人看月亮走的是弯路，它自己可一直以为是直路

相对论的特殊意义在于它引发的思想层面的巨大变化，这不仅关系到科学，也关系到人类对进入新时代的世界的认识。这就是科学时代的开始。

从某种意义上说，今天的人类生活在一个不同于牛顿时代的地球上。这种“差异”的确切含义可能还需要用相对论的概念来描述。绝对时间和绝对地球不再存在，人类头脑中的地球不再是过去的地球。相对论之后的世界允许人类理性在更广的范围内步入宇宙。科学的力量从未如此令人震惊，科学的地位一飞冲天。

科学常常与正确和先进的概念联系在一起。科学是一门“有用”的科学，这一概念深深植根于中国人的心中。然而，科学的逻辑及其背后的价值是否也触及了中国的思想界，这仍是一个值得问的问题。为此，记者采访了北京大学历史与科学哲学研究中心主任吴国盛。他正在美国访问，我们的采访通过电子邮件进行。

“人们喜欢我是因为他们不理解我。”

阅读+:相对论是众所周知的。你能用普通语言解释相对论的基本内容吗？狭义相对论和广义相对论有什么区别？

吴国盛:相对论和量子力学构成了20世纪物理革命的两大主题，并且几乎重建了一幅新的世界图景。科学史谈论得越多，谈论起来就越困难。原因是它的科学内容越难。科学史只能写20世纪的外部历史和一些社会历史。

爱因斯坦曾经告诉卓别林为什么每个人都喜欢你，因为他们都理解你。为什么每个人都喜欢我是因为他们不理解我。这反映出爱因斯坦的相对论很难理解，但一些推论和有趣的结论有助于每个人理解相对论。

狭义相对论主要是关于时间和空间问题的一场革命。关键是要引出同时性的相对性。换句话说，一个参照系中的观察者是同时的，而另一个参照系中的观察者不是同时的。广义相对论研究加速度。

牛顿力学中有两种质量，一种是牛顿第二定律规定的惯性质量，另一种是万有引力定律中的引力质量。在牛顿时代，重力质量和惯性质量当然被认为是相同的质量。

爱因斯坦认为两个质量的同一性实际上表明了引力场和加速度场的等价性。坦率地说，引力场和加速度场本质上是一回事。爱因斯坦喜欢用电梯做意识形态实验，电梯在历史上被称为爱因斯坦的电梯。爱因斯坦说，例如，如果你坐在一个封闭的电梯里，用台秤给自己称重，现在你发现台秤显示你的重量大于你的重量，你不确定你的电梯是在向上加速，还是地球的重力在突然增加。这意味着加速度场和引力场是不可分的。根据这个等效原理，他发展了广义相对论。

不管有什么，都有空间。

阅读+:今天谈论相对论，尤其是广义相对论时，经常使用“革命性”这样的形容词。相对论的提出在思想层面上带来了什么变化？

吴国盛:现代科学最重要的哲学基础是为自然建立一个时空框架。时空、物质和力构成了牛顿世界的三大支柱。时空作为背景、参照系和框架，独立于物质及其运动，是唯一包含无限多种物质运动的容器，称为绝对时间和绝对空间。

但是广义相对论中最有趣的推论之一是，它认为物质和空间不能像过去那样被看作是彼此外部的两个东西。例如，空间是一个篮子，物质就像篮子里的食物。空间是书架，物质是书架上的书。爱因斯坦说这是错误的。现实是空间已经成为物质的一些几何属性。

广义相对论认为任何物质都有存在的空间。就像篮子里装满了蔬菜一样，篮子也在变化。书架上堆满了书，这些书会变的。任何有质量的物质都会导致周围空间的弯曲。质量越大，引力场越大，空间的弯曲就越严重。如果空间是弯曲的，那么总是直着的光肯定是弯曲的。

过去，我们认为月球围绕地球旋转是因为地球的引力在吸引它。现在，根据广义相对论，这是因为地球的引力场弯曲了地球周围的空间。从某种意义上说，月亮走的是一条直线，但空间是弯曲的。在我们看来，这条直路也是一条弯路。

1.7秒的偏转使他成为明星。

一段时间以来，牛顿的经典力学系统完美地解释了许多宏观物理现象。即使在今天，牛顿三定律仍然可以解决大多数宏观低速运动问题。相比之下，相对性是如何被科学界建立和接受的，它看起来非常“不合理”？

吴国盛:在19世纪末，声学、热力学、光学和电动力学都建立了自己的力学微分方程。将物理现象与力学模型相结合的力学方法取得了巨大的成功。然而，电动力学有一个特殊的特点。它似乎不满足惯性参照系的等效原理，只能为绝对静态参照系建立，这叫做光以太网。然而，当人们试图通过实验来证明地球相对于光醚运动时，总是会出现零结果，这似乎表明惯性系统的相对论原理对光信号仍然有效，相对论就是在解决这一矛盾中诞生的。

1905年，爱因斯坦在他的文章《论运动物体的电动力学》中建立了一个全新的时空概念，以同时性的相对性为突破，从而消除了电动力学的这种特殊性，保持了力学定律对惯性系统的不变性，解决了这一矛盾。1905年建立的理论被称为狭义相对论，因为它只涉及惯性参考系统，而不考虑加速运动。重力成为广义相对论考虑的主要问题。

广义相对论的正确性最终得到证实，爱因斯坦真正成为一颗耀眼的科学之星，这是一次决定性的天文观测活动。

广义相对论的预测之一是引力场使光弯曲，最接近地球的最大引力场是太阳的引力场。爱因斯坦预言，如果远处的星光经过太阳表面，它将偏转1.7秒。

1919年5月29日，在英国天文学家爱丁顿的鼓动下，英国派出了两个考察队去观察日全食，一个由爱丁顿亲自率领前往西非的普林西普岛，另一个由另一个天文学家克罗姆林率领前往南美洲的索布尔岛。这两个团队带回了日全食期间的太阳照片。经过反复检查和比较，最终的结论是星光确实如预测的那样在太阳附近偏转了1.7秒。这个结果在1919年11月6日被皇家学会和皇家天文学会证实，这也证实了广义相对论。

当然，仍有一些人怀疑实验结果的准确性，这种细节属于另一个话题。