序:在宇宙中永生
全世界都知道愛因斯坦。
為什么?
因?yàn)橹Z貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?
其實(shí)不確。
1900年,按硝化甘油炸藥發(fā)明者、瑞典人諾貝爾遺囑,用他捐贈(zèng)的三千一百萬瑞典克郞成立基金,基金產(chǎn)生的利息作為獎(jiǎng)金設(shè)立五項(xiàng)大獎(jiǎng):物理、化學(xué)、醫(yī)學(xué)/生理學(xué)、文學(xué)、和平。
首屆諾貝爾獎(jiǎng)1901年12月10日頒發(fā),那天是諾貝爾逝世五周年紀(jì)念日。
諾貝爾獎(jiǎng),從此成為世界科學(xué)珠穆朗瑪峰。今天,表示高雅華麗貴族等意思的英語詞,均可用nobel一言以蔽之。
第六項(xiàng)經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)1968年由瑞典銀行出資增設(shè)。諾貝爾1896年去世。他根本不知道還有一個(gè)諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)。他知道了,不一定同意。
物理學(xué)獎(jiǎng)在諾貝爾遺囑中排列第一。
并非偶然。
那么,什么是物理?
物理是自然科學(xué)帶頭大哥,它是人類與客觀世界交往的第一扇大門,現(xiàn)在稱為物理學(xué)。世上萬事萬物,中文里只要加個(gè)學(xué)字,登時(shí)陽春白雪高大上起來,好像老百姓永遠(yuǎn)搞不懂的樣子。其實(shí),物理是最接地氣的科學(xué),因?yàn)樗卮鸬膯栴}每個(gè)人都想知道答案:人是從哪里來的?即:人是什么構(gòu)成的。說到底,就是:世界是什么構(gòu)成的?
學(xué)術(shù)說法,就是:世界的本原是什么?
此即物理學(xué)起源。
聽起來是科學(xué)問題吧?
其實(shí),是哲學(xué)問題。
最早討論物理的,都是哲學(xué)家。
有案可稽第一人,是古希臘哲學(xué)米利都學(xué)派的泰勒斯,他說大地漂在水上,所以萬物包括人都是水構(gòu)成的,即萬物本原為水。同為米利都學(xué)派的阿納克西美尼跟中國的老莊一樣認(rèn)為萬物本原是氣;大家都知道的畢達(dá)哥拉斯認(rèn)為是數(shù);赫拉克利特認(rèn)為是一團(tuán)永恒運(yùn)動(dòng)的活火;恩培多克勒認(rèn)為是土、氣、火、水四種元素;阿納克薩戈拉認(rèn)為是比四元素更小的種子。留基伯與德謨克利特認(rèn)為,世界的本原是原子。
亞里士多德集古希臘哲學(xué)大成創(chuàng)立形而上學(xué),但該形而上學(xué)首要研究的就是實(shí)體。實(shí)體是作為存在的存在,做唯一的一。還是物理。他有本專著就名叫《物理》。亞里士多德形而上學(xué)最基本的概念就是存在和一。他用大樹來比喻人類知識(shí):樹根是形而上學(xué),是一切知識(shí)的基礎(chǔ);樹干是物理;其他自然科學(xué)是樹枝。物理的研究對(duì)象,大到宇宙,小到微小粒子,囊括人類皮膚之外的所有世界。
諾貝爾在遺囑中把物理放在第一位,即致敬亞里士多德。
沒有物理,根本就無所謂自然科學(xué)。
然而,我們知道愛因斯坦,是因?yàn)橹Z貝爾物理獎(jiǎng)嗎?
其實(shí)不確。
截至2016年,諾貝爾獎(jiǎng)得主包括八百八十一位個(gè)人和二十三個(gè)團(tuán)體。咱們誰能馬上說出十位獲獎(jiǎng)個(gè)人和十個(gè)獲獎(jiǎng)團(tuán)體?即使光看物理學(xué),截至2016年,諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主共一百一十六位,咱們誰能馬上說出十位來?
因此,我們知道愛因斯坦,并非僅僅因?yàn)橹Z貝爾。
諾貝爾獎(jiǎng)獎(jiǎng)金愛因斯坦沒到手一分錢,獎(jiǎng)狀被他塞進(jìn)小匣子,從不示人。
認(rèn)真說,愛因斯坦獲得諾貝爾獎(jiǎng),并非諾貝爾給愛因斯坦面子。
是愛因斯坦給諾貝爾面子。
那么,是因?yàn)橄鄬?duì)論?
也不完全確。
相對(duì)論全球耳熟,都知道這廝非常非常非常厲害。
可是,什么是相對(duì)論,到底有幾個(gè)人能詳?
相對(duì)論,即物理學(xué)帶頭大哥。
亞里士多德物理學(xué)統(tǒng)治歐洲將近一千年,到16世紀(jì)意大利出了個(gè)欺師滅祖的伽利略。他第一次系統(tǒng)提出自由落體定律和慣性定律。而且,他還用自制折射望遠(yuǎn)鏡觀測天體,發(fā)現(xiàn)月亮表面崎嶇不平,親手繪制人類第一幅月面圖,并發(fā)現(xiàn)太陽黑子,力助哥白尼日心說擊敗托勒密地心說,順便推翻亞里士多德天體是以太組成的完美理想物體斷言,開創(chuàng)現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)物理學(xué)。
牛頓的三大力學(xué),均源自伽利略。
伽利略名著《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系對(duì)話》被老朋友、羅馬教皇烏爾邦八世勒令停售。1633年6月22日,七旬伽利略在羅馬圣瑪麗亞修女院被烏爾邦八世任命的十名樞機(jī)主教聯(lián)席判定違反《1616年禁令》和《圣經(jīng)》教義。他們下令羅馬帝國全面焚毀《對(duì)話》,終身監(jiān)禁伽利略,禁止會(huì)客,一直把他關(guān)到雙目失明。
青山遮不住,畢竟東流去。1979年,教皇約翰·保羅二世代表羅馬教廷為伽利略平反。為紀(jì)念伽利略折射式望遠(yuǎn)鏡發(fā)明四百周年,聯(lián)合國定2009年為國際天文年。
愛因斯坦說:伽利略的發(fā)現(xiàn)及其所用的科學(xué)推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一,而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端!
1642年,伽利略去世,同年,他的轉(zhuǎn)世靈童牛頓在英國出生,牛頓被公認(rèn)為英國最偉大的科學(xué)家,身兼物理學(xué)家、天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家等等,是近代力學(xué)開山祖師,提出著名的萬有引力定律和運(yùn)動(dòng)三定律,后者被譽(yù)為人類歷史上最偉大的十大科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一。
牛頓萬有引力定律公式是:
。
愛因斯坦的E=MC2出現(xiàn)之前,這是全人類最偉大的物理公式。
現(xiàn)在,人類學(xué)家認(rèn)為人類歷史有一百七十多萬年?墒,直到公元1500年,地球上大部分人的生活與之前的一千五百年相比差距并不大:日出而作,日落而息,除了自相殘殺就是混吃等死。然而,公元1500年之后的這六百年,人類的飲食、衣著、工作、藝術(shù)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、哲學(xué)等等產(chǎn)生了翻天覆地的變化,至今仍在進(jìn)行。
這場革命,幾乎完全歸功于科學(xué)。
揭竿而起發(fā)動(dòng)這場科學(xué)革命的圣斗士,就是牛頓。牛頓之前,歐洲是基督教神學(xué)天下。牛頓代表作《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》出版后轟動(dòng)歐洲,名列世界科學(xué)史十大著作,用最精確的數(shù)學(xué)術(shù)語重塑世界,其基本觀念是絕對(duì)空間和絕對(duì)時(shí)間:在絕對(duì)空間中,空間和時(shí)間都固定不動(dòng)。牛頓擔(dān)任英國皇家學(xué)會(huì)主席長達(dá)二十四年。當(dāng)時(shí)英國皇家學(xué)會(huì)是世界科學(xué)之巔,而該學(xué)會(huì)全體成員都畢恭畢敬傾聽牛頓每一句模糊不清的話,他不點(diǎn)頭,任何人不能當(dāng)選皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。牛頓六十二歲被安妮女王封為爵士,1727年3月20日去世,下葬日不落大不列顛及北愛爾蘭聯(lián)合王國名人封神榜西敏寺,墓志銘是讓人類歡呼如此偉人曾光臨塵世。
牛頓,就是上帝之下、人類之上的那個(gè)半人半神。
可是,愛因斯坦相對(duì)論出劍江湖,牛頓應(yīng)聲而倒。
那么,什么是相對(duì)論?
牛頓力學(xué)的絕對(duì)時(shí)間和絕對(duì)空間有很大問題,因?yàn)榻^對(duì)即不需依賴任何事物而獨(dú)立存在?扇绻鼈兣c任何事物都沒關(guān)系,那我們怎能知道時(shí)間和空間存在呢?這問題牛頓沒法回答,于是一把推給上帝,說絕對(duì)時(shí)間和絕對(duì)空間由上帝創(chuàng)造。這個(gè)論斷漏洞太大,所以批牛頓的人絡(luò)繹不絕。德國哲學(xué)家萊布尼茨批了一回,沒批倒。19世紀(jì)奧地利物理學(xué)家馬赫又批了一回,牛頓還是沒倒。相對(duì)論橫空出世之前,以絕對(duì)時(shí)間和絕對(duì)空間為金字招牌的牛頓力學(xué)經(jīng)兩百多年發(fā)展已臻完美,秒殺地球上所有物理問題,直到20世紀(jì)初,絕對(duì)時(shí)間和絕對(duì)空間在物理學(xué)界仍然是顛撲不破的金科玉律。
事實(shí)上,直到今天,相對(duì)論誕生已一百多年,世人皆知愛因斯坦,然而,除了自然科學(xué)家,一般人包括你我的思想,仍然屬于牛頓力學(xué)。因?yàn)椋宋锢韺W(xué)天空的兩朵小小的烏云,牛頓力學(xué)確實(shí)完美解釋了地球上所有的物理問題。
問題是,宇宙中并非只有地球。
地球?qū)儆谂nD。
宇宙,屬于愛因斯坦。
愛因斯坦對(duì)牛頓非常尊敬,1942年他應(yīng)邀為牛頓誕辰三百周年撰文道:只有把他的一生看成為永恒真理而斗爭的舞臺(tái)上的一幕,我們才能理解他。
評(píng)價(jià)不可謂不高。
因此,愛因斯坦發(fā)現(xiàn)相對(duì)論并非要跟牛頓過不去。
但是,相對(duì)論卻處處跟牛頓的萬有引力過不去。
愛因斯坦,是物理學(xué)家?guī)ь^大哥。
牛頓力學(xué)理論認(rèn)為時(shí)間與空間絕對(duì)不變,速度可以相加,星球之間依靠萬有引力互相吸引。
廣義相對(duì)論卻說:如果光速不變,則時(shí)間和距離必是變量。因此,時(shí)間和空間不是絕對(duì)的,時(shí)間和距離會(huì)因運(yùn)動(dòng)的速度而變化。在一艘以每秒二十六萬公里飛行的飛船上,一米的尺子會(huì)縮成半米;地球上過了一小時(shí),飛船上的鐘才走了五分鐘。
一石激起千層浪,廣義相對(duì)論打破了牛頓的絕對(duì)時(shí)間和絕對(duì)空間,也就從側(cè)面否定了上帝的存在。
廣義相對(duì)論是愛因斯坦天才鐵證。可以說,沒有愛因斯坦,今天人類也未必能發(fā)現(xiàn)它。即使沒有廣義相對(duì)論,也不妨礙火箭發(fā)射、衛(wèi)星上天和計(jì)算機(jī)出現(xiàn)。
廣義相對(duì)論是牛頓之后人類另一次時(shí)空觀大革命。愛因斯坦提出強(qiáng)大的引力場會(huì)讓時(shí)間變慢。地球的引力很小,因此在地球上我們無法感受到時(shí)間變慢,但如果您一頭扎進(jìn)黑洞到達(dá)黑洞視界,您就可以看見,在黑洞視界,時(shí)間停止了。而只有運(yùn)動(dòng)達(dá)到光速,時(shí)間才會(huì)停止。因此,廣義相對(duì)論的引力定律不再是力的定律,而是時(shí)空幾何結(jié)構(gòu),就是說,廣義相對(duì)論統(tǒng)一了幾何與物理,它用空間結(jié)構(gòu)的幾何性質(zhì)來描寫引力場。在這種空間幾何中,引力速度等于光速。
因此,人類的空間是四維時(shí)空,即長、寬、高,加上時(shí)間。
時(shí)間變成空間的一個(gè)維度。
廣義相對(duì)論一拳將牛頓力學(xué)一擊致命,因?yàn)樗迹喝f有引力根本就不是力!牛頓認(rèn)為太陽吸引地球,而地球吸引蘋果,最后蘋果掉下來砸到牛頓腦袋上。事實(shí)居然并非如此!無論地球還是蘋果,它們都不過是義無反顧地選擇了最近的路,而它們的路都是彎的。我們錯(cuò)誤地認(rèn)為它們受到萬有引力的影響,僅僅是因?yàn)槿魏挝矬w的存在都會(huì)導(dǎo)致自己周圍的空間彎曲,重量巨大的物體(如黑洞或星系)會(huì)使空間明顯彎曲。換句話說,如果我們這個(gè)空間什么東西都沒有,它就是平直空間,而它之所以是彎的,就是因?yàn)榇嬖诤诙春豌y河系這些物體。
舉個(gè)例子:我們把床單繃在長方形框架上,然后放上一個(gè)橙子,它會(huì)凹陷下去,之后我們再放一個(gè)小石子,根本不用我們推動(dòng),石子就會(huì)自動(dòng)滾向凹洞中的橙子。這并非因?yàn)槌茸佑腥f有引力吸引了石子,而是橙子的重量在床單上壓出的那個(gè)坑讓石子義無反顧地選擇最短的路順著坑壁滾了下去。
地球繞太陽旋轉(zhuǎn),蘋果落向牛頓的腦袋,同理。
物理是第一自然科學(xué),相對(duì)論是人類迄今為止最偉大的物理發(fā)現(xiàn),愛因斯坦是人類最偉大的物理學(xué)家。
然而,這還遠(yuǎn)非我們都知道愛因斯坦的全部原因。
愛因斯坦的偉大,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越相對(duì)論、物理、科學(xué)、人類的界限。
此話怎講?
相對(duì)論,既是物理,也是哲學(xué)。當(dāng)我們明白宇宙的一切都是相對(duì)的,我們就不再膜拜任何絕對(duì),比如絕對(duì)的上帝。愛因斯坦之前的物理學(xué)家,基本都信上帝。愛因斯坦之后的,基本都不信。
這并非偶然。
愛因斯坦向人類展示了如此浩瀚遼闊的宇宙,人類終于明白,其實(shí),地球只是宇宙的恒河一沙。
相對(duì)精神劍光所指,一切絕對(duì)轟然倒塌。
1927年,德國畫家薩爾在普林斯頓問一位街邊曬太陽的老人懂不懂相對(duì)論,老人說不懂。薩爾追問,那您為什么如此熱愛愛因斯坦?
老人回答:當(dāng)我想到愛因斯坦,我就感覺自己不再孤苦伶仃。
這才是我們?yōu)楹稳绱藷釔蹛垡蛩固埂?/p>
他讓我們這些渺小的人不再孤獨(dú)。
愛因斯坦物理學(xué)的偉大,在于相對(duì)論超越了牛頓的萬有引力。
愛因斯坦的偉大,在于他代表了人類對(duì)美好生命的追求。
電影《少年愛因斯坦》中,老師在課堂上說,如果上帝創(chuàng)造了萬物,那么他也創(chuàng)造了邪惡,而創(chuàng)造了邪惡的上帝,當(dāng)然也是邪惡的。這時(shí),一頭卷發(fā)的愛因斯坦舉手提問:老師,世界上存在寒冷嗎?老師說當(dāng)然存在,難道你沒挨過凍嗎?愛因斯坦說:不,老師,根據(jù)物理定律,世界上并沒有寒冷。我們所謂的寒冷,其實(shí)只是缺少熱量。然后愛因斯坦又問:老師,世界上存在黑暗嗎?老師說:當(dāng)然存在。愛因斯坦說:不,老師,黑暗也不存在。我們所謂的黑暗,其實(shí)只是缺少光。我們無法測量黑暗,但是我們可以測量光。
小愛因斯坦最后的結(jié)論是:老師,邪惡就像黑暗和寒冷一樣,其實(shí)并不存在。我們所謂的邪惡,其實(shí)只是缺少愛。
這才是愛因斯坦的偉大。
相對(duì)論,讓人類的目光從地球投向宇宙。
如果沒有愛,人類不會(huì)存在。
也根本就不應(yīng)當(dāng)存在!
其實(shí),科學(xué)像時(shí)間和空間一樣,永遠(yuǎn)都是相對(duì)的,F(xiàn)在的科學(xué)真理,過幾十年也許變成笑話。把歷史拉得足夠長來看,幾乎可以說所有的科學(xué)真理都是錯(cuò)誤的,任何偉大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)都會(huì)過時(shí),任何偉大的科學(xué)家都會(huì)被后人超越。愛因斯坦對(duì)統(tǒng)一場的漫長研究和對(duì)量子論的頑固否定,證明他遠(yuǎn)非事事正確。
總有一天,愛因斯坦也會(huì)在科學(xué)上被超越,就像他超越牛頓。
然而,我不相信人類歷史上還會(huì)再出現(xiàn)在人格上超越愛因斯坦的物理學(xué)家。從理論上講,世界上沒有任何在科學(xué)成就上不可超越的人,但實(shí)際上說,人格上永遠(yuǎn)無法超越的人是存在的。世上并無不千年不倒的科學(xué),但確實(shí)有千年不倒的人,例如莊子、例如甘地、例如華盛頓、例如托爾斯泰、例如舒和兄妹、例如曼德拉。
例如愛因斯坦。
我們真的無法超越愛因斯坦。他不僅是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的榜樣,他也是人類一切美好事物的榜樣保持思想獨(dú)立的榜樣、放飛想象力的榜樣、永不盲從的榜樣、堅(jiān)持不懈的榜樣、愛好和平的榜樣、永不向暴力和權(quán)勢低頭的榜樣、追求世界大同和世界公民理想的榜樣。翻開愛因斯坦這部無與倫比的巨著,我經(jīng)常在字里行間看到那個(gè)提出原子論的古希臘先哲德謨克利特。
他為了更好地認(rèn)識(shí)宇宙而刺瞎了自己的雙眼。
愛因斯坦反暴政,反種族主義,反原子彈,絕不原諒德國知識(shí)分子助紂為虐。呼吁成立全球政府,在在都是人類難以超越的高峰。
人類要再出現(xiàn)一個(gè)愛因斯坦,可能要等幾百年。
或者永遠(yuǎn)。
牛頓的偉大,在于他解釋了地球上的物理問題。
愛因斯坦偉大,在于他解釋了宇宙中的物理問題。
問題是,地球會(huì)永遠(yuǎn)存在下去嗎?
按照2017年的天體物理學(xué)計(jì)算,太陽五十億年之后就要熄滅,而在熄滅之前很久很久,因?yàn)樘枩囟认陆,地球進(jìn)入冰川期,人類早就滅絕了。
好吧,五十億年還很遙遠(yuǎn),到那時(shí)咱們那些聰明的子孫早就找到出路了。
可是,這只是天體物理學(xué)家的計(jì)算結(jié)果。他們計(jì)算時(shí)沒考慮人類這個(gè)變量。
人類,有可能導(dǎo)致人類提前滅絕。人口過剩、疾病、核戰(zhàn)爭、饑荒、水資源短缺、人工智能、全球變暖……每個(gè)都可能讓人類提前滅絕。
2017年6月20日,癱在輪椅上無法動(dòng)彈的霍金、愛因斯坦之后最偉大的物理學(xué)家,在挪威特隆赫姆的斯塔爾慕斯節(jié)上痛批美國總統(tǒng)特朗普否認(rèn)全球變暖。他預(yù)言,人類如果在兩百到五百年之內(nèi)無法向太空移民,就將滅絕!
霍金是認(rèn)真的。他本人已報(bào)名英國維珍集團(tuán)太空計(jì)劃,準(zhǔn)備進(jìn)入太空。
好吧,滅絕就滅絕。
我們每個(gè)人死亡,就是我們作為個(gè)體的滅絕。
人類滅絕,不過是人類這個(gè)生物物種的滅絕。
如果人類拒絕找到和平共處的道路,堅(jiān)持因?yàn)橐庾R(shí)形態(tài)而互相殘殺或共同毀滅,那么,我們的滅絕就是咎由自取,既不能怪其它生物,更怪不到上帝。
不過,滅絕,并不等于就是滅絕。
因此,人類肉體滅絕,并不等于人類滅絕。
就算未來太陽熄滅,人類種群滅絕,愛因斯坦的精神仍然長存宇宙。
因?yàn),我們的宇宙,就是他的紀(jì)念碑!
所以,即使人類滅絕,我們也并沒有什么遺憾。
人類帶來了愛因斯坦這樣充滿愛的偉大天才。
人類雖然滅絕,卻并沒有白來宇宙這一趟。
這才是我們?yōu)槭裁炊贾缾垡蛩固埂?/p>
以及我們?yōu)槭裁磻?yīng)當(dāng)重溫愛因斯坦。
2017年7月6日.四稿寫于維也納