第一推动丛书·物理系列:爱因斯坦的骰子和薛定谔的猫
上QQ阅读APP看书,第一时间看更新

闻名世界

1918年11月11日,第一次世界大战结束,此时欧洲已经变得面目全非。帝国崩塌,国界变换,政权更迭,时局无常,并且留下了诱发第二次世界大战的祸根。奥匈帝国被分裂成奥地利(最初被称为“德意志奥地利共和国”)、匈牙利和捷克斯洛伐克等几个小国。一个更加民主,但弱小的魏玛共和国掌控了曾经的德意志帝国的大部分。胜利的协约国决意让德国为战争付出代价。德国被迫割地、裁军、赔款,结果导致了百姓的怨恨情绪和经济危机,纳粹伺机崛起。

战争期间,爱因斯坦没有机会检验星光因太阳引力而弯曲的假想。芬莱·弗里德里希也未能完成日食观测,这让爱因斯坦也大为失望。于是他便开始悄悄与英国天文学家阿瑟·爱丁顿通信,后者对验证爱因斯坦的理论饶有兴趣。据当时广为流传的新闻报道说,爱丁顿是当时为数不多真正理解广义相对论的人之一。[14]

爱丁顿是一位热爱和平的贵格会教徒,他跟爱因斯坦一样,都反对战争,支持国际间的科学合作。但是在血腥的战争期间,英国和德国科学家不敢公开合作。停战协议签署后,爱丁顿有机会帮助检验爱因斯坦的理论了,两国科学家之间的信任也由此复苏了。

爱丁顿和英国皇家天文学家弗兰克·沃森·戴森意识到,1919年5月29日是测量引力导致光线弯曲的绝佳机会。当天,在太阳即将经过毕星团(Hyades)这个特别明亮的星团时,南半球部分地区将会出现日食现象。戴森委派爱丁顿组织日食观测,此举也帮助他免除了因反战而带来的受拘留之苦。[15]

1919年1月,为了给观测设定参考基准,爱丁顿仔细地测量了毕星团未发生改变情况下的位置。接着,他组织了两支队伍,在日食期间观测记录星团在天空中的位置。第一支科考队由爱丁顿亲自带领,他们去了普林西比,这是位于非洲西海岸几内亚湾内的一座岛。为了防止岛上天气条件变坏无法观测,他还派了第二支队伍作为备份,前往巴西的索布拉尔。两支科考队都仔细地拍摄了日食期间星团的新位置,并把数据带回英国,与原始数据比对。11月6日,在完成数据分析之后,埃丁顿高兴地宣布角度偏差(平均有1.98角秒)在误差允许的范围内,符合爱因斯坦的广义相对论1.7角秒的预测。相比之下,基于牛顿理论得出的估计值只是该值的一半,爱因斯坦的理论估计要好得多。

在由戴森主持的皇家学会会议上,济济一堂的听众在得知结果后交口称赞,认为这一观测结果和有关水星进动的新发现一起,是对广义相对论的重要证明。日食测量结果表明,在政治革命的年代,科学也正经历剧变。战后仅仅一年,一群英国科学家就能够承认一个德国物理学家推翻了牛顿的理论,这一点真是了不起。汤姆孙宣布:“这不是些孤零零的结果……这一发现,不是找到了一个孤悬海外的岛屿,而是发现了至关重要的科学思想的新大陆。这些思想是关乎物理学中最基本的问题的。这是自牛顿提出引力的原理之后,有关引力最重要的发现。”[16]

《纽约时报》在报道这一重大发现提到爱因斯坦时,说他是布拉格大学的物理教授。可见,直到那时,爱因斯坦在国际上尚不知名。[17]报道中既没有提及他的名字(阿尔伯特),也没把他的工作单位搞清楚,那时候他已经离开布拉格大学有七年了。

“爱因斯坦博士”一夜成名。他超越了牛顿,而且实至名归。到了20世纪,名扬四海可比牛顿时代要轰动得多。在无线电报的时代,消息要比手摇印刷机时代传递得快得多。全世界的报纸争相引用伦敦《泰晤士报》那夺人眼球的三行大标题:“科学上的革命……宇宙的新理论……牛顿学说被推翻。”[18]