊是個年輕人(他當時36歲)，個子不高，長方臉，深黑的、略微夾雜著幾根灰白的頭髮，長而且密，鬈曲著聳在高高的眉毛之上，他的鼻多肉且凸，他的嘴小而唇厚。雙頰豐滿，下巴圓潤，留下一小撮剪得短短的鬍子。一口生硬的法語，不時穿插一兩句德語。他活潑、富有朝氣，喜歡笑。不時在最嚴肅的思想(交換)中，夾雜著幾句俏皮話。
……沒有任何德國人的言行能像他這樣自由自在。換一個人也許會在去年這一可怕的時期裡深受孤立的折磨，但他卻毫不如此。他大笑。他發現在戰時仍有可能撰寫自己最重要的科學著作。
羅曼•羅蘭這裡說到愛因斯坦一到德國就受“孤立的折磨”，又說他在寫重要著作，是怎麼一回事呢？
原來大戰一爆發，在“保衛祖國”的幌子下德國軍隊瘋狂地向外侵略，國內實行總動員，許多科學家也穿上軍裝。而當時最著名的學者文人聯合發表了一個為德國擴張政策辯護的聲明，說：“要不是由於德國的赫赫武功，德國文化早就蕩然無存了。”這個聲明共有93人簽名，學術界的顯要人物幾乎全包括在內，連普朗克、倫琴的名字也赫然其上，這就是歷史上有名的“93人宣言”，它使一些科學家留下了終生遺憾的污點。
聲明起草者也找到愛因斯坦，他雖然新來乍到，卻義正辭嚴地宣佈：“我是和平主義者，我反對一切戰爭！”接著他也出面起草了一份與“93人宣言”對抗的“告歐洲人民書”，但是除他一人簽名外，其餘只有三人，都沒有什麼名氣。一時他確很孤立。
愛因斯坦就在這樣孤立的情況下寫他的科學著作，這回是一枚重量級的炸彈——廣義相對論。
問題還是從一般人認為最平常、最不注意的地方提出的。
牛頓第一定律即慣性定律告訴我們，在作勻速直線運動的慣性系中，物體在不受外力的情況下或者靜止或者作勻速直線運動，這早已是一條檢驗過無數次的真理。假如現在我們坐在一個勻速直線運動的火車上，拉緊窗簾，你感覺不出車在動，你自己坐得很穩，地板上放一個小球，也穩穩地停在那裡，就是說都保持一個靜止狀態。這時突然來一個急剎車，你向前跌了一下，球也向前滾去。你和球都沒有受到什麼外力呀，為什麼會改變這種靜止狀態呢？難道牛頓的慣性定律不適用了嗎？對，就是不適用了，牛頓這條定律只適用於勻速直線運動的慣性系，剛才火車一加速，參照系已經變成非慣性繫了。這就像我們在前面講過的“黑體輻射”問題一樣，瑞利公式只適用於較長的波長、較高的溫度，反之就立即失靈，現在慣性定律一到非慣性系也就立即失靈了。那麼能不能像普朗克導出一個兩全其美的公式那樣，也有一個既適應慣性系又適應非慣性系的辦法呢？愛因斯坦正是想到了這一點，於是他要把適用於勻速直線運動的相對論推廣到在非慣性系也能適用，這就是廣義相對原理。
狹義相對論是從人們習以為常的“同時”，即絕對時間觀上找見突破口的，廣義相對論也在一個人們司空見慣的問題上找見了突破口。比如手裡拿著一粒石子，一鬆手，石子直線下落。這可以有兩個解釋，一是地球的吸引，就是說石子有引力質量；二是石子自由落體，有慣性質量。這在牛頓定律裡分成兩條來表達，但是這兩個質量怎麼這樣一致呢？看來它們的效果是一樣的，這就是“等效原理”。
說起這個原理還有一段故事。1913年夏天愛因斯坦邀請居里夫人到瑞士來渡暑假。他們帶著兩家人的孩子高高興興地登上了阿爾卑斯山。腳下白雲繚繞，深谷千仞，孩子們高興地喊著、叫著。突然，愛因斯坦一把抓住居里夫人的手臂說道：“要是我們坐著升降機從山谷底上來，突然吊索斷了，會有什麼感覺呢？”
居里夫人先是吃了一驚，然後笑道：“我想您不會讓我們現在就來親身試驗一下吧。”
愛因斯坦笑了，孩子們也都哈哈大笑起來。這就是那個有名的“愛因斯坦升降機”實驗，雖沒有誰親身去試，但是其中的道理卻完全能想得出來。假如有一個升降機處在宇宙空間，你站在裡面就會失重，身體飄在空中。這時升降機開始以剛好等於地面重力加速度9.8米/秒^2勻速直線上升，你就會恢復重量，重新站在了地板上。換一個方法，升降機下降，降到地面時你也會恢復重量，站在地板上。前一種情況人受到慣性力，後一種情況人受到引力，只要加速系的加速度等於引力場強度(都是9.8米/秒^2)慣性力場就等於引力場，也就是說是等效的。因為人被關在升降機裡是根本區分不出是哪種力生成作用的。根據同樣道理，這個升降機裡不是坐著人，而是一枚向斜上方拋出的勻速直線運動的石子，那麼這石子也會改變方向而成拋物線彎曲下落。如果是一條平行射入的光線，這光線也會彎曲向下。
好了，愛因斯坦那天馬行空般的思維立即又推出下一步極重要的結論。既然慣性力場和引力場是等效的，那麼我這個實驗就不必非在加速的升降機裡做不可了，在任何引力場中都會發生這種光線彎曲的現象。既然星球有引力能使周圍的光線、空間、時間彎曲，那就可以直接表述為星球的質量使周圍的時空彎曲，連“引力”這個概念也不必要了。——好個愛因斯坦，他在狹義相對論裡開除了“以太”，在廣義相對論裡又要開除“引力”，將牛頓時空觀、經典力學徹底改造了。他解釋道，地球繞太陽轉動不是什麼引力，是因為太陽巨大的質量使周圍時空彎曲，地球只能按曲線運動。同樣，開普勒給眾星制定的那些軌道也都能這樣解釋，牛頓萬有引力公式作的那些計算也都可以用這個理論去解釋。
難怪波恩稱廣義相對論是：“認識自然的人類思維最偉大的成就，哲學的深奧、物理學的洞察力和數學的技巧最驚人的結合。”
這個偉大的理論是愛因斯坦在研究完狹義相對論後又經過十年的思考於1916年最後完成並公佈的。與實驗物理學家在實驗室裡具體操作不同，愛因斯坦是做著“思維實驗”。對他來說宇宙是一個實驗室，那些星球簡直如伽利略手中的一粒石子，如法拉第手中的一塊磁鐵，他將以往別人都認為是正確的最不懷疑的結論一起拿到這個最廣大的實驗室裡一一驗證。他不用像瑪麗．居裡那樣住在煙熏火繚中煉鐳，也不用像盧瑟福那樣去費力地打碎原子，他將自己關在書房裡，展開思想的翅膀，盡情地想著“愛因斯坦升降機”的運動。這正中了郭沫若先生在科學大會上的那句祝詞：“科學家也需要幻想，不要以為幻想只是文學家的事。”不過文學家所幻想的是比真實生活更離奇的情節，更完整的形象；而科學家所幻想的是比常見的現象更本質的規律，更抽像的公式。
經過這樣冥想了十年之後，有一天愛因斯坦穿著睡衣走下樓來吃早飯，但是他對著盤碗卻不動刀叉。夫人愛麗莎以為他病了，忙用手試試他的額頭，問他什麼地方不舒服。愛因斯坦拉著她的手說：“不，親愛的，我有一個奇妙的想法。”說罷，他使走到鋼琴邊彈起琴來，彈幾下，又停下來自語一句：“一個好想法，真是一個美妙的想法！”
愛因斯坦彈了半個小時的琴翻身上樓去了，臨走時告訴愛麗莎：“請不要打擾我”。從這一天起，愛麗莎每天上樓給他送三頓飯，其餘的話不敢多說一句。愛因斯坦竟兩個星期沒有下樓。這天他終於出現在樓梯口，臉色蒼白，身子疲憊，體重足減少了十幾公斤。他將兩頁紙放在餐桌上說：“親愛的，就是它。廣義相對論就要問世，現在我死不死都無關緊要了。”
天才的思考抵得過一百個實驗，一個理論物理學家的思想往往夠實驗物理學家去忙幾十年。愛因斯坦創立廣義相對論後，立即提出三個預言讓人們去證明。一是水星近日點的進動會是由於太陽本身引起了空間結構的改變而造成的；二是引力場會使時鐘變慢，即會使原子的振動變慢，光的頻率變低，光譜紅移；三是，引力場會使光線偏折。這三個預言很快被一一驗證(不過請讀者注意，愛因斯坦這裡說的引力場其實並沒有引力，就是指的空間彎曲)。
1911年愛因斯坦就曾在一篇論文中提出恆星發出的光由於受太陽的影響會發生彎曲，所以我們看到的恆星位置與實際位置會有一點誤差，但由於平時日光太強，只有在日全蝕時才好觀察，天文學家們如若不信，請去驗證。這可真比當年勒維烈測算海王星還要神奇。於是，1914年有一批好奇的德國天文學家便組成考察隊前往俄國(因為預計在那裡將可以看到一次日全蝕)，以便乘機驗證愛因斯坦的神話。但他們剛到俄國，第一次世界大戰就爆發了，德、俄兩國成了敵國，他們也就被當作戰俘拘留，儀器全部沒收。
1919年5月29日，又一次日全蝕的大好時機降臨。英國劍橋大學天文台長埃丁頓立即率領一支觀測隊攜帶了大批器材趕到西非幾內亞普林西比島。那天這裡本來是朗朗晴空，忽然太陽就如一塊冰被慢慢溶化一般失去了自己的形象和光彩，最後全部被陰影遮住，只在四周留下一團蔚為壯觀的日珥火焰，全蝕時間共302秒鐘。片刻白日裡看不見的星斗卻又神奇般地重現天空。埃丁頓和他的隊員們顧不得欣賞這一生難遇的奇景，他們屏息靜氣，只聽見計時節拍器的滴塔之聲，和迅速拍照、換底片的喀嚓聲。16張照片送到英國皇家學會，結果證明愛因斯坦的理論沒有錯，而牛頓錯了。一個英國天文學家、皇家學會會員用自己的觀察數據證明了一個德國人的正確，卻推翻了自己的同胞——偉大的牛頓，皇家學會的老會長——的經典理論，科學是多麼無私，多麼公正。但這件事實在關係重大，英國皇家學會與英國皇家天文學會專門舉行聯席會議，討論埃丁頓的考察報告。會議氣氛緊張而微妙，它將決定在這場理論物理的角逐中，英國人手中的金盃是否要乖乖地交出來。幸虧我們現在還可以看到當時與會的懷特裡德留下的一段記錄：
整個充滿濃烈興趣的氣氛猶如一出希臘的戲劇。我們則是給在超級市件發展中所揭示出的天意下註釋的合唱隊。在現場中充滿著戲劇性色彩：傳統的儀式，背景中有一幅牛頓的畫像，它彷彿在提醒我們，二百多年前所作出的最偉大的科學總結現在要接受第一次修正。
而在這次會議召開前洛倫茲就得到了埃丁頓的分析數據，他第一個給愛因斯坦打電報，報告這個天大的喜訊：“埃丁頓在太陽邊緣發現恆星位移。”愛因斯坦看完後將電報隨手丟在窗檻上。這時，他的一個學生無意中見到這張電報紙，驚喜地喊道：“先生，多麼重要的消息，考察結果與您的計算完全一致。”
“我知道是會這樣的。”愛因斯坦卻無動於衷。
學生對老師的平靜感到吃驚，又問：“假使這次觀察並不能證實您的預言，那怎麼辦呢？”
“那麼，我將為上帝感到遺憾——我的理論肯定是正確的。”
但是，在這扭轉乾坤的大發現面前都保持了平靜的愛因斯坦，在人為刮起的旋風中卻再不能平靜了。這次科學驗證，還有其他兩個預言的證實給他帶來了巨大的榮譽，就像當年倫琴、居里夫人所遇到過的那樣，歐美各國立即掀起一股愛因斯坦熱，這對他真是一場災難。1920年2月他在一封信中寫道：“隨著報刊文章的浪潮而來的諮詢、請帖和要求，恐怖地淹沒著我，以致我夜夜夢見自己好像在地獄中受熬煎，而郵遞員——這個魔鬼——還在不斷地咆哮著，向我頭上扔來一疊新的信件。”
但是真正的災難還不止於此。就在埃丁頓驗證了相對論的第二年，柏林立即出現了一個反對相對論聯盟。這個卑鄙的組織有反猶太勢力做後台，誰要在報上寫一篇反相對論的文章，就給誰發一筆獎金。愛因斯坦幽默地稱它為“反相對論公司”，公司的一員幹將是曾獲1905年諾貝爾物理獎和1919年諾貝爾物理獎的勒納德和斯塔克。這個斯塔克獲獎後公然違背基金會的規定，把科學獎金拿去開設瓷器廠，做買賣賺起錢來。愛因斯坦曾當面斥責他的這種行為，因此他更懷恨在心。後來愛因斯坦又獲1921年諾貝爾物理獎，在這幫人眼裡，低劣的猶太人哪兒配這份重獎？因此排猶和反相對論的叫囂更加猖狂。
這天在柏林大音樂廳裡又在舉行聲討相對論的報告，這是最近在全國各大城市舉行的20場這樣的報告會中的一場，因為是在首都就更顯得熱鬧。斯塔克挺胸上台開始了聲嘶力竭的報告：
“正如政治上我們遇到一個危險的敵人馬克思主義一樣，現在我們在科學上也遇到了一個危險的敵人，這就是愛因斯坦東拼西湊的相對論。凡是相信這樣一個理論的人就不配作一個好的德國人，更不配作一名德國科學家。這個理論不過是愛因斯坦大肆剽竊，故弄玄虛，披上科學外衣的政治陰謀，這是猶太復國主義國際陰謀的一個組成部分……。”
於是坐在台下的啦啦隊跟著大喊起來：“對，什麼科學理論，根本不符合德意志精神。”“早該絞死這個臭猶太！”
這時愛因斯坦也坐在樓上的包廂裡，面對這群無知而又狂妄的人能說什麼呢，他憐憫地笑了笑，還想聽聽他們的奇談。陪同前來的物理學家芬厄見勢不妙忙拉他起身說：“我們走吧，這班傢伙什麼壞事也敢幹的。”
希特勒的勢力在一天天地抬頭，他公開喊叫，一旦他上台，就要讓馬克思主義者和猶太人人頭落地。愛因斯坦的處境越來越不好。1932年秋天，他按合同準備出門到美國講學。正是秋風落葉，冬寒將到之際，愛麗莎收拾著行袋，她拿起一本書《反相對論百人集》，這是勒納德那個公司的傑作。愛因斯坦刁著煙斗走進來，他接過書掂了掂說：“才湊了一百個，質量還不夠啊！”啪地一下扔到了紙簍裡。
他剛到美國不久，1933年1月30日這天，希特勒就正式宣佈上台。這個瘋子就要給地球上製造一場災難。愛因斯坦立即在報紙上發表自己的聲明，嚴厲指責德國納粹主義的危害：
“只要我還能選擇，我就將只生活在這樣的國家——在那裡普遍遵循的準則是公民自由、寬容和法律面前人人平等。公民自由就是人們有用語言和文字來表達個人政冶信念均自由；寬容就是尊重他的任何信仰。這些條件當前在德國是不存在的。那些對於國際諒解有傑出貢獻的人——其中有一些是第一流的藝術家——正在德國受迫害。"
這一下壞了，愛因斯坦在柏林的家立即被查封，他的著作被衝鋒隊堆在廣場上燒成灰燼，他永遠不能回到祖國了，從此就在美國定居下來。而美國能收留這個科學偉人真是求之不得。他來到普林斯頓高等研究院，表示每年只要三千美元薪金就足夠了，但是院方決不答應，堅持要付年薪一萬六千美元，他們認為再少一元就與愛因斯坦的名聲不符了。德國柏林，這個世界物理研究中心漸漸就要轉移到美國來了。
愛因斯坦這根物理世界的大柱子既然已經移到美國，那麼歐洲物理界這時正在做什麼事呢？且聽下回分解。