插图：Jasu 胡
爱因斯坦与风车的斗争
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一-当爱因斯坦
和米歇尔·贝索相遇时，前者并不是我们认识的爱因斯坦，他只是阿尔伯特·爱因斯坦，一个充满青春期焦虑，爱拉小提琴的17岁少年。另一方面，贝索年纪稍大一些，但她只是一个 23 岁的富有同情心的年轻人。
贝索在数学方面有着惊人的天赋。他在意大利的里雅斯特长大，因不服从而被学校开除，不得不与叔叔一起住在罗马。爱因斯坦与贝索相似，因为他是瑞士理工学院的学生，那里的教授对他的傲慢感到愤怒，并开始出于恶意将他拒之门外。
两人第一次见面是在苏黎世。那是1896年的一个星期六晚上，他们俩在赛琳娜·卡普罗蒂（ ）的湖畔家中参加了一个音乐晚会。那天爱因斯坦很帅——浓密的黑发，留着胡须，深棕色的眼睛，而贝索个子不高，五官又窄又尖，胡子浓密。爱因斯坦看起来很酷，而贝索则很紧张。通过聊天，爱因斯坦得知贝索在一家汽车厂工作，贝索也得知爱因斯坦正在学习物理。也许到那时，他们就会意识到彼此有一些共同点——致力于寻求事物的真相。
后来，贝索成为爱因斯坦的助手。正如阿尔伯特·爱因斯坦（ ）所说，贝索是“欧洲最好的”参谋，总是提出正确的问题来激励自己探索答案，有时他更像是一个合作伙伴，利用他的数学天才来计算和提出建议。
但很多时候，贝索是个彻头彻尾的傻瓜——爱因斯坦称他为傻瓜。例如，当他被派去检查米兰郊区新安装的电线时，他错过了火车，第二天他忘记离开，最后在第三天他到达目的地时，他完全忘记了他应该在那里做什么。于是他给老板寄了一张明信片，并附上了：“请用电报发送任务。
贝索看起来有点困惑，但这并不是因为缺乏独创性。阿尔伯特·爱因斯坦写道：“贝索最大的优势是他的智慧，以及他对道德和责任的无私奉献，这是他最与众不同的地方。他的弱点是缺乏决策能力——这就解释了为什么他的成就与他的聪明才智和非凡的科学技术知识不匹配。
很多时候，贝索也是爱因斯坦的知己——例如，敦促他与未婚妻米列娃解决问题，或者做一个更好的父亲。当米列娃生病时，贝索代表爱因斯坦照顾他的两个儿子。“没有人比贝索更接近我，也没有人比贝索更了解我，”爱因斯坦在1918年写道。
贝索身上有一种难以言喻的东西。在随后的几年里，他总是在正确的时间出现——完美的“神奇计划”，递给爱因斯坦一本书，似乎无意中提出了建议，激励爱因斯坦走上正确的道路。这似乎是贝索的一个计划，他曾经写道：“看着我的朋友阿尔伯特·爱因斯坦与伟大的未知作斗争，这是一个巨人的艰巨工作。我是他的证人——一个微不足道的证人——但我，一个微不足道的证人，被赋予了千里眼”。
但在我们第一次见面的那个星期六晚上，这一切都发生在未来。在那之后，他们成了好朋友——最好的朋友。他们谈了几个小时。由于爱因斯坦是贝索遇到的第一个志同道合的人，他递给爱因斯坦两本书，并坚持要他读。这两本书的作者是恩斯特·马赫（Ernst Mach），他是这部三人剧的最后一位演员。
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第二-
也许你听说过恩斯特·马赫（Ernst Mach）1马赫，2马赫，3马赫，是的，这就是马赫。他的名字是速度的单位，由于他有胡须，所以也是一个剃须刀的品牌。作为物理学家、生理学家、哲学家，他在每个领域都有一些参与。
人们可能会在奥地利的乡村发现年轻的马赫仔细观察自然，专心致志地盯着树叶、阴影或云朵，仔细观察，以免出现任何瑕疵，从而建立了眼睛可以使用的技巧分类法。此外，他还收集了昆虫和蝴蝶物理学家马赫，测试了各种材料的反应——他曾经在试图查看樟脑是否燃烧时烧伤了自己的睫毛和眉毛。
但是在他15岁的时候，一瞬间改变了一切！恩斯特·马赫（Ernst Mach）写道：“在一个阳光明媚的夏日，我突然意识到，世界和我的自我是情感的集合，只有在自我内部，感官才更加紧密地联系在一起。那一刻，他觉得外在没有独立于自我的现实，“内在”上也没有脱离现实的自我。他越来越相信，意识和物质之间，感知的主体和客体之间没有真正的区别。“这一刻对我的整个观点具有决定性意义，”他写道。
从那天起，马赫就坚决反对任何形式的二元论物理学家马赫，即反对“外部世界是由大量物质组成的，而心灵是由物质之外的事物组成的，我们意识世界（主观）中的体验只不过是隐藏在我们内心的现实世界（客观）的反应。同时，他开始相信精神和物质是由相同的基本成分构成的。
马赫认为，构成成分不可能是物理成分，因为
物质不会产生主观经验，但它也不可能是心理成分，因为马赫确信自我也是一种幻觉。将精神和物质结合起来的唯一方法是假设它们是客观原子，而不是主观感觉，而是中性的东西，他称之为“元素”，在一种配置中，它们将表现为物质，而在另一种配置中，它们将表现为非物质状态。
他提到“精神与肉体是统一的，内在与外在之间没有对应关系，没有与感官不同的外在'物'”;“只有一个元素，这些假定的事物都是从中形成的，既有内部的，也有外部的——根据它们目前被观察到的方面，它们本身就是内部的或外部的”;这些元素“构成了真实、直接和最终的基础”。
马赫的观点——后来被称为“中性一元论”——要求现实的每个方面，从物理对象到主观感觉，都必须是纯粹的相关，而这种东西是“有意识的”还是“物质的”完全取决于它与其他元素的关系，而不是由任何内在的东西决定的。这是一个激进的想法，但似乎是可行的。毕竟，科学是建立在测量的基础上的，马赫说：“测量的概念是一个关系概念”，“例如，我们所说的长度或重量，实际上是物体与尺子，或物体与刻度之间的关系”。
结果，马赫开始意识到，如果我们只能用可测量的内容来改写科学，那么世界就可以完全联系和相对，思想和宇宙最终可以统一起来。这将需要一种新的物理学！
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三-
1904年，《堂吉诃德》成为爱因斯坦最喜欢的书之一。两年前，失业的阿尔伯特·爱因斯坦（ ）在报纸上刊登了一则广告——“提供每小时三法郎的体育辅导”。一个名叫莫里斯·索洛文（ ）的哲学系学生出现在他家门口，两人立即谈论了物理和哲学，完全忘记了还有作业要帮忙。很快，数学系学生康拉德·哈比希特（ ）也加入了谈话。这三个年轻人不受世界惯例的束缚，为自命不凡的堕落者组成了一个读书俱乐部，他们阅读和讨论哲学和文学作品，有时抽烟吃垃圾食品直到凌晨一点。他们每周有几个晚上聚在一起，为了嘲笑老式的学者，他们称自己为奥林匹亚学院。
贝索当时在的里雅斯特担任工程顾问，只要有可能，他就会参加读书俱乐部。作为爱因斯坦最亲密的朋友，他被任命为学院的荣誉会员。在贝索的影响下，读书俱乐部的成员开始阅读讨论马赫的书籍和想法。
1904年，爱因斯坦在伯尔尼的专利局找到了一份工作，他向贝索提供了一份差事，以便他们可以并肩工作。晚上，他们继续读《堂吉诃德》，这本书引起了爱因斯坦的强烈共鸣——后来，当他的妹妹玛雅临终时，爱因斯坦读给她听。至于读书俱乐部的成员，他们也没有意识到贝索是什么时候成为爱因斯坦的“桑乔·潘扎”的。每当索洛文和哈比希特离开时，爱因斯坦和贝索就会从专利局回家，一路上他们会讨论空间和时间的本质以及马赫的想法。
关于这些便士的想法：在广义相对论中，每个观察者的时空看起来都是平坦的，就像这些硬币的表面一样。而且，在没有引力的情况下，所有的时空确实是平坦的（左）。但是，当观察者开始参考时空弯曲的世界观时，便士没有排列 - 它们的坐标系没有对齐。由此，该组可以推导出独立于任何时空的时空特征。（照片： K. Lee）。
马赫统一物质和精神的计划是赋予世界每个点绝对的相对性。还有一个顽固的难题：根据物理学，所有的运动都是相对于绝对空间定义的，而绝对空间不是相对于任何事物定义的，它只是自我定义的，就像现实的基础一样。马赫理解这个障碍，并为此感到苦恼。他批评牛顿的“绝对空间的概念怪异”，即空间本身就是一个物体的概念。但是如何解决呢？
长期以来，爱因斯坦一直对这样一个事实感到困扰，即所有试图确定观察者相对于绝对空间是否静止的尝试都失败了。对于他能想到的每一个实验，都有一些绝对运动的证据似乎是故意隐藏的。这种彻头彻尾的“阴谋”引起了人们对绝对空间根本不存在的怀疑，包括爱因斯坦。
在马赫的影响下，爱因斯坦试图假设运动不是通过参考绝对空间来定义的，而只是相对于其他运动来定义的。不幸的是，物理定律似乎暗示了其他东西，尤其是电磁定律。无论观察者的参考系如何，光都必须以每秒公里的速度传播。然而，如果所有的运动都是相对的，那么光的运动也必须是相对的，即在一个参考系中以每秒公里的速度行进，而在另一个参考系中以其他速度行进。这是对电磁定律的公然违反。
于是爱因斯坦去见贝索，他们一见面，他就说：“今天我们一起解决这个问题吧！他们从各个方面讨论过，爱因斯坦想过中途放弃，但他坚持了下来。
阿尔伯特·爱因斯坦去了贝索。“谢谢！”“我已经完全解决了这个问题，”他说。不到五周后，爱因斯坦的狭义相对论就完成了。
在那场决定性的谈话中，贝索说了什么神奇的话？他似乎在提醒爱因斯坦马赫的中心思想：测量的概念是一个关系概念。
阿尔伯特·爱因斯坦（ ）和贝索（Besso）讨论了我们比较哪两个量来测量时间的问题。“我们对时间的判断总是同时发生，”爱因斯坦意识到，“例如，如果我说火车在7点钟到达这里，我的意思是我的手表指针指向7点钟，火车在同一时间到达”。
但是你怎么知道两个事件是否同时发生呢？也许你站着不动，碰巧看到远处的两盏灯同时闪烁。同时看到他们。但是，如果您一直在移动怎么办？如果您碰巧朝闪光灯 A 的方向移动而远离闪光灯 B，您会先看到 A 发生，因为 B 的光需要更长的时间才能到达您。
同时性不是绝对的，观察者所在的地方没有“现在”。时间是相对的，空间也是相对的！
爱因斯坦恍然大悟，所有观察者都可以看到光以每秒公里的速度移动，而不管他们自己的运动状态如何，而光速是在给定时间内行进距离的量度。但是时间的变化取决于你的运动状态，所以即使你相对于光运动，时间本身也会精确地减慢，足以让你以麦克斯韦方程组要求的速度测量光速。
爱因斯坦在1905年的论文《论运动物体的电动力学》中向世界介绍了相对论。在相对论中，时间和空间可以减慢和拉伸，以解释观察者的相对运动。这本书没有任何参考资料，但总结道：“最后，我想说，在处理这些问题时，我得到了我的朋友和同事贝索的无私帮助，这要归功于他的一些宝贵建议！爱因
斯坦自豪地向马赫展示了他的工作成果，当马赫称赞他的工作时，爱因斯坦几乎有点头晕目眩。“你的来信使我感到非常高兴，”爱因斯坦回答说，“我很高兴你对相对论感到满意......再次感谢您的来信，我仍然是您的学生，阿尔伯特·爱因斯坦。"
然而，爱因斯坦在实现马赫的愿景之前还有很长的路要走。问题在于，狭义相对论只将运动相对化为以恒定速度运动的观察者。超速观察者（那些改变速度或旋转的人）的问题要棘手得多。在狭义相对论中，没有办法将伴随加速度的力归因于相对运动。绝对空间的概念被迫保留下来。
1907年，阿尔伯特·爱因斯坦取得了突破。他后来说，这是他一生中最快乐的想法：在一小块空间中，观察者无法分辨他在引力场中是在加速还是静止，这表明有可能一劳永逸地消除加速度和绝对空间的绝对性质。引力似乎是使所有运动相对的潜在因素，正如马赫所希望的那样，这个结论为重力的本质赋予了全新的意义——加速观察者在时空中的路径遵循一条曲线，所以如果加速度等于重力，那么重力就是时空的曲率。爱因斯坦知道将他的广义相对论付诸实践需要一些时间，但他知道自己走在正确的轨道上。
爱因斯坦兴奋地给马赫写了一封信，告诉他他的进展和他最新论文的发表。他说，一旦他能够证明它是正确的，他正在研究一种新的引力理论：“你对力学基础的启发性研究......将得到极好的确认”。换句话说：我已经做了你想做的事。他于1915年发表了广义相对论，次年马赫去世。
爱因斯坦写了一篇感人的长篇讣告，热情地赞扬了马赫的科学远见。正如阿尔伯特·爱因斯坦（ ）所写，其中心思想是：“物理学和心理学之间的区别不在于它们的研究对象，而在于它们之间的顺序和联系”。他相信马赫本人即将提出相对论，并以明显的钦佩和天真写道，马赫“直接和间接地帮助了我很多”。
然而，这是爱因斯坦的思想与马赫的哲学思想之间关系的顶峰。最终，爱因斯坦拒绝了他导师的纯粹相对论，甚至与他的“桑乔”决裂。这一切都始于最不可能发生的事情：马赫的遗言。
-四-
1921年，马赫的著作《物理光学原理》在他死后出版，马赫本人在1913年左右写了序言，就在爱因斯坦给他寄来一篇关于广义相对论的早期论文后不久。
马赫写道：“我被迫收回我对相对论的看法，这可能是我最后的机会”;“从我收到的出版物中，特别是从我的信件中，我了解到我逐渐被视为相对论的先驱......我必须断然否认我是相对论的先驱......”。
马赫很可能已经看到了爱因斯坦后来承认的事情——所谓的广义相对论并没有名副其实。广义相对论是一项史无前例的智慧壮举，但它并没有像马赫梦寐以求的那样使一切都变得相对。在这个理论的最终版本中，加速度和引力之间的等价性似乎使所有运动都是相对的，但结果只适用于无限小的空间区域。将局部区域拼凑成一个大宇宙会在边缘产生不和谐，就像圆形地球上的平坦瓷砖一样。这种错位揭示了时空的弯曲——一种无法简单地通过改变视角来改变的全局几何形状。每个地方——一个自我协调的、相对的世界——最终都是一个巨大的四维冰山一角，永远隐藏在视线之外，而不是相对的。
对于爱因斯坦来说，看着他的理论越来越大，却与他背道而驰，证明他最初想要反驳的东西，一定是一种令人不安的感觉。问题在于，根据该理论，时空几何并不完全由宇宙中物质的分布决定，因此即使你去除了所有可见的东西，仍然有一些额外的组成部分——时空本身——是动态的和绝对的。它在物质世界和精神世界之间制造了一条不可逾越的鸿沟，在其现实主义的立场上，它吸引了一丝纯粹的信仰，甚至是神秘主义——一种对四维基础的信仰，一幅描绘现实的图画，即使图画本身是看不见的。
在《广义相对论》出版后的几年里，爱因斯坦继续推动马赫的观点，完全否认他的理论与它相矛盾的事实。他想方设法将他的理论塑造成马赫哲学的形式——添加一个宇宙学常数，使宇宙有限但无限——但它就是不合适。“维护马赫原则的必要性并不是所有同事都同意的，但我觉得绝对有必要实现这一目标，”他说。
所以，当爱因斯坦第一次读到马赫的序言时，一定是痛苦的。1922年，在马赫的序言出版后不久，爱因斯坦在巴黎的一次演讲中发表了评论，从中我们可以感受到他的沮丧。阿尔伯特·爱因斯坦苦涩地说，马赫是“一位杰出的哲学家”，但却是一位“可悲的哲学家”。他将不再声称他的理论是马赫的相对主义。到1931年，他完全放弃了马赫的观点，写道“外部世界独立于感性主体的信念是所有自然科学的基础”。当被问及他如何相信超越感官体验的东西时，他回答说：“我无法证明我的想法是正确的，但这就是我的信念”。1954年，在他去世前一年，阿尔伯特·爱因斯坦说：“我们不应该再谈论马赫原理了。马赫从来不知道，
也不可能知道，他真正的追随者从来不是爱因斯坦，而是贝索。
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V-
贝索，那个被赋予千里眼的“侏儒”证人，确切地看到了爱因斯坦在离开马赫后不久会把他引入歧途的东西：量子力学领域。当爱因斯坦因马
赫拒绝相对论而陷入困境时，物理学界被量子理论震撼了，爱因斯坦发起了一场革命，但拒绝加入。当量子力学与绝对时空（绝对现实）和平相处时，量子力学使世界变得更加相对，该理论认为测量的结果只能根据给定的实验来定义：电子可以相对于一个测量设备是波，而相对于另一个测量设备可能是粒子。用尼尔斯·玻尔（Nils Bohr）的话来说，该理论的目的是“尽可能密切地追踪我们经验的多个方面之间的关系”。关系！这就是全部，换句话说，量子理论继承了爱因斯坦打断的马赫理论，玻尔和贝索都很快强调了这一点。
当爱因斯坦抱怨他同事的工作时，他开玩笑说：“我在马赫骑一匹可怜的马累了”。贝索回答说：“即使马赫的马很小，我们也不应该侮辱它;他不是在带我们走过相对论的地狱之旅吗？在令人讨厌的量子中，它可能需要爱因斯坦的堂吉诃德！"
“我不反对马赫的小马，”爱因斯坦回答说，“但你知道我的想法吗？它不能再生产任何有价值的东西。"
事实是，他对现实的信念，隐藏在现实之外，已经休眠多年。当他4、5岁还是个小男孩的时候，他的父亲来到他的床边，递给他一个指南针，爱因斯坦接过指南针，发现自己吓得浑身发抖。针被某种无形的力量拖着向北，这让他觉得“背后一定隐藏着什么”。现在，他在广义相对论的数学中再次瞥见了它。在马赫的肯定下，他童年的敬畏又回来了。当贝索试图将他引向马赫，走向量子时，爱因斯坦责备他忠实的随从：“看来你没有认真对待现实的四维性”。
爱因斯坦被重新塑造成一个年轻的反偶像主义者，他接受了马赫的思想并坚持自己的思想，决心创造一个纯粹的相对论，尽管他有天生的现实主义倾向，而贝索正在推动这一点？随从操纵了他的主人吗？在短篇小说《桑丘·潘扎的真相》中，弗朗茨·卡夫卡认为，这种反转实际上是塞万提斯故事的关键。卡夫卡写道，《堂吉诃德》是由桑丘·潘萨本人创造的，他是一个为了实现潘扎本人无法面对的内心愿景而创造的另一个自我。在给爱因斯坦的一封信中，贝索写道：“我欠你一个科学的总结，如果没有我们的友谊，我永远不会得到这个总结。至少，如果不用尽我的个人力量，我就不会得到它“，贝索表达了她的感激之情。不幸的是，这个科学总结是不完整的——贝索引导爱因斯坦倒水，但没能让他喝水。
贝索从未放弃引诱爱因斯坦回到马赫相对论。但堂吉诃德已经永远放弃了他的骑士身份，留下桑丘独自抵御风车。在新泽西州普林斯顿，爱因斯坦坐在一张凌乱的办公桌前，与现实作斗争，而物理学在没有他的情况下继续前进。在瑞士日内瓦的大学数学图书馆里，贝索的胡子随着时间的流逝而变得灰白，他弓着腰坐在他的一摞书上，一个人安静地工作......
