简洁永恒的科学力量——爱因斯坦解释相对论之美

1920年代末,公众对相对论产生前所未有的强烈兴趣,爱因斯坦受邀为《纽约时报》撰写文章,解释他的最新发现——成品便是这一珍贵手稿,即将于上海拍卖中瞩目登场

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(左)阿尔伯特·爱因斯坦 (1879-1955).亲笔签名手稿,《新旧场论》。签名:‘A. Einstein'[柏林,1929年2月3日前]。德文14页 290 x 229 毫米。估价:人民币7,000,000 – 10,000,000。此拍品将于2023年9月23日在佳士得上海二十及二十一世纪艺术晚间拍卖中呈献;(右)Emil Otto Hope于1921年为物理学家阿尔伯特·爱因斯坦拍摄的肖像 © Mansell Collection/The LIFE Picture Collection

手稿上的笔迹清楚整齐,易于阅读,但传达出的奥义却复杂而深刻。纸面上的文字井井有条,可见书写者的从容不迫。前几段中有少许修改痕迹,但后面一气呵成,可见作者已经文思泉涌,信手拈来。

手稿的字迹也流露出真诚的文采。由于作者以德文写作,因此文中可见不少较明显的大写字母,还有些令人赏心悦目的花饰字体。文字整齐划一地向右倾,彷佛微风拂过的芦苇。作者的笔迹充满创意,弧体字母和深色的墨迹都同阿尔伯特·爱因斯坦想象中的宇宙一样——最后一页可见他的亲笔签名。

此份手稿将于9月23日在上海拍卖中隆重登场,是爱因斯坦于1929年初撰写的草稿,共包括12张单页,第一张来自一本正方形的科学记事本,其他纸张则来自爱因斯坦的私人信纸。手稿背面可见他的名字和在柏林的地址——5 Haberlandstrasse。

阿尔伯特·爱因斯坦 (1879-1955).亲笔签名手稿,《新旧场论》。签名:‘A. Einstein'[柏林,1929年2月3日前]。德文14页 290 x 229 毫米。估价:人民币7,000,000 – 10,000,000。此拍品将于2023年9月23日在佳士得上海二十及二十一世纪艺术晚间拍卖中呈献

阿尔伯特·爱因斯坦 (1879-1955).亲笔签名手稿,《新旧场论》。签名:‘A. Einstein'[柏林,1929年2月3日前]。德文14页 290 x 229 毫米。估价:人民币7,000,000 – 10,000,000。此拍品将于2023年9月23日在佳士得上海二十及二十一世纪艺术晚间拍卖中呈献

当中两页手稿的背面也写着一些潦草的方程,与罗塞塔石碑出土前的象形文字一样无法理解。从这种批注式的文字展现作者的急切之情:不断出现的希腊字母λ如同新石器时代的箭头一样冷酷粗糙。错误的数据被大致擦去,彷佛沮丧不已。爱因斯坦仿佛在用他的第二母语——数学符号,解决更加复杂艰难的问题。

这份手稿的主旨到底为何?这其实是爱因斯坦为他最爱读的美国报纸《纽约时报》撰写的文章。时报游说他向读者揭示他最新的成就——在“统一场论”中向前迈出的一大步。1929年初,人们普遍认为爱因斯坦即将做出一大全新发现,甚至超越15年前颠覆物理学历史的相对论。

当时的物理学界已知两大基本力:电磁力和引力。二者都作用于空间中的物体中——换言之,这两大基本力都以“场”的形式存在。除此之外,两者都令物质互相吸引(电磁力同时亦有排斥力)。无论是电磁力还是引力,物质间的距离越远,作用力就越弱。

阿尔伯特·爱因斯坦 (1879-1955).亲笔签名手稿,《新旧场论》(细节)。签名:‘A. Einstein'[柏林,1929年2月3日前]。德文14页 290 x 229 毫米。估价:人民币7,000,000 – 10,000,000。此拍品将于2023年9月23日在佳士得上海二十及二十一世纪艺术晚间拍卖中呈献

阿尔伯特·爱因斯坦 (1879-1955).亲笔签名手稿,《新旧场论》(细节)。签名:‘A. Einstein'[柏林,1929年2月3日前]。德文14页 290 x 229 毫米。估价:人民币7,000,000 – 10,000,000。此拍品将于2023年9月23日在佳士得上海二十及二十一世纪艺术晚间拍卖中呈献

这些相似的特质令爱因斯坦坚信,电磁力和引力是同一种宇宙现象的不同表达方式。他尝试从数学角度证明这一理论即“统一场论”,试图写出可以证明电磁力和引力的优美简洁公式。

爱因斯坦相对论本身已经颠覆了牛顿的古典时空观念,而他认为,统一场论这一深刻探索是相对论自然而然的下一步工作。其他人则以更为感性的方式看待爱因斯坦的计划,认为他正以一己之力寻找“万有理论”。

当时人们对于爱因斯坦的性格充满敬畏,《纽约时报》文章便是当年的重要事件之一。1920年代末,他成为了人类史上最著名的科学家,不仅以敏锐思维著称,更成为人类良知的温和代表。爱因斯坦即将步入半百之年,虽然他自己并不情愿,但全世界都急于为他庆祝生辰。五十而知天命,“统一场论”似乎再适合不过这个时机,这将是他送给世界的礼物,而世界也会以无数庆典回赠他的伟大发现。

阿尔伯特·爱因斯坦 (1879-1955).亲笔签名手稿,《新旧场论》(细节)。签名:‘A. Einstein'[柏林,1929年2月3日前]。德文14页 290 x 229 毫米。估价:人民币7,000,000 – 10,000,000。此拍品将于2023年9月23日在佳士得上海二十及二十一世纪艺术晚间拍卖中呈献

阿尔伯特·爱因斯坦 (1879-1955).亲笔签名手稿,《新旧场论》(细节)。签名:‘A. Einstein'[柏林,1929年2月3日前]。德文14页 290 x 229 毫米。估价:人民币7,000,000 – 10,000,000。此拍品将于2023年9月23日在佳士得上海二十及二十一世纪艺术晚间拍卖中呈献

公众对爱因斯坦最新工作的兴趣与日俱增,新闻界也对他的兴奋之情有所耳闻。他在一月写给友人的信件中表示:“令我宵衣旰食、日夜沉思计算的理论终于成型了,就浓缩在这七页纸上。”

同一时期,爱因斯坦的妻子艾尔莎也向熟人说过,令他“废寝忘食的问题终于得到了解决,他毕生的梦想因此成真。”反应迅速的《纽约时报》已经刊登了一篇文章,题目甚为引人注目——《爱因斯坦即将公布伟大发现;切勿打扰》。

万众期待的“伟大发现”终于在爱因斯坦向柏林《普鲁士科学院院刊》提交的六页论文中公诸于世。科学院明白论文对世人的巨大吸引力,于是刊印了1,000份,远超刊物平时的发行量。所有论文如同最畅销的小说一般被一抢而空,院方不得不再次加急刊印3,000份以满足需求。

当中一份论文被伦敦塞尔弗里奇百货公司展示在橱窗里,吸引不少人驻足阅览。爱因斯坦历经逾十载才提炼出的理论竟然可以用区区六页纸便可以尽述——不仅令世人惊叹不已,更再次证明他举世无双的天才头脑。

阿尔伯特·爱因斯坦 (1879-1955).亲笔签名手稿,《新旧场论》(细节)。签名:‘A. Einstein'[柏林,1929年2月3日前]。德文14页 290 x 229 毫米。估价:人民币7,000,000 – 10,000,000。此拍品将于2023年9月23日在佳士得上海二十及二十一世纪艺术晚间拍卖中呈献

阿尔伯特·爱因斯坦 (1879-1955).亲笔签名手稿,《新旧场论》(细节)。签名:‘A. Einstein'[柏林,1929年2月3日前]。德文14页 290 x 229 毫米。估价:人民币7,000,000 – 10,000,000。此拍品将于2023年9月23日在佳士得上海二十及二十一世纪艺术晚间拍卖中呈献

然而问题来了:没有人读得懂爱因斯坦的论文——正因如此,《纽约时报》才游说爱因斯坦“以尽可能最简洁的方式”解释自己的理论。这篇回应大众需求的文章读起来仍然存在难度,但爱因斯坦显然已经以大胆方式提出全新的“统一场论”。

文章中,爱因斯坦明确指出,“两种力场”都可以被形容为“同一种全面空间结构的表现形式”。他继续直接表明,“我在新论文中试图给出的答案,揭示了引力和电磁力的统一场理论。”

但爱因斯坦并未找到谜题的答案,更未能破解“上帝的心智”,他不久后也意识到这一点。数学逻辑并未完美无缺,而他的计算亦与此前早已证明的相对论互相矛盾。但爱因斯坦从未停止追寻统一场论的脚步,更一直相信自己能够成功,一直到1955年逝世,这二十五年间他都在不停求索。

七十年过去了,统一场论依然没有被证明存在,它是阿尔伯特·爱因斯坦天才脑海中的绮丽梦想。但这并不代表他的失败,因为他不仅是一位力图描述世界的科学家,从某种程度上而言更是一位描绘心中宇宙的艺术家。如同史上许多伟大杰作都是在病痛折磨后创造出来,统一场论也是令爱因斯坦醍醐灌顶的顿悟。这是属于那个时代的理论,但时至今日也一直代表着天才内心痛苦交织后迸发出的绚丽画作。

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《纽约时报》上爱因斯坦文章的读者十分欣赏他科学成就的简洁之美。商店橱窗上张贴的普鲁士科学院论文可能会令购物者感到迷惑,但他们也精准地看到了爱因斯坦质能方程E=mc²中的永恒力量之美。同许多伟大的艺术杰作一样,这一方程式的美感来自于简洁,而简洁正因为它真确无疑。

当年不少文学界人士亦将爱因斯坦视作自己的一份子。1926年,爱因斯坦正为自己的理论命名时,美国诗人阿齐博尔德·麦克利什(Archibald MacLeish)写了一首名为《爱因斯坦》的沉思之作。在这篇长诗中,他将这位创作者兼科学巨匠描绘为“从空气漩涡的纹路中画下图像,也许并非阴影,而是可以理解的真理”,这动人的评价令人永远难忘。

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