着了魔的爱丁顿

9　着了魔的爱丁顿

亚瑟·斯坦利·爱丁顿（1882—1944），英国天文学家和理论物理学家，从事恒星运动及其内部结构、相对论等方面的研究。

1919年，最先在实际观测中证实了广义相对论中光线弯曲的一个预言。

英国著名的天文学家和理论物理学家爱丁顿

着了魔的爱丁顿

英国最著名的物理学家和天文学家爱丁顿的墓地也在剑桥大学的“升天墓地”里。从清华大学刘兵教授拍的照片看来，真个是芳草依依、青藤缠绕，颇有诗意！墓碑上除了墓主人的姓名、生卒年月以外，还刻有许多文字。可惜由于年代久远，“墓碑上的字迹已经很不清楚了”。

爱丁顿的墓地

爱丁顿是一个非常有个性的科学家。我们也许都知道他通过日食的观测证实了广义相对论，但是其中的许多故事可能就不为多数人所知了。看到他的墓地，再来了解他那精彩动人的故事，将格外让人浮想联翩。

在广义相对论还没有被证实以前，爱因斯坦就曾经像魔教教主一样预言：

“任何人只要充分地理解了广义相对论，就无法回避它的‘魔力’。”

爱丁顿果然着了魔。爱丁顿着魔后的激昂热情，影响了他的朋友戴森爵士。戴森是英国皇家天文学会会员、格林尼治天文台台长，他也跟着爱丁顿一起着了魔，迷上了广义相对论。他们两人制订了一个考察计划，如果条件允许，就组织考察队在1919年5月29日观测日食，以检验相对论的光弯曲预言。后来，考察如期举行，并证实了广义相对论，爱丁顿表示：

“这是我在天文学研究中最激动人心的事件。”

在考察完成后，有一次，从印度来的年轻物理学家钱德拉塞卡钦佩地对爱丁顿说：

“我非常钦佩您的科学敏感。在战争时期未来一切显得异常暗淡的情况下，您还制订了远征观测计划。”

爱丁顿对钱德拉塞卡的评价未表露任何欣喜之状，冷冷的回答让钱德拉塞卡大吃一惊：

“如果全由我自己决定，我绝不会组织那样的考察，因为我完全相信广义相对论的正确性，根本用不着检验！”

那么他到底又为什么参与制订和组织考察队进行日食观测呢？这里有一段跌宕起伏的故事。

1917年，英国颁布了战时征兵法令，爱丁顿当时34岁，正符合征兵条件。但爱丁顿是虔诚的教友派信徒，这个教派的教徒坚决反对战争，因此他肯定会因拒服兵役而受到政府严厉的惩罚。在他之前，罗素已经为拒服兵役和谴责英国参战而被罚款、拘禁（未实施），还失去了剑桥的工作。爱丁顿如果也像罗素那样，后果将比罗素更惨。

为了避免这种尴尬事情的发生，剑桥大学的朋友们立即出面为爱丁顿说情，说爱丁顿是著名的科学家，让他服兵役不符合英国的利益。1915年8月10日，极有希望获得诺贝尔奖的莫斯莱在土耳其战斗中的牺牲，已经让英国政府和各界感到损失太大，因此内政部同意让爱丁顿缓服兵役，并寄一张证明表格之类的东西，让爱丁顿签上名就可以了。大家都为这一结果感到满意和高兴，但爱丁顿的执拗又捅了一个漏子。原来他签了名，却又加上一个附注，说如果不能因为表格上所述的理由缓服兵役，他就会以基于道义的反战来要求缓服兵役。这个附注当然让内政部无法忍受，连帮助他的朋友也十分生气。

爱丁顿却说，当他的教友派朋友们因拒服兵役而在北爱尔兰军营里服苦役时，他认为他应该和他们在一起。后来，在戴森的调解下，爱丁顿终于缓服了兵役，但条件是如果战争在1919年5月前结束，他必须率领一个考察队去验证爱因斯坦广义相对论的预言。

幸运的是，战争真的可以在1919年5月前结束了。1919年2月，两个考察远征队同时出发。爱丁顿和柯丁罕领导的考察队去西非几内亚湾的普林西比小火山岛，而戴森和克罗梅林领导的考察队则去巴西北部的索伯拉尔进行日食观测。

壮哉，向太阳勇敢飞去的伟大精神

爱丁顿的敏锐的洞察力、孜孜不倦的探索精神，永远留在人们的心中。1920年，他在一次讲演中讲道：

古时候，两位勇士为自己装上了翅膀。代达罗斯安全地飞越了海洋，并因成功着陆而受到人们的赞誉。年轻的伊卡鲁斯向着太阳高飞，最后因固着翅膀的蜡熔化了，他的飞行彻底失败。在衡量他们的成就时，对伊卡鲁斯也许应该说几句话。公认的权威们告诉我们说，他只不过在“做特技表演”，可我宁愿将他视为揭示那个时代飞行器构造性缺陷的人。从科学的观点看来，谨慎的代达罗斯将会把他的理论用到他确信非常安全的地方去，但这些理论的潜在弱点不会因他的过分小心而暴露出来；而伊卡鲁斯则将他的理论尽可能用到极限，使这些理论在脆弱的接点处裂开。……若他命中注定不能飞到太阳，也不能一劳永逸地解开飞行器构造之谜，我们可望从他的飞行中得到某些启示，以建造一个更好的飞行器。

由爱丁顿讲的这个故事，我们更可以理解他说的一句话：

我以为，当应用数学家的理论刚刚通过了一次严格的观测检验之后，他不应该感到满足，倒是应该感到失望——‘再遭受一次挫败！这一次我希望能够找出与观测不一致的地方，以便让我看清我的模型在什么地方还需要改进’。

壮哉，再遭受一次挫败和向着太阳勇敢飞去的伟大精神！

一旦固执起来就简直让人不可思议

1931年泡利提出中微子假说。泡利认为宇宙间还存在一种不带电而且几乎没有重量的基本粒子——中微子。这个中微子极其古怪，物理学家称之为“鬼魂粒子”。当时物理学家中很少有人相信真有什么中微子存在，但是后来却真的发现了中微子。爱丁顿在当时是坚决反对者之一，他强烈的反对态度一直持续到1938年，那年他曾说：

我可能说我不相信中微子……说不相信还不足以表明我的思想。我认为，实验物理学家不会有足够的智慧发现中微子。如果他们获得了成功，甚至可以应用到工业上去，我想也许我不得不相信，但我仍可能怀疑他们干得不十分光明正大。

瞧！爱丁顿的态度多么坚决！人们也许会觉得这位伟大的英国学者怎么说话这么不留余地。其实这并不奇怪，越是伟大的学者，一旦固执起来就越发不可思议。

许多伟大的科学家都有过这样的角色转换——从勇敢的创造者到勇敢地反对创造者。年轻的一代不要轻易屈服于曾经伟大过的科学大师。

为什么？

大自然里有许许多多常数，例如牛顿的引力常数G，阿伏伽德罗常数N，玻尔兹曼常数k，普朗克常数h，等等。爱丁顿有一个雄心壮志，试图为大自然的常数提出一个统一的解释，虽然也吸引了不少的拥护者。但是他同时代的伟大物理学家，如爱因斯坦、玻尔、狄拉克和玻恩等人都发现爱丁顿的想法是异想天开、毫无意义的，并礼貌、坦诚地表示他们不能理解他的思想。因此，爱丁顿感到伤心，他不理解为什么别人看不到他已经看到的事物本质。1944年，他在给朋友赫伯特·丁格尔的信中抱怨道：

我不断地试图弄明白，为什么人们认为我的理论含糊不清。但我还必须指出，当爱因斯坦的理论被认为含糊不清时，数以百计的人认为必须弄清这些含糊之处。我相信我的理论从没有像狄拉克的理论那样含糊过，但对于爱因斯坦和狄拉克，人们认为弄清这些含糊之处是有价值的。我相信人们总有一天会理解我的理论，将明白必须弄清我的理论，那时，“解释爱丁顿的理论”将成为一件时髦的事情。

他的老对手詹姆士·金斯在1947年写到爱丁顿这一个不成功的探索时，抓住机会客气地讽刺道：“在爱丁顿的同事里，几乎没有人能够完全接受他的观点；也几乎没有人能够理解它们。但是他的系列想法大体上似乎并非没有道理，而且某个如此综合的想法可以及时阐明我们生活的世界的本质，似乎也是有可能的，纵然这一刻尚未来到。”

60多年过去了，爱丁顿盼望的“这一刻”仍然没有到来。