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[鄂华] 阿尔卑斯的火焰-第1部分
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1997 第4期 … 科学家轶事
鄂华
一
天才常常是寂寞的，只有伟大的心灵才能和伟大的心灵相沟通，正如只有高山才能越过茫茫的云雾，与另一座高山相望。
一九一三年的夏天，在小伊蕾娜的心里，已经永远和高山，和太阳，和燃烧在人的灵魂深处的理想的火焰……紧紧联系在一起，终生不能忘记。就在这个夏天，她的母亲，伟大的科学家玛丽·居里夫人，接受了另一颗当时正灿烂夺目地升起在科学天空的巨星——阿尔伯特·爱因斯坦的邀请，带着她和她的小妹妹艾芙，来到阿尔卑斯的高山与湖泊之间，度过了一个魅人的假期。
一九一一年，瑞典科学院在斯德哥尔摩举行的隆重仪式上，将诺贝尔化学奖金第二度授予了玛丽·居里夫人。这是科学史上从未有过的、今后也很难再有的最大的荣誉。举行仪式时，小伊蕾娜正在母亲的身边。这是她一生中从未见过的一次庄严的大会！笼罩在会场上的肃穆和崇高的气氛，使她年轻的心第一次充满了为科学、为人类而献身的渴望和热情，同时也充满了为她的母亲而感到的自豪与骄傲！她噙着泪水，听着她母亲在演讲中用那样深沉的感情谈到了她的被车祸夺去了生命的父亲：
“我相信我可以很恰当地作出这样的论断：瑞典科学院给予我的这种崇高的荣誉，是由彼埃尔·居里和我共同工作所获得的，并且也是对已故的彼埃尔·居里的一种尊崇。”
伊蕾娜怎么也不会想到：一个建立了如此伟大的科学功绩的女人，一个为了探求真理已经贡献了自己一生的青春和健康的女人，一个如此纯洁，如此忠于她的理想的女人，一个在生活中遭遇了如此巨大的不幸的女人，竟然也会遭受到小人的忌妒和诋毁。就在诺贝尔奖金第二次授予她母亲之前，在素有自由、博爱胸怀之称的巴黎，一些报刊纷纷发表消息、文章，对丧失了丈夫的玛丽·居里夫人的私生活肆意渲染，恶意攻讦，玷辱了她显扬的声名。居里夫人勇敢地经受了这些攻击，但身体和精神上却受到了极大的损害。
这是一段多么暗淡的时日，一颗纯洁的心怎能忍受得了如此卑劣的行径？小伊蕾娜眼看着母亲的精神在一天天崩溃下去，她险一些被逼得发疯和自杀，严重的肾炎也发作了，孱弱的体力已经濒临最后的毁灭，似乎已经没有任何奇迹能够挽救她的生命！
然而奇迹却发生了！
一天早晨，伊蕾娜和妹妹艾芙走进母亲的书房里，看见母亲正在读着一封信。她的脸色是那样苍白，两只拿着信的手还在微微颤抖。因为房里光线黯淡（窗帘已经很多天没有拉开了），伊蕾娜没有看见她母亲眼睛里闪烁着一丝复苏的生命的火花。她不知道母亲出了什么事，害怕地跑了过去，母亲忽然放下了信笺，将两个孩子搂到了胸前。这是多少天来没有发生过的事了，两个孩子也高兴地伸出双手紧紧搂着母亲。
当母女紧紧地拥抱了一阵之后，居里夫人才用快乐的口吻告诉她们：“孩子们，我们马上要到瑞士休养去了。你们将有机会尽情地享受一番阿尔卑斯山新鲜的空气和灿烂的阳光了。你们愿意吗？”
“真的吗？”伊蕾娜和艾芙一齐高兴地叫了起来。阿尔卑斯山！那儿是她们童话里的王国，是美丽的冰姑娘和勇敢的洛狄①的家乡啊！“妈妈，是谁请我们去呀？”
“勃朗峰！”
“是高山？”孩子们怀疑母亲是不是神经有些错乱了。
“是的！是人类科学史上最巍峨的一座高山！”
当伊蕾娜知道了邀请她们的人是爱因斯坦的时候，她知道母亲一点也没有说错，确实是高山！他不但巍然矗立在本世纪的黎明，而且将矗立在人类的科学发展史上，无与伦比！
这是高山向高山发出的问候！是一位伟大学者对一位伟大学者所遭遇的不公正的卑劣中伤所表示的最大的同情和支持！
伊蕾娜从小就崇拜爱因斯坦叔叔。早在一九○五年，她就从母亲谈到他在那一年中发表的三篇卓绝的物理学论文时的那种尊崇的口吻里，知道了他的创造性的非凡的工作。特别是第三篇论文《论动体的电动力学》，从根本上解决了至今困惑和摇撼牛顿力学大厦基础的一切新出现的问题，为人类建立了一个崭新的更加宏伟的物理学体系。任何一位科学家，在他的一生中，如果能作出这三篇论文中的任何一篇所作出的发现，都可以在科学史上占据一个不朽的地位，然而爱因斯坦先生却是在同一年中攀越了这样三座高峰，而且是在他刚刚二十六岁的时候！每当谈到这里，她母亲总会十分愤慨地说，但是人类并没有马上承认或是感谢爱因斯坦先生的伟大的贡献和功绩，他们不懂得也不相信他的理论，因为它们过于艰深。
想到这里，伊蕾娜不无骄傲地感到，她的母亲正是那少数几位最早懂得相对论的伟大意义的人之一。只有高山才能与高山相望，伟大的发现只有伟大的心灵才能理解！她不禁激动地回想起了她母亲所写的那封著名的推荐信，正是这封信，在帮助改变爱因斯坦先生不顺利的处境方面发挥了有力的影响和作用。一位名声震动世界的权威的科学家，为一位二十多岁的初出茅庐的青年写出这样一封热情的毫无保留的推荐信，它本身就是感人至深的。
只有伟大的心灵才能和伟大的心灵相沟通！现在，通过爱因斯坦叔叔在她母亲最困难的时候的来信，伊蕾娜又一次深切地感受到了这一点。
是的，小伊蕾娜对于这次即将来临的瑞士之行，确实比她母亲更要激动。她要亲自拜访她久已向往的阿尔卑斯壮丽的群峰和深谷了，然而那高山的罡风和白雪会欢迎她吗？她瘦弱的身体能够爬上那只有山鹰在那儿嬉戏的雪峰绝顶吗？她能像小洛狄一样征服令人目眩的高度，把悬崖上的鹰窠摘取下来吗？
二
阿尔伯特·爱因斯坦和阿尔卑斯的群山一起，亲切地迎接了居里夫人全家的到来。
他亲吻了伊蕾娜，然后抱起了小艾芙，笑着说：“人们都把镭叫做小太阳。你们的妈妈是镭的母亲，那么你们就是小太阳的姊妹了！伊蕾娜比镭大，艾芙比镭小！对吗？”
风趣的问话，使居里夫人的脸上也露出了笑容，她高兴地说：“传说中，阿尔卑斯闪光的雪峰都是太阳的女儿。那么，连她们也是伊蕾娜和艾芙的姊妹了。”
果然，阿尔卑斯万年积雪的峰峦在灿烂的阳光下发出耀眼的银光，在瑰丽峥嵘中又透出了千般妩媚，仿佛张开了手臂的迷人少女，迎向前来，想要拥抱她们的姊妹。
爱因斯坦带着他的儿子小汉斯，陪伴着她们母女，缓缓向一片山坡上爬去。小艾芙和小汉斯同年，他们手牵着手，跳着笑着，跑在最前面。小姑娘完全被她有生以来第一次见到的大自然的壮丽所迷醉了。
伊蕾娜远远跟在她们的后面，她没有像妹妹那样奔跑，只是一步一步慢慢向山上爬去。虽然壮丽的景象也同样使她着迷，但是此时此刻，吸引住她整个心灵的已经不是对面的雪峰，而是身旁那两座更加巍峨的高山。“人类有史以来最巍峨的高山！”她母亲说过的话不禁又清晰地回响在她的耳边。能面对这样的高山，是何等的幸福啊！
在雪峰高处，她听见山风在岩石间呼啸。那是高山在与高山对话。她同样是多么渴望能够听懂母亲和爱因斯坦之间充满真理和智慧的谈话啊！她相信那也将是世界上最美丽的语言，和现在随风送到她耳边的语言一样，同样难以理解，同样的神圣，朴素！
全部对话中最精彩的一部分，她至今还记得十分清楚，是在一次雪崩之后开始的。这场雪崩发生在对面的少女峰上，正当他们爬进一个孤零零地耸立在一座悬崖上的塔楼里的时候。
当时，她们正在入迷地欣赏对面的一座像玉岛浮空般显露在云际的雪峰，突然天惊地动，眼前的雪峰开始摇晃起来。接着，一片白色的瀑布从万丈高空飞泻而下，眼前什么也看不见了，深谷充满了隆隆的雷声和蒙蒙的白雾，连他们所在的这座山峰也在脚下震抖。小艾芙吓得闭上眼睛，将脑袋扎在妈妈的怀里。伊蕾娜也不禁恐怖地担忧：如果这里也发生雪崩就糟了！没有多久，雷声停止了，白雾也消散了，灿烂的阳光重新照射着人们，喧嚣的山谷又恢复了宁静。然而，刚才还炫耀夺目的雪山却奇迹似的消失了，一座透明的蓝色的冰峰出现在雪山消失的地方，高傲而威严！
居里夫人手扶着塔楼的栏杆，凝望着新出现的蓝色透明的冰峰，良久地沉默着，显然这冰峰的美，这万古的雪山核心的玉洁冰清，给了她难以磨灭的印象。她头也不回轻声地说：
“我们来到这里，雪峰矗立在我们面前，宏伟，壮丽！对于我，她是大自然最完美的创造！她似乎已经在这里存在亿万年，还要亿万年继续存在下去。突然，雪崩发生了，宏伟的雪峰倒坍了，代替她出现的是这座新的透明的冰峰。原来刚才崩溃的只不过是陈年的积雪，虽然她表面上是那样辉煌炫目，但是内部已经出现了气眼和空洞，已经决定了她必然倒坍的命运。而这座新的冰峰，纯洁，坚实，正在上升时期。她将一天比一天更加雄伟，更加壮丽，远远超过原来的雪山！”
爱因斯坦深有同感地点了点头：“我完全相信，夫人。”
“阿尔伯特，你知道我现在想到了什么？”
“不知道，夫人。它一定会是一个奇妙的想法。”
“我想到了发生在我们身边的科学发展的伟大进程。在上个世纪末，牛顿力学的大厦刚刚庆贺了它建立的两百周年。它是人类思想最壮丽的创造，直到今天，它依然还处在自己的鼎盛时期，没有僵化和衰退的征兆。麦克斯韦的电磁场方程的辉煌发现，更给它的两百周年献上了一份厚礼，开辟了它通向电、磁、光、声物理学各个领域的全面胜利的道路。在一片喜气洋洋的凯歌声中，唯一的不谐和音只是两个微不足道的实验，加热物理的黑体辐射与以太漂移实验。就是这样两个异端，也不过被乐观地认为是万里晴空中的两片乌云。大厦巍然屹立，如日方升，需要做的不过是修补修补篱笆而已。这时候，即使最具有远见卓识的人也不敢想象有一天它会倒坍。它只会一天比一天更加宏伟，更加使人赞叹！正如同不久以前矗立在我们面前的雪峰一样。
“我们并不懂得：雪峰无论多么辉煌，永恒对于它是虚妄的！陈旧的终究有一天要死亡，腐朽的终究有一天要崩溃。一座雪峰倒坍，一座新的冰峰诞生，这就是物质发展的规律。正是在那一片壮丽的倒坍声中，产生了人类的文明，促进了科学、文化和艺术的发展。
“一个气眼虽然小，却正是它决定了庞大的雪峰崩溃的命运；被人轻视为物理学天空的两片乌云，孕育的却是一场翻天覆地的风暴。旧的牛顿力学体系将在这场风暴中倒坍，一座新的高峰将在风暴中诞生！爱因斯坦先生，我对于您的相对论原理怀着希望。空间与时间，物质与运动，质量与能量，在这里找到了和谐的统一，这是牛顿力学所无法想象的！我同意普朗克先生所说的：‘在《论动体的电动力学》发表之后所进行的战斗，只有为哥白尼的宇宙观所进行的战斗才能和它相比。’和哥白尼不同的是，您的预见力更在于：您是在牛顿力学正处在它的鼎盛时期就看到了它的泥足。这无疑是更为艰难的！”
“不，夫人，”爱因斯坦诚恳地回答，“我的相对论只不过是在新的现象和实验事实已经出现之后，当牛顿力学在它们面前已经无能为力的时候，试图从理论上为它们寻找一个新的解释而已。事实永远是为理论开辟道路的！这新的现象的探求和发现才是最重要的！您的谦虚使您没有说出：在促成牛顿力学大厦瓦解的一切新发现的事实和现象中，起了关键性、决定性的作用的，恰恰是您和彼埃尔·居里先生发现的小太阳——神奇的放射性元素！正如同太阳使积雪融化，促成了雪峰崩溃一样。”
小伊蕾娜一字不漏地听到了这一段精邃睿智却又充满谦逊、诚恳的谈话。她的心剧烈地跳荡着，她是多么骄傲她能生活在这样一个时代，一个追求与开创科学原理基础的英雄时代啊！正是站在她面前的这两位巨人，各自用独立的工作从不同的方面共同开辟了科学史上一个新的纪元——原子时代。
迄今为止，两位巨人之间所谈的一切还都是她能理解的。然而当谈话再继续发展下去，却超过了她的理解能力。
“……而我的相对论，”爱因斯坦继续说，“如果真像您所希望的有可能成为一座山峰的话，那么它也是一座前程黯淡的山峰。当它刚刚诞生的时候，创造它的人就已经在怀疑它存在的合理性，企图寻找另一座代替它的山峰了。”
“您指的是您正在进行的广义相对论的研究吗？”
“是的！这个相对性原理虽然简单而且自然，但是并不彻底。”②
居里夫人微微地笑了，看来她对这一点是已有体会了：“我想我是能够理解您的。您的意思是：它否定了绝对空间这样一个特殊优越的参照坐标系，却肯定了惯性系这样一类特殊优越的参照坐标系。”
“是的，狭义相对论的局限性就在这里。事实上，大自然不会赋予惯性或匀速直线运动以特殊偏爱。在自然界中，所有的运动都是相对的，所有的坐标系都是平等的。物理定律是客观的，它与任意选择的坐标系无关。因此，它应该在每一个参照坐标系中都成立，而且具有某种相同的形式，不论这种坐标系是惯性系还是非惯性系。”
居里夫人赞同地点点头：“您的这种看法十分合理而且自然。遗憾的是，我们现在的物理定律在惯性系中和非惯性系中就是不同。牛顿力学定律只能适用于惯性系，在非惯性系中干脆就不能成立。”
“确实是这样！”爱因斯坦对于他们之间能这样快地取得深刻的默契，显然由衷地感到愉快，“我认为原因在于对定律的表达方式不够正确。如果能用更好的形式来确切地表达物理定律，那么，它们应该在所有的参照坐标系中无例外地成立，而且具有某种相同的形式。”
“这就是您所探求的广义相对论原理？”
“是的，夫人，我把它叫做广义协变原理。即客观的物理定律在任意坐标变换下形式不变。”
“这是对伽利略的伟大工作③的真正继承和发扬推广，它的影响必将深入到人类思维的基本概念和对世界认识的彻底变化中去！”
“我的工作并没有完成，广义协变原理只是广义相对论的基石之一。我一直在考虑的，还有那个困难而恼人的引力问题。”
谈话进行到这里，伊蕾娜惊异地睁圆了眼睛。尽管她对妈妈和叔叔讨论的别的问题茫然不解，然而对于引力，作为中学物理学的一个力学基本定律，早就熟知了。它怎么能成为使爱因斯坦叔叔这样一位大科学家困恼的问题呢？在她看来，牛顿力学尽管像叔叔和妈妈所讲的，遇到了一些难以解决的障碍，但在引力问题上，它却是解决得非常漂亮而彻底的。两百多年来它不是已经完满地经受住了时间的考验吗？难道不正是在它的计算结果的指引下，天文学家们不断在太阳系的探险中取得一个又一个的辉煌成就吗？天王星、海王星、冥王星的相继发现，早已经在宇宙中不止一次地奏响了它的壮丽的凯歌。在它的身上还能存在什么困难而恼人的障碍呢？然而对于爱因斯坦叔叔，她又是绝对信仰的，她不禁怀着更大的好奇听了下去。
“引力是怎样产生的？它的传递竟然不需要时间？”他沉思地说，“根据牛顿的万有引力定律，我们在这里爬山，由于我们的位置有了变化，我们对于恒星的引力也同时有了变化，也就是说，恒星上立即就能感到了我们在这里爬山。在大犬座α星上，在天琴座α星上，以及在宇宙中的每一颗恒星上，立刻就能接收到我们在爬山的信息，这简直是不可思议！为什么一切物体之间都会存在这样一种神奇的超距即时作用的引力呢？根据相对论原理，光的速度是速度的极限值，任何物体的运动和信号的传递，其速度都不可能超过光速。可是在这里，引力的传递速度竟然达到了无穷大！这有什么根据呢？所以在我看来，这样的引力是根本不存在的。还有，在牛顿力学中，惯性质量和引力质量之间并没有任何的内在联系，可是，为什么偏偏那么凑巧，这两个毫无关系的物理量却是那样精确地彼此相等？我认为这种相等决不是偶然的巧合，而恰恰是包含着某种极其深刻的原理。也许就意味着惯性和引力本身存在着天然的内在联系吧？这种联系究竟是什么呢？从实验的结果来下结论，我们可以作出这样的推断：惯性力场与重力场的动力学效应是局部不可分辨的，或者干脆更彻底�
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