文章来源：《环球科学》杂志
爱因斯坦曾经说过，世上只有两样东西可能是无止境的：宇宙，以及人类的愚蠢。同时他坦承，对于前者，他还不那么确定。
我们听到这话也许会哈哈大笑，或至少会心一笑。我们并不会感到被侮辱，因为“爱因斯坦”这个名字会让我们想到一个热心、慈祥的智者。我们脑海中会浮现出一个和蔼可亲而头发凌乱的天才，他的那些标志性的形象——骑着自行车、伸着舌头或是用深邃的目光注视着我们，已经铭刻在了我们的集体文化记忆中。爱因斯坦已象征了探索智慧的纯真与力量。
爱因斯坦于1905年在科学界成名。这一年也被称为他的奇迹年。当时他在伯尔尼的瑞士专利局，每周工作6天，每天工作8小时。他用闲暇时间写出了改变了整个物理学发展进程的4篇论文。那年3月，他提出，一直被认为是波的光其实是由被称为光子的粒子构成。这一视角随后敲开了量子力学之门。两个月之后，爱因斯坦的计算为原子假说提供了可被实验检验的预言。而这一预言随后也被实验证实，从而揭示了物质确由原子构成。同年6月他完成了狭义相对论，揭示了时间与空间令人惊讶的行为。简而言之，距离、速度与时长都会因观测者不同而改变。9月，爱因斯坦从狭义相对论推导出了世界最著名的公式 ： E=mc2（能量等于质量乘以光速平方），为这一年画上了完美的句号。
科学通常是循序渐进的。本质性突变即将到来的警钟很少在科学界被敲响。然而他一个人在一年内将这一警钟先后敲响了4次，令人震惊的创造性见解接踵而来。科学届几乎立刻感觉到爱因斯坦的工作让人们对真理的认知有了根本的变化。然而对于普通大众而言，爱因斯坦当时还并未被知晓。
1919年11月6日，这一切都发生了改变。在狭义相对论中，爱因斯坦提出，没有任何物质的运动速度可以超过光速。这与牛顿的引力论产生了冲突——引力可以于瞬间穿越空间作用于其他物体。爱因斯坦被这一隐约存在的矛盾驱使，开始大胆地探索改写有数百年历史的牛顿引力理论。这一工作实在有些吓人，让他那些热心的支持者也觉得不切实际。德国科学泰斗马克斯?普朗克（Max Planck）感叹：“作为你的老朋友，我必须劝诫你不要这么做……你不会成功。即使你成功了也不会有人相信你。”爱因斯坦绝不屈服于权威，他奋力前进，不懈努力，一干就是近十年。
最终于1915年，爱因斯坦对外宣布了他的广义相对论。这一理论为重塑引力提出了惊人的观点：时空弯曲。茶杯从手中滑落并非由于地球将其无情地扯向地面，广义相对论认为，行星使其周围的环境产生凹陷，导致茶杯顺着时空的滑道被引导至地面。爱因斯坦宣称，引力被刻画于宇宙几何之中。
爱因斯坦提出这个理论的一百年周年之际，物理学家与历史学家整理出了一个复杂却又连贯的故事来讲述它的诞生过程（参见本期文章《广义相对论背后的故事》）。在我自己的一些科普文章中，我也很乐意追溯爱因斯坦的攀登过程，从一个优雅的策略到蹒跚前行，再到最终攀上高峰。这不但没有破坏爱因斯坦那创造性飞跃的神秘性，反而通过追寻他的脚步使他令人惊叹的创新与无比优美的理论更加大放异彩。
1919年11月6日（爱因斯坦完成广义相对论的4年后），全世界的报刊都报道了一次天文观测的结果。此次观测发现，天空中恒星所在的位置与牛顿定律导出的结论存在细微差别，而恰与爱因斯坦的预言相符。这一结果成功地证明了爱因斯坦的理论，并使他一夜成名。他成为了推翻牛顿定律的人，还让我们人类向自然界的永恒真理又迈进了一大步。
此外，他还是个伟大的榜样，尽管他不希望被人关注，并反复重申渴望独处，但却非常懂得如何吸引公众了解他那神秘而又极其重要的发现。他常妙语连珠（例如“我是一个好斗的和平主义者”）并很乐意扮演一个充满困惑的天才中的天才的角色。在《城市之光》的首映式上，红毯上的照相机不停地闪烁，查理?卓别林（Charlie Chaplin）轻声对爱因斯坦说：“人们因为懂我而为我喝彩，然而他们却因无法理解你而为你喝彩。”这就是爱因斯坦在大众心中的形象。刚刚摆脱一战的疲惫人民真心实意地崇拜着他。
尽管爱因斯坦本人渐渐离开了大众视线，人们眼中的相对论却与文化中的其他巨变产生着共鸣。在人们心中，詹姆斯?乔伊斯（James Joyce）与T?S?艾略特（T。 S。 Eliot）打破了语言，巴勃罗?毕加索（Pablo Picasso）与马塞尔?杜尚（Marcel Duchamp）劈开了画布，阿诺德?勋伯格（Arnold Schoenberg）与伊戈尔?斯特拉文斯基（Igor Stravinsky）敲碎了音阶，而爱因斯坦将时间和空间从过时的模型中释放出来。
更有甚者，有些人将爱因斯坦刻画为20世纪先锋运动的核心灵感，推动文化反思所必要的科学源泉。尽管这种认为自然真理激起的波浪可以拂去旧文化之尘埃的观点十分浪漫，我却从未考证到令人信服的证据能将这些文化巨变与爱因斯坦的科学发现紧密联系起来。一种广泛流传的对相对论的误解——它消除了客观真相——导致人们错误地将其与文化领域相关联。有趣的是，爱因斯坦本人的品味却十分传统。相比现代作曲家他更热衷于巴赫与莫扎特。同时他宁可保留已被磨损的传统装饰也不愿接受别人送他的新家具。
公平地说，20世纪早期涌现出了许多革命性的思想，它们的确也曾互相混合。而爱因斯坦也确实是其中的典型代表，向人们展示了打破长期传统思维方式可以开辟激动人心的新天地。
一个世纪过去了，爱因斯坦开辟出的土地至今依旧肥沃且充满生机。广义相对论于20世纪20年代又衍生出了研究整个宇宙起源及演化的现代宇宙学。俄国数学家亚历山大?弗里德曼（Aleksandr Friedmann）与比利时物理学家兼牧师乔治?勒梅特（Georges Lamaitre）各自独立运用爱因斯坦方程推导出宇宙空间正在膨胀。爱因斯坦对这一结论表示反对，甚至通过引入“宇宙学常数”来改写自己的方程以确保存在一个稳定的宇宙。然而之后埃德温?哈勃（Edwin Hubble）的观测表明，远处的星系的确正在远离我们而去。而爱因斯坦也最终被说服，承认宇宙正在膨胀并改回了他最初的方程。今天正在膨胀的宇宙说明曾经的宇宙比现在小，进而暗示着整个宇宙由一个被勒梅特称为“初始原子”（primeval atom）的原始微粒膨胀而来。于是便诞生了大爆炸理论。
在接下来的数十年，大爆炸理论通过不断被改进得到了充分的发展（当今被最广泛接受的版本是暴胀理论），并通过了众多的观测检验。其中一个实验揭示了在过去70亿年中宇宙不但在膨胀，而且还在加速膨胀。这一观测获得了2011年的诺贝尔物理学奖。至于如何解释这一观测结果，我们又要重新启用那很久之前被爱因斯坦丢弃的宇宙学常数来扩展已有的大爆炸理论。我们从中获得了什么启示？如果我们等待足够长的时间，即使那些爱因斯坦的错误观点也会被发现是正确的（参见本期文章《爱因斯坦的四大错误》）。
德国天文学家卡尔?史瓦西（Karl Schwarzschild）更早就从广义相对论中得到了启发。他当时在一战中位于俄国前线上，在计算炮弹轨道的休息间隙首次推导出了爱因斯坦方程的精确解，并对球状天体（例如太阳）产生的扭曲时空做出了精确的描述。作为副产品，史瓦西的结果还揭示了一个奇特的现象。如果我们将天体压缩到足够小的空间——例如将太阳压缩到三英里的范围内——时空将会被极度扭曲以至于凡是靠近它的物体都会被它俘获，即使光也不例外。用现在的话来说，史瓦西揭示了黑洞存在的可能性。
在当时，黑洞似乎遥不可及。在大多数人眼中，它只是一个数学上的奇特解而与现实世界并无关系。然而，孰对孰错最终并不是由人们的经验决定，而是由实验观测来揭示。当今天文数据表明黑洞不仅存在，而且大量地存在。尽管它们非常遥远，不便于直接探索，但却是物理学家不可或缺的理论实验室。自20世纪70年代斯蒂芬?霍金（Stephen Hawking）影响力巨大的计算开始，物理学家越来越相信黑洞的极端环境使它成为进一步发展广义相对论的理想场所，尤其是使它与量子力学相融合（参见本期文章《靠近黑洞，验证广义相对论》）。的确，当今最热门的争论之一便是量子过程如何影响我们对黑洞最外层边缘（视界）和其内部结构的认知。
总而言之，纪念广义相对论一百周年绝非仅仅在回顾历史。爱因斯坦的广义相对论已融入了当今最前沿的研究中。那么爱因斯坦是如何做到的？他究竟如何做出了具有如此深远影响的贡献？尽管爱因斯坦并没有发明立体主义或无调性音乐，但他使我们相信，一个人可以利用自己的智慧，通过努力思索揭开宇宙真理。尽管爱因斯坦作为科学家与大众广泛交往，然而他的重大突破都来源于他独处时的瞬间灵感。那些见解的出现难道是来源于他大脑的独特结构？还是来自他从不墨守成规的思考方式？亦或是来源于他专注于某事的那份执着与不屈？
也许，纪念广义相对论的一百周年绝非仅仅在回顾历史。爱因斯坦的广义相对论已融入到了当今最前沿的研究中。大概，可能……当然，事实上无人知晓。我们可以编出许多故事讲述某人如何获得了这样那样的想法，然而问题的关键在于，任何思想和见解的形成都会受到很多因素的影响，多到无法具体分析。
抛开浮夸的描写，最好的解释便是爱因斯坦用最佳的思路在最佳的时刻解决了一系列物理难题。至于何为最佳的时刻，爱因斯坦在发现广义相对论之后数十年中数量繁多但相对平凡的贡献说明，他的智慧中针对物理的特定灵感已经过去。他的伟大成就以及他留下的丰富遗产，促使我们提出另一个推测性的问题：是否存在另一个爱因斯坦？如果我们仅仅在寻求一个能有力推动科学进步的天才，那么答案自然是肯定的。在爱因斯坦之后的半个世纪中的确又出现过许多伟大的科学家。
然而，如果我们想再次遇到一个能让整个世界关注的天才，并且这种关注并非源于体育或娱乐上的成就，而是来自对人类智慧力量的赞叹，那这真的是一个值得思考的问题——到了何种程度才会让我们整个人类文明都视他为珍宝。（本文译者 曹杉杉，杜克大学物理学博士，现在劳伦斯国家实验室从事高能核物理方面的研究。）
本专题由新浪科技（科学探索频道）与《科学美国人》中文版《环球科学》独家合作推出，本文内容未经《环球科学》允许，请勿转载。
