《杨振宁访谈录》：爱因斯坦和广义相对论

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《杨振宁访谈录》：爱因斯坦和广义相对论

原创  超级侧卫 6704  超级侧卫 6704  2015 年 10 月 07 日 14:04  广西

杨振宁：广义相对论是怎么来的呢，因为狭义相对论出来了以后，并没有对称的观念，结果苏黎世那个有名的数论家……

季理真：……赫尔曼.闵可夫斯基？

杨振宁：闵可夫斯基就写了一篇文章，说是爱因斯坦的这个狭义相对论有对称，就是 SO(3,1) 。爱因斯坦刚一看见这以后，就写了一篇文章，表示不喜欢这个，他把闵可夫斯基的对称思想给了一个名词，叫做 unnecessary subtle（不必要的伎俩）。

季理真：是吗？

杨振宁：可是过了一两年以后，他想过来了，他不再觉得这是不必要的。而且他晚年回忆那个时候，说过了一两年才懂得这个对称非常重要，然后他认为要使它变得更扩大，所以他要找一个公式，这个公式写出来以后随便用什么变换得出来的新的公式，还是跟原来的公式是一样的。从 1907 年到 1914 年他就专门研究这个，其间马塞尔·格罗斯曼帮了他一下，最后他得出了广义相对论。这个当然也是另外一个他厉害的地方。

季理真：……现在您能不能总结一下是什么东西让爱因斯坦这么有原创性……

杨振宁：我想这个就象大文学家，就象李白与杜甫，他们怎么会……

季理真：天赋，这跟天分有关系的。

杨振宁：我看人的脑子是很奇怪的。

季理真：那就是天生的。

杨振宁：对，当然。奇怪的就是上帝没有创造一个脑子，而是创造了无数个脑子，可是多半的脑子没有这个特点。

引者注：以上引自《百年科学往事——杨振宁访谈录》，季理真、王丽萍编著，华东师范大学出版社出版。

这是接着谈爱因斯坦的原创性。前面谈了洛伦兹、庞加莱与爱因斯坦的狭义相对论，其中尤其是大数学家庞加莱还有与爱因斯坦争夺发明权之事，凸显了数学在物理创造中的威力。这里谈爰因斯坦的广义相对论，与数学也有着莫大的干系。

狭义相对论发表后，那位闵可夫斯基，其实是爱因斯坦在苏黎世工业大学时的数学老师。因爱因斯坦常常不去上课，在实验室做实验或在家阅读理论物理大师的著作，数学老师称之为“懒狗”。当这位老师把狭义相对论用对称性的四维几何重新表述后，爱因斯坦也不客气，称之为“不必要的伎俩”。哈哈，师生俩真是半斤八两呀！

但是事实要出来教训爱因斯坦了，说明他轻视数学是不对的。爱因斯坦由等效原理出发要解决引力与狭义相对论的协调问题，经历无数波折，最后发现需要某种他未知的几何。这时才发现他数学老师的成就是笫一步，他后来回忆说没有这一步广义相对论就是不可能的。因为狭义相对论的四维平坦空间是广义相对论黎曼几何的特殊情况。爱因斯坦在老同学格罗斯曼的帮助下学了黎曼几何才搞定。因此，爱因斯坦创立广义相对论，他的老师与同学的助力是必不可少的，特别体现在数学上。

在广义相对论的路上，数学给爱因斯坦的教训还不算完。他去哥庭根与另一个大数学家、与庞加莱齐名的希尔伯特交流时，希尔伯特甚至比爱因斯坦还早就搞出了引力场方程。这个曾成为物理史上有名的争议之一。虽然象在狭义相对论中赢了庞加莱一样，这里爱因斯坦也赢了希尔伯特。

不过，从庞加莱、闵可夫斯基、格罗斯曼到希尔伯特，这些数学家对爱因斯坦或帮助或竞争，都体现了数学在两个相对论上是何等的重要和有效。可以说，没有这些相关的数学，狭义相对论不完善，广义相对论几乎无法在爱因斯坦手中完成。因此爱因斯坦后来说经过广义相对论，他由象马赫那样的经验论者变成了唯理论者，变成“只到数学中去寻找唯一可靠的真理源泉的人。”

但到底光的量子性等量子理论方面的重大贡献，以及两个相对论等这些原创性的大成果，都是爱因斯坦做出来的，说明他是异于别人的，独创性方面的天才。

之后季理真与杨振宁探讨原创性时，提到了李白与杜甫的天才，提到了上帝创造脑子的不同。妥妥的天才论调啊！

但是，有谁能据理反驳呢？

超级侧卫 6704