引力波震蕩

從自然種探取原理

選自沃爾特·艾薩克森《愛因斯坦傳》

張卜天譯

在少不更事、閱歷尚淺的時期，愛因斯坦並未強調這一信念，而更像是一個經驗論者或實證主義者。換句話說，他已經將休謨和馬赫的著作奉若神明，這使他拋棄了以太、絕對時間等無法通過直接觀察來認識的概念。

而今，隨著對以太概念的反對變得更加微妙，以及對量子力學的不滿日趨增強，他開始偏離這一正統。晚年的愛因斯坦反思道：「我不喜歡這種論證中的那種基本的實證主義態度，在我看來它是站不住腳的，它與貝克萊的原理——『存在即被感知』（Esse est percipi）*如出一轍。」

愛因斯坦的科學哲學不乏連續性，因此說他的思想經歷了一個從經驗論到實在論的清晰轉變是錯誤的。 不過公平地說，他在20世紀20年代反駁量子力學時，已經變得不那麼恪守馬赫的教義，而更像是一個實在論者。正像他在麥克斯韋頌辭中所說，他相信一種獨立於我們觀察而存在的背後的實在。

這可見於愛因斯坦1933年6月在牛津所作的一個名為「理論物理學的方法」的講演，其中概括了他的科學哲學。 講演一開始就告誡大家，要想真正理解物理學家的方法和哲學，「不要聽他們說什麼，而要看他們做什麼。」

如果我們看一看愛因斯坦做了什麼，而不是聽他在說什麼，那麼很顯然，他相信（任何真正的科學家都是如此）一切理論的最終結論必定能被經驗和實驗檢驗所證實。他在論文結尾經常會呼籲做這類實驗。

但他的理論思考的基石，即邏輯推導所基於的那些原理和假設是如何獲得的呢？正如我們已經看到的，他通常並不從需要作某種解釋的一套經驗數據開始。「無論把經驗事實收集得多麼豐富，都不可能得出如此複雜的方程，」他在描述自己提出廣義相對論的過程時說。 在他的許多著名論文中，他都堅稱自己並沒有過分依賴於任何特定的實驗數據——布朗運動、探測以太或光電效應——來歸納出他的新理論。

相反，他一般會從對物理世界的理解中抽象出來的假設開始，比如引力與加速的等效。這種等效並不是他通過考察經驗數據而得到的。作為理論家，愛因斯坦有一種強大的能力，那就是他能夠比其他科學家更為敏銳地提出他所謂的「能夠充當出發點的一般原理和假設」。

這一過程中貫穿著從實驗數據中找到規律的直覺感受。「在考察複雜的經驗事實時，科學家必須通過辨別某些一般特徵而從自然中探尋出這些一般原理。」 在尋找統一理論的基礎時，他在致外爾的一封信中道出了這一過程的本質：「我相信，要想取得任何真正的進步，就必須找到一條從自然中探取的普遍原理。」

一旦從自然中探明這條原理，他就會憑藉著物理直覺和數學形式，朝著某些可以檢驗的結論邁進。他早年間有時會輕視純數學可能起的作用，但在向廣義相對論作最後衝刺時，正是數學最終幫助他收穫了勝利的果實。

從那以後，他在探索統一場論時越來越依賴於數學形式。「廣義相對論的發展將愛因斯坦引向了抽象的數學形式、特別是張量演算，」天體物理學家約翰·巴羅寫道，「起初，一種深刻的物理洞見協調著廣義相對論的數學，但是後來，天平朝著另一個方向偏轉了。愛因斯坦對統一場論的尋求體現了對抽象形式本身的迷戀。」

在牛津講演中，愛因斯坦先是肯定了經驗論：「一切關於實在的知識都始於經驗並終於經驗。」但旋即強調了「純粹理性」和邏輯推導的作用。他坦言，在用張量演算成功地提出了廣義相對論方程之後，他已經轉而信任一種數學進路，較之經驗的作用，它更強調方程的簡潔和優雅。

他說，既然這種進路能夠使廣義相對論受益，那麼「我們就有理由相信，自然乃是可能設想的最簡單的數學觀念的實現。」 這種信念不僅雅緻，而且極為有趣。在數學「簡單性」指導他探索統一場論的那些年裡，它的確道出了愛因斯坦思想的精髓。它與牛頓在其《自然哲學的數學原理》第三卷中的偉大宣言遙相呼應：「自然喜歡簡單性。」

但愛因斯坦並未證明這一似乎與現代粒子物理學相對立的信念， 也從未詳細解釋他所說的數學簡單性到底是什麼意思。他只是堅持了這樣一種深刻的直覺，即這就是上帝創造宇宙的方式。「我確信我們可以藉助純數學構造來發現將它們彼此相連的概念和定律，」他宣稱。

這種信念（事實上是一種信仰）愛因斯坦曾在1931年5月訪問牛津時表達過，那時是要授予他榮譽博士學位。他在講演中解釋說，他對統一場論的不懈追求更多是受到了優雅的數學而不是實驗數據的推動。「指導我的不是來自背後實驗事實的壓力，而是來自前方數學簡單性的吸引，」他說，「只能希望實驗將會追隨數學的旗幟前進。」

在1933年牛津講演的最後，愛因斯坦同樣表示相信，場論的數學方程是把握「實在」的最好方式。他承認，到目前為止，這在似乎由偶然和概率所支配的亞原子層次並不奏效。但他告訴聽眾，他堅信這並非最終答案。「我仍然相信可能有一種關於實在的模型——也就是說，有一種理論可以表示事物本身，而不僅僅是它們發生的概率。」

他最大的錯誤？

1917年，當愛因斯坦根據其廣義相對論作「宇宙學考察」時，大多數天文學家都以為宇宙僅僅是我們的銀河系連同其一千億顆左右的恆星在空蕩蕩的太空中飄遊。不僅如此，它似乎是一個相當穩恆的宇宙。雖然群星遊走，但卻沒有明顯地向外膨脹或向內塌縮。

於是，愛因斯坦給他的場方程補充了一個表示「斥」力的宇宙學常數。發明這個常數是為了抵抗引力，因為如果星體不能以足夠的動量彼此飛離，引力就會把它們拉到一起。

從1924年開始，加州帕薩迪納市威爾遜山天文台的充滿傳奇色彩的天文學家哈勃用一百英寸反射望遠鏡做出了一系列驚人發現。第一項發現是，所謂仙女座星雲實際上是大小與銀河系差不多的另一個星系，距離我們接近一百萬光年（我們現在知道這一距離超過兩百萬光年）。不久他又發現了20多個更遠的星系（我們現在認為存在著超過1000億個這樣的星系）。

哈勃接下來的發現更為驚人。通過測量恆星光譜的紅移（光譜的紅移之於光波就如同多普勒效應之於聲波），他意識到這些星系正在遠離我們。關於四處的遙遠星體看起來正在遠離我們，至少存在兩種可能的解釋：1）我們處於宇宙的中心（自哥白尼以降，只有小孩子才會相信這種觀點）；2）整個宇宙都在膨脹，也就是說，一切物體都在四處向外延伸，因此所有星系都在彼此遠離。

當哈勃證實，總體來說諸星系正在以和我們距離成正比的速度退行時，事實變得很清楚，第二種解釋是正確的。那些兩倍之遙的星系退行速度就快兩倍，三倍之遙的星系退行速度就快三倍。

為了理解這一點，不妨設想一個點柵，所有點都分布在一個氣球的彈性表面上，彼此相距一英寸。然後氣球表面尺寸膨脹到原先的兩倍，使得現在點與點之間相距兩英寸。於是在膨脹過程中，開始時一英寸遠的點又遠離了一英寸。在同一時間內，開始時兩英寸遠的點又遠離了兩英寸，開始時三英寸遠的點又遠離了三英寸，開始時十英寸遠的點又遠離了十英寸。某個點開始時距離我們越遠，它相對於我們的退行速度就越快。從氣球上的每一個點來看都是如此。

這些簡單的說法意在表明，不僅星系在遠離我們，而且整個空間或宇宙都在膨脹。為了理解三維的情況，不妨把各個點想像成烘烤過程中正在膨脹的蛋糕中的葡萄乾。

1931年1月第二次訪問美國時，愛因斯坦決定到威爾遜山（從他正在訪問的加州理工學院去那裡很方便）親眼看一看。他和哈勃乘坐一輛漂亮的皮爾斯－阿洛（Pierce-Arrow）敞篷旅遊汽車沿盤山公路上了山。在山頂上，他見到了因以太漂移實驗而著稱的年老多病的邁克耳孫。

這天天氣晴朗，愛因斯坦愉快地擺弄起望遠鏡的轉盤和儀錶來。有人向隨行的愛爾莎解釋，這台儀器是用來確定宇宙的範圍和形狀的。據說她回答：「我丈夫在一張舊信封背面就可以做這件事。」

在大眾媒體的報道中，宇宙膨脹的證據被視為對愛因斯坦理論的一個挑戰。抓住公眾想像力的是一種科學的戲劇效果。有一則報道是這樣開篇的，「巨大的星體以每秒7300英里的速度飛離地球，這給阿爾伯特·愛因斯坦博士出了一道難題。」

但愛因斯坦歡迎這一報道。「威爾遜山天文台的人很是傑出，」他寫信給貝索說，「他們最近發現，螺旋星雲在太空中基本上均勻分布，它們顯示出與距離成正比的強多普勒效應，我們可以從不帶『宇宙學』項的廣義相對論中將其推導出來。」

換句話說，被勉強加入以解釋一個靜態宇宙的宇宙學常數顯然是不必要的，因為宇宙實際上正在膨脹。*「這真是令人興奮，」他對貝索說。

當然，如果愛因斯坦相信他最初的方程，並且直接宣布他的廣義相對論預言了宇宙在膨脹，那將更令人激動。倘若他果真這樣做了，那麼哈勃在十幾年後對宇宙膨脹的證實將和愛丁頓證實他關於太陽引力使光線彎曲的預言一樣引發轟動。「大爆炸」也許會因此而被命名為「愛因斯坦爆炸」，而且可能會像現代物理學那些最迷人的理論發現一樣永載史冊，引人遐想。

事實上，愛因斯坦欣然放棄了這個他從不喜歡的宇宙學常數。 在1931年新版的相對論通俗著作中，他增補了一個附錄 來解釋他曾經加到場方程中的那一項為什麼（謝天謝地）不再必要。「當我與愛因斯坦討論宇宙學問題時，」喬治·伽莫夫後來回憶說，「他指出，引入宇宙學項是他一生中最大的錯誤。」

實際上，愛因斯坦的錯誤甚至要比一般科學家的勝利更吸引人，也更複雜。從場方程中消除這一項很難。「不幸的是，」諾貝爾獎獲得者溫伯格說，「直接拋棄宇宙學常數並不容易，因為任何對真空能量密度有所貢獻的東西都會發揮宇宙學常數的作用。」

結果證明，宇宙學常數不僅很難消除，而且仍然是宇宙學家所必需的。今天，宇宙學家用它來解釋宇宙的加速膨脹。 導致這種膨脹的似乎是神秘的暗能量，它們的行為就好像是愛因斯坦常數的一種表現。結果，每年都要進行兩三次觀測，每次所作的報告都會以類似2005年11月的這段文字開篇：「阿爾伯特·愛因斯坦給他的方程加了一個『宇宙學常數』來解釋宇宙的膨脹，繼而又撤回了它，但新的研究也許證明了他的天才。」

「物理學與實在」

愛因斯坦與玻爾-海森伯群體關於量子力學的基本爭論不僅僅是關於上帝是否擲骰子，或者貓是否處於半死狀態，它也並非僅僅是關於因果性、定域性甚或完備性。它關乎的是實在。 實在是否存在？更加具體地說，獨立於我們的觀察談論物理實在有意義嗎？愛因斯坦指出，量子力學「問題的核心與其說是因果性問題，不如說是實在論問題」。

玻爾及其支持者嘲笑這樣一種觀念，即認為超出我們的觀察而談論背後的東西是有意義的。我們所能知道的全部就是我們實驗和觀察的結果，而不是超出我們知覺之外的某種終極實在。

1905年，愛因斯坦曾經表現過類似的態度，那時他正在閱讀休謨和馬赫的著作，反對像絕對空間和絕對時間這樣的不可觀察的概念。「那時我的思維方式比後來更接近於實證主義，」他回憶說，「只有在提出廣義相對論之後，我才遠離了實證主義。」

從那時起，愛因斯坦愈發認為存在著一種古典意義上的客觀實在。儘管他前後期的思想存在著某些相通之處，但他坦言，至少在其本人看來，他的實在論代表著一種對他早期馬赫主義經驗論的偏離。他說：「這一信條並不符合我年輕時所持的觀點。」 正如歷史學家霍爾頓所指出的：「對於一個科學家來說，如此徹底地改變其哲學信念是罕見的。」

愛因斯坦的實在論概念包含三個要點：

1. 相信實在獨立於我們的對它的觀察而存在。正如他在自述中所說：「物理學試圖從概念把握實在，至於實在是否被觀察，則被認為是無關的。人們就是在這種意義上談論『物理實在』的。」

2. 相信可分離性和定域性。換句話說，物體位於時空中的某些點，可分離性對這些點作出了規定。「如果人們不再假定存在於空間不同部分中的東西都有其自身獨立的、實際的存在，那麼我簡直看不出物理學應當描述什麼，」他寫信給玻恩。

3. 相信嚴格的因果性，它蘊含著確定性和古典決定論。在他看來，無論是認為概率在實在中扮演著角色，還是認為我們的觀察可以使這些概率塌縮，都讓人無法接受。「包括我本人在內的一些物理學家都不相信，」他說，「自然界中的事件竟會如同碰運氣的賭博。」

可能設想這樣一種實在論，它只包含這三個方面中的兩點甚或一點，有時愛因斯坦會考慮這樣一種可能性。雖然學者們曾經討論過這三點中的哪一點對於他的思考最為基本， 但愛因斯坦一直希望和相信所有這三個方面能夠合而為一。正如他晚年在給克利夫蘭的一所醫學院所做的講演中所說：「所有概念都應當能夠導向空間和時間中的物體，導向這些物體所遵從的定律關係。」

這種實在論的核心是一種近乎宗教的、或許也是孩童般的敬畏：我們的所有感官知覺——我們每時每刻都在體驗著的視覺和聽覺——符合一定的樣式，遵從一定的規則，而且有意義。我們會想當然接受由這些知覺所共同拼合成的外在物體，當這些物體的行為似乎受到某些定律的支配時，我們並不感到驚訝。

然而，就像小時候第一次見到羅盤時感到了敬畏一樣，愛因斯坦對於我們的知覺遵從一定的規則而不是雜亂無章也感到敬畏。對宇宙的這種令人驚訝的、出人意料的可理解性感到敬畏是其實在論的基礎，也是他所謂的宗教信念的決定性特徵。

他在1936的文章《物理學與實在》中表達了這一點，這時他已經通量子力學進行過較量，為實在論做了辯護。「藉助于思維，我們的全部感覺經驗就能夠整理出秩序來，這是一個令我們敬畏的事實，」他寫道，「世界的永恆秘密就在於它的可理解性……它是可理解的這件事，是一個奇蹟。」

老友索洛文（在奧林匹亞科學院的日子裡，愛因斯坦曾與他讀過休謨和馬赫的著作）後來告訴愛因斯坦，他覺得愛因斯坦認為世界的可理解性是「一個奇蹟或永恆秘密」很「奇怪」。愛因斯坦反駁說，按常理而言，認為世界不可理解才更符合邏輯。「畢竟，人們會先驗地料想一個混亂無序的世界，一個為我們的心靈所無法把握的世界，」他寫道，「在這一點上，實證主義者和職業無神論者的弱點暴露無遺。」 當然，愛因斯坦既非實證主義者，亦非無神論者。

對愛因斯坦而言，認為存在著一種背後的實在，這種信念有一種宗教感。索洛文對此感到不滿，他寫信說他對這樣的說法有一種「厭惡」。愛因斯坦不同意他的看法。「我找不到一個比『宗教的』這個詞更好的辭彙來表達這種對實在的理性本質的信念，即實在在一定程度上是可以為人的理性所把握的。如果這種感情缺失了，科學就會蛻變為膚淺的經驗論。」

愛因斯坦知道，年輕一輩把他看成一個孤陋寡聞的保守派，固守著陳舊的經典物理學的確定性，因而受到蒙蔽。「即使量子理論最初所取得的巨大成功也不能使我相信[大自然]從根本上是一種骰子遊戲，」他對老友玻恩說，「儘管我很清楚，我們的年輕同事會把這解釋為衰老的後果。」

對愛因斯坦懷有深摯感情的玻恩同意年輕人的看法，認為愛因斯坦已經變得與反對他的相對論的上一代物理學家同樣「保守」，「他再也無法接受與他本人堅守的哲學信念相左的某些新的物理學思想。」

但愛因斯坦認為自己並非保守派，而（再次）是一個反叛者，一個不循規蹈矩者，他能夠熱情而頑強地抵禦流行的時尚。「對於把自然界看作客觀實在的觀點，現在人們認為這是一種過時的偏見，而認為量子理論家們的觀點是天經地義的，」他1938年對索洛文說，「每個時代都有它時髦的東西，而大多數人從來看不見統治他們的暴君。」

愛因斯坦在1938年與人合著的物理學史教科書《物理學的進化》中強調了他的實在論進路。這本書說，自古以來，對一種「客觀實在」的信念已經造就了偉大的科學進展，這就證明它是一種有用的概念，即使得不到證明。「如果不相信有可能用我們的理論建構來把握實在，不相信我們世界的內在和諧，那麼就不可能有科學，」這本書宣稱，「不論是現在還是將來，這種信念都將是一切科學創造的基本動機。」

此外，面對著量子力學的進展，愛因斯坦還用這本書來捍衛場論的用處。最好的辦法就是不把粒子看成獨立的對象，而是看成場本身的一種特殊顯現：

把實物和場當成兩種截然不同的性質是不合理的。我們能否放棄物質概念而建立起一種純粹的場物理學呢？我們可以把物質看作是空間中場特彆強的一些區域。按照這種觀點，擲出的石塊就是一個變化的場，在其中場強最大的狀態以石塊的速度穿過空間。

愛因斯坦與人合寫這本教科書還有第三個更加私人的原因：幫助一個從波蘭逃出來的猶太人英菲爾德，他曾在劍橋與玻恩合作過一段時間，然後到了普林斯頓。 英菲爾德最初與霍夫曼一起研究相對論，他提出他們可以向愛因斯坦毛遂自薦。「看看他是否想讓我們與他共事，」英菲爾德建議。

愛因斯坦很高興。「像推導方程這樣的苦差事都由我們來干，」霍夫曼回憶說，「我們向愛因斯坦報告結果，然後開始討論。有時他的想法異乎尋常，顯得很古怪。」 通過與英菲爾德和霍夫曼合作，愛因斯坦1937年用優雅的方式更為簡潔地解釋了行星和其他大質量物體的運動。

然而，他們關於統一場論的工作卻從未變得明朗。有時的情況如此讓人灰心，英菲爾德和霍夫曼變得十分沮喪。「但愛因斯坦從未失去勇氣，其獨創性也不曾辜負過他，」霍夫曼回憶說，「每當討論陷入僵局，愛因斯坦總是用他那蹩腳的英語說一聲，『讓我想想。』（I will a little tink）」他德語口音很重，th音發不準。屋子裡安靜下來，愛因斯坦會走來走去或者繞著圈子，不停地捻著一綹他那灰白的長髮。「他的臉上浮現出一種夢幻般的、悠遠而沉靜的神色，沒有顯出一絲緊張和不安。」時間一分分地過去了，忽然，愛因斯坦似乎又回到了這個世界，「他臉上浮起一絲微笑，給出了問題的答案。」

愛因斯坦對英菲爾德的幫助很滿意，他試圖勸說弗萊克斯納在研究院給英菲爾德安排一個職位，但遭到拒絕。研究院已經勉強僱傭了沃爾特·邁爾，這已經讓弗萊克斯納大為光火了。為了給英菲爾德爭取區區600美元的生活補貼，愛因斯坦甚至還親自去找了學校董事會（他很少這樣做），但沒有奏效。

於是，英菲爾德想出了一個主意，如果與愛因斯坦合寫一本物理學史，那麼肯定能取得成功，版稅平分即可。當他找到愛因斯坦表明自己的想法時，英菲爾德變得異常吞吞吐吐，但最後還是說出了他的請求。「這主意不錯，很不錯呢！」愛因斯坦說，「我們來干吧。」

1937年4月，本傳記的出版公司的創始人西蒙和舒斯特驅車來到普林斯頓，到愛因斯坦的家來爭取版權。善於交際的舒斯特試圖用幽默來使愛因斯坦就範。他說，他發現了某種比光速跑得還快的東西——「一位女士到巴黎購物的速度」 。 愛因斯坦樂了，至少據舒斯特回憶是這樣。無論如何，這次來訪達到了目的。《物理學的進化》現在已經印刷了44版，它不僅宣揚了場論所扮演的角色和對客觀實在性的信念，還使英菲爾德（以及愛因斯坦）在經濟上更有保障。

英菲爾德可謂知恩圖報。他後來稱愛因斯坦「也許是自古以來最偉大的科學家和最善良的人」，並且在其導師健在時就寫了一篇充滿溢美之辭的傳記，讚揚愛因斯坦在探索統一理論時能夠藐視傳統思想。「多年來，他固執地緊隨一個問題，固執地一再回到這個問題——這正是愛因斯坦天才的典型特徵，」他寫道。

反潮流

英菲爾德說的對嗎？固執是愛因斯坦天才的典型特徵嗎？在某種程度上，他一直被這個特點所護佑，特別是在探索廣義相對論的漫長而孤獨的征程中。從上中學時起，他就有意逆潮流而動，藐視權威。所有這些在他探索統一理論的過程中表現得很明顯。

然而，儘管他不止一次說過，對經驗數據的分析對於構建他的偉大理論起的作用很小，但他有一種直覺，能夠基於當前的實驗和觀察，從大自然中攫取洞見和原理，這種能力一直使他受益良多。這一特徵現在變得不那麼明顯了。

到了20世紀30年代末，他對新的實驗發現愈發不聞不問。隨著弱核力和強核力這兩種新的力被發現，需要完成的不是引力與電磁力的統一，而是更大的統一。「愛因斯坦沒有理會這些新的力，儘管它們和另外兩種知道時間更長的力同樣基本，」他的朋友派斯回憶說，「他繼續著以前的研究，試圖將引力與電磁力統一起來。」

不僅如此，從30年代起，一系列新的基本粒子陸續被發現，目前已多達百十種，其中既有像光子和膠子這樣的玻色子，也有像電子、正電子、上夸克、下夸克這樣的費米子，林林總總，不一而足。對於愛因斯坦統一萬物的目標來說，這並不是好兆頭。1940年加盟研究院的泡利嘲弄了他徒勞的探索：「神所分開的，人還是不要配合吧。」

愛因斯坦也感到這些新發現隱隱使人不安，但他還是心安理得地不去過分強調它們。「我從這些偉大發現中只能獲得些許的愉快，因為目前它們似乎並不利於我對基礎的理解，」他寫信給勞厄，「奇怪的是，我並沒有放棄希望，但我覺得自己就像一個得不到入門訣竅的孩子。畢竟，在這裡與我們打交道的是斯芬克斯（sphinx） ，而不是自願的拉客妓女。」

於是，愛因斯坦逆潮流而動，不斷回退到過去。他意識到，沿這條孤獨的道路行進很奢侈，對於那些仍在建功立業的年輕物理學家來說，這可能過於冒險了。 但正如事實所表明的，通常總會有至少兩三位年輕物理學家被愛因斯坦的光環所吸引，希望同他合作，即使大多數物理學家都認為，他對統一場論的探索是不切實際的空想。

年輕的助手恩斯特·施特勞斯還記得與愛因斯坦合作的經歷，當時所採取的方案愛因斯坦已經研究了近兩年。一天晚上，施特勞斯失望地發現，他們的方程導出了一些明顯的錯誤。第二天，他和愛因斯坦從各個角度研究了這個問題，但仍然沒能避免這個令人失望的結果。那天他們早早回家了。施特勞斯灰心喪氣，認為愛因斯坦只會心情更糟。但讓他沒想到的是，愛因斯坦第二天和往常一樣熱情和興奮，他又提出了一種新的方案。「我們又開始了一種全新的理論，經過半年的工作又被扔進了垃圾堆，而哀悼它的時間並不比它的前身更久，」施特勞斯回憶說。

愛因斯坦的探索一直被他的一種直覺所驅動，那就是：數學簡單性是大自然的一個特徵，他雖然在看到數學簡單性時能夠知道它，但從來沒能將它定義清楚。 每當有特別優美的公式出現時，他就會高興地對施特勞斯說：「上帝不可能放過如此簡潔的東西。」

熱情洋溢的信仍然陸陸續續從普林斯頓發出，通報他與量子理論家交戰的最新進展。量子理論家們似乎迷上了概率，不願相信有什麼背後的實在。「我正在與我的年輕同事共同研究一種極為有趣的理論，我希望能夠藉此擊敗迷信神秘主義和概率的現代人，打消他們對物理學領域中實在概念的厭惡，」他1938年寫信給索洛文。

類似地，關於各種突破的報道也繼續從普林斯頓傳出。「阿爾伯特·愛因斯坦博士，宇宙阿爾卑斯山的攀登者，正在一座人跡罕至的數學高峰之上翱翔，說他已經看到了空間和物質結構的一種新樣式，」著名的《紐約時報》 科學記者勞倫斯在1935年的一篇頭版文章中報道說。而在1939年的一篇頭版文章中，同一位作者又在同一份報紙上報道說：「從無限廣袤的空間中的恆星和星繫到無限小的原子內部的秘密，在對能夠解釋整個宇宙機制的定律做了20年不懈探索之後，阿爾伯特·愛因斯坦今天透露，他最終看到了他所希冀的那塊『知識的應許之地』，那裡可能保有解決創世之謎的最重要的鑰匙。」

愛因斯坦年少時所取得的成功部分來自於他的一種本能，使之能夠發現背後的物理實在。他能夠直覺地感受到一切運動的相對性的涵義、光速的恆定性以及引力質量與慣性質量的等效。由此他可以基於對物理學的感受去構造理論。然而到了後來，他變得愈發信賴那些脫離物理直覺的數學形式描述，因為正是憑藉著這種方法，他才最終完成了廣義相對論場方程。

如今，在探索統一理論的過程中，似乎有許多數學形式描述，但極少有基本的物理洞見在指導他。「在早先探索廣義相對論時，愛因斯坦曾經受他的引力與加速等效的原理所指引，」在普林斯頓與愛因斯坦合作的霍夫曼說，「然而，可能導出統一場論的指導性原則在哪裡？沒有人知道。甚至愛因斯坦也不知道。因此，這項工作與其說是探索，不如說是在沒有被物理直覺照亮的黑暗的數學叢林中摸索。」傑里米·伯恩斯坦後來說，這「就像是在不考慮物理學的情況下，對數學公式進行近乎隨意的排列組合。」

又過了一段時間，樂觀的報道和信件不再從普林斯頓傳出，愛因斯坦公開承認他至少在目前還處於困難境地。「我沒有這麼樂觀，」他對《紐約時報》說。多年來，對於愛因斯坦所聲稱的統一理論的每一次突破，《紐約時報》都會作重點報道，但現在它的大標題說：「宇宙之謎難住了愛因斯坦。」

然而，愛因斯坦說他仍然無法「接受這樣一種看法，即大自然中的事件如同一場碰運氣的賭博」，因此，他誓言繼續進行探索。即使失敗，他也覺得這種努力是有意義的。「每個人都可以自由選擇他的努力方向，」他解釋說，「每個人都可以從這句名言中感到安慰：探索真理比對它的佔有更寶貴。」

在愛因斯坦60歲生日前後，即1939年初春，玻爾來到普林斯頓做兩個月訪問。愛因斯坦對他的老朋友和爭論夥伴仍然有些疏遠。他們在招待會上見過幾次面，做了短暫的交談，但並未就有關量子奇異性的思想實驗重新進行交鋒。

愛因斯坦在這一時期只做了一次講演，玻爾出席了。他在講演中談到了他對統一場論的最新嘗試。最後，愛因斯坦把目光轉向玻爾，說他長期以來一直試圖以這樣一種時尚來解釋量子力學。但他明確說自己不想再就這個問題繼續討論下去。「玻爾對此深感不快，」他的助手回憶說。

玻爾帶來了一些與愛因斯坦發現的質能關係E=mc2有關的科學新聞。在柏林，哈恩和施特拉斯曼已經通過中子轟擊重鈾的方法得到了一些有趣的實驗結果。這些結果被送到了他們以前的同事邁特納那裡，她剛剛逃到瑞典，因為她是半個猶太人。她轉而告訴了她的侄子奧托·弗里施，他們的結論是，原子裂開了，產生了兩個較輕的原子核，少量丟失的質量變成了能量。

在證實了這些被他們稱為「裂變」的結果之後，弗里施將它們告訴了正準備啟程赴美的玻爾。1939年1月底，玻爾一到普林斯頓，就在物理學家的每周聚會（被稱為「周一晚間俱樂部」）上講述了這種新發現。一連數日，這些結果被不斷重複，研究者們開始撰寫論述這一過程的論文，玻爾和一位還沒有獲得終身職位的年輕物理學教授惠勒也合寫了一篇。

愛因斯坦向來對控制原子的能量或釋放由E=mc2蘊含的能量心存疑慮。在1934年訪問匹茲堡時，他被問及釋放原子能量的可能性，他回答說：「通過轟擊使原子裂開就像在鳥兒稀少的漆黑之地打鳥。」《匹茲堡郵報》頭版的大標題稱：「愛因斯坦使原子能的希望破滅 / 釋放巨大能量的嘗試被指徒勞 / 著名科學家如是說。」

隨著1939年初的消息被披露，轟擊原子核使之產生裂變顯然很可能會成為現實，愛因斯坦需要再次面對這個問題。那年3月，在為他60歲生日所做的一次採訪中，他被問及這對人類是否有用處。「迄今為止，關於原子裂變所獲得的成果尚不能表明，在這一過程中所釋放出來的原子能量能夠實際加以利用，」他回答。然而，他又意味深長地補充說：「幾乎不可能有哪位物理學家會如此缺乏理智上的好奇，以至於僅僅因為以前的實驗沒有得到理想的結果而冷落這一極為重要的課題。」

又過了四個月，他的興趣的確快速增長了。

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