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爱因斯坦 E=mc²

 莫为天下先 2021-04-18

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阿尔伯特·爱因斯坦(德语/英语:Albert Einstein)(1879年3月14日—1955年4月18日),出生于德国巴登-符腾堡州乌尔姆市,毕业于苏黎世联邦理工学院,现代物理学家。

爱因斯坦出生于德国乌尔姆市的一个犹太人家庭(父母均为犹太人)。1900年毕业于瑞士苏黎世联邦理工学院,入瑞士国籍 。1905年,爱因斯坦获苏黎世大学物理学博士学位,并提出光子假设、成功解释了光电效应(因此获得1921年诺贝尔物理奖);同年创立狭义相对论,1915年创立广义相对论,1933年移居美国、在普林斯顿高等研究院任职,1940年加入美国国籍同时保留瑞士国籍。1955年4月18日,爱因斯坦于美国新泽西州普林斯顿逝世,享年76岁。1999年12月,爱因斯坦被美国《时代周刊》评选为20世纪的“世纪伟人(Person of the Century)”。爱因斯坦是批判学派科学哲学思想之集大成者和发扬光大者。

极简至极,有束光!

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Everything should be made as simple

 as possible, but no simpler.

—Albert Einstein 
凡事当力求简单,

直至不能再简。

—爱因斯坦 

Talkin'  Hawkin' Pink  Floyd - The  Endless  River

爱因斯坦成就与人格之伟大正是因为他的谦卑处下高度忘我,人类思想文明史上每一次飞跃都是觉悟的人推动的,也只有觉悟的人才能走出狭隘自我坎井天地而洞察发现大宇的奥秘,同时也只有觉悟才能。

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开启万物之灵光明的生命。正如爱因斯坦所说:走出狭隘的自我,生活才真正开始。一个觉悟的人必然能笑对一切世事而不执着其中,也正因为觉悟而内外光明才会生出无穷的智慧,智力来自于大脑,是低级而有限的;而智慧来自于心灵,是光明而无限的。

爱因斯坦《相对论》

爱因斯坦的广义相对论


主要科学成就

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相对论和爱因斯坦质能方程
主条目:狭义相对论


经典电动力学开始是在牛顿力学框架内发展起来的,但后来在解释运动物体的电动力学时却遇到了麻烦。考虑同样的两个光源,光源A相对观察者静止,光源B以速度V向观察者移动。麦克斯韦说,两个光源发出的光速跟运动的速度无关,都是光速,是一个常量。可是按照经典物理学的理论,运动的光源发出的光速应当是光速和光源运动速度的叠加。爱因斯坦的狭义相对论解决了这个矛盾。狭义相对论指出,绝对化的参照系选取造成了这个问题。在观察者看来,光源A和B发出的光速的确相同;但是对两个光源来说,A的一秒钟并不等于B的一秒钟:B所经历的时间更慢;所以不能把它们放在同一个参照系中比较。这否定了以太的存在,并颠覆了牛顿的绝对时空观。


承认时空的相对性导致了几个必然的推论。一是运动的物体会在其运动的方向上长度收缩。二是运动的物体会经历时间膨胀。也就是说,一个高速运动的钟表要比静止的同样钟表走得慢。三是能量和质量其实是一回事,可以相互转换。用公式表达出来,就是E = mc2 。因此,对于任何物体来说,其质量会随着其速度的增加而增加。


值得指出的是,爱因斯坦的相对论在很多年里备受争议,以致于他在接受诺贝尔奖时,颂词里根本就没有提到相对论。第一个接受相对论的物理学家据说是普朗克。

波粒二象性
主条目:波粒二象性


在一篇1909年的文章中,爱因斯坦证明普朗克的“能量子”具有精确的动量,并且表现得像一个独立的点状粒子。[18]这篇文章提出了“光子”的概念。但光子作为一个名词,是吉尔伯特·路易斯在1926年提出的。

临界乳光理论


由于流体中分子的无规律运动,流体的密度在不同的区域会略有不同。在常温下这个现象比较微弱。但在流体的温度和压力趋于其三相点时,流体的密度不均会越来越明显,直到流体内部不同密度小团块的尺度接近或达到入射光的波长。此时原本透明的流体会变得不透明,并会强烈的散射入射光。这被称为临界乳光。爱因斯坦用统计热力学的方法定量的解释了这个问题,并指出天空的蓝色其实也是由于空气的密度涨落而引起。

零点能
主条目:零点能


1913年,爱因斯坦和奥图·史特恩在一篇论文里指出,谐振子在绝对零度时,仍存有一定能量。他们把它称作“残余能量”,后世称为零点能。在绝对零度,谐振子的能量仍有值½hν。零点能的存在导致了一些有趣的现象,比如兰姆位移与卡西米尔效应。

广义相对论和等效原理
主条目:广义相对论


参见:等效原理及爱因斯坦引力场方程
广义相对论是爱因斯坦在1907-1915年间提出的一种引力理论。其基本要义是观测者不能在封闭环境里分辨出由加速度所产生的惯性力或由物体所产生的引力;惯性参考系和非惯性参考系的动力学效应都是不能分辨,其中的两类观察者都是能用各自的方式去正碓描述事实,所以这两种分析方法是等效的。等效原理揭示,运动的相对性不但包括狭义相对论中的常速运动,加速运动也在其中。


广义相对论预言了很多物理现象,比如物质的引力场会使时空弯曲。光子的路径在引力场中会发生偏折,即当光子途径一个大质量物体时路径会朝向物体发生弯曲。同时,当有一个大质量物体存在时,同一个过程在离大质量物体近时会比远离该物体时进行得更慢,这叫做引力时间膨胀。射入引力势阱中的光会发生蓝移,而相反从势阱中射出的光会发生红移,这被称作引力红移。这些预测后来纷纷得到了实验验证。

玻色-爱因斯坦统计
参见:玻色-爱因斯坦凝聚


1923年,印度物理学家玻色把关于玻色统计的一篇论文寄到英国《哲学杂志》(Philosophical Magazine),结果遭到拒绝发表。不得已,他在1924年将该论文转寄给爱因斯坦,寻求他的意见。玻色认为,频率相同的光子全同,无法分辨。因此在一个能级上有很多光子,这称做一个分布。根据其能量,必然有一些分布出现的几率比其它的分布更大。爱因斯坦注意到玻色的统计方法不仅适用于光子,还适用于其他的一些粒子。后世把这些粒子称为玻色子。他把玻色的文章翻译成德文后发表。


爱因斯坦根据玻色的理论发表了自己的文章,并预言了玻色子冷却到非常低的温度后,会凝聚到能量最低的可能量子态中,导致一种全新的物态。这种物态被称为玻色-爱因斯坦凝聚态。1995年,科罗拉多大学鲍尔德分校的埃里克‧康奈尔和卡尔‧威曼使用气态的铷原子在170 nK(1.7×10−7 K)的低温下首次观测到了玻色-爱因斯坦凝聚。四个月后,麻省理工学院的沃尔夫冈‧克特勒使用钠蒸气独立实现了玻色-爱因斯坦凝聚。

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与其他科学家的合作与关系
1927年在比利时布鲁塞尔索尔维国际物理研究所召开的索尔维会议集中了当时最著名的物理学家。爱因斯坦在前排中央。

爱因斯坦-德哈斯效应
主条目:爱因斯坦-德哈斯效应

爱因斯坦和万德尔·德哈斯证明了磁化是由电子的自旋造成的。他们把一个静止的铁磁体悬挂在细线一端,放在在导线圈里,然后给线圈施加一个电流脉冲,造成铁磁体的偏转。转动时铁磁体将具有一个特定的角动量。根据角动量守恒定律,需要在铁磁体内部产生一个大小相等,但方向相反的角动量。这个角动量正是由铁磁体中电子自旋的反转而产生。这个效应又称作理查森效应,以物理学家欧文‧理查森的名字命名。

薛定谔气体模型
1924-1925年,爱因斯坦发表了三篇关于理想气体的论文,运用玻色-爱因斯坦统计来计算理想气体的热力学性质。薛定谔阅读了爱因斯坦的文章后,对其方法不解,甚至一度认为爱因斯坦错了。爱因斯坦建议他用经典物理学的方式考虑一个三维势箱,把势箱中的粒子当作独立谐振子,然后对这些谐振子进行量子化处理。薛定谔用这个方法推出了半经典意义上理想气体的热力学性质。薛定谔希望爱因斯坦在文章上署名,但是爱因斯坦婉拒了。

爱因斯坦冷冻机
1926年,爱因斯坦和他的学生列奥·西拉德共同发明了一种吸收式冷冻机,既不用电,也没有活动部件。他们在1930年申请了专利美国专利
1,781,541。该发明在当时是革命性的,但却没有立即商业化。一家瑞典制冷设备公司Electrolux为了防止这种新技术带来的竞争,买断了他们的专利。这种冷冻机被称为爱因斯坦冷冻机。


2008年,牛津大学开展了一项为期三年的研究计划,目的是为缺电的地区研发耐用的家用机械,其中包括冷冻机。研究人员说,爱因斯坦冷冻机经改进设计并使用不同的压缩气体后,其效率是原来设计的四倍。

爱因斯坦与玻尔
主条目:玻尔-爱因斯坦论战

爱因斯坦和尼尔斯·玻尔都是旧量子力学的奠基人。他们之间关于量子力学发生了一系列著名的争论。爱因斯坦认为,物理学应该能告诉他在公式背后的真实世界发生了什么。而玻尔只对公式本身感兴趣而不关心现实世界中的事件。爱因斯坦对于量子力学持续有力的批评促进了量子力学的发展。他们之间辩论因其对科学哲学的重要性而被加载史册。

爱因斯坦-波多尔斯基-罗森悖论
主条目:爱因斯坦-波多尔斯基-罗森悖论

爱因斯坦-波多斯基-罗森悖论是由爱因斯坦、玻理斯·波多尔斯基和纳森·罗森在1935年发表于美国《物理评论》杂志的论文中提出的一个思维实验,又称为EPR佯谬或EPR悖论。


爱因斯坦等认为,如果一个物理理论是正确和完备的,就应该同时满足两个判据:完备性判据和实在性判据。第一个判据要求物理实在的每个要素都必须在该理论中体现出来。第二个判据是,如果我们能不干扰某体系,却能够确定该体系中某一个物理量的话,那麽这个物理量一定对应物理实在的要素。量子力学很显然不能同时满足这两个判据,因此爱因斯坦等人不相信它是完备的。
EPR悖论引起后世对量子纠缠现象的兴趣。

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宇宙学
1915年爱因斯坦提出了广义相对论。因为那时的物理学家有一种偏见,认为宇宙是静态的、无始无终的,爱因斯坦在他的方程中加入了一个宇宙常数项使稳恒态的方程成立。在哈伯红移被发现后,爱因斯坦放弃宇宙常数,并认为在引力方程中引入该常数是他“一生中最大的错误”。但是后来,人们发现宇宙常数不为零,而是一个很小的值10−52 m−2。爱因斯坦的直觉最终还是正确的。

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爱因斯坦名言

1、Imagination is more important than knowledge.
想象力比知识更重要。

2、Logic will get you from A to B. Imagination will take you everywhere.
逻辑会把你从A带到B,想象力能带你去任何地方。

3、Joy in looking and comprehending is nature's most beautiful gift.
从观察和理解中获得乐趣是大自然赐予的最美好的礼物。

4、Try not to become a man of success, but rather try to become a man of value.
试着不去做一个成功的人,而去做一个有价值的人。

5、If you can't explain it simply, you don't understand it well enough.
如果你不能把它简单地解释出来,那说明你还没有很好的理解它。

6、When the solution is simple, God is answering.
当答案很简单时,是上帝在回答。

7、A question that sometimes drives me hazy: are I am or the others crazy?
有一个问题常常把我搞迷糊:究竟是我疯了还是别人疯了?

8、Isn't it strange that I who have written only unpopular books should be such a popular fellow?
这件事不奇怪吗——我写的书从不畅销,但我却是个如此有名的家伙?

9、Small is the number of people who see with their eyes and think with their minds.
只有少数人在用他们自己的眼睛观察、用他们自己的头脑思考。

10、The most incomprehensible thing about the world is that it is comprehensible.这世界最无法理解的事情是它是可理解的。

11、The value of a man should be seen in what he gives and not in what he is able to receive.
一个人的价值,应当看他贡献了什么,而不应当看他取得了什么。

12、Only to devote oneself to the society can find the significance of the actuaully short and risky life
人只有献身于社会,才能找出那短暂而有风险的生命的意义。

13、Life is like riding a bicycle. To keep your balance you must keep moving.
人生就像骑单车。想保持平衡就得往前走。

14、没有侥幸这回事,最偶然的意外,似乎也都是事有必然的。

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提问:爱因斯坦的方程E=mc 有什么意义?

回答:从历史来看,质能方程E=mc 展现了裂变会产生能量,所以它是怪异放射性的一个竞争者(似乎是放射性钡元素的一部分)在铀元素被慢速中子轰击的时候。

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图解:这个没有注明日期的照片是著名物理学家阿尔伯特·爱因斯坦教授,相对论的作者。

弗里施和迈特纳在1938年的冬天去远足的时候讨论了这个项目。迈特纳猜测原子核或许裂开了(她说的是“裂变”——从细菌中分离——一个生物学隐喻),但是弗里施知道,原子核是很难被撬开的,不容易被这样破坏掉。他不认为原子核是能量的源头。

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迈特纳记得所有元素的平均质量亏损,所以1938年在荒地里,她能够靠一根笔和一张纸得出“裂变产物”元素的“敛集率”亏损,比如碘元素,钡元素或锶元素(比铀元素——最开始的物质还要大)。因此一个铀原子可以分裂成两个原子核,它们失去的质量比一个铀原子失去的质量多。铀和裂变产物之间“失去质量”的差异可以提供所需的能量,能量释放时每E=mc。“这都合适,”弗里施写道。

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(图:莉泽·迈特纳。奥地利-瑞典原子物理学家。她的众多成绩中最重要的是她第一个理论解释了奥托·哈恩1938年发现的核裂变。1939年2月11日,迈特纳和弗里施发表核裂变的论文。)

从我们现代的眼光看来,这有点落后了。一旦原子核之间的吸引力被克服,能量就从碎块的电磁排斥中产生了。但是能量被吸引的可能性由这些力的总和提供,这些力的总和要足够大才会在能量释放之后(变成了光和热)出现质量亏损。所以迈特纳所需的要展示的时假设裂变反应是“放能的”(产生能量)。

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(图:核裂变)

如果是这样,那这个关于裂变的新公设不违反热力学第一定律,并且他们在这个时候不需要担心有效机制。他们只需要解决弗里施的“第一定律”对热力学的违反。

热力学第二定律关注到,每当产生热和/或辐射并扩散到空中时,便是每次自发的核反应或衰变发生时。

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(图:爱因斯坦与质能方程)

这来自爱因斯坦方程与核威慑的有关的观点(况且,爱因斯坦-西拉德之信在二战之后变得有名)。但是在我们发现这点之前,丢失的质量并不是对裂变能量的解释,仅仅是能量变得活跃并离开的一个副作用。迈特纳指出,这种预期的副作用是那里有大量能量的反应。

产物应该会在它们变冷之后变得更轻。因此裂变反应会产生自由或活跃得能量(光和热),而不是忍气吞声。这样,它会是自发的,(或至少,它是容易发生的,因此可能是一个流程。)

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放射性与核能

人们很容易注意到,在1897年放射性被发现之后,放射过程产生的总能量比任何已知的分子变化产生的能量大差不多一百万倍。不过,一个疑问产生了:这些能量是从哪来的?在排除某些微粒的吸收和释放之后,大量储存在物质中潜在能量的出现,被欧内斯特·卢瑟福和弗雷德里克·索迪在1903年提出。卢瑟福也提出这些内部的能量是储存在通常物质中的。他接着在1904年推测。

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(图:卢瑟福)

如果找到可以控制放射性元素衰变率的方法,巨量的能量就可以从少量的物质中获得。

爱因斯坦的方程绝不是大量能量从放射性衰变中释放的解释(这来自原子的力量直到1905年才被了解)。不管怎样,巨大的能量从放射性衰变中释放(被卢瑟福测量过)是比测量物质总质量的改变(依然很小)要容易的。爱因斯坦的方程,从理论上讲,可以通过测量反应前后的质量变化来测量能量。但是实际上,在1905年,这些质量的变化对测量来说还是太小了。

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在这之前,用热量计测量放射性衰变能量是容易的,作为对爱因斯坦方程的检验,被认为会使测量质量差的变化成为可能。爱因斯坦在他1905年的论文中提到,质-能等效也许会被放射性衰变(释放出足够的能量,1905年知道了粗略的数量)测试到,在从系统中消失时可能被称出重量(变成了热量)。不过,放射性因为它不会改变的温和,会继续进行,(甚至在简单的核反应能通过质子轰击进行的时候),因为放射性反应非常慢。这大量的可用能源会有无尽的实用性的概念,很难被证实。卢瑟福在1933年的报告中澄清,这些能源不能被有效开发:“不管是谁,想要从原子中转化出能量简直是做梦。”

相对论带来的发现

1.原子裂变

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上图:235U 原子核的一种裂变过程,235U 原子核吸收一个中子,变成236U 原子核,然后236U 原子核裂变成二个快速运动的较小原子核,并释放三个中子,同时也会产生伽马射线

1905年11月,爱因斯坦同样在德国《物理学纪事》杂志上发表了关于狭义相对论的第二篇文章:《物体的惯性同它所包含的能量有关吗?》,这是一篇短文,在这篇论文中,他提出一个物体的质量并不是恒定不变的,而是随着运动速度的增加而增加。这就是运动中物体的“质增效应”

现在我们想象我们在推一辆小板车,板车很轻,上面什么东西也没有。假设这是一辆在真空中的“理想”板车,没有任何摩擦力、也没有任何阻力,因此,只要我们持续地推它,它的速度就越来越快,但随着时间的推移,它的质量也越来越大,起初像车上堆满了钢铁,然后好像是装着一座喜马拉雅山、再然后好像是装着一个地球、一个太阳系、一个银河系……当小板车接近光速时,好像整个宇宙都装在它上面——它的质量达到无穷大。这时,你无论施加多大力,无论推多长时间,它都不可能运动得再快一些。

由此可见,光子既然以光速传播,它的静止质量就必须等于零,否则它的运动质量就会无穷大。

当物体运动接近光速时,我们不断地对物体施加外力,供给能量,可物体速度的增加越来越困难,我们施加的能量去哪儿了呢?其实能量并没有消失,而是转化为了质量。这就是说,物体质量的增加与动能增加有着密切联系,或者说物体的质量与能量之间有着密切联系。爱因斯坦在说明这种联系的过程中,提出了著名的质能关系式:E=mc²。

能量等于质量乘以光速的平方,即使是在不甚关心其实用价值的纯理论型的物理学家看来也是惊心动魄的,而在绝大多数人眼里,能量等于质量乘以光速的平方,即能量是质量的900万倍,是多么诱人的前景呀!指甲盖般大小的物质的质量如果完全消失,其释放的能量是用以万吨煤炭来计算的。

遗憾的是,没人能随便减少质量,譬如一块石头,我们尽可以用锤子砸成小块,然后碾成碎末,可是当你仔细地收集这些碎末后就会发现它的质量并未变化。

但是,十几年后的1939年,约里奥·居里、费米、西拉德这三位科学家分别独立发现了链式反应,使人类找到了释放巨大原子能的方法。铀235的核收到中子轰击就会发生裂变,分裂成两个中等质量的新原子核,放出1~3个中子,并释放出巨大能量,这些中子又能引发其它铀核再分裂,如此反复,形成连锁反应,不断释放巨大能量。这就是链式反应

2.黑洞大发现

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广义相对论表明,引力场可以造成空间弯曲,强大的引力场可以造成强烈的空间弯曲,那么无限强大的引力场会产生什么情况呢?

1916年爱因斯坦发表广义相对论后不久,德国物理学家卡尔·史瓦西就用这个理论描绘了一个假设的完全球状星体附近的空间和时间是如何弯曲的。他证明,假如星体质量聚集到一个足够小的球状区域里,比如一个天体的质量与太阳相同,而半径只有3公里时,引力的强烈挤压会使那个天体的密度无限增大,然后产生灾难性的坍塌,使那里的时空变得无限弯曲,在这样的时空中,连光都不能逃逸!由于没有了光信号的联系,这个时空就与外面的时空分割成两个性质不同的区域,那个分割球面就是视界。

这就是我们今天耳熟能详的黑洞,但在那个年代,几乎没有人相信有这么奇怪的天体存在,甚至包括爱因斯坦本人和爱丁顿这样的相对论大师也明确表示反对这种怪物,爱因斯坦还说他可以证明没有任何星体可以达到密度无限大。就连黑洞这个名称也是一直到1967年才由美国物理学家惠勒命名。

历史当然不会因此而停止前进,时间进入20世纪30年代,美国天文学家钱德拉塞卡提出了著名的“钱德拉塞卡极限”,即:一颗恒星当其氢核燃尽后的质量是太阳质量的 1.44倍以上时,将不可能变成白矮星,而会继续坍塌收缩,变成体积比白矮星更小、密度比白矮星更大的星体,即中子星。1939年,美国物理学家奥本海默进一步证明,一颗恒星当其氢核燃尽后的质量是太阳质量的3倍以上时,其自身引力的作用将能使光线都不能逃出这个星体的范围。

随着经验的积累,关于黑洞的理论变得成熟起来,人们从彻底拒绝这个怪物到渐渐相信它,到20世纪60年代,人们已普遍接受黑洞的概念,黑洞的奥秘被逐渐研究出来。

严格而言,黑洞并不是通常意义下的“星”, 而只是空间的一个区域。这是与我们日常宇宙空间互不连通的区域,黑洞视界将这两个区域隔绝开,在视界以外,可以由光信号在任意距离上相互联系,这就是我们所居住的正常宇宙;而在视界以内,光线并不能自由地从一个地方传播到另一个地方,而是都朝向中心集聚,事件之间的联系受到严格限制,这就是黑洞。

在黑洞的内部,物体向黑洞坠落的过程中,潮汐力越来越大,在中心区域,引力和起潮力都是无限大。因此,在黑洞中心,除了质量、电荷和角动量以外,物质其他特性全部丧失,原子、分子等等都将不复存在!在这种情形下,无法谈论黑洞的哪一部分物质,黑洞是一个统一体!

在黑洞中心,全部物质被极为紧密地挤压成为一个体积无限趋近于零的几何点,任何强大的力量都不可能把它们分开,这就是所谓的“奇点”状态。广义相对论无法对此进行考察,而必须代之以新的正确理论——量子理论。讽刺的是,广义相对论给我们导出了一个黑洞,却在黑洞的奇点之处失效,量子理论取而代之,而量子理论和相对论却根本互不相容!

3.宇宙常数死而复生——暗能量

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在发现了宇宙膨胀这个事实后,爱因斯坦就急急忙忙把他方程中的宇宙常数项去掉了,并认为宇宙常数是他“一生中最大的错误”。随后,宇宙常数被抛进历史的垃圾堆。

然而造化弄人,几十年后,宇宙常数又像鬼魂般的复活了。这次宇宙常数的复活要归因于暗能量的发现。

1998年,天文学家们发现,宇宙不只是在膨胀,而且在以前所未有的加速度向外扩张,所有遥远的星系远离我们的速度越来越快。那么一定有某种隐藏的力量在暗中把星系相互以加速膨胀的方式撕扯开来,这是一种具有排斥力的能量,科学家们把它称为“暗能量”。近年来,科学家们通过各种的观测和计算证实,暗能量不仅存在,而且在宇宙中占主导地位,它的总量约达到宇宙总量的73%,而宇宙中的暗物质约占23%、普通物质仅约占4%.我们一直以为满天繁星就已经够多了,宇宙中还有什么能比得上它们呢?而现在,我们才发现这满天繁星却是“弱势群体”,剩下的绝大部分都是我们知之甚少或干脆一无所知的。

事实上,早在1930年,就有天体物理学家指出,爱因斯坦那加入了宇宙常数的宇宙学方程并不能导出完全静态的宇宙:因为引力和宇宙常数是不稳定的平衡,一个小小的扰动就能导致宇宙失控的膨胀和收缩。而暗能量的发现告诉我们,爱因斯坦那作为与引力相抗衡的宇宙常数不仅确确实实存在,而且大大扰动了我们的宇宙,使宇宙的膨胀速率严重失控。在经历了一系列曲折后,宇宙常数正在时间中复活。

宇宙常数今日以暗能量的面目出现在世人面前,它所产生的汹涌澎湃的排斥力已令整个宇宙为之变色!暗能量和引力之间的角力战自宇宙诞生起就没有停止过,在这场漫长的战斗中,最举足轻重的就是彼此的密度。物质的密度随着宇宙膨胀导致的空间增大而递减;但暗能量的密度在宇宙膨胀时,变化得非常缓慢,或者根本保持不变。在很久以前,物质的密度是较大的,因此那时的宇宙是处于减速膨胀的阶段;现今的暗能量密度已经大于物质的密度,排斥力已经从引力手中彻底夺得了控制权,以前所未有的速度推动宇宙膨胀。根据一些科学家的预测,再过200多亿年,宇宙将迎来动荡的末日,恐怖的暗能量终将把所有的星系、恒星、行星一一撕裂,宇宙将只剩下没有尽头的寒冷、黑暗。

暗能量的发现,也充分地体现了人类认知过程又走进了一个“悖论怪圈”:即宇宙中所占比例最多的,反而是最迟也是最难为我们所知晓的。一方面人类现在对宇宙奥秘的了解越来越多,另一方面我们所要面对的未知也越来越多。而这日益深远的未知又反过来不断刺激着人类去探索宇宙背后的真相。

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我所理解的世界

身为凡人,我们处身于一个特别殊胜的机缘里,来此尘世经历一段短暂的旅程;虽然不能清楚地理解来此尘世的目的,但有时候,从生活中我们又能隐隐感受到一些生命的真相。

如不深究其理,简单地从日常生活的角度来理解,我们其实是为了身边的亲友而存在的,特别是为了那些让我们在意,并且能直接牵动我们幸福的人的笑容与福祉而存在。

再其次,就是为了那些我们并不认识,但因为同理心而与我们命运相连的人们。

我每天都会提醒自己数百次,自己内在与外在的生活,都有赖于其他人们的辛勤劳动,就在享受别人付出的同时,我必须发挥贡献自己的力量,同样地为社会和他人的福祉而努力。

我个人非常认同简单的生活方式,并不由自主地觉得从别人那儿得到的太多。

我认为阶层差异是与公平正义背道而驰的,特别是基于武力(force)所形成的阶级差异。我也认为简单的生活对每个人的生理和心理都是有益的。

从哲学的观点来看,我从不相信人们享有完全的自由。每个人的行为不仅被外在的强制力约束,更被内在的需要驱动。

叔本华有句名言“人能为所欲为,但不能驭其所欲”,这句话在我年轻时就启发了我,并且不断地在人生艰难的时刻成为我和许多人的慰藉以及忍耐的泉源。

幸运地,这种体会减轻了那易于令人麻木的责任感,并防止我们过于严肃地对待自己和别人;最重要的是,这种体会有助于让幽默感在我们的人生观里占到其应有的位置。

探究自己存在或是被创造的意义和目的,我觉得客观来说是很荒谬的。当然,每个人都有自己的理想,不同的理想指引了每个人不同的努力方向和判断。

从这个角度来说,我从不把过得轻松自在和幸福快乐当作理想,用道德批判的角度,我只能说这种理想与猪群的理想无异。

唯有真,善,美,才能时时照亮我的生命,并不时给我新的勇气,让我能愉悦地面对生活。

若没有志同道合的伙伴一起,没有心有定见的目标,没有永恒追求的艺术与科学,那生命对我来说将是空洞无趣的。

庸俗的人戮力追求的财富,外在成就与奢华,那对我来说都是不屑一顾的。

我对社会正义与社会责任的热切关注,与我疏离人群,避免直接与人接触的行为,形成强烈对比。我自成一路,从不全心归属于我的国家、家庭、朋友甚至妻儿;面对这些羁绊,我从不放弃疏离的执念,一种对于独处需求的执念,而且这种感觉与日俱增。

一方面我清晰地意识到这将限制我与他人可能产生的相互理解和同理心,但我却毫不后悔。作为这样的人无疑地将失去一些友善和欣悦心;但另一方面,这样的人才能独立于他人的意见,兴趣和判断,避免让自己立足于这种不稳妥的基础之上。

民主是我的政治理想,让每一个人获得应有的尊重,并且没有人被偶像化。然而命运很讽刺地让我这无功无过的人,却收获了过多的赞美与尊崇。

获得如此殊荣,也许是因为我怀抱着许多人怯于尝试的渴求,企图用自己微薄的力量,反复不停地挣扎着去探究这一两个最终获奖的理论。

我十分理解任何复杂的组织想要成功,必须要有一个人来担任思考和指挥的工作,并概括承受其后果。但是这个领导绝不能被强加任命,必须要这组织的每一份子自主选择自己的领导。

高压独裁的体系,在我来看势必衰败。因为武力总是吸引那些道德观念低下的人,并且我衷心相信一个不变的法则:即使天纵英明的暴君,政权最后总不免被恶棍继承。

因此,我总是不遗余力地反对今天(1929年)在意大利所看到的(国家法西斯)体系。而目前在欧洲流行但为人诟病的民主模式,也不能将我们引进理想中的民主殿堂。目前欧洲流行的体制让政府的首长们没有稳定性,而且选举的方式也缺乏应有的人情味。

就这方面来说,我相信美国找到了适合他们的道路。他们的制度选出了有着足够任期和足够权力,并能够完全负责的总统。

在另一方面来说,我也推崇我们(1929年纳粹尚未执政)的政治体系中那些对应个人病痛急难时更为完善的条款。

我以为在美丽多彩的人生中最有价值的并非邦国组织,而是充满创意与有情的个人,以及他们各自独有的性格。只有这些个体,才能创造出令人赞叹和高尚的杰作,而群众总是拙于思考,盲于感受。

讲到这里,我不禁想到群众本性中最晦暗的部分,那就是我最为憎恶的军事体系。

一个人如果以在方阵队伍里面游行引以为乐,就足以让我看扁这个人。给这种人长了脑子就是一种错误,他们只要有脊椎反射就够了。这属于人类文明中被瘟疫沾染的部分,早就应该尽速废止。

以爱国主义为名推行的命令式英雄主义,毫无道理的暴力,以及有害社会的胡言乱语,都是让我十分厌恶的。

战争是冷酷的而且我极其鄙视,我宁愿粉身碎骨也不愿意参与其中。

尽管如此,我对于人类,还是抱有很高的期望,若不是商业与政治利益通过学校教育和新闻媒体有系统地侵蚀腐坏这正确的价值观,我相信军事体系这令人头疼的问题老早就已经消失了。

我们所能感受到最棒的事,就是那些神秘体验,那是能够孕育纯艺术与纯科学的基础感情。

一个人不能正视神秘体验,就无力感受神奇,也不能感到惊艳...那其实活着也与死人无异,像一支被捏熄灭的蜡烛。就是这神秘体验伴随着敬畏,才能成就了宗教。

只有通过接受神秘体验这种最为基本的形式,我们才可能知道,确实有人力不可测的力量存在,才能认知到最深刻的道理有各种不同的体现,也才能明白最璀璨的美丽。

而也唯有这样的感受,才能形成最为真实的宗教态度。从这个观点来理解宗教,我确实是虔诚的宗教信徒。我很难相信上帝能够奖惩他创造出的万物,或者上帝有着类似你我一般人的意志。

而对于人的肉身能够逃脱生死永垂不朽的说法,也是我永远无法理解的,更何况我也不想得到永生。这些妄念都是出于人们脆弱灵魂的恐惧,或是本我意识的狂妄。

能够窥探生命永续的奥秘,发现现世组成结构的神奇,并全心努力去理解大自然所展现出的真理(虽然并非全貌但绝不微小),对我来说此生足矣!

文章于1929年首次出版,原题为'The world   as I see it',也被译作《我的世界观》,1939年再版,1949年集结其他信件等资料成书出版。对于该文章,目前中文的百科以及文库资料中大多有误,且中英文都谬误较多,故此一位精通中英文的台湾同学Thomas将之重新翻译为中文,且依据维基百科的资料英文翻译而来,为便于阅读,特提供中英两个版本供各位品鉴勘误。(当然,如有学者通人能以严谨的德文翻译的话,也许能让我们更准确理解这位伟大科学家的所言所想)

爱因斯坦 :我的世界观

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此文最初发表在1930年出版的《论坛和世纪》(Forum and century),84卷,193-194页。当时用的标题是“我的信仰”(What I believe)。这里译自《思想和见解》8-11页和《我的世界观》英译本237-242页,许良英、赵中立、张宜三编译,选自商务印书馆《爱因斯坦文集第三卷》。

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我们这些总有一死的人的命运是多么奇特呀!我们每个人在这个世界上都只作一个短暂的逗留;目的何在,却无所知,尽管有时自以为对此若有所感。但是,不必深思,只要从日常生活就可以明白:人是为别人而生存的——首先是为那样一些人,他们的喜悦和健康关系着我们自己的全部幸福;然后是为许多我们所不认识的人,他们的命运通过同情的纽带同我们密切结合在一起。我每天上百次地提醒自己:我的精神生活和物质生活都依靠别人(包括活着的人和死去的人)的劳动,我必须尽力以同样的分量来报偿我所领受了的和至今还在领受的东西。我强烈地向往着简朴的生活,我认为阶级的区分是不合理的,它最后所凭借的是以暴力为根据。我也相信,简单淳朴的生活,无论在身体上还是在精神上,对每个人都是有益的。

我完全不相信人类会有那种在哲学意义上的自由。每一个人的行为,不仅受着外界的强迫,而且还要适应内心的必然。叔本华(Schopenhauer)说,“人能够做他想做的,但不能要他所想要的。”①这句话从我青年时代起,就对我是一个非常真实的启示;在自己和别人生活面临困难的时候,它总是使我得到安慰,并且永远是宽容的源泉。这种体会可以宽大为怀地减轻那种容易使人气馁的责任感,也可以防止我们过于严肃地对待自己和别人;它还导致一种特别给幽默以应有地位的人生观。

要追究一个人自己或一切生物生存的意义或目的,从客观的观点看来,我总觉得是愚蠢可笑的。可是每个人都有一定的理想,这种理想决定着他的努力和判断的方向。就在这个意义上,我从来不把安逸和快乐看作是生活目的本身——这种伦理基础,我叫他猪栏的理想。照亮我的道路,并且不断地给我新的勇气去愉快地正视生活的理想,是善、美和真。要是没有志同道合者之间的亲切感情,要不是全神贯注于客观世界——那个在科学与艺术工作领域永远达不到的对象,那么在我看来,生活就会是空虚的。人们所努力追求的庸俗的目标——财产、虚荣、奢侈的生活——我总觉得都是可鄙的。

我对社会正义和社会责任的强烈感觉,同我显然的对别人和社会直接接触的冷漠,两者总是形成古怪的对照。我实在是一个“孤独的旅客”,我未曾全心全意地属于我的国家、我的家庭、我的朋友,甚至我最接近的亲人;在所有这些关系面前,我总是感觉到有一定距离并且需要保持孤独——而这种感受正与年俱增。人们会清楚地发觉,同别人的相互了解和协调一致是有限度的,但这不足惋惜。这样的人无疑有点失去他的天真无邪和无忧无虑的心境;但另一方面,他却能够在很大程度上不为别人的意见、习惯和判断所左右,并且能够不受诱惑要去把他的内心平衡建立在这样一些不可靠的基础之上。

我的政治理想是民主主义。让每一个人都作为个人而受到尊重,而不让任何人成为崇拜的偶像。我自己受到了人们过分的赞扬和尊敬,这不是由于我自己的过错,也不是由于我自己的功劳,而实在是一种命运的嘲弄。其原因大概在于人们有一种愿望,想理解我以自己的微薄绵力通过不断的斗争所获得的少数几个观念,而这种愿望有很多人却未能实现。我完全明白,一个组织要实现它的目的,就必须有一个人去思考,去指挥,并且全面担负起责任来。但是被领导的人不应该受到强迫,他们必须有可能来选择自己的领袖。在我看来,强迫的专制制度很快就会腐化堕落。因为暴力所招引来的总是一些品德低劣的人,而且我相信,天才的暴君总是由无赖来继承,这是一条千古不易的规律。就是这个缘故,我总是强烈地反对今天我们在意大利和俄国所见到的那种制度。②象欧洲今天所存在的情况,使得民主形式受到了怀疑,这不能归咎于民主原则本身,而是由于政府的不稳定和选举中与个人无关的特征。我相信美国在这方面已经找到了正确的道路。他们选出一个任期足够长的总统,他有充分的权力来真正履行他的职责。另一方面在德国的政治制度③中,我所重视的是,它为救济患病或贫困的人作出了比较广泛的规定。在人类生活的壮丽行列中,我觉得真正可贵的,不是政治上的国家,而是有创造性的、有感情的个人,是人格;只有个人才能创造出高尚的和卓越的东西,而群众本身在思想上总是迟钝的,在感觉上也是迟钝的。④

讲到这里,我想起了群众生活中最坏的一种表现,那就是使我所厌恶的军事制度。一个人能够洋洋得意地随着军乐队在四列纵队里行进,单凭这一点就足以使我对他轻视。他所以长了一个大脑,只是出于误会;单单一根脊髓就可以满足他的全部需要了。文明国家的这种罪恶渊薮应当尽快加以消灭。由命令而产生的勇敢行为,毫无意义的暴行,以及在爱国主义名义下一切可恶的胡闹,所有这些都使我深恶痛绝!在我看来,战争是多么卑鄙、下流!我宁愿被千刀万刮,也不愿参与这种可憎的勾当。⑤尽管如此,我对人类的评价还是十分高的,我相信,要是人民的健康感情没有被那些通过学校和报纸而起作用的商业利益和政治利益加以有计划的破坏,那么战争这个妖魔早就该绝迹了。

我们所能有的最美好的经验是神秘的经验。它是坚守在真正艺术和真正科学发源地上的基本感情。谁要是体验不到它,谁要是不再有好奇心也不再有惊讶的感觉,他就无异于行尸走肉,他的眼睛是迷糊不清的。就是这种神秘的经验——虽然掺杂着恐怖——产生了宗教。我们认识到某种为我们所不能洞察的东西存在,感觉到那种只能以其最原始的形式为我们所感受到的最深奥的理性和最灿烂的美——正是这种认识和这种情感构成了真正的宗教感情;在这个意义上,而且也只是在这个意义上,我才是一个具有深挚宗教感情的人。我无法想象一个会对自己的创造物加以赏罚的上帝,也无法想象它会有象在我们自己身上所体验到的那样一种意志。我不能也不愿去想象一个在肉体死亡以后还会继续活着;让那些脆弱的灵魂,由于恐惧或者由于可笑的唯我论,满足于觉察现存世界的神奇的结构,窥见它的一鳞半爪,并且以诚挚的努力去领悟在自然界中显示出来的那个理性的一部分,即使只是其极小的一部分,我也就心满意足了。


  
[注释]

 
 ① 叔本华这句话的德文原文是:“Ein Mensch kann zwar tun, was er will, aber nichi wollen, was er will.”——编译者

  ② 第二次世界大战期间,爱因斯坦承认他在战前很长一段时期受了反苏宣传的影响,以后他对这个问题的看法有一些改变。参见他1942年10月25 日在美国“犹太人支援俄国战争公会”一次宴会上的演讲和1950年3月16日给美国反共“理论家”胡克的一封信。——编译者

  ③ 指1918年第一次世界大战结束时建立,1933年被希特勒推翻的“魏玛(Wei mar)共和国”。本文最初发表时用的不是“德国的政治制度”,而是“我们的政治制度”。——编译者

  ④ 爱因斯坦由于目睹了德国军国主义的泛滥和法西斯瘟疫的蔓延,对群众和群众运动产生了非常错误的看法,这种错误看法也常在别的文章中流露出来。——编译者

  ⑤ 1933年7月以后,爱因斯坦改变了这种绝对的反战态度,积极号召反法西斯力量武装起来,以打击法西斯的武装侵略。参见1933年7月20 日给A.纳翁的信。——编译者

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