愛因斯坦傳(41)_學達書庫

四一

　　少年時代的獨自沉思又一次出現。不過，現在愛因斯坦是在面對浩瀚的星空發問：根據廣義相對論，宇宙應該是什麼樣的呢？

　　宇宙是什麼樣的？在人類居住的大地之外是什麼？有什麼？這些問題和人類的歷史一樣古老。從漫無稽考的遠古時代起，人們就在思索這些問題。那美麗莊嚴的星空，那點不清數不盡的閃爍著的星星，蘊藏著多少誘人的奧秘！多少年來，宇宙是神話故事的大花園，是宗教迷信的好居所。詩人謳歌宇宙、哲學家玄談宇宙，他們描繪了形形色色的宇宙。從牛郎織女鵲橋相會的神話宇宙，到天堂地獄、上帝造人的宗教宇宙，各式各樣，應有盡有。然而，最有權利討論宇宙的，是研究宇宙的人，是那些徹夜不眠、把望遠鏡指向茫茫太空的天文學家，是那些在實驗桌旁，在伏案計算中度過日日夜夜的物理學家。

　　愛因斯坦分析了無限宇宙模型的困難，根據廣義相對論空時彎曲的概念，提出了自己的宇宙模型。他的論文出現在1917年的《普魯士科學院會議報告》上，論文的題目是《根據廣義相對論對宇宙所作的考查》。在這篇論文中，愛因斯坦提出了一個有限無邊的靜態宇宙模型。

　　「宇宙有限」這幾個字漸漸地傳到了牧師、神父和拉比們的耳朵裡。他們的耳朵豎起來了，而且豎得很長。

　　「什麼？宇宙有限？嗯——好極了！」他們滿意地笑了。

　　羅馬教庭學院的天主教哲學家發表了長篇大論，對於愛因斯坦大加恭維。仿佛有限宇宙之外就必有一個天堂，這樣，他們的上帝就有適當的住處了。

　　關於這一類上帝在人世間的代言人，有什麼話好說的呢？他們曾經把布魯諾活活燒死，把伽利略關進監獄，只是因為他們宣傳科學的真理——哥白尼的日心地動說。而當哥白尼的學說經過艱苦鬥爭，獲得勝利之後，這些神學家們卻又搖身一變，說什麼哥白尼的學說並不和《聖經》矛盾，反而給上帝開天闢地、創造日月星辰提供了科學根據。對於宗教界這些荒謬的說法，愛因斯坦從來都抱著一種冷漠的態度。

　　在一次訪問英國的宴會上，愛因斯坦的鄰座是坎特伯雷大主教。這位大主教擺出一副對相對論頗感興趣的樣子，恭敬地向愛因斯坦求教，希望能從相對論中找到一些對於上帝有益的根據。他呷了一口香檳酒，親切地對愛因斯坦說：「有許多人對我說，愛因斯坦會改變我們的宗教道德觀念呢！教授，關於這個問題，你有什麼看法呢？」

　　「別信他們。相對論討論的純粹是科學問題。與宗教毫無關係。」愛因斯坦也呷了一口香檳酒，微笑地回答說。

　　想從相對論中尋求神秘啟示的時髦人物形形色色，他們都在愛因斯坦的身邊嗡嗡營營，似乎在為他、為相對論唱讚歌。但是一有機會，他們又像蚊子一樣，吸他的血，去養肥他們自己。

　　每一個偉大人物的身邊總有一些這樣的蚊子，從古至今，皆是如此。

　　對唯心主義的恭維，愛因斯坦是無動於衷的，因為在他身上，自然科學家的自發的唯物主義始終是主流。遺憾的是，有些唯物主義陣營裡的人，不斷地攻擊愛因斯坦「唯心主義」。特別是在宇宙有限這個問題上。但是說來也怪，他們提的問題和神學家同樣淺薄：「在有限宇宙之外是什麼？」

　　他們給出的答案也和神學家一樣武斷：「上帝。」

　　這些唯物主義者給宇宙有限論貼上了一條標簽——「唯心主義」。誰說宇宙有限，誰就犯下了唯心主義的彌天大罪。也許，他們太性急了，還沒有弄懂愛因斯坦的宇宙有限論是什麼意思，就根據現成的公式：「宇宙無限＝唯物主義」，「宇宙有限＝唯心主義」，趕緊提筆上陣，對宇宙有限論展開了批判。

　　其實，他們都沒有弄清什麼叫宇宙有限。愛因斯坦的宇宙模型有三個重要的概念。

　　第一個概念是「靜態」。愛因斯坦提出了一個所謂的「宇宙學原理」。這個原理是說：宇宙間的物質均勻分佈，從宇宙的隨便什麼地方觀看宇宙，所看到的宇宙圖像都是相同的，就像站在球面上觀看球面，不論站在哪一點，看到的球面都是一個模樣。對於這個宇宙學原理，讀者很可能反對：「宇宙間的物質分佈怎麼能說是均勻的呢？譬如在太陽系中，99．86％的質量集中在太陽上，這均勻嗎？還有，在地球上看月亮和在月亮上看地球，難道一樣嗎？」

　　親愛的讀者，你這是從小處著眼了。宇宙學是從大處著眼，研究整個宇宙結構的，它所使用的宇觀尺度比太陽系大得多。小範圍裡的不均勻，並不妨礙大範圍裡的均勻。譬如地球表面，有的地方是崇山峻嶺，有的地方是平野千里，各個地點的海拔高度是不均勻的。但是如果在人造地球衛星上遠遠地觀看地球的整體結構，那麼各地海拔高度的差異就微乎其微了，地球就是一個相當均勻的球，（嚴格地說，應該是橢球）。愛因斯坦的靜態宇宙模型進一步假定：宇宙空間中的物質不但是均勻分佈的，而且還是靜止不動的。讀者可能又要反對說：「月亮繞著地球轉動，地球繞著太陽轉動，宇宙間的一切物質都在運動，怎麼能說是靜止的呢？」

　　這時，你又從太陽系的小範圍來考慮了。用太陽系的小尺度衡量是運動的，用宇觀的大尺度衡量就是靜止的了。就像站在海邊觀看大海，以米作為衡量的尺度，那麼海水是大浪滔滔，作著激烈的運動。但是如果在人造地球衛星上觀看大海，以公里或更大的距離作為衡量的尺度，那麼海水就平靜如鏡，就是靜止的了。總之，愛因斯坦認為，宇宙的總的圖像就像從衛星上觀看地球一樣，大體上是均勻、靜止不動的。你看，那些恒星不是像寶石一般鑲嵌在深邃的夜空中，彼此之間的位置不是幾乎從不變動嗎？

　　第二個概念是「有限」。

　　對這個概念的反對意見最為激烈：「難道說我們的宇宙四周圍著巨牆，牆上寫著一行巨字：『呔！宇宙有限，牆外天國，人類止步！』嗎？」

　　對待這些意見，愛因斯坦的宇宙模型中還有第三個概念呢。這第三個概念就是「無邊」。愛因斯坦的宇宙雖然有限，卻又是無邊的。圓圓渾渾，沒有邊界，所以也就沒有什麼邊界內外之分。和無限宇宙一樣，有限宇宙也是可以沒有「之外」的。無限宇宙排除了天國和上帝之類的東西，有限宇宙也不給它們容身之地。

　　愛因斯坦的靜態、有限、無邊的宇宙模型和牛頓式的無限宇宙模型一樣，都是人類認識宇宙過程中的重要里程碑。它們都是把一定數量的觀測事實作了某種外推之後得到的。結論雖然可能有錯誤，研究的態度和方法卻是科學的。

　　事實上，愛因斯坦提出他的宇宙模型之後過了12年，天文學上有了一次重大的突破——美國天文學家哈勃發現，所有的星系，彼此之間的距離都在不斷地增大。恒星不「恒」，我們看不到它們的分離運動，因為距離我們太遠了。宇宙就像一個受熱的肥皂泡，它在不停地膨脹。星系就像肥皂泡上的各個點，它們彼此之間的距離也在不停地增大。宇宙不是靜止的，宇宙在膨脹！哈勃利用大口徑望遠鏡作出這個重要發現後，愛因斯坦這位公認的最偉大的物理學家，非常坦然地承認自己的宇宙模型是錯誤的。為什麼不承認呢？難道最偉大的物理學家就不犯錯誤了嗎？為了從廣義相對論中解出他的靜態、有限、無邊的宇宙模型，愛因斯坦甚至修改了自己心愛的引力場方程，在方程中增加了具有斥力性質的一項，叫做宇宙項。有人把引入宇宙項這件事，稱為愛因斯坦平生所犯的最大錯誤。

　　愛因斯坦犯了一個大錯誤，提出了一個錯誤的宇宙模型，後果卻是誕生了一門新的科學——現代宇宙學。奇怪嗎？不，歷史上有不少這樣的事情。哥白尼的日心地動說揭開了近代天文學的序幕，但是他的不朽巨著《天體運行論》中說行星（包括地球）繞著太陽作圓周運動，是不對的。行星運動的軌道應該是橢圓的。

　　研究宇宙的整體結構，以前沒有適當的理論指導，從愛因斯坦開始，才有了強有力的理論做指導，那就是廣義相對論。隨著觀測手段的不斷發展和完善，更促使現代宇宙學蓬勃發展起來。在愛因斯坦提出自己的宇宙模型之後，又有別的學者提出了其他的宇宙學理論：從宇宙膨脹論到大爆炸宇宙論，從等級式宇宙論到物質反物質宇宙論，名目繁多，立論各異，眾說紛紜，爭論激烈。一門科學產生出各種各樣的假設和理論，引起了激烈的爭論，不正說明它有光輝燦爛的發展前途嗎？

　　從遙遠的文明開端算起，人類研究宇宙的渴望終於在愛因斯坦這兒找到了一個新的科學起點。

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