我們都生活在陰溝裡,但總有人仰望星空

愛因斯坦的廣義相對論是對牛頓萬有引力定律的一次挑戰,而且他是從一個簡單得像幼兒園小朋友提出的問題來開始挑戰的:兩個東西沒有挨著,引力如何實現?

進一步說,宇宙中太陽對地球的引力如何實現,那是在什麼也沒有的真空啊。

事實上牛頓也知道這個漏洞,在1687年出版的《原理》一書中,他自嘲“將這個問題留給讀者思考”,在隨後的兩百多年裡,所有讀者都是跳過了這個問題,直到愛因斯坦出現。

引力到底在真空中通過什麼來傳播?眾所周知真空是什麼都沒有的,但愛因斯坦卻開始挑戰人類的直覺,他了有另外的洞察:真空是有東西的,這種東西就是空間。通過十多年無數複雜的數學演算,他推導出了愛因斯坦場方程,也就是廣義相對論的核心,質能方程。也就是那個被大學物理系印在足球服藍球服上作為物理標誌的:e=mc2(平方)。這個方程的背後含義就是:一定量的物質能夠將空間和時間進行彎曲,這就是引力的內核。

對了沒錯,還能彎曲時間,不信你在太古裡放一個鐘,再在IFS樓頂放一個鐘,太古裡的鐘因為更靠近地心,所以時間更慢(每年慢十億分之一秒)這個理論精確地描述了時空彎曲對一切物體(恆星、行星、彗星、光……)運動的影響,於是愛因斯坦就成了艾薩克牛頓的法定繼承人。


但之後愛因斯坦就栽了跟頭,在那個年代,所有人包括愛本人的直覺或者哲學都指向一個所謂的真理:宇宙在大尺度上是均勻的、且是亙古不變的。這就和質能方程推導出的結果不一樣了。這裡也可以看出數學的強大之處。

一個經典且優雅的方程,即使由你推出,但也不受你的控制,它像個望遠鏡,隨著推導的深入,看得就越來越遠,最後看到什麼,不以你的意志為轉移。質能方程推導的結果是:宇宙是動態的。於是愛因斯坦懵了,想把方程掐死。然後他就開始找補,在方程中新引入了一個量,也就是給空間結構賦予一個正的能量(排斥性引力),假設這個量恰好處於一個常數,宇宙就靜止了,這個常數愛因斯坦叫它宇宙學常數。但問題是賦予能量本身沒有錯,但這個常數為什麼恰到好處就是這個數?

於是就有了1927年索爾維會議上的爭論。會議上勒梅特向愛因斯坦介紹自己基於廣義相對論得出的結果:宇宙膨脹模型。結果遭到愛因斯坦的無情嘲諷,說他結論荒唐,屬於“討人嫌物理”。被偶像批評的勒梅特傻逼了,但這種傻逼狀態沒持續多久,就輪到愛因斯坦傻逼了。

兩年後,發明哈勃望遠鏡的那個哈勃,通過觀測收集了充足證據,證明了遠處星系都在急速遠離銀河系,那些遙遠光粒子抵達地球時都攜帶了一個明確的信號:宇宙不是靜止的,宇宙正在膨脹。於是愛因斯坦的宇宙學常數就站不住腳了,取而代之的就是大爆炸模型:宇宙從一種高度壓縮狀態誕生後一直在膨脹。這就是關於創世的故事,從此廣為流傳。

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