科学评论家

引力场方程把空间弯曲与物质分布联系在一起。现在这已是人尽皆知的事实。

——伊塔洛·卡尔维诺（Italo Calvino），《宇宙连环画》（Cosmicomics）

于是，这个可怜的悖论，即爱因斯坦的发现（有史以来人类理性的最大胜利）被绝大多数人毫无怀疑地接受了。

——《时代》，1946年7月1日

公众理解科学新进展的过程常常是以所谓的摩西和亚伦模型的形式出现的。科学家就像是摩西，一脚踏在神界的半球上，常把发现带到世间来。这种原始的活动通过某个亚伦传达，用图像和通俗语言翻译出来，帮助公众理解。

摩西和亚伦模型实际上是一个两步过程。这一模型时刻都在上演——例如在晚间电视新闻中，新闻发言人总是尽力在规定的60秒时间里解释最新的进展。相比其他一些发言人，有些“亚伦”的发言更有效、更吸引人。

爱因斯坦的广义相对论给未来的亚伦带来了一种负担。要一步或两步就完成相对论的分析过程是很难的。这一理论涉及复杂的数学和人们不熟悉的思考方式。即使是物理学家，也得需要几年才能掌握。学习该理论就像是适应文化，没有捷径可走。有时候，新闻记者干脆举起双手，说没办法向非科学家解释这一发现。《纽约时报》在1919年11月6日公告发布之后就是这么处理的。物理学家赫尔曼·邦迪（Hermann Bondi）曾说，如果公众没有相对论玩具可以玩，那就无法理解相对论。

但是向外人解说科学就像是同非城市居民谈论城市一样——你得根据听众的反应决定谈话内容。如果他们想成为城市居民，你的谈话就要集中到规章、制度和法律等内容上，而且听众需要一定时间才能掌握。如果你的听众就是来旅游的，没有想要成为城市的居民，那你就要集中到公共旅游景点上，不要说得太细，很多完全可以省去。

为了使旅游者式的听众能够理解相对论，可以进行很多有趣的尝试。有一个方法就是选取并制作一些巧妙的图例，以易懂的方式说明含义：例如在双生子佯谬中，一个双生子在空间中以接近光速飞行，他衰老的速度不同于地球上的另一个双生子；再如宇航员不知道自己是否是在加速，以及是否位于引力场中。另一种就是采用传记的方式：读者可以看一下非常流行的沃尔顿·萨克森（Walter Issacson）最近的一本书《爱因斯坦的生活与宇宙》（Einstein: His Life and Universe），或者阿伯拉罕·派斯的《上帝是微妙的：爱因斯坦的科学与生平》（Subtle is the Lord: The Science and the Life of Albert Einstein）。第二本书的难度较大，获得过美国书卷奖（American Book Award）。另一种向外人传达广义相对论含义的方法是采用吸引人的照片，如橡胶板上的重物。重物会使橡胶板发生弯曲。弯曲量由物体的重量决定，并影响经过此处的弹球的路径——这与物体使时空弯曲是类似的，弯曲量由物体的质量决定，并影响经过此处的物体（包括光）的路径。有些作者会同时采用三种方法——布莱恩·格林（Brian Greene）就在两本精彩的书《宇宙的构造》（The Fabric of the Cosmos）和《宇宙的琴弦》（The Elegant Universe）中采用过。

其他一些向外人传达复杂科学的巧妙例子还有埃德温·艾勃特（Edwin A.Abbott）的《二维国》（Flatland: A Romance of Many Dimensions）。这是一本著名的小说，内容是正方形与球体之间为理解多维空间进行的一系列对话。迈克尔·弗雷恩（Michael Frayn）的著名剧本《哥本哈根》（Copenhagen）则把玻尔和海森堡之间的冲突戏剧化，阐述了量子物理学中的许多问题。

不过，在当代科学讲述方面最需要强化的是所谓的科学评论。至少已有两人在倡导科学评论。一位是政治科学家兰登·温纳（Langdon Winner），另一位是哲学家唐·伊德（Don Ihde）。温纳指出：在艺术领域中，人们凭直觉把评论理解为“在艺术和听众之间搭起的一座桥梁”，“它发挥着重要的作用”。举例来说，文学评论家“检查文字，分析文学的特色，评价质量，并寻求更深层次上的理解，从而可能对读到同样文字的其他读者有所帮助”。不幸的是，温纳叹道，在科学上却没有出现过同类的活动。障碍之一是科学家倾向于把扮演评论家角色的人看成是嫌疑犯，好像科学评论天生就是反对科学或者坚持己见似的。

同时，唐·伊德也在积极呼吁科学评论，甚至已经提出了他所认为的科学评论的轮廓。“科学评论家必须保持信息的畅通，而不是简单地获取信息。评论家是业余人士，他们热爱这个主题，但又不是业内人士”。这就像艺术评论家并非真正的艺术家或者文学作者一样。科学评论家为什么一定不能是完完全全的业内人士呢？伊德的答案是：“人们对于自我评论这件事恐怕是做得最差的。”

按照温纳和伊德的说法，科学评论家应该具备一个基本的功能——他们应该对科学技术给政界（温纳）和人类体验（伊德）带来的影响进行评估。例如，温纳写出了科技制品的“政治”，伊德则写出了工具器械给人类体验带来的变化。简而言之，温纳和伊德所提倡和实践的这种评论判断出了科学技术在社会中的存在性，具有明确清晰的道德和政治意义。

还有另一个模型——科学评论的补充模型，包含了另一种类型的解读，即概述科学发现对人类理解自身、世界和自身在世界中的位置所产生的影响。该模型不要求单步解读过程，但要求具有艺术评论所充当的多重类型的角色。它牵涉的科学评论的类型与艺术评论同样详尽和广泛。艺术评论的存在对于艺术文化的繁荣而言是必需的。这些必需步骤包括几种不同类型的作品构成的复杂领域。这些作品可以是书籍、文章和专栏，还可以是小说和戏剧及其注释和评论等。如此一来，科学产生的知识就可以存在于文化中，而不仅仅是存在于器械方面，而文化也可以通过这一过程加强自身。

这种模型可以称为阻抗匹配。在声学和电气工程中，阻抗匹配先提取信号（产生自扬声器），然后将其置于具有不同“负载”的新环境中——周围环境。置入的方式应保证信号可被探测到。该过程既不是单步的，也不是双步的。它要求光滑连续地匹配负载，并使负载逐渐减小。也就是说，科学论述有一个（大）负载，而公众语言具有另一个非常不同的负载。仅凭基础教育和科学普及并不能将这二者联系起来。实现这一点需要许多不同的重叠步骤。每一步所需要的都不仅仅是专业理论知识的问题，而是需要将公共问题和公众期望与信号联系起来。

我们为什么要费力探讨这个问题呢？系统现在的工作情况相对已经很好了。为什么在对它们进行解释说明之外，还要努力去找出广义相对论等科学工作在道德和精神上对世界的影响呢？一部分原因是避免盛气凌人，好像把公众当成小孩。爱因斯坦的广义相对论是代表了人类在理解世界基本原理方面最杰出的工作，因此公众最好也能了解一点广义相对论的知识，获得一些它对人们认识世界的意义的感觉，并以此为自己的义务。说得严重一些，这也是人类在寻求理解自身和自身在世界中的位置的一部分。最要紧的还是人类自身的人性。

注释

［1］《泰晤士报》（Times of London），1919年11月8日，第1页。

［2］引自阿伯拉罕·派斯《上帝是微妙的：爱因斯坦的科学与生平》（纽约：牛津大学出版社，1982年），第124页。

［3］怀特海，《科学与现代世界》（Science and Modern World，纽约：麦克米兰，1954年），第13页。

［4］引自派斯，《上帝是微妙的》，第179页。

［5］同上，第178页。

［6］爱因斯坦，《爱因斯坦著作集》（The Collected Works of Albert Einstein，普林斯顿：普林斯顿大学出版社，1989年）第2卷，A.Beck译，第301～302页。

［7］同上，第310页。

［8］1907年12月24日爱因斯坦致哈比希特的信，见《爱因斯坦著作集》，第5卷，第47页。

［9］引自 Ronald W.Clark，《爱因斯坦的一生与时代》（Einstein: The Life and Times，纽约：世界出版公司，1971年），第120页。

［10］Emilio Segre，《从X射线到夸克》（From X-rays to Quarks，纽约：多佛出版社，1980年），第85页。

［11］引自派斯，《上帝是微妙的》，第152页。

［12］爱因斯坦，“论万有引力对光的传播的影响”（On the Influence of Gravitation on the Propagation of Light），《物理学年鉴》（Annalen der Physik 35，1911），第898～908页，收于《爱因斯坦著作集》，第3卷，第379页。

［13］1911年8月24日爱因斯坦致威廉·朱利叶斯（Willem Julius）的信，见《爱因斯坦著作集》，第5卷，第199页。

［14］1911年9月1日爱因斯坦致弗罗因德里希的信，出处同上，第202页。

［15］J.Earman和C.Glymour，“相对论与日食：1919年英国日食探险和之前的探险活动”（Relativity and Eclipses: The British Eclipse Expeditions of 1919 and Their Predecessors），《物理学史研究》（Historical Studies in the Physical Sciences 11，1980），第61页。

［16］1913年6月25日爱因斯坦致马赫的信，见《爱因斯坦著作集》，第 5卷，第340页。

［17］引自派斯，《上帝是微妙的》，第311页。

［18］同上，第212页。

［19］1912年8月16日爱因斯坦致L.Hopf的信，见《爱因斯坦著作集》，第5卷，第321页。

［20］1912年10月29日爱因斯坦致A.Sommerfeld的信，见《爱因斯坦著作集》，第5卷，第324页。

［21］《数学和物理杂志》（Zeitschrift für Angewandte Mathematik und Physik 62，1913），第225～261页。“头发丝的宽度”这一说法来自John Norton，“爱因斯坦是如何发现场方程的：1912～1915年”（How Einstein Found His FieldEquations: 1912～1915），《物理学的历史研究》（Historical Studies in the Physical Sciences 14:2，1984），第253～316页。

［22］1913年8月16日爱因斯坦致H.Lorentz的信，见《爱因斯坦著作集》，第5卷，第352页。

［23］引自Clark，《爱因斯坦》（Einstein），第173页。

［24］同上，第199页。

［25］1915年11月28日爱因斯坦致A.Sommerfeld的信，见《爱因斯坦著作集》，第8卷，第152页。

［26］派斯，《上帝是微妙的》，第253页。

［27］1915年1月16日爱因斯坦致H.Lorentz的信，见《爱因斯坦著作集》，第8卷，第179页。

［28］引自派斯，《上帝是微妙的》，第253页。

［29］爱因斯坦，“水星进动的广义相对论解释”（Explanation of the Perihelion Motion of Mercury from the General Theory of Relativity），1915年11月18日，见《爱因斯坦著作集》，第6卷，第113页。

［30］同上，第117页。

［31］数学家David Hilbert独立地提出了另一个与此类似的方程。

［32］引自Clark，《爱因斯坦》（Einstein），第200页。

［33］1916年1月17日爱因斯坦致H.Lorentz的信，见《爱因斯坦著作集》，第8卷，第179页。

［34］第二年，在一篇题为“广义相对论的宇宙学思考”（Cosmological Consider-ations in the General Theory of Relativity）的论文中，爱因斯坦对他的基本场方程进行了改进。他发现基本场方程似乎预示出宇宙是在膨胀的，所以他从方程（G_μv）左边的项中减去了另一个张量 g_μv，再乘以常数 λ。爱因斯坦坦陈，常数 λ 的值“目前还不知道”。这一结果能够保证广义协变性，以及爱因斯坦明确假定的宇宙有限性。这样一来，爱因斯坦的场方程G_μv=−κ（T_μv−1/2g_μvT）就变成了G_μv=−λg_μv=−κ（T_μv−1/2g_μvT）。爱因斯坦通过引入这一参数（纯粹是一个修正因子，也就是现在人们熟知的宇宙学常数），就能解释他对自己理论的预测，即宇宙是膨胀的。随后几年之内的时间里，爱因斯坦开始考虑这一概念的必要性，并于1931年从理论中永远去掉了常数λ，并认为自己之前敷衍了事的做法是自己一生中“犯下的最大的错误”。70年之后，为了解释超新星的测量数据，天文学家又重新恢复了这一参数。

［35］西伊的文章，“爱因斯坦是骗子”（Einstein a Trickster）在Jeffrey Crelinsten的《爱因斯坦陪审团：相对论验证的竞赛》（Einstein’s Jury: The Race to Test Relativity，普林斯顿：普林斯顿大学出版社，2006年）一书中被引用，第222页。

［36］有关日食的经典文章是 J.Earman和 Clark Glymour的“相对论与日食：1919年英国日食探险和之前的探险活动”（Relativity and Eclipses: The British Eclipse Expeditions of 1919 and Their Predecessors），《物理学史研究》（Historical Studies in the Physical Sciences 11:1，1980），第49～85页。

［37］Alistair Sponsel，“构建‘科学上的革命’：推动人们认可1919年日食实验的宣传活动”（Constructing a‘Revolution in Science’: the Campaign to Promote a Favourable Reception for the 1919 Solar Eclipse Experiments），《英格兰科学史杂志》（British Journal For the History of Science 35，2002），第439～468页。

［38］1919年9月27日阿尔伯特·爱因斯坦致保利娜·爱因斯坦的信，见《爱因斯坦著作集》，第9卷，第98页。

［39］《自然科学》（Naturwissenschaften 7，1919），第776页。

［40］引自Clark，《爱因斯坦》，第230页。

［41］“皇家学会和皇家天文学会联合日食会议”（Joint Eclipse Meeting of the Royal Society and the Royal Astronomical Society），《天文台》（The Observatory 42，1919年11月），第389页。

［42］爱丁顿，《相对论》（Relativity），第八届哈尔登年度演讲，1937年5月26日。

［43］爱因斯坦，《想法和观点》（Ideas And Opinions，纽约：Bonanza Books，1954年），第311页。