如果牛顿是色盲爱因斯坦就是一个视觉正常的人

　　今年是爱因斯坦诞辰140周年。“天才相对论——爱因斯坦的异想世界特展”近日在上海世博会博物馆开幕，向公众展出133件/组来自以色列希伯来大学爱因斯坦档案馆的珍贵展品，其中包括爱因斯坦关于广义相对论的两页手稿原件、关于引力波的论文原件和晚年思考“统一场论”的笔记本原件等。由湖南科技出版社出版的《相对论之路》新书发布会日前也于上海世博会博物馆举行。

　　介绍爱因斯坦从狭义相对论到广义相对论的心路历程

　　据介绍，爱因斯坦是希伯来大学的创始人之一，他在遗嘱中表明要将自己的著作、遗物捐赠给该大学。希伯来大学目前共收藏有8.3万份爱因斯坦的物件，包括手稿、信件、照片、证书和奖章等，收藏数量为世界之最。

　　代表希伯来大学协调全球爱因斯坦展览项目的爱因斯坦档案馆学术主任、希伯来大学前校长哈诺赫·古特弗罗因德教授在发布会现场告诉记者，爱因斯坦一生写了4篇最重要的科学论文，其中关于广义相对论的那篇是人类历史上由单个科学家所创造出的最完善、最美丽的科学理论。那篇论文的手稿共有46页，是希伯来大学爱因斯坦档案馆里最珍贵的馆藏。古特弗罗因德教授和他的合作者——柏林马克斯普朗克学院院长于尔根·雷恩计划写作4本书，每一本都是关于爱因斯坦的一篇重要科学论文。其中，关于广义相对论的这一本是这4本书中的第一本。“当时以色列科学院庆祝建院50周年，我们觉得最好的庆祝就是展出爱因斯坦的手稿。我为这些手稿写了说明，后来又带着这些说明去了柏林，在那里认识了雷恩教授。”古特弗罗因德教授介绍说，爱因斯坦手稿的每一页都在这本书中被复制了出来，旁边配有作者所写的解释手稿内容的文字，通俗易懂，能够将其中最重要的内容展现在读者面前。书中介绍了爱因斯坦从狭义相对论发展出广义相对论的10年间所走过的道路，以及那些年里与他通信的科学家、哲学家的背景简历和这些手稿进入希伯来大学的经过，是对伟大思想工作历程的惊鸿一瞥。该书不仅更新了人类对时间、空间及引力的理解，也构成了人们理解宇宙的基础，帮助我们理解宇宙是怎么起源、怎么发展的，以及具有什么样的结构。

　　“即使是专业人士，看到这本书也会很感兴趣。因为他们也不清楚爱因斯坦最早是怎么推导出广义相对论的，他经过了怎样的心路历程，走过了哪些弯路。这些都是科学史和科学哲学所关注的问题，如果一个人有好奇心，愿意使用脑力，就可以尝试阅读它。”古特弗罗因德教授特别指出，这本书中没有数学演算和推导，也没有对复杂物理的解释，但不是说读者在阅读它的时候不需要花费脑力。不过，当读者在读完之后感到自己真正理解了某个问题，会很有满足感。

　　主要使用比喻的方法解释抽象理论

　　广义相对论是这本书中最难解释的问题；此外，时空扭曲也很难解释和推导。古特弗罗因德教授表示，这本书在解释这类问题的时候，主要使用了比喻的方法。“打个比方说，大家可以想象在这个房间中有一个有弹性的蹦床，我们在蹦床的中间放一个比较重的大球，这样，床就会往下凹。如果我们在蹦床的边缘放一个小玻璃珠，它会向大球的方向滚下去；但是如果它的初始速度比较快，也许它不会碰到大球停下来，而是会滚到蹦床的另一边去，而且它行进的轨迹肯定不是一条直线。我们想象蹦床是红色的，你看不见蹦床，就会以为大球有吸引力，把小球吸过去了。按照这样理解的话，我们可以认为，当时的牛顿就是一个看不见蹦床存在的‘色盲’，而爱因斯坦是个视觉正常的人，他认识到了小玻璃珠运动轨迹的改变是因为时空是扭曲的，而时空扭曲是因为有大球的存在。”

　　古特弗罗因德教授由此引出，根据牛顿的经典力学，引力是一种力，正因为有引力，月球才会绕着地球转。广义相对论则认为引力不是一种力，而是一种波，同时它造成了时空扭曲。也就是说，引力是一种能改变时空性质的东西。如果在宇宙中存在质量比较大的物体，它会使周围的时空发生扭曲，当两个大质量的物体在宇宙中移动甚至融合时，就会对周围的整个时空造成扭曲和影响，并形成一种波，在时空中传播，甚至传播到地球所在的位置。人类就是通过这些波对时空中距离长度的影响而探测出这些波来的。“波传播到我们这里时，效果已经非常弱，效应已经非常小了，只有用高灵敏度的设备才能够探测出来。好在现在我们已有相应的技术，能够将其探测出来。”古特弗罗因德教授感慨，这一方面证明了广义相对论的正确性，同时还带给人类一个新的方式来理解我们所处的宇宙，特别是宇宙早期的情况。过去，人们用光学望远镜或电波望远镜探测宇宙，现在则可以通过观察引力波，来观测到几百万年前甚至几十亿年前宇宙的情况，了解上10亿年前宇宙中可能发生过的某些灾难性事件。

　　据介绍，该书还特别选择用了法国艺术家劳伦特·陶丁的卡通画作为插图。插画师不是物理学背景的，但富有好奇心和想象力，主要通过和该书的两位科学家作者的交流，来实现对爱因斯坦理论的理解，其对主题精髓的准确把握深得两位作者的欣赏。

　　“爱因斯坦崇尚简单、简朴的生活对于所有人的身心都是有益的，类似的一些理念是他个性的重要组成。”古特弗罗因德教授特别强调。当被问及对爱因斯坦个性形成最重要的因素是什么时，他回答说：“是他的人道主义精神、他对人类和生命同情的情感。”