2023年12月08日 星期五
相对论如何从“庙堂”走向“民间”
□ 王大鹏
爱因斯坦广义相对论手稿。
视觉中国供图

    曾经有一个朋友说过,科普作品很难写,它经常处于普通读者认为晦涩与专业读者认为无聊的尴尬境地。因为科普作品不仅要求科学性,也要具备通俗性和大众性。不过,也有人认为科普很容易。事实究竟如何?我们不妨以爱因斯坦相对论的科普化作为一个例子,来思考这个问题。

    1911年,爱因斯坦在《物理年鉴》上发表了题为《关于引力对光线传播的影响》的论文,他在文中提出一个假说:当恒星的光非常接近太阳时,会因为太阳的引力而产生小小的偏离,而这种光线的弯曲是可以测量的。虽然在理论上来看,爱因斯坦此条假说是正确的,但是它并没有得到实验的验证。不过,爱因斯坦也提出过验证的方法:在日全食发生,太阳光线被遮盖时,通过测定此时星星的位置,并和平时星星的位置进行比较。

    1919年5月29日,在这一天的日食期间,英国著名天文学家爱丁顿组织了一支考察队,前往西非海岸的普林西比岛,验证爱因斯坦的假说。其实在此之前也有人试图验证,1918年6月美国发生了日食,给了美国天文学家坎贝尔一次难得的机会,结果受乌云等天气因素影响,他派去的观测队只获得少量照片,无法证实爱因斯坦的光线偏折假说。

    历经5个月的校验分析,1919年11月6日,英国皇家学会、天文学会联合宣布:爱因斯坦利用广义相对论的计算结果得到了验证,之前关于空间、时间概念被彻底推翻了。这一消息很快发酵,第二天《泰晤士报》刊载文章:“科学革命,爱因斯坦的宇宙新理论——牛顿理论大崩溃。”这一天,爱因斯坦名动英格兰,成为了举世闻名的科学家。

    虽然之后各大媒体都发表了与相对论有关的文章,但是很多文章晦涩难懂。毕竟将前沿科学发现转化为公众可以理解的内容,又要避免一些专业的学术术语,其实是非常困难的。1920年,《科学美国人》杂志公开征集能够用通俗易懂的语言解释相对论的科普文章,而且还提供了5000美元的奖励。活动最终征集到了300多篇文章,作者来自于欧洲、北美、印度等国家,其中也包括一些科学家,比如荷兰的天文学家威廉·德西特。最后经评审,奖金颁给了来自伦敦的专利局职员林顿·博尔顿。他的文章题目是《为非科学家撰写的爱因斯坦相对论简明指南》,该文章于1921年2月5日刊登在《科学美国人》上。

    在20世纪20年代末,爱因斯坦也受邀为《纽约时报》撰写文章,解释他震惊世界的科学发现——狭义相对论和广义相对论,由此还诞生了一份手稿。这份长达14页、以通俗易懂的方式为公众解读相对论的手稿的英译本,随后发表于1929年2月3日《纽约时报》增刊上,标题为“新旧场论”。

    关于爱因斯坦相对论的故事一直在持续,即便在当下,我们也经常看到有科普文章谈及相对论。其实,前沿科技成果以及重大基础研究成果的科普转化并非易事,至于如何做好科研成果的科普转化,还需要更多科学家的“现身说法”。

    (作者系中国科普研究所副研究员,中国科普作家协会理事)

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