愛因斯坦的相對與絕對

作者：恩福雜誌編輯室（刊於：愛看）四月十八日晚上八點四十五分，普林斯頓大學兩棟建築亮起明燈，一場象徵「光速不變」的燈光接力由此開始，環繞全球。這是響應聯合國訂2005五年為「世界物理年」的一項活動，紀念相對論發表百周年。愛因基坦在1905年──號稱物理界的「奇蹟之年」──所發表有關光學和相對論的四篇論文，1 　改變了全球的生活面貌。眾所周知，結束二戰的原子彈乃是應用了愛氏的「質能互換」原理。不僅如此，延伸至二十一世紀的許多科技都以他的立論為根基，就如已溶入日常生活的防盜報警器、照相機光表、全球定位系統，以及醫用X光、工業的激光科技、核能發電等，莫不有賴他的貢獻。無怪《時代雜誌》在邁入2008年時，以這位科學界巨擘作封面人物，表彰他的影響力。身為猶太裔的愛因斯坦，1879年三月十四日出生於德國，在達十六歲役齡之前，到義大利去和父母重聚，十七歲以後在瑞士求學、工作。聲譽漸隆之後，曾在瑞士、德國一些大學任教，並作物理研究所主任。1921年他因光電效應而獲諾貝爾獎。2　1933年希特勒任德國總理，許多猶裔科學家出走，他亦前往美國，以普林斯頓為研究處所與家園，直到1955年四月十八日辭世為止。對宇宙的驚佩除了科學，愛氏平生還酷愛音樂。他的小提琴藝甚為精湛，自幼便常陶醉於莫扎特、貝多芬的旋律中。音樂令他體悟到超凡的境界，據說，1929年他聆聽一場音樂會之後，激動得到後台恭賀那位提琴家說：「現在我知道天上有位神！」3事實上，愛氏雖身為世界矚目的科學家，但他的言論中並不避諱提到「神」。十九世紀與二十世紀上半葉，實證主義及邏輯實證論盛行，許多人以為真理必須透過科學實驗的證明才能成立，因而藐視宗教，以為是神話，不足相信。然而，愛氏卻主張，4 　科學與宗教為兩個不同的領域，無需彼此排斥，甚至應當互相倚賴，相輔相成。科學是方法，探究現象與其原因，宗教卻提出了目標。不僅如此，宗教對科學乃是不可或缺的，它具有啟發性，提供整體的認知。他的名言之一：「宗教沒有科學是跛子，科學沒有宗教是瞎子。」科學家在接觸到宇宙的奧秘時，對其美麗與深邃所產生的驚佩之情，對他而言，即是一種宗教情操。按此標準，他承認自己有宗教，而這樣的宗教信念正是他所以能孜孜不倦、辛勤研究的推動力。按德國教育定規，愛氏自幼即受到猶太宗教的教導，同時他也閱讀基督教的新約。十二歲之前，他對宗教甚是狂熱，偶爾自編頌讚神的歌曲。然而他愈來愈走向獨立思考，不喜歡學校權威式的教育，導致對宗教持批判看法。十七歲時，他正式宣布脫離猶太教團契。5 　不過，他對猶太－基督教的宗教傳統始終給予極高的評價。他的第一任妻子為東正教徒；猶太人受納粹迫害時，教會起而反對，令他對基督教再予尊重；同時，他也愈發重視自己族裔的需要，多方聲援復國運動，以至以色列立國之初，曾有人邀他擔任第一任總理；住在普林斯頓時，他的左鄰右舍都是神學家。這些背景多少可以解釋他對宗教的正面態度。相對背後的絕對然而，愛氏對宗教的信念，與他對物理研究的關係密不可分。他從小就對數學著迷，發現經過精密的推算，許多現象可以套入簡單的程序。表面看來宇宙紛繁複雜，背後的原理卻是質樸，這令他訝異，從而對宇宙的「心智」產生敬畏之情。他在探討「光」的本質時，發現光是粒子，跳出了十九世紀光是「波動」的結論。他又判定，光的速度在真空中恆常不變。而且他主張，自然律在任何狀況下也是絕對不變的。這是他提出的「不變原則」，成為他對自然界最根本的看法。著名的「特殊相對論」則是打破時間絕對的概念，將其定位為第四個維度。比方，假設甲和乙代表不同的系統，且對乙系統而言，甲系統是運動的，那麼在甲系統中同時發生的事（如：兩道門同時打開），在乙系統看來卻不會是同時的（看來開門的時間一前一後）。此外，愛氏以為，物體運動接近光速時，物體的長度顯然會縮短；而當某一系統以接近光速運動時，其時間會顯然變慢。然而，愛氏強調，自然律對所有自由活動的觀察者而言，都是一樣的。自然律的不變性，是相對論的根基。以上論點早在1905年便已發表。1916年，愛氏又發表「廣義相對論」，把宏觀世界也納入前述的簡要原則。他認為引力其實是時空的扭曲，光通過引力場時，會被偏折。1919年，一組天文學家經由在西非對日蝕的觀測，證實了他的預測，令愛氏聲名大噪。量子力學當推愛氏為開山鼻祖，然而他對後期哥本哈根學派所強調的「測不準原理」深表不滿，認為「偶然」無法成為解釋宇宙的最後模式。他有一句生動的斷語：「神不會和宇宙擲骰子。」在最後三十年的歲月里，愛氏投注心力，想證實「統一場理論」，就是用一種律來統一所有的物理現象。雖然即至去世仍未有成果，然而他以無比的熱情堅信，宇宙是和諧的，也是簡單的，而這就是宇宙最美之處。一瞥創世的奧秘聖經的創世觀可由一句經文表明：「諸世界是藉神的話造成的……並不是從顯然之物造出來的。」6 　這種「從無造有」的觀點，可說是世上所有宗教、哲學中獨一無二的。此外，創世記聲明，神所造的頭一個物質，就是「光」。7 　愛因斯坦推敲物理的奧秘時，無意間解明了神創造的手法，讓人大開眼界。在愛氏的觀測里，無論大宇宙、小宇宙，「光」都是其最基本的背景，不變的光速則彷佛成了宇宙的屏障。相對論所推導的「質能互換」，是依據「不變原則」而來：當物質高速前進時，不變原則便迫使它轉換為巨大的能量；反之，當一股巨大的能量產生時，不變原則也迫使它轉變為質量。聖經描述神的話為「權能的命令，托住萬有」。8 　因此，當神「說，要有……，就有」，意思乃是有龐大的能量發出，轉變成了物質。愛氏的發現，無疑證實了聖經的記載。在研究的過程中，愛因斯坦發現，按照他的推算，宇宙會不斷擴張，而倒推回去，也表示有一起始。但當時的科學界都以為宇宙是無始無終的，愛氏也認同，所以他甚覺困攪，於是在程序中添加了假設性的「宇宙常數」。然而，其後的天文學卻觀測到星球向外飛離的現象，宇宙始於「大爆炸」之說終於得到肯定。1929年，愛氏親自到哈勃望遠鏡去觀察後，不得不放棄他的看法，並承認，那是他「一生最大的敗筆」。愛氏曾說，他想了解神如何創造這個世界：「我想明白祂的想法，其他都是細微末節。」9　 他曾說：「神不會將祂的心抖在袖子邊」，意思是，宇宙的奧秘無法從現象界一目了然；但同時，「神隱晦難明，卻不詭異。」意思是，宇宙的道理固然難以捉摸，卻是簡潔可靠的。「我們（物理學家）只是努力在追尋祂的蹤跡」。10相逢不相識愛因斯坦有時會開玩笑地以「老人家（the Old One）」來稱神，但他始終不承認，宇宙的設計所流露的心智是出於一有位格的神。早期他曾表示，他的神觀與史賓諾莎相同，後者持泛神論，認為富有規律的萬物即等於神。後來他卻又澄清，認為宇宙本身不可能是神，他所敬重的超越者在其背後。即使如此，他仍不認同聖經中那位與人溝通、介入歷史的神。有次他回復一個孩子的問題：「科學家是否禱告？」他寫道：「有個靈彰顯在宇宙定律之中，這個靈大大超越人，讓我們這些力量微小的人感到謙卑。如此，追求科學會導致一種宗教情操，但這與天真的宗教是不同的。」在談及「神」時，愛氏的內涵只限於宇宙的設計層面，而不談宗教所涉及的道德層面，如罪惡與苦難等問題。有人揣測，愛氏不願接受有位格的神，是因為他由物理所瞥見的神是完美的，而一位完美的神如何會造出一個充滿痛苦的世界？──愛氏的一生經歷一戰、二戰，又親見六百萬骨肉鄉親死於納粹的摧殘。在刊於1929年《周六晚報》的一篇採訪中，記者問愛氏，是否相信耶穌的歷史性？他說：「毫無疑問！讀福音書的人不能不覺得耶穌就活在眼前。……神話不會如此的活生生。」報導中又說，愛氏曾說，耶穌是位最偉大的猶太人。然而，終其一生，愛因基坦卻沒有接受耶穌所提供的救恩。除了理性的原因之外，愛因斯坦拒絕接納他所處的宗教傳統，或許還另有一些因素。諸如，幼年時，他曾受到基督徒的排擠；他不喜歡當時宗教教育灌輸式、扼殺獨立思考的教學方式等。此外，在感情生活上，他的一生也有不少可議之處：與同窗結婚之前即已有私生女，第一次婚姻失敗，第二次婚姻雖持續到末了，但亦時有緋聞。或許正是因著道德上的脆弱乏力，讓愛氏有莫名的罪疚感，因而不願面對有位格的神。愛因斯坦的理性領悟到神創造的光輝，然而靈魂的眼睛卻仍然緊閉，以致無法仰視神的聖潔，明白救恩的途徑。與神相逢而不相識，何等可惜！註：1.愛氏當年只有二十六歲，在瑞士專利局糊口。他在《物理學年鑒》上發表四篇論文：「論布朗運動」、「論光電效應」、「論運動物體的電子力學」（即特殊相對論）、「物體的慣性與它的能量有關嗎？」（內含E=mc2公式） 2.愛氏1922年十一月赴日過路上海時，獲知得獎消息，中國青年興奮得將他高抬起來。 3.「Einstein and God,」 in Theological and Natural Science, by Thomas Torrance, p. 21。 4. 愛氏曾在多處發表他這方面的觀點，如：Ideas and Opinions, Science, Philosophy and Religion, The World as I see It等書。 5. Torrance, p.10。 6. 希伯來書十一3。 7. 創世記一3。 8. 希伯來書一3。 9. Fred Heeren, Show Me God, p. 135。 10. Torrance, p. 25。本文刊於愛看網
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