愛因斯坦、貝索和馬赫的“三人戲劇”

阿曼達(dá)·格夫特

在愛因斯坦和貝索第一次見面時，愛因斯坦還不是我們熟知的那個世界聞名的“愛因斯坦”。他還只是阿爾伯特·愛因斯坦，一個大約17歲的少年，有著屬于他那個年齡的煩惱，小提琴拉得很棒。米歇爾·貝索年齡大一些，23歲，他們志趣相投。米歇爾·貝索在意大利東北部港口城市里雅斯特長大，那時的他已經(jīng)開始顯示出令人印象深刻的數(shù)學(xué)天賦，但是由于不聽話，被就讀的高中開除了，只好到羅馬投靠他的叔叔。因此，他與愛因斯坦有了交集。愛因斯坦當(dāng)時在瑞士理工學(xué)院讀書，他的教授十分憎惡他在智力上表現(xiàn)出的傲慢自大，為了泄憤故意刁難他，不讓他進(jìn)入圖書館。

他們第一次見面是在瑞士北部城市蘇黎世。那是1896年一個星期六的晚上，他們來到塞琳娜·卡普羅蒂位于湖邊的住所，參加她舉辦的一個音樂派對。當(dāng)時的愛因斯坦英俊瀟灑，一頭黑發(fā)，留著小胡子，還有一雙充滿深情的棕色眼睛，屬于看起來很酷的那一類。貝索則個頭矮小，給人一種拘謹(jǐn)而率直的感覺，頭上頂著一堆濃密的黑發(fā)，下巴上留著大把黑色胡須，像是一位神經(jīng)兮兮的神秘主義者。他們愉快地聊天，愛因斯坦得知貝索在電機(jī)廠工作，貝索得知愛因斯坦正在研究物理學(xué)。他們迅速成了朋友——最好的朋友，真的。他們一口氣談了幾小時。也許從那時起，他們就意識到彼此某些內(nèi)在的東西很相似：他們都想找出事情的真相。

后來，貝索成為愛因斯坦全方位的密友，無論有什么事情，愛因斯坦都會先征求貝索的意見。正如愛因斯坦所說，貝索是“全歐洲最好的回音壁”。貝索會提出正確的問題，從而激發(fā)愛因斯坦找到正確的答案。有時，他會做更多的事情——變身為一個合作者，提出建議，做些計(jì)算。在其他時候，他則是一個完美的傻瓜，愛因斯坦稱他為呆子。有一次，貝索被指派去檢查一些在米蘭郊區(qū)新安裝的輸電線，但是他錯過了火車，第二天又把這件工作給忘了。第三天他終于到達(dá)了目的地，卻完全想不起來被派到那里做什么了。于是，他給他的老板發(fā)了一張明信片：“請打電報(bào)，指示我要做什么工作?！?/p>

盡管貝索給人的印象是似乎永遠(yuǎn)也不知道自己在做什么，但這并不是因?yàn)樗粔蚵斆??！柏愃鞯膫ゴ罅α吭谟谒闹腔郏睈垡蛩固箤懙?，“他的智慧是非凡的，就潛藏在他對自己的道德義務(wù)和職業(yè)義務(wù)的無盡奉獻(xiàn)中。他的弱點(diǎn)是決策精神不足。這就是他一生取得的成就與他卓越的才能以及他那非凡的科學(xué)和技術(shù)知識不匹配的原因?！?/p>

貝索同時也扮演著愛因斯坦良師益友的角色，敦促愛因斯坦與未來的妻子米列娃一起攻堅(jiān)克難，或者在兒子面前做一個更好的父親。在米列娃生病時，貝索幫忙照顧他們的兒子。“其他任何人都不能跟我如此之親近，沒有人如此了解我?！?愛因斯坦在1918年寫道。

在貝索身上，還有一些不可思議的事情。在隨后的幾年，他總是在恰當(dāng)?shù)臅r刻出現(xiàn)，扮演著完美救世主的角色，直率地提出建議，刺激愛因斯坦，把愛因斯坦推向正確的道路，就好像他計(jì)劃好了一樣。“我看著我的朋友愛因斯坦與偉大的未知世界做斗爭，”貝索后來寫道，“看著他做著大量的工作，承受著巨大的折磨，這一切我都是見證人——一個矮小的見證人。但我這個矮小的證人被賦予了超人的洞察力?！?/p>

作為體現(xiàn)他們友情的第一個行動，貝索遞給愛因斯坦兩本書，并且堅(jiān)持要愛因斯坦讀一下。這兩本書都是恩斯特·馬赫的作品。恩斯特·馬赫是這出“三人戲劇”中最后一位出場的演員。

馬赫是一位物理學(xué)家，也是一位生理學(xué)家，同時還是一位哲學(xué)家。他認(rèn)為，心靈和物質(zhì)是由相同的基本成分構(gòu)成的;自我就等同于一個幻覺，心智和物質(zhì)是由某些中立的東西構(gòu)成的，這種東西在一種結(jié)構(gòu)中表現(xiàn)為實(shí)體物質(zhì)，在另一種結(jié)構(gòu)中表現(xiàn)為非物質(zhì)的精神活動。

1902年，失業(yè)的愛因斯坦在報(bào)紙上刊登了一則廣告，以每小時3法郎的價格提供物理課輔導(dǎo)，一位名叫莫里斯·索洛維林的哲學(xué)學(xué)生出現(xiàn)在了他的門口。他們開始談?wù)撐锢韺W(xué)和哲學(xué)，而且根本就停不下來;至于輔導(dǎo)的事情，早就被他們拋到了九霄云外。很快，一位學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的學(xué)生康拉德·哈比希特也加入其中，三位年輕人形成了一個類似讀書俱樂部的組織。他們閱讀哲學(xué)和文學(xué)作品，并加以討論，有時甚至為一個問題討論一個通宵;他們抽著煙，吃著廉價的食品，還越說越激動，以至于吵醒了鄰居。他們一周總有幾個晚上要見面。為了嘲弄古板乏味的學(xué)術(shù)界，他

們稱自己為奧林匹亞學(xué)院。

貝索在里雅斯特?fù)?dān)任工程顧問，但是，只要有機(jī)會他都會來，作為愛因斯坦最親密的朋友，他成為學(xué)院的榮譽(yù)成員。在貝索的影響下，奧林匹亞學(xué)院的人也閱讀并討論了馬赫。最終，愛因斯坦在伯爾尼的專利局找到了一份工作。1904年，他在同一個辦公室為貝索謀到一份工作，如此一來，他們就可以并肩作戰(zhàn)了。奧林匹亞學(xué)院閱讀了《堂吉訶德》，這引起了愛因斯坦的共鳴。后來，當(dāng)愛因斯坦的妹妹馬婭生命垂危時，愛因斯坦也給她讀了這本書。

至于奧林匹亞學(xué)院的男孩們，誰又能說清，那時的他們是否注意到了，如果把愛因斯坦比作堂吉訶德，貝索則在慢慢變成桑丘·潘沙。當(dāng)索洛維林和哈比希特離開時，只剩下愛因斯坦和貝索，他們會從專利局一起走回家，邊走邊討論空間和時間的本質(zhì)，還有一如既往的話題——馬赫。

馬赫將物質(zhì)與心靈統(tǒng)一起來的理論要求這個世界上的任何一點(diǎn)都是相對的，不得存在任何例外。但是，在他設(shè)想的這條路上有一個頑固的障礙：根據(jù)物理學(xué)原理，所有的運(yùn)動都得相對于絕對空間才能被定義，但是絕對空間是不能相對于任何東西被定義的。絕對空間就存在于那時，它是自我定義的，就像是現(xiàn)實(shí)的最基礎(chǔ)的水平——它不會有任何移動。馬赫知道這個障礙的存在，并為此耿耿于懷。他批評牛頓的絕對空間概念——就是只把空間作為其本身來看待的概念——

是個“概念上的怪物”。該如何解決這個問題呢？

根本就不存在這樣一個將所有觀察者都囊括在內(nèi)的“現(xiàn)在”。時間是相對的，空間也是相對的。

多年來，這個障礙一直困擾著愛因斯坦，所有試圖從觀察者的角度確定觀察者相對于絕對空間是否靜止的實(shí)驗(yàn)都無一例外地失敗了。對他能夠想到的每一個實(shí)驗(yàn)，大自然似乎都有一個絕妙的應(yīng)對技巧來掩蓋任何絕對運(yùn)動的證據(jù)。這絕對是一個徹底的陰謀。因此，人們可能都會像愛因斯坦那樣，懷疑絕對空間是根本不存在的。

在馬赫的引領(lǐng)下，愛因斯坦試圖確定運(yùn)動并不是通過參考絕對空間來定義的，而是相對于其他運(yùn)動。不幸的是，物理學(xué)法則似乎提出了另一番建議。尤其是電磁學(xué)法則，堅(jiān)持認(rèn)為不管觀察者取何參照系，光都必須以每秒30萬千米的速度傳播。但是，如果所有的運(yùn)動都是相對的，那么光的運(yùn)動也必須是相對的：在一個參考系中以每秒300萬千米的速度傳播，而在另一個參照系中以另一個速度傳播——這公然違反了電磁學(xué)法則。

因此，愛因斯坦去拜訪貝索?！敖裉煳襾淼竭@里，是與你并肩作戰(zhàn)，共同對付這個問題的。”一到貝索家，愛因斯坦就向貝索大聲宣布。

他們從每一個角度討論了可能的情況。就在愛因斯坦已經(jīng)準(zhǔn)備放棄時，他們又苦心研究了一番。

第二天，愛因斯坦又回來了?！爸x謝，”他說，“我已經(jīng)完全解決了這個問題。”在5個星期內(nèi)，他的狹義相對論完成了。

在那次意義重大的對話中，貝索說了什么有魔力的話？他似乎提醒了愛因斯坦，馬赫的中心思想是測量一直是一種關(guān)系。

愛因斯坦和貝索討論了這樣一個問題：為了測量時間，我們會拿哪兩個量來進(jìn)行比較。愛因斯坦意識到，在時間發(fā)揮作用的前提下，我們所有的判斷都是以同時發(fā)生的事件為前提的判斷。例如，如果我說“火車7點(diǎn)到達(dá)這里”，我的意思是我的手表的時針指向7點(diǎn)和火車的到來是同時發(fā)生的事件。

但是人們是怎么知道兩個事件是同時發(fā)生的呢？也許你靜止站著，看到兩盞遙遠(yuǎn)的燈在同一時刻亮起。它們是同時發(fā)生的。但是如果你一直在移動，又會怎樣呢？如果你正好向著A燈的方向移動，而遠(yuǎn)離B燈，那么你會看到A燈先亮，因?yàn)锽燈發(fā)出的光要花更長的時間才能到達(dá)你的眼睛。

同時性不是絕對的。根本就不存在這樣一個將所有觀察者都囊括在內(nèi)的“現(xiàn)在”。時間是相對的，空間也是相對的。

隨后，愛因斯坦?jié)u漸明白了這一切：所有觀察者，不管他們自身的運(yùn)動狀態(tài)如何，都可以看到光線以每秒30萬千米的速度傳播，這是完全可能的。光的速度是在一個給定時間內(nèi)對光穿過的距離的度量。但是，時間是會根據(jù)你的運(yùn)動狀態(tài)而改變的。因此，即使你相對于光線移動，時間本身也會減慢到足夠長，從而使你測量到的光線的速度正好是麥克斯韋方程要求的光線的速度。

愛因斯坦在1905年發(fā)表的論文《論正在移動的物體的電動力學(xué)》中向世界介紹了相對論。根據(jù)這一理論，時間和空間是可以隨著觀察者的相對運(yùn)動減慢或拉伸的。這篇論文沒有提到任何參考文獻(xiàn)，是以這樣的一段話來結(jié)尾的：“最后我想說，在我致力解決本文處理的問題的過程中，我得到了我的朋友和同事貝索的忠誠協(xié)助，對于他給我的若干寶貴建議，我十分感激?！?/p>

愛因斯坦很自豪地把他的大作寄給了馬赫。當(dāng)馬赫給他回信，表示同意他的觀點(diǎn)時，愛因斯坦幸福得幾乎暈了過去?！澳押玫幕匦牛o了我巨大的快樂，”愛因斯坦回復(fù)說，“我很高興您對相對論感到滿意……再次感謝您友好的來信，我仍然是您的學(xué)生。阿爾伯特·愛因斯坦?！?/p>

但是，要看透馬赫的遠(yuǎn)見，愛因斯坦還有很長的路要走。問題是，狹義相對論只能用于觀察者以恒定速度移動的運(yùn)動。而對于加速運(yùn)動的觀察者——那些正在改變速度或旋轉(zhuǎn)速度的觀察者——問題更為棘手。在狹義相對論中，你無法將伴隨加速度產(chǎn)生的力歸因于相對運(yùn)動。絕對空間還在茍延殘喘。

1907年，愛因斯坦取得了突破，這是他生命中最幸福的時刻。后來他說：“在小空間區(qū)域，觀察者將無法判斷在引力場中他是在加速還是保持靜止?！边@表明，有可能一勞永逸地消除加速的絕對性以及絕對空間。正如馬赫所想，引力似乎是使所有運(yùn)動具有相對性的神秘要素。這從本質(zhì)上給了引力一個全新的意義：加速觀察者通過時空的軌跡是一條曲線。因此，如果加速度等于引力，那么引力就是時空的曲率。此時，距離愛因斯坦將他的廣義相對論全面完善還有一段時間，但是愛因斯坦已經(jīng)知道自己正在正確的軌道上前進(jìn)。

愛因斯坦抑制不住興奮，給馬赫寫了一封信，告訴他自己取得的進(jìn)步，以及最新發(fā)表的論文。一個新的引力理論正在起步中，他說，一旦他能證明該理論是正確的，“你對力學(xué)基礎(chǔ)具有創(chuàng)見的研究將得到精彩的確證”。換句話說，愛因斯坦做到了馬赫想要做到的事情。他在1915年發(fā)表了他的廣義相對論，第二年，馬赫就去世了。

愛因斯坦寫了一篇長長的、令人動容的訃告，高度贊揚(yáng)了馬赫對科學(xué)的先見之明，其中心點(diǎn)，是“物理學(xué)和心理學(xué)應(yīng)該彼此分開，但不是根據(jù)它們的研究對象劃分，而是根據(jù)它們之間關(guān)聯(lián)與排序的方式劃分”。愛因斯坦認(rèn)為馬赫已經(jīng)接近于得出相對論，他以欽佩的語氣寫道，馬赫“以直接和間接的方式，給了我很多幫助”。

這是愛因斯坦和馬赫之間親密關(guān)系的頂點(diǎn)。愛因斯坦最終會否定他這位導(dǎo)師的純粹相對主義， 甚至和他的“桑丘”（貝索）決裂。裂痕始于一個最不可能發(fā)生的事件：馬赫的身后話。

這對愛因斯坦來說肯定是一種令人不安的感覺——眼睜睜地看著自己的理論氣勢高漲而來，又遠(yuǎn)離自己而去，去證明的恰恰是自己反對的東西。

1921年，馬赫的《物理光學(xué)原理》一書出版，書中包含了馬赫于愛因斯坦將其發(fā)表的關(guān)于廣義相對論的論文寄給他之后不久（1913年左右）寫的一篇序言。

“我感到時間緊迫，這可能是我最后的機(jī)會了，我要取消原來對相對論的看法?！瘪R赫寫道，“我從送給我的那些出版物和信函中收集到的信息使我意識到，我正在逐漸被認(rèn)為是相對論的先行者。我必須肯定地拒絕?！?/p>

馬赫很可能看到了愛因斯坦后來才會妥協(xié)接受的現(xiàn)實(shí)——廣義相對論沒有達(dá)到它的名字的高度。廣義相對論是一個前所未有的知識壯舉，但它并沒有如馬赫夢想的那樣使一切都關(guān)聯(lián)起來。在廣義相對論的最終版本中，似乎可以使所有運(yùn)動都具有相對性，加速度和萬有引力之間的等價性被證明只適用于無窮小的空間區(qū)域。如果將局部區(qū)域拼接成一個大宇宙，在這些局部區(qū)域的邊緣就會產(chǎn)生錯位（就像給一個球體鋪上平瓷磚，平瓷磚的邊緣會產(chǎn)生錯位一樣）。這種錯位揭示了時空的曲率。這是一個普天之下皆存在的幾何問題，不是僅僅通過改變視角就能解決的。每個局部的區(qū)域都是一個自相一致的相對世界，是巨大的四維冰山上永遠(yuǎn)隱藏在視線之外的一個小尖端而已，而且絕對不是相對的。

這對愛因斯坦來說肯定是一種令人不安的感覺——眼睜睜地看著自己的理論氣勢高漲而來，又遠(yuǎn)離自己而去，去證明的恰恰是自己反對的東西。問題是，根據(jù)該理論，時空幾何不完全是由物質(zhì)在宇宙中的分布決定的，所以，即使你移走其中一切可觀察的事物，還是會有一些額外的東西依然存在——就時空本身而言，動態(tài)依然是絕對的。它在現(xiàn)實(shí)世界和心靈之間創(chuàng)造了一個不可逾越的界線，在其現(xiàn)實(shí)主義的立場上，又加入了一種純粹的信仰，甚至是神秘主義——一個信仰四維基礎(chǔ)的信念。這個四維基礎(chǔ)就像一張紙，現(xiàn)實(shí)在這張紙上被繪制出來，雖然這張紙本身是不可見的。

愛因斯坦在1915年發(fā)表了廣義相對論后，又花了幾年時間繼續(xù)推動馬赫的觀點(diǎn)，完全否認(rèn)自己的理論與馬赫的觀點(diǎn)是相抵觸的。他不遺余力地試圖將自己的理論打造成馬赫哲學(xué)的樣子。他增加了一個宇宙常數(shù)，使宇宙有限且無邊無際，但是這個宇宙常數(shù)并不合適。“所有同事都認(rèn)為沒必要堅(jiān)持馬赫原理，”他說，“但我覺得絕對有必要?！?/p>

所以，當(dāng)愛因斯坦第一次閱讀馬赫的序言時一定被刺痛了。在馬赫的序言發(fā)表后不久，1922年，愛因斯坦在巴黎發(fā)表的一篇演講中說，馬赫是“一個很好的力學(xué)家”，也是一個“可悲的哲學(xué)家”。他不再聲稱他的理論是馬赫相對主義的一種。到了1931年，他完全拋棄了馬赫的觀點(diǎn)?！拔覀儽仨殘?jiān)信，這個世界上，存在一個獨(dú)立于感知主體的外部世界，這是所有自然科學(xué)的基礎(chǔ)。”他寫道。當(dāng)被問及他是如何相信超越我們感官體驗(yàn)的東西存在時，他回答道：“我不能證明我的觀念是正確的，但這是我的信仰?！痹谒ナ狼耙荒辏?954年，他說：“我們不應(yīng)該再談?wù)擇R赫原理了?！?/p>

馬赫一直都不知道，也不可能知道的是，他真正的信徒從來就不是愛因斯坦，而是貝索。

貝索準(zhǔn)確地看到了愛因斯坦在哪里偏離了馬赫原理，而這將很快導(dǎo)致愛因斯坦誤入歧途。那就是在量子力學(xué)領(lǐng)域。

當(dāng)愛因斯坦全力以赴地應(yīng)對馬赫對相對論的拒絕時，物理學(xué)界已經(jīng)被量子理論震動。愛因斯坦幫助物理學(xué)界發(fā)動了一場革命，現(xiàn)在他卻拒絕加入這場新的革命。當(dāng)愛因斯坦與絕對時空——一個絕對的現(xiàn)實(shí)——言歸于好時，量子力學(xué)正在使這個世界表現(xiàn)得更具相對性。量子理論提出，測量結(jié)果只能由給定的實(shí)驗(yàn)來定義，例如，電子相對于一個測量裝置可以是波，相對于另一個測量裝置卻是粒子——盡管其本身兩者都不是，而且什么都不是。用尼爾斯·玻爾的話來說，這個理論的目的是“盡可能地追蹤我們的體驗(yàn)在多個方面之間的聯(lián)系”，但僅僅是這種聯(lián)系而已。換句話說，量子理論在愛因斯坦舍棄的那個節(jié)點(diǎn)上又重拾了馬赫的程序。這一點(diǎn)，玻爾和貝索很快都會著重加以強(qiáng)調(diào)。

在愛因斯坦抱怨一個同事的工作時，他對貝索開玩笑說：“他騎著馬赫那匹可憐的馬，那馬快累死了?！必愃骰卮鹫f：“關(guān)于馬赫的小馬，我們不應(yīng)該侮辱它。正是有了它，才使得我們能夠穿越這趟關(guān)于相對性的地獄之旅。而且，誰知道呢，在考慮到討厭的量子的情況下，它也許可以馱著堂吉訶德平安度過呢！”

“我沒有咒罵馬赫的小馬，”愛因斯坦回答說，“但是你知道我對它的想法。它不可能產(chǎn)生出任何有生命的東西。”

事實(shí)是，在還是一個小男孩時，愛因斯坦就對隱藏的現(xiàn)實(shí)有著深刻的信仰，只不過這種信仰多年來一直處于休眠狀態(tài)。他4歲那年的一天，也許是5歲，他的父親來到床邊，給了他一個指南針。愛因斯坦把它握在手里，發(fā)現(xiàn)自己在敬畏中顫抖。指南針的針尖抖動著，被某種看不見的力量牽扯著，使他感到“在這些事物的背后，必定深深隱藏著某種東西”。現(xiàn)在，在他進(jìn)行廣義相對論的數(shù)學(xué)演算時再次出現(xiàn)了這一情形。隨著馬赫認(rèn)為愛因斯坦的理論可以加以討論，當(dāng)他還是

一個男孩時感受到的那種敬畏又回到了愛因斯坦身上。當(dāng)貝索試圖引導(dǎo)他走向馬赫、走向量子力學(xué)時，愛因斯坦責(zé)備他這位忠實(shí)的“侍從”：“看來你沒有認(rèn)真對待現(xiàn)實(shí)中的四維?！?/p>

作為一個年輕的破局者，愛因斯坦在這場破立之中擁抱了馬赫的觀點(diǎn)并乘之前行，決心創(chuàng)立一個純相對性的理論，盡管他的自然現(xiàn)實(shí)主義觀正在傾斜。難道這些實(shí)際上是貝索做的嗎？貝索這位“侍從”，最后是否轉(zhuǎn)向了他的主人呢？在短篇小說《關(guān)于桑丘·潘沙的真相》中，弗朗茨·卡夫卡認(rèn)為，這種逆轉(zhuǎn)事實(shí)上是塞萬提斯的故事的關(guān)鍵。堂吉訶德其實(shí)是桑丘·潘沙塑造出來的，桑丘·潘沙自身無力面對這一切，所以他邀請了一位密友以實(shí)現(xiàn)自己心中所想。貝索在給愛因斯坦的信中寫道：“這個科學(xué)體系（指相對論）算是我欠你的，沒有這段友誼，一個人永遠(yuǎn)不會有這一收獲。一個人做的話，至少要耗盡那個人所有的力量?！边@像是在說，感謝你為我發(fā)現(xiàn)了那個理論。但這個科學(xué)體系并不完整，在成功地引導(dǎo)愛因斯坦來到水邊之后，貝索似乎沒能讓他喝上一口水。

貝索從未放棄引導(dǎo)愛因斯坦回到馬赫的相對論上來。但是，堂吉訶德已經(jīng)永遠(yuǎn)地放棄了騎士風(fēng)度，留下桑丘一個人抵擋風(fēng)車。在美國新澤西州的普林斯頓，愛因斯坦頭頂亂蓬蓬的白發(fā)，坐在雜亂的辦公桌前，努力與現(xiàn)實(shí)做斗爭。而物理學(xué)在愛因斯坦去世后，繼續(xù)大步前進(jìn)著。在瑞士日內(nèi)瓦的圖書館里，貝索坐在自己的書堆上，靜靜地、神秘地獨(dú)自工作著，他如同鋼針般的胡須越來越白。