百年相对论

时间:2015-11-19 11:03:17 

“这个世界最不可理解的就是它竟然可以理解。”爱因斯坦的这一句名言或许可以给面对未来感到迷茫的人类些许信心。

时至2015年11月,广义相对论已经诞生了100周年。在这100年里人类社会的方方面面都受到广义相对论的影响。现代文明的一切成就几乎都是建立在量子力学和广义相对论这两大物理学支柱理论的基础之上。而提到广义相对论就不可能不提到他的缔造者,德裔美籍物理学家、犹太人阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)。爱因斯坦的名字成为“天才”的代名词,并且与广义相对论紧紧地连接在一起。100年之后我们回顾建立广义相对论这个充满着个人英雄主义和浪漫色彩的故事,仍然会被深深地打动,而广义相对论带给物理学以及整个人类社会的影响,还远未结束。

2013年1月29日,德国柏林勃兰登堡门下举办“毁坏的多样性——柏林1933至1945”露天图片展,纪念被纳粹政权迫害的各界人士,左一为爱因斯坦的照片
为什么是爱因斯坦

少年时代的爱因斯坦对于僵硬乏味的德国教育深恶痛绝。在随父母搬到意大利米兰之后,从高中退学,而后独自前往瑞士,在16岁时转学至瑞士阿劳中学,他才真正开始感受到瑞士启发式教育的可贵。在爱因斯坦的少年和青年时代,他性格中不受拘束、活泼开朗的一面在风气宽松的瑞士得到了最大限度的发挥,他与青年时代的朋友们的友谊大多维持了一生,这些朋友也为爱因斯坦提供了莫大的帮助。

22岁时,当时找工作屡屡被拒,囊中羞涩的爱因斯坦在瑞士伯尔尼街头贴出广告,愿意以一个小时3法郎的价格讲授数学和物理学(当时爱因斯坦给欧洲各个大学的物理学教授写信申请助教工作,但是均不成功,他还试图申请过在保险公司的工作,也没有成功)。正是通过这种年轻人的方式他认识了莫里斯·索罗文(Maurice Solovine),这位在智力上给予他极大激励的一生好友。两人见面之后互有好感,他们之间从未有过真正的授课,而是每天见面,一起讨论哲学和物理学问题。到了1902年,爱因斯坦、索罗文加上另外一个朋友三人共同成立了一个经常见面、以探讨科学和哲学问题为目的的小组,爱因斯坦戏称之为“奥林匹亚科学院”(Olympia Academy)。在这个小组中的频繁讨论无疑为开拓青年时期爱因斯坦的眼界提供了极好的机会,对于当时在学术界找不到位置,只能在伯尔尼专利局做小职员养家糊口的爱因斯坦来说,奥林匹亚科学院让他始终保持着对于物理学前沿问题的敏锐。

也正是在奥林匹亚科学院期间,爱因斯坦开始了对于绝对时间和绝对空间概念的批判性思考,爱因斯坦认为这种思想来自于物理学家恩斯特·马赫(Ernst Mach)的实证主义哲学,他甚至自称为一个“马赫主义者”(尽管马赫本人并不认为爱因斯坦继承了自己的思想)。而对于他一生经常挂在嘴边的“上帝”,爱因斯坦曾经清楚地解释说,他所信仰的是“斯宾诺莎的上帝”,他同样深受荷兰哲学家巴鲁赫·斯宾诺莎(Baruch de Spinoza)的泛神论思想的影响,而不是像牛顿一样信仰一位真实存在的、人格化的上帝。在当时的情况下,也只有在奥林匹亚科学院这样宽松而活跃的气氛中,爱因斯坦才可能在远离学术界、生活拮据的状态下,进行广泛的阅读和深入的哲学和物理学思考。

但是当爱因斯坦成熟以后,真正认识到他的价值、使他成为一位深刻的物理学大师的,则是莱布尼兹和康德的国度,他的祖国,当时世界物理学研究的中心——德国。正是当时的另一位物理学大师、量子力学的创始人马克斯·普朗克(Max Planck)亲赴瑞士,邀请爱因斯坦回到德国进行物理学研究,而且当时在柏林的大学开出了令他无法拒绝的条件:作为讲席教授,他只需要做研究没有任何的授课任务。当时的柏林会聚了众多世界一流的物理学家,此时这个爱因斯坦少年时代所厌恶的国度开始展示出它深邃的一面。

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