第一章 追求與理想(3)
深感失望的束星北很快就離開了蘇聯,假道華沙,來到了歐洲的科學中心德國。在“柏林、哈奴佛、漢堡等地混了一陣子。”⑧他的遊歷與探索生活便告結束。據他自己所稱,他之所以在德國結束自己的探索和考察,一是走了十幾個國家后,並沒有看到自己真正期望的東西。到處似乎都在上演着同樣的故事:戰爭、內亂、飢餓、貧窮。到處都是亂糟糟的聲音,他不能夠從這些亂糟糟的聲音中聽到他所期望的真理。現實與理想的巨大差距,讓他徒生無奈,對社會體制與制度的探索、考察為主要目標的遊歷在德國宣告結束,他按捺住一度被“聲音”激得沸沸揚揚的心情,重新確定了自己的位置和方向。他不再為一些不切實際的想法而勞心費神,他開始心神專註地鑽研思考真正屬於自己的事情了。離開德國后,經同學的介紹,他來到英國愛丁堡大學著名的理論物理學家惠特克和達爾文博士的身邊,在他們的指導下,進行系統的基礎物理和數學的學習。惠特克(E·T·Whittaker)和達爾文(C·G·Darwin)博士當時已稱名世界,特別是惠特克的理論物理更讓他心醉神迷。惠特克的分析力學(AnalyticalDynamics)被圈內人士奉為經典,以後束星北在浙江大學教學時,常常提到惠特克的分析力學(AnalyticalDynamics)他曾對學生講,搞理論物理的必須認真讀懂惠特克的分析力學(AnalyticalDynamics)。他還給研究生專門開過一門高等分析力學。而這門高等分析力學也是與惠特克分不開的。束星北在兩位大師門下受到嚴格的訓練。學業提高速度猶如神助,僅用了一年多時間就以一篇《論數學物理的基礎》(Onthefoundationofmathematicalphysics)獲得了愛丁堡大學的碩士學位。1930年2月,由惠特克和達爾文博士的引薦,束星北來到狄拉克所在的劍橋大學從師於著名的理論天體物理學家愛丁頓博士。愛丁頓畢業於劍橋大學,歷任母校教授和天文台台長。曾當選為英國皇家學會會員、英國天文學會會長和國際天文學聯合會主席。愛丁頓還是恆星內部結構理論和變星脈動理論的創始者,他發現了恆星的質光關係,在恆星大氣理論、恆星運動、相對論、量子論等方面都有重大貢獻。但在多數人眼裏,他對人類最突出的貢獻是利用日全食驗證了愛因斯坦廣義相對論。1916年,愛因斯坦在他的老同學格羅斯曼的幫助下,完成了廣義相對論。在這個被稱為人類最偉大的創舉中,引力是最重要的主題。牛頓力學認為,任何物體既有慣性質量,又有引力質量,牛頓第二定律中質量是慣性質量,而萬有引律中的質量是引力質量。但人們理所當然地認為它們是相等的,把它們通稱為質量。可是這種相等是偶然的嗎?狹義相對論與牛頓的萬有引力理論的矛盾是必然的。在牛頓看來,引力是即時作用,引力場就像一個絕對時空的載體,這當然為時空的相對性觀念所不容。愛因斯坦將相對性的原理推廣到引力場中,指出引力場就相當於一個非慣性系,人們對一個物體是正被加速,還是正處在引力場中無法作出區分,這一點被稱為等效原理,而慣性質量和引力質量相等是等效原理的一個自然的推論。廣義相對論認為,由於物質的存在,空間和時間會發生彎曲,而引力場實際上是一個彎曲的時空。廣義相對論首先解釋了水星近日點的進動,這個進動曾經被天文學家勒維列用行星攝動方法進行了解釋,但誰也沒有發現有“火神星”在那裏攝動。愛因斯坦用太陽引力使空間彎曲的理論,解釋了水星近日點進動中無法解釋的43秒。廣義相對論第二個大預言是引力紅移,即在強引力場中光譜應向紅端移動。20年代,天文學家在天文觀測中證實了這一點。廣義相對論的第三大預言是引力場使光線偏轉,這一預言最為世人注目,因為它最終得到了天文驗證。最靠近太陽的大引力場是太陽引力場。愛因斯坦預言,遙遠的星光如果掠過太陽表面,將會發生1.7秒的偏轉。這個預言很難驗證,因為大白天太陽太亮,看不到星光,晚上能看星光太陽又下山了,惟一的機會是在日全食的時候。為了驗證這個為很多人懷疑的預言,1919年,英國政府在愛丁頓鼓動下,派出了兩支遠征軍,一支由愛丁頓率隊到非洲西部的普林西比島,另一支來到南美的索布臘爾。兩支隊伍帶回了很多日全食的太陽照片,經過反覆比較核對,最後的結論是星光在太陽附近的確發生了1.7秒的偏轉。由於愛丁頓的驗證,愛因斯坦的地位才從此確定下來。愛丁頓無愧為“科學英雄時代”的傑出大師,他能憑着自己深邃的目光最早地發現“相對論”那太陽一般的光芒。並預言這個時代乃至下個時代,將是愛因斯坦的時代。在愛丁頓身邊,束星北開始系統地接觸到人類最偉大的創造與發明——相對論。他認為,在自己遍訪名師的歷程中,給他影響最大的便是這個愛丁頓。正是在他身邊自己才真正接觸到了物理之核。最初,束星北對相對論興趣來源於一本講四度空間的科普小說,那本只有一百個頁碼的小說曾激發出他許許多多的奇思妙想。他認為那些奇思妙想儘管只是一個少年的童話故事,卻又是他的追求之源。他以後的一切發端,也許就是從那個時刻開始的。當然真正開始接觸到愛因斯坦的相對論還是在之江大學。那時雖不能究其所因,但大師的時間與空間的統一性,質量與能量的統一性,它們既是統一又可以相互轉換的觀點,讓他浮想聯翩,激動無比。他不斷地讓國外的朋友、同學幫助他搜集一切有關的資料和書籍。他曾形容最初接觸到相對論時的感覺:就像沙漠中烈日下乾渴的跋涉者,突然發現了一眼甘泉。