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科學

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愛因斯坦(PE0343)──他的人生,他的宇宙
Einstein: His Life and Universe

類別: 自然‧科普‧數理>科學
叢書系列:People
作者:華特‧艾薩克森
       Walter Isaacson
譯者:郭兆林、周念縈
出版社:時報文化
出版日期:2009年04月06日
定價:590 元
售價:466 元(約79折)
開本:25開/平裝/556頁
ISBN:9789571350134

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  書摘 2

 

愛因斯坦所表的新時代

(摘自第十一章 名望FAME 一九一九年)

「光會彎曲」

正當世界厭倦戰爭,渴望人類能有超越性的成就,愛因斯坦的相對論闖進了世人心中。殘忍的戰爭結束快滿一周年時,科學界宣布一名英國貴格教徒已證實一位德國猶太人的理論了。物理學家殷菲德(Leopold Infeld)歡呼道:「兩個敵對國家的科學家又再度攜手合作,這是一個新時代的開始!」

十一月七日,《泰晤士報》報導戰敗的德國人被召到巴黎,將與英法兩國制定條約。但同時也出現下面三行標題:

科學革命
宇宙新理論
牛頓被推翻了

報導宣稱,「宇宙構造的科學概念必須修正」。愛因斯坦最新獲得證實的理論,「勢必出現新的宇宙哲學,一切過往將不復存在。」

《紐約時報》在二天後追上這條故事。由於倫敦沒有科學通訊記者,於是請高爾夫球專家克羅區(Henry Crouch)代打。他原本想跳過皇家學會的發表,後來雖然改變心意,卻已無法進入會場。於是他打電話給愛丁頓問大概情況,但覺得有點兒困惑,便請他用簡單的話再講一次。

也許是愛丁頓轉述得太熱情,或者是克羅區報導得太興奮了,總之愛丁頓對愛因斯坦理論的評價被抬高,報導為「人類思想史上最高的成就之一,甚至可能是最高的成就!」不過跟後來的風靡相比,標題已經算相當保守了:

日食顯示重力變動
光線偏移,牛頓法則受動搖
劃時代的發現
英國科學家譽為人類最偉大的發現之一

次日,《紐約時報》顯然覺得太過保留,於是做了更動人心的追蹤報導。自報紙開始知道如何寫出經典標題後,那六排標題也成為經典之作:

滿天星光都會轉彎
日食觀測結果撼動科學界
愛因斯坦理論大獲全勝
星星不在想像或計算之處,但無需擔心
為十二名智者所寫的書
非常有勇氣的出版社,因為愛因斯坦說:除了這十二人,全世界沒人能懂!

《紐約時報》另外有位駐柏林的記者鍥而不捨,在十二月二日到愛因斯坦家中做訪問,並且掰了一段相對論的偽傳。在形容愛因斯坦位於閣樓的書房後,記者宣稱:「數年前就在這間頂樓書房裡,他觀察到一個人從附近的屋頂掉落,所幸這個人落在一堆垃圾上,幾乎毫髮未傷逃過一劫。他告訴愛因斯坦博士,在往下掉時並未感受到平常說的重力作用。」在該篇報導的標題中,便有一行這麼寫道:「愛因斯坦像牛頓一樣受到啟發,但靈感是來自從屋頂掉落的男人,而非從樹上掉落的蘋果。」

這則報導事實上和文章內容所指一樣,都是「一堆垃圾」。愛因斯坦是一九○七年於伯恩專利局工作時進行思考實驗,並不是發生在柏林,而且根本沒有人真的掉下來。

厄文(Rea Irvin)在《紐約客》畫了一幅諷刺漫畫,畫中有困惑的工友、婦女、門僮、小孩等人走在街上,每個都搔著腦袋拚命猜想。圖說是引用愛因斯坦的話:「人們漸漸開始覺得空間本身之物理狀態,即是物理終極真實。」如同愛因斯坦對格羅斯曼說:「現在每個車夫和服務生都會辯論,相對論究竟是不是正確的。」

愛因斯坦的朋友們發現無論自己何時談到這個題目,都會被聽眾包圍。後來與愛因斯坦一起做研究的殷菲德,在當時是波蘭小鎮的年輕教師。他回憶道:「那時候,全世界也有幾百人跟我一樣,在公開演講相對論。在寒冷的冬天夜晚民眾大排長龍,讓鎮上最大的場所都容納不下了。」

愛丁頓在劍橋三一學院演講,也上演相同的場面,大廳裡擠進了幾百人,但還有好幾百人被擋在門外。愛丁頓試著講得淺顯易懂,指若他以接近光速的速度旅行,將會變成只有三呎高,結果這成為報紙標題。洛倫茲演講時觀眾同樣爆滿,他把地球比喻成是一部行進中的車輛,用各種例子來說明相對論。

很快的,許多最好的物理學家和思考家開始寫作解釋相對論,其中包括愛丁頓、勞厄、弗倫狄區、洛倫茲、蒲朗克和包利等等,即使是哲學家和數學家羅素也不例外。結果在日食觀測結果發表六年後,有關相對論的書籍與文章出版超過六百種之多。

成名的矛盾

當明星應該有的條件,愛因斯坦都具備。記者知道大眾渴望有一位形象清新的國際名流,對於剛崛起的天才竟然不是沈悶保守的老學究,當然感到莫名興奮。這號人物正處於風采迷人的四十歲,從英俊出脫得更具個人特色,其頭髮濃密狂亂、外表不拘小節、眼神閃爍明亮,並且樂於用妙語如珠分享智慧。

愛因斯坦的確一再哀嘆自己的名氣暴響,一直被「新聞媒體及無聊人士追逐」。他向波恩抱怨說:「太可怕了,我簡直不能呼吸,更別提做些有意義的研究。」對另一位朋友,他將成名的危險做了更生動的描述:「自從報紙報導氾濫成災後,我被一大堆問題、邀請和請求淹沒了,甚至做惡夢自己在地獄裡被大火猛燒,郵差成了對我咆哮不停的魔鬼,將成綑新郵件用力丟到我頭上,因為我之前的信件都還沒回完。」

愛因斯坦對追捧奉承的反應,如同重力和宇宙之間的關係一樣複雜。他對攝影機又喜歡又排斥,熱愛出名又喜歡抱怨。他對名氣和記者的愛恨情結看似不尋常,但其實跟其他許多名人那種樂在其中卻又反感討厭的複雜心情,並無不同。

愛因斯坦之所以不是蒲朗克、洛倫茲或波耳,而是一名偶像,除了因為他的外在條件,也因為他有能力也有意願扮演這個角色。物理學戴森(和皇家天文學者狄森(Frank Dyson)沒有血緣關係)就曾說:「要變成偶像的科學家不能只是天才,更要是表演家,能對大家演出並享受喝采。」

面對一切,愛因斯坦不為所動,避免名氣毀了簡單的生活方式。有一晚要待在布拉格過夜,他害怕權貴名人或者有好奇心的人會想要為他慶祝,所以決定待在朋友法蘭克的住處。問題是法蘭克夫婦住在物理實驗室的辦公室套房(愛因斯坦也曾經在那裡工作過),於是愛因斯坦便睡在沙發上。法蘭克回憶說:「對於這麼有名的人可能不夠好,但又很適合他喜歡簡單生活的習慣,以及愛違反社會常規的傾向。」

那天傍晚愛因斯坦演講完後,由物理系舉辦一個小型招待會,有些人講了些很感性的話。當輪到愛因斯坦回應時,他跟大家說:「與其講話,不如我為各位拉一首小提琴,或許會更愉快又更容易瞭解。」於是他拉了一首莫札特的奏鳴曲,讓法蘭克稱讚說:「其簡單精準令人加倍感動。」

他從布拉格搭火車到維也納,那裡有三千名科學家和興奮的群眾正等待聽他演講。主辦人在車站等他從頭等廂下來,但是沒找到人,他望向二等車廂的月台,還是沒找到人。最後,愛因斯坦慢慢從月台最遠端的三等車廂走過來,像是一個巡迴表演的音樂家一樣自己拎著小提琴盒。他告訴主辦人:「你知道,我喜歡坐頭等車廂旅行,但是我的臉孔現在太出名了,在三等車廂比較不會被打擾。」

他告訴倉格爾說:「由於名氣,我變得越來越笨,當然這是一種極為常見的現象。」

在為《泰晤士報》撰寫介紹相對論的文章中,愛因斯坦幽默地暗示這個問題可能會出現。他寫道:「運用一下相對論,今天在德國我是一名德國的科學家,在英國我是一名瑞士猶太人。若我開始被討厭時,那麼情況便會顛倒過來,對德國人來說我會變成一個瑞士猶太人,而對英國人來說我則變成一個德國的科學家!」

這並不完全是玩笑話。就在成為世界聞人幾個月後,第二種情況發生了。原本他被告知一九二○年初將會獲頒英國皇家天文學會的優等金牌獎,但是一群英國純正的愛國分子反對,強迫撤回此項榮譽。更不妙的是,他的祖國出現一小幫日益壯大的團體,認為他是猶太人而不是一名德國人。

「孤獨的旅人」

愛因斯坦喜歡說自己是一個孤獨的人。雖然笑聲像是海豹在吠,很具感染力,不過有時卻是冷得刺人。他喜歡跟大家一起演奏音樂、討論想法、喝濃咖啡與抽刺鼻的雪茄,但隱約中卻築起一道牆,連至親好友都被他排除在外。

他不喜歡受拘束,對家人也很冷淡。然而他喜歡與有知識的夥伴一起共事,也有一輩子的朋友。他對身邊接觸的各種年齡與階級的人都很和善,與同行和職員也能和睦相處,對人類全體有熱切關懷的傾向。只要不對他有強烈的需索或情感負擔,愛因斯坦很容易與人建立友誼,甚至是感情。

冷熱交替的特質讓愛因斯坦在面對人世時,產生很奇特的疏離感。他省思道:「我對社會正義和社會責任的強烈感覺,總是與我不需要與人類社群建立直接關係形成明顯對比。我是一個真正『孤獨的旅人』,從來沒有全心屬於我的國家、家庭、朋友,甚至是最直接的家人。當面對這些情感連繫時,我始終保持距離感,我需要孤獨。」

愛因斯坦對疏離的渴求也反映在婚外情上。只要女人不要求名分,讓他可以隨心所欲來去自如,他不排斥露水姻緣。但一旦讓他害怕失去獨立,他就會豎起一道防護罩。

這種情況在與家人的關係上更明顯。再婚不久後,愛因斯坦到蘇黎士看兒子。那時漢斯十五歲,宣布他要當工程師。

「我認為這念頭很不好,」父親和叔叔都當工程師的愛因斯坦說道。

「我還是會成為一個工程師,」兒子回答說。

愛因斯坦怒氣沖沖走了,父子關係再度惡化,尤其是他收到漢斯一封口氣惡劣的信件之後。愛因斯坦寫了一封痛苦的家書,對次子愛德華說道:「沒有一個好人家會寫這種信件給父親,我很懷疑會再跟漢斯重拾關係。」

那年後來,愛因斯坦又和長子恢復通信,話題從政治到科學都有。他也感激馬里奇,還開玩笑說她現在應該比較快樂,因為不需要忍受他了。愛因斯坦寫道:「我計劃很快來蘇黎士,我們可以將一切不愉快拋諸腦後。妳應該享受生命的賞賜,例如很棒的孩子、房子,以及慶幸和我離婚了。」

漢斯到父母親的母校蘇黎士技術院學就讀,成為了一名工程師。他在一家鋼鐵公司找到工作,然後回到技術學院當研究助理,學習水利河川學。特別是在他考試拿到第一名之後,父親與他講和了,更為他感到驕傲。一九二四年愛因斯坦寫信給貝索:「我的阿爾伯特已經變成健康強壯的小伙子了。他是一個堂堂正堂的男人,是一流的水手,而且謙虛可信。」

愛因斯坦最後終於對漢斯說了同樣的話,強調他決定當工程師也許是正確的選擇。他寫道:「科學是一項困難的專業,有時候我很高興你選擇一項實際的領域,不需要尋找四葉幸運草。」

相對論與畢卡索的抽象畫

為時近三世紀,牛頓以絕對確定性與法則為基礎的機械宇宙,形成啟蒙時代與社會秩序的心理學基礎,相信因果關係、前後有序甚至是責任。現在誕生一種稱為相對論的宇宙觀,指空間及時間與參考架構有關。這明顯是去除確定性、拋棄絕對的信仰,在某些人來說好比是邪端異說,甚至是無神論。史學家詹森(Paul Johnson)在綜論二十世紀史的著作《現代》(Modern Times)寫道:「這個新概念是一把刀子,讓社會從傳統定錨處切掉漂走。」

世界大戰的恐怖、社會階層的崩潰、相對論的來到以及對古典物理學的明顯破壞,這一切造就了不確定。在愛因斯坦的理論獲得證實的消息傳開後,哥倫比亞大學天文學家普爾(Charles Poor)也在同一星期告訴《紐約時報》:「過去幾年來,整個世界處於不安的狀態,心理與實際上皆如此。戰爭、罷工和布爾什維克革命等實際層面的不安,很有可能是底部更深層動盪的具體表現,這股不安的精神氣息也滲透進科學了。」

受到大眾對愛因斯坦思考的誤解而非忠於其思考,相對論間接與道德、藝術和政治上一股新的「相對主義」產生關連;「絕對性」的信仰式微,不僅是時間與空間,也包括真理與道德。在一九一九年十二月一篇談愛因斯坦相對論的社論「攻擊絕對性」中,《紐約時報》很擔憂「所有人類思考的基礎都已經遭到破壞了。」

在二十世紀初熱氣滾滾的現代化大汽鍋中,愛因斯坦的理論和社會醞釀湧現的觀念與情感之間具有更複雜的關係。達雷爾(Lawrence Durell)在小說《巴撒扎》(Balthazar),透過主角宣告:「相對論的主張,直接造成抽象畫、無調性音樂和沒有形式的文學。」

當然,不能說這所有事情都跟相對論直接相關。相反地,它與現代化的關係是更奧妙的互動。在歷史上,有些時刻諸多力量會共同塑造人類觀念的變遷,這在文藝復興之初的藝術、哲學和科學曾發生過,在啟蒙之初又再發生一次。到二十世紀初,現代化因打破舊思維的侷限而誕生,發生一種自燃現象,包括愛因斯坦、畢卡索、馬蒂斯、史特拉汶斯基、荀白克、喬伊斯、艾略特、普魯斯特、狄亞格列夫、佛洛伊德,維根斯坦等諸多創新者,他們的作品似乎打破了古典思維的束縛。

在《愛因斯坦與畢卡索:空間、時間和造成大破壞之美》(Einstein, Picasso: Space, Time, and the Beauty That Causes Havoc)這本書中,科學哲學史學家米勒探索是何種共通泉源,創造如一九○五年的狹義相對論以及一九○七年現代主義傑作的「亞維儂姑娘」。米勒指出兩人都是魅力十足的男性,「然而卻都偏好情感疏離」;他們都感覺到他們各自的領域某部分有問題,也同樣受到同時性、空間與時間等主題的啟發,尤其是龐加萊的著作。

愛因斯坦被許多現代主義藝術家和思想家視為靈感泉源,即便他們並不瞭解他。藝術家歌頌「從時間秩序自由解放」這類概念時更是如此,例如普魯斯特在《追憶逝水年華》的結尾便放上這段話。一九二一年普魯斯特寫信給一位物理學家朋友:「我會多麼樂意和你談論愛因斯坦!我不懂數學,沒辦法瞭解他理論中的任何字,(然而)我們對於使時間變形似乎有相似的看法。」

一九二二年現代主義革命到達巔峰,那年愛因斯坦贏得諾貝爾獎,喬伊斯的《尤里西斯》與艾略特的《荒原》也在同年出版。五月在巴黎富麗酒店有一場為《狐狸》首演舉辦的午夜宴會,這齣芭蕾舞劇是由史特拉汶斯基作曲、狄亞格列夫的俄羅斯芭蕾舞團演出。史特拉汶斯基和狄亞格列夫都在場,畢卡索也出席了,另外還有喬伊斯和普魯斯特,他們「正在破壞十九世紀文學的確定性,如同愛因斯坦正在對物理學革命那般確定」。曾經定義古典物理學、音樂和藝術的機械秩序以及牛頓法則,不再統治世界了。