後飛的笨鳥
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（對外在世界的認知 之十三）
1945年8月，日本本島的上空升起了兩朵巨大的蘑菇雲。兩顆被美國B29型轟炸機空投下去的代號叫做小男孩和胖子的原子彈，分別造成了廣島和長崎兩地24萬和15萬人的瞬間死亡，而這不過是一公斤鈾235裂變後轉換出來的巨大能量。幾天後，日本天皇發表詔書，宣布無條件投降。至此，人類曆史上最為慘烈的第二次世界大戰宣告結束。
二戰時美軍將核武器在戰場上的首次應用，可以說是對愛因斯坦E=mc2 這個世紀等式的實效驗證。當一個質量很小的中子以光的速度轟擊鈾的原子核後，釋放出來的能量是以297,000km/s的平方為係數的, 對這樣的等式描述出來的聯動結果，想一想真的會讓人頭大。追尋起來，這個事情的源頭還是發生在此前四十年的1905年。那時，愛因斯坦在論證了光電效應，說明了原子和熱力學的關係，並解釋了光的常量概念之後，又發表了他的第四篇文章，《物體的慣性取決於它的能量內容嗎》。看到這樣的題目，很容易把內容想得很直白。對於我這種以前常在胡同裏串的人來說，就覺得這文章說的是有關手裏拿了塊板磚的事情。我要是想舉起板磚向別人拍過去，最好先掂量一下它的大小和重量，這樣就能知道用多大的力氣才能平地生風，達到一下子把人打懵的預想效果。不過，事情當然不是這麽簡單粗暴。愛因斯坦的意思是說，物體的質量是能量內容的衡量指標，在光速的撮合下，它們之間能夠相互轉換。因為，它們原本相親相近，實際上是一回事。能量不過是個麵具，是假象。能量就是質量一直等著想要成為的那個東西。為了說明這個理念，愛因斯坦寫出了E=mc2 。
在不到一年的時間裏，愛因斯坦發表了四篇重磅文章，這種令人眼花繚亂的鋒芒畢現，令整個歐洲都為之震動。然而這也隻能算是開始。十年後，愛因斯坦把這些理論歸結為“狹義相對論”。狹義是說，上述理論的設計推導是建立在一個理想的環境場內的，在這裏，重力或說引力還沒有被考慮進去。接下來，愛因斯坦要把大家的思路擴展到外太空，去了解星際之間的往來之道。
1915年，愛因斯坦推出了廣義相對論，在這裏，引力被加了進去。在狹義相對論裏，光速是一個鋼性不變的標杆，用它來度量宇宙時，空間和時間都可以像橡膠那樣變軟彎曲。進而在廣義相對論裏，愛因斯坦在宇宙這片橡皮一樣的平麵上，又展示出引力帶來的下陷漩渦，展示了引力波紋，並且通過對黎曼留下來的想法的梳理，愛因斯坦在把時間和空間的概念翻過來調過去地進行了觀察分析，他認為這兩樣東西都有我們以前沒有看到過的屬性，像是結合在一個多麵體上的兩個層麵。當然，即便如此，光速仍然是個常量。
按照廣義相對論的解釋，宇宙中的空間像是一個彈力橡膠蹦床，如果上麵什麽都沒有，蹦床的表麵是繃緊的，是平的。在這樣的情況下，你把一個保齡球放上去，蹦床的表麵就會出現下陷。這時候你蹲下去從反麵看蹦床，就會看到一個反拋物線那樣嚴格對稱的曲線，像是隧道一樣的下陷袋，這是重球把富有彈力的床麵拉抻的結果。再回到床麵，我們可以拿出一個斯諾克桌球，用手指把桌球從邊緣彈向中間，小桌球就會順著坡度滾向保齡球拉拽出來的下陷袋，這就是重力造成的時空扭曲。在廣義相對論中，質量告訴空間如課彎曲，空間告訴質量如何運動。質量用來扭彎空間所使用的工具是引力；空間用來讓質量運動的指令也是引力。所以，引力是語言，是命令式語言，在空間和質量之間的交流中，是空間曲率不得不服從的指令，而這種語言的語法格式，則是黎曼和高斯在他們給出的數學定義中所描述的。而這種數學的描述，以愛因斯坦的觀點，盡管是與經驗無關的大腦思維的產物，但還是那麽令人欣慰地適合現實的客觀。
在剛開始的時候，愛因斯坦知道自己的理論未必就是無懈可擊，但他確認那些都是革命性的。他像黎曼那樣是從最基本的公理和假設中尋找瑕疵毛病，尋找那些一直在蒙騙我們的前人留下來的想當然的前提定論，他認為，假設不應該是概念上的必須；幾何就是反應現實的，非歐幾何就應該是在反映時間和空間的宇宙真實。於是，愛因斯坦找到了前人的毛病，推翻了定理。他推翻了人們對時間的假設，還推翻了牛頓的定理。牛頓曾以他的數學和引力學公式，推導了當時所知的幾大行星繞太陽旋轉所需的時間，盡管不是嚴絲合縫，但還是非常非常接近真實的情況。19世紀中的時候,一個法國人按照牛頓的理論，發現了天王星，並且預言在這個星球之外，應該還有一顆行星在那裏圍著太陽轉。果然，不久以後，有德國人發現了海王星。不過，事情應該還不算完，按照牛頓的公式計算，還應該有一顆另外的星星會跑出來。但是到了1900年，這顆星星還是沒有出現，而這時人們發現最接近太陽的水星軌道偏差比以前推算的要大得多，達到了42秒／年的水平。愛因斯坦花費了許多功夫，試圖找出這種誤差的數學解釋。最終，他得到了一個包含四十多個變量的方程，一個基於他的相對論橡膠理論的方程,一個來自於非歐幾何的方程，其結果與水星公轉的42秒誤差完全吻合，一個抽象的數學函數與宇宙的現實終歸一致。
1907年，愛因斯坦預言，光線在經過太陽的附近時，會發生偏移。他的意思是說，光會被強大的引力拉彎。這個想法同樣可以用前麵的那個橡膠麵的空間來解釋。在那個由保齡球帶來的V型凹陷曲麵上，我們從邊緣彈動一隻小球，讓它快速地直線前行，滾過下陷區的邊緣而又不墜落人隧洞中，這時小球在曲麵上留下的軌跡就是彎曲的。如果愛因斯坦這次又是對的，那麽我們人類從遠古就開始仰望的天空，一直就是錯位的，我們看到的星星，就都是偏移了的。可是，在宇宙現實中這可能嗎？重力隻是對質量大的物體才起作用，抓不住碰不到的光有質量嗎？但是，這個預言是可以觀測驗證的，所需要的隻是一次完美的日蝕。1919年5月，南半球的上空發生了一次完美的日全食，英國劍橋的愛丁頓爵士，帶隊在非洲觀察拍攝到了光線在太陽附近的彎曲，從此，愛丁頓也就自認為是第二個懂得相對論的地球人了。
根據相對論的數學推導，愛因斯坦把引力等同於加速度，並由此引申出了所謂的“引力紅移”理論。在上一篇裏，我們已經知道速度會使時間變慢，越接近光速，時間就會顯得越慢。既然引力和速度密切相關，那麽引力也會放慢時間。這也是可驗證的嗎？應該可以吧。古時沒有鍾表，最簡單的計時方法就是靜下心來數自己的脈搏。伽利略就是用這個辦法計算擺錘的頻率的，所以，振動的數量代表了時間。光也有振動的頻率，非常精準，也是一種鍾表，代表著時間。當引力很大時，光線被拉彎，雖然光速還是保持不變，但是光的振動頻率被減緩了，也就是說重力強的地方時間被放慢了。比如，綠色光的頻率是每秒540千億次，而紅光的頻率要慢一些，是每秒440千億次。如果引力能夠減慢時間，就會使光線變紅。這個預言提出後半個世紀裏沒人能夠做出驗證，直到上世紀六十年代，兩個哈佛的物理學家檢測到了，在重力變化時伽馬射線頻率的相應變化，由此“引力紅移”理論得以證實。
在過去的一百年裏，不單是愛因斯坦提出的預言假設理論公式不斷地被驗證（像前不久還有的引力波報告），而且很多通過相對論建立派生出來的別的理論，也是不斷地得到證實推廣，這其中有黑洞理論多影現象等。在1999年12月31號出版的《時代》周刊上，愛因斯坦被命名為二十世紀第一人。這實在是因為在那段時期裏，沒有其他人的思想和理論，能夠像愛因斯坦的那樣，如此深刻和廣泛地改變了人類對外在世界的認知。
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