插圖：Jasu 胡
愛因斯坦與風車的斗爭
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一-當愛因斯坦
和米歇爾·貝索相遇時，前者并不是我們認識的愛因斯坦，他只是阿爾伯特·愛因斯坦，一個充滿青春期焦慮，愛拉小提琴的17歲少年。另一方面，貝索年紀稍大一些，但她只是一個 23 歲的富有同情心的年輕人。
貝索在數學方面有著驚人的天賦。他在意大利的里雅斯特長大，因不服從而被學校開除，不得不與叔叔一起住在羅馬。愛因斯坦與貝索相似，因為他是瑞士理工學院的學生，那里的教授對他的傲慢感到憤怒，并開始出于惡意將他拒之門外。
兩人第一次見面是在蘇黎世。那是1896年的一個星期六晚上，他們倆在賽琳娜·卡普羅蒂（ ）的湖畔家中參加了一個音樂晚會。那天愛因斯坦很帥——濃密的黑發，留著胡須，深棕色的眼睛，而貝索個子不高，五官又窄又尖，胡子濃密。愛因斯坦看起來很酷，而貝索則很緊張。通過聊天，愛因斯坦得知貝索在一家汽車廠工作，貝索也得知愛因斯坦正在學習物理。也許到那時，他們就會意識到彼此有一些共同點——致力于尋求事物的真相。
后來，貝索成為愛因斯坦的助手。正如阿爾伯特·愛因斯坦（ ）所說，貝索是“歐洲最好的”參謀，總是提出正確的問題來激勵自己探索答案，有時他更像是一個合作伙伴，利用他的數學天才來計算和提出建議。
但很多時候，貝索是個徹頭徹尾的傻瓜——愛因斯坦稱他為傻瓜。例如，當他被派去檢查米蘭郊區新安裝的電線時，他錯過了火車，第二天他忘記離開，最后在第三天他到達目的地時，他完全忘記了他應該在那里做什么。于是他給老板寄了一張明信片，并附上了：“請用電報發送任務。
貝索看起來有點困惑，但這并不是因為缺乏獨創性。阿爾伯特·愛因斯坦寫道：“貝索最大的優勢是他的智慧，以及他對道德和責任的無私奉獻，這是他最與眾不同的地方。他的弱點是缺乏決策能力——這就解釋了為什么他的成就與他的聰明才智和非凡的科學技術知識不匹配。
很多時候，貝索也是愛因斯坦的知己——例如，敦促他與未婚妻米列娃解決問題，或者做一個更好的父親。當米列娃生病時，貝索代表愛因斯坦照顧他的兩個兒子?！皼]有人比貝索更接近我，也沒有人比貝索更了解我，”愛因斯坦在1918年寫道。
貝索身上有一種難以言喻的東西。在隨后的幾年里，他總是在正確的時間出現——完美的“神奇計劃”，遞給愛因斯坦一本書，似乎無意中提出了建議，激勵愛因斯坦走上正確的道路。這似乎是貝索的一個計劃，他曾經寫道：“看著我的朋友阿爾伯特·愛因斯坦與偉大的未知作斗爭，這是一個巨人的艱巨工作。我是他的證人——一個微不足道的證人——但我，一個微不足道的證人，被賦予了千里眼”。
但在我們第一次見面的那個星期六晚上，這一切都發生在未來。在那之后，他們成了好朋友——最好的朋友。他們談了幾個小時。由于愛因斯坦是貝索遇到的第一個志同道合的人，他遞給愛因斯坦兩本書，并堅持要他讀。這兩本書的作者是恩斯特·馬赫（Ernst Mach），他是這部三人劇的最后一位演員。
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第二-
也許你聽說過恩斯特·馬赫（Ernst Mach）1馬赫，2馬赫，3馬赫，是的，這就是馬赫。他的名字是速度的單位，由于他有胡須，所以也是一個剃須刀的品牌。作為物理學家、生理學家、哲學家，他在每個領域都有一些參與。
人們可能會在奧地利的鄉村發現年輕的馬赫仔細觀察自然，專心致志地盯著樹葉、陰影或云朵，仔細觀察，以免出現任何瑕疵，從而建立了眼睛可以使用的技巧分類法。此外，他還收集了昆蟲和蝴蝶物理學家馬赫，測試了各種材料的反應——他曾經在試圖查看樟腦是否燃燒時燒傷了自己的睫毛和眉毛。
但是在他15歲的時候，一瞬間改變了一切！恩斯特·馬赫（Ernst Mach）寫道：“在一個陽光明媚的夏日，我突然意識到，世界和我的自我是情感的集合，只有在自我內部，感官才更加緊密地聯系在一起。那一刻，他覺得外在沒有獨立于自我的現實，“內在”上也沒有脫離現實的自我。他越來越相信，意識和物質之間，感知的主體和客體之間沒有真正的區別?！斑@一刻對我的整個觀點具有決定性意義，”他寫道。
從那天起，馬赫就堅決反對任何形式的二元論物理學家馬赫，即反對“外部世界是由大量物質組成的，而心靈是由物質之外的事物組成的，我們意識世界（主觀）中的體驗只不過是隱藏在我們內心的現實世界（客觀）的反應。同時，他開始相信精神和物質是由相同的基本成分構成的。
馬赫認為，構成成分不可能是物理成分，因為
物質不會產生主觀經驗，但它也不可能是心理成分，因為馬赫確信自我也是一種幻覺。將精神和物質結合起來的唯一方法是假設它們是客觀原子，而不是主觀感覺，而是中性的東西，他稱之為“元素”，在一種配置中，它們將表現為物質，而在另一種配置中，它們將表現為非物質狀態。
他提到“精神與肉體是統一的，內在與外在之間沒有對應關系，沒有與感官不同的外在'物'”;“只有一個元素，這些假定的事物都是從中形成的，既有內部的，也有外部的——根據它們目前被觀察到的方面，它們本身就是內部的或外部的”;這些元素“構成了真實、直接和最終的基礎”。
馬赫的觀點——后來被稱為“中性一元論”——要求現實的每個方面，從物理對象到主觀感覺，都必須是純粹的相關，而這種東西是“有意識的”還是“物質的”完全取決于它與其他元素的關系，而不是由任何內在的東西決定的。這是一個激進的想法，但似乎是可行的。畢竟，科學是建立在測量的基礎上的，馬赫說：“測量的概念是一個關系概念”，“例如，我們所說的長度或重量，實際上是物體與尺子，或物體與刻度之間的關系”。
結果，馬赫開始意識到，如果我們只能用可測量的內容來改寫科學，那么世界就可以完全聯系和相對，思想和宇宙最終可以統一起來。這將需要一種新的物理學！
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三-
1904年，《堂吉訶德》成為愛因斯坦最喜歡的書之一。兩年前，失業的阿爾伯特·愛因斯坦（ ）在報紙上刊登了一則廣告——“提供每小時三法郎的體育輔導”。一個名叫莫里斯·索洛文（ ）的哲學系學生出現在他家門口，兩人立即談論了物理和哲學，完全忘記了還有作業要幫忙。很快，數學系學生康拉德·哈比希特（ ）也加入了談話。這三個年輕人不受世界慣例的束縛，為自命不凡的墮落者組成了一個讀書俱樂部，他們閱讀和討論哲學和文學作品，有時抽煙吃垃圾食品直到凌晨一點。他們每周有幾個晚上聚在一起，為了嘲笑老式的學者，他們稱自己為奧林匹亞學院。
貝索當時在的里雅斯特擔任工程顧問，只要有可能，他就會參加讀書俱樂部。作為愛因斯坦最親密的朋友，他被任命為學院的榮譽會員。在貝索的影響下，讀書俱樂部的成員開始閱讀討論馬赫的書籍和想法。
1904年，愛因斯坦在伯爾尼的專利局找到了一份工作，他向貝索提供了一份差事，以便他們可以并肩工作。晚上，他們繼續讀《堂吉訶德》，這本書引起了愛因斯坦的強烈共鳴——后來，當他的妹妹瑪雅臨終時，愛因斯坦讀給她聽。至于讀書俱樂部的成員，他們也沒有意識到貝索是什么時候成為愛因斯坦的“桑喬·潘扎”的。每當索洛文和哈比希特離開時，愛因斯坦和貝索就會從專利局回家，一路上他們會討論空間和時間的本質以及馬赫的想法。
關于這些便士的想法：在廣義相對論中，每個觀察者的時空看起來都是平坦的，就像這些硬幣的表面一樣。而且，在沒有引力的情況下，所有的時空確實是平坦的（左）。但是，當觀察者開始參考時空彎曲的世界觀時，便士沒有排列 - 它們的坐標系沒有對齊。由此，該組可以推導出獨立于任何時空的時空特征。（照片： K. Lee）。
馬赫統一物質和精神的計劃是賦予世界每個點絕對的相對性。還有一個頑固的難題：根據物理學，所有的運動都是相對于絕對空間定義的，而絕對空間不是相對于任何事物定義的，它只是自我定義的，就像現實的基礎一樣。馬赫理解這個障礙，并為此感到苦惱。他批評牛頓的“絕對空間的概念怪異”，即空間本身就是一個物體的概念。但是如何解決呢？
長期以來，愛因斯坦一直對這樣一個事實感到困擾，即所有試圖確定觀察者相對于絕對空間是否靜止的嘗試都失敗了。對于他能想到的每一個實驗，都有一些絕對運動的證據似乎是故意隱藏的。這種徹頭徹尾的“陰謀”引起了人們對絕對空間根本不存在的懷疑，包括愛因斯坦。
在馬赫的影響下，愛因斯坦試圖假設運動不是通過參考絕對空間來定義的，而只是相對于其他運動來定義的。不幸的是，物理定律似乎暗示了其他東西，尤其是電磁定律。無論觀察者的參考系如何，光都必須以每秒公里的速度傳播。然而，如果所有的運動都是相對的，那么光的運動也必須是相對的，即在一個參考系中以每秒公里的速度行進，而在另一個參考系中以其他速度行進。這是對電磁定律的公然違反。
于是愛因斯坦去見貝索，他們一見面，他就說：“今天我們一起解決這個問題吧！他們從各個方面討論過，愛因斯坦想過中途放棄，但他堅持了下來。
阿爾伯特·愛因斯坦去了貝索?！爸x謝！”“我已經完全解決了這個問題，”他說。不到五周后，愛因斯坦的狹義相對論就完成了。
在那場決定性的談話中，貝索說了什么神奇的話？他似乎在提醒愛因斯坦馬赫的中心思想：測量的概念是一個關系概念。
阿爾伯特·愛因斯坦（ ）和貝索（Besso）討論了我們比較哪兩個量來測量時間的問題?！拔覀儗r間的判斷總是同時發生，”愛因斯坦意識到，“例如，如果我說火車在7點鐘到達這里，我的意思是我的手表指針指向7點鐘，火車在同一時間到達”。
但是你怎么知道兩個事件是否同時發生呢？也許你站著不動，碰巧看到遠處的兩盞燈同時閃爍。同時看到他們。但是，如果您一直在移動怎么辦？如果您碰巧朝閃光燈 A 的方向移動而遠離閃光燈 B，您會先看到 A 發生，因為 B 的光需要更長的時間才能到達您。
同時性不是絕對的，觀察者所在的地方沒有“現在”。時間是相對的，空間也是相對的！
愛因斯坦恍然大悟，所有觀察者都可以看到光以每秒公里的速度移動，而不管他們自己的運動狀態如何，而光速是在給定時間內行進距離的量度。但是時間的變化取決于你的運動狀態，所以即使你相對于光運動，時間本身也會精確地減慢，足以讓你以麥克斯韋方程組要求的速度測量光速。
愛因斯坦在1905年的論文《論運動物體的電動力學》中向世界介紹了相對論。在相對論中，時間和空間可以減慢和拉伸，以解釋觀察者的相對運動。這本書沒有任何參考資料，但總結道：“最后，我想說，在處理這些問題時，我得到了我的朋友和同事貝索的無私幫助，這要歸功于他的一些寶貴建議！愛因
斯坦自豪地向馬赫展示了他的工作成果，當馬赫稱贊他的工作時，愛因斯坦幾乎有點頭暈目眩?！澳愕膩硇攀刮腋械椒浅８吲d，”愛因斯坦回答說，“我很高興你對相對論感到滿意......再次感謝您的來信，我仍然是您的學生，阿爾伯特·愛因斯坦。"
然而，愛因斯坦在實現馬赫的愿景之前還有很長的路要走。問題在于，狹義相對論只將運動相對化為以恒定速度運動的觀察者。超速觀察者（那些改變速度或旋轉的人）的問題要棘手得多。在狹義相對論中，沒有辦法將伴隨加速度的力歸因于相對運動。絕對空間的概念被迫保留下來。
1907年，阿爾伯特·愛因斯坦取得了突破。他后來說，這是他一生中最快樂的想法：在一小塊空間中，觀察者無法分辨他在引力場中是在加速還是靜止，這表明有可能一勞永逸地消除加速度和絕對空間的絕對性質。引力似乎是使所有運動相對的潛在因素，正如馬赫所希望的那樣，這個結論為重力的本質賦予了全新的意義——加速觀察者在時空中的路徑遵循一條曲線，所以如果加速度等于重力，那么重力就是時空的曲率。愛因斯坦知道將他的廣義相對論付諸實踐需要一些時間，但他知道自己走在正確的軌道上。
愛因斯坦興奮地給馬赫寫了一封信，告訴他他的進展和他最新論文的發表。他說，一旦他能夠證明它是正確的，他正在研究一種新的引力理論：“你對力學基礎的啟發性研究......將得到極好的確認”。換句話說：我已經做了你想做的事。他于1915年發表了廣義相對論，次年馬赫去世。
愛因斯坦寫了一篇感人的長篇訃告，熱情地贊揚了馬赫的科學遠見。正如阿爾伯特·愛因斯坦（ ）所寫，其中心思想是：“物理學和心理學之間的區別不在于它們的研究對象，而在于它們之間的順序和聯系”。他相信馬赫本人即將提出相對論，并以明顯的欽佩和天真寫道，馬赫“直接和間接地幫助了我很多”。
然而，這是愛因斯坦的思想與馬赫的哲學思想之間關系的頂峰。最終，愛因斯坦拒絕了他導師的純粹相對論，甚至與他的“桑喬”決裂。這一切都始于最不可能發生的事情：馬赫的遺言。
-四-
1921年，馬赫的著作《物理光學原理》在他死后出版，馬赫本人在1913年左右寫了序言，就在愛因斯坦給他寄來一篇關于廣義相對論的早期論文后不久。
馬赫寫道：“我被迫收回我對相對論的看法，這可能是我最后的機會”;“從我收到的出版物中，特別是從我的信件中，我了解到我逐漸被視為相對論的先驅......我必須斷然否認我是相對論的先驅......”。
馬赫很可能已經看到了愛因斯坦后來承認的事情——所謂的廣義相對論并沒有名副其實。廣義相對論是一項史無前例的智慧壯舉，但它并沒有像馬赫夢寐以求的那樣使一切都變得相對。在這個理論的最終版本中，加速度和引力之間的等價性似乎使所有運動都是相對的，但結果只適用于無限小的空間區域。將局部區域拼湊成一個大宇宙會在邊緣產生不和諧，就像圓形地球上的平坦瓷磚一樣。這種錯位揭示了時空的彎曲——一種無法簡單地通過改變視角來改變的全局幾何形狀。每個地方——一個自我協調的、相對的世界——最終都是一個巨大的四維冰山一角，永遠隱藏在視線之外，而不是相對的。
對于愛因斯坦來說，看著他的理論越來越大，卻與他背道而馳，證明他最初想要反駁的東西，一定是一種令人不安的感覺。問題在于，根據該理論，時空幾何并不完全由宇宙中物質的分布決定，因此即使你去除了所有可見的東西，仍然有一些額外的組成部分——時空本身——是動態的和絕對的。它在物質世界和精神世界之間制造了一條不可逾越的鴻溝，在其現實主義的立場上，它吸引了一絲純粹的信仰，甚至是神秘主義——一種對四維基礎的信仰，一幅描繪現實的圖畫，即使圖畫本身是看不見的。
在《廣義相對論》出版后的幾年里，愛因斯坦繼續推動馬赫的觀點，完全否認他的理論與它相矛盾的事實。他想方設法將他的理論塑造成馬赫哲學的形式——添加一個宇宙學常數，使宇宙有限但無限——但它就是不合適?！熬S護馬赫原則的必要性并不是所有同事都同意的，但我覺得絕對有必要實現這一目標，”他說。
所以，當愛因斯坦第一次讀到馬赫的序言時，一定是痛苦的。1922年，在馬赫的序言出版后不久，愛因斯坦在巴黎的一次演講中發表了評論，從中我們可以感受到他的沮喪。阿爾伯特·愛因斯坦苦澀地說，馬赫是“一位杰出的哲學家”，但卻是一位“可悲的哲學家”。他將不再聲稱他的理論是馬赫的相對主義。到1931年，他完全放棄了馬赫的觀點，寫道“外部世界獨立于感性主體的信念是所有自然科學的基礎”。當被問及他如何相信超越感官體驗的東西時，他回答說：“我無法證明我的想法是正確的，但這就是我的信念”。1954年，在他去世前一年，阿爾伯特·愛因斯坦說：“我們不應該再談論馬赫原理了。馬赫從來不知道，
也不可能知道，他真正的追隨者從來不是愛因斯坦，而是貝索。
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V-
貝索，那個被賦予千里眼的“侏儒”證人，確切地看到了愛因斯坦在離開馬赫后不久會把他引入歧途的東西：量子力學領域。當愛因斯坦因馬
赫拒絕相對論而陷入困境時，物理學界被量子理論震撼了，愛因斯坦發起了一場革命，但拒絕加入。當量子力學與絕對時空（絕對現實）和平相處時，量子力學使世界變得更加相對，該理論認為測量的結果只能根據給定的實驗來定義：電子可以相對于一個測量設備是波，而相對于另一個測量設備可能是粒子。用尼爾斯·玻爾（Nils Bohr）的話來說，該理論的目的是“盡可能密切地追蹤我們經驗的多個方面之間的關系”。關系！這就是全部，換句話說，量子理論繼承了愛因斯坦打斷的馬赫理論，玻爾和貝索都很快強調了這一點。
當愛因斯坦抱怨他同事的工作時，他開玩笑說：“我在馬赫騎一匹可憐的馬累了”。貝索回答說：“即使馬赫的馬很小，我們也不應該侮辱它;他不是在帶我們走過相對論的地獄之旅嗎？在令人討厭的量子中，它可能需要愛因斯坦的堂吉訶德！"
“我不反對馬赫的小馬，”愛因斯坦回答說，“但你知道我的想法嗎？它不能再生產任何有價值的東西。"
事實是，他對現實的信念，隱藏在現實之外，已經休眠多年。當他4、5歲還是個小男孩的時候，他的父親來到他的床邊，遞給他一個指南針，愛因斯坦接過指南針，發現自己嚇得渾身發抖。針被某種無形的力量拖著向北，這讓他覺得“背后一定隱藏著什么”?，F在，他在廣義相對論的數學中再次瞥見了它。在馬赫的肯定下，他童年的敬畏又回來了。當貝索試圖將他引向馬赫，走向量子時，愛因斯坦責備他忠實的隨從：“看來你沒有認真對待現實的四維性”。
愛因斯坦被重新塑造成一個年輕的反偶像主義者，他接受了馬赫的思想并堅持自己的思想，決心創造一個純粹的相對論，盡管他有天生的現實主義傾向，而貝索正在推動這一點？隨從操縱了他的主人嗎？在短篇小說《桑丘·潘扎的真相》中，弗朗茨·卡夫卡認為，這種反轉實際上是塞萬提斯故事的關鍵。卡夫卡寫道，《堂吉訶德》是由桑丘·潘薩本人創造的，他是一個為了實現潘扎本人無法面對的內心愿景而創造的另一個自我。在給愛因斯坦的一封信中，貝索寫道：“我欠你一個科學的總結，如果沒有我們的友誼，我永遠不會得到這個總結。至少，如果不用盡我的個人力量，我就不會得到它“，貝索表達了她的感激之情。不幸的是，這個科學總結是不完整的——貝索引導愛因斯坦倒水，但沒能讓他喝水。
貝索從未放棄引誘愛因斯坦回到馬赫相對論。但堂吉訶德已經永遠放棄了他的騎士身份，留下桑丘獨自抵御風車。在新澤西州普林斯頓，愛因斯坦坐在一張凌亂的辦公桌前，與現實作斗爭，而物理學在沒有他的情況下繼續前進。在瑞士日內瓦的大學數學圖書館里，貝索的胡子隨著時間的流逝而變得灰白，他弓著腰坐在他的一摞書上，一個人安靜地工作......
