阿尔卑斯的火焰

“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，或者干脆更彻底一些这样说：惯性力场和重力场的任何物理效应都是局部不可分辨的。”

“从数学上看，这种假定倒是非常自然的。”居里夫人插话说。

爱因斯坦没有马上回答，他已经完全沉陷在自己对于宇宙间这种奇妙的力的深邃思考中。他情不自禁地探身到塔楼栏杆之外，俯视着眼底的万丈深渊。忽然，他的取眼里闪耀着一片兴奋的异彩，高兴地向居里夫人叫道：“夫人，您知道我所想要了解的是什么?就是一座升降机突然坠入无底的深谷，里面的乘客究竟会有什么样的感觉?”

在这个突如其来的奇怪的问题面前，连伊蕾娜也禁不住笑了。她以为叔叔不过是在那里开一个玩笑，却根本没有猜到：这种想象中的升降机的坠落所启示的“等效原理”(即加速系的惯性力场等效于引力场)，乃是爱因斯坦叔叔即将做出的在人类历史上还从未曾有过的伟大的科学发现——“广义相对论”的两大基石之一(另一基石即前面已经提到的“广义协变原理”)。但是居里夫人却由于自己渊博的学识和精微的理解力，立刻领悟到了其中的奥妙。她情不自禁地向这个比她年轻二十多岁的青年人说：

“您正在从事的是一项吸引人的富有想象力的工作!我相信科学史上还没有第二个人做过这样深入的探索!我羡慕您，向您祝贺!”