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电影中的科学家之:《爱因斯坦与爱丁顿》与冲突的呈现 精选

已有 5106 次阅读 2017-3-12 20:11 |个人分类:生活点滴|系统分类:人物纪事|关键词:电影,科学家,爱因斯坦,爱丁顿,相对论| 电影, 相对论, 爱因斯坦, 科学家, 爱丁顿

电影中的科学家之:《爱因斯坦与爱丁顿》与冲突的呈现

   电影《爱因斯坦与爱丁顿》由企业影片公司、BBCHBO联合制作,2008年首播。

虽然电影中的主要人物爱因斯坦家喻户晓,主要内容1914-1915年间爱因斯坦提出广义相对论、1919年爱丁顿证实广义相对论的故事也广为人知,但就影片本身而言,与另外几部表现科学家生活的影片如《美丽心灵》(以约翰·纳什为原型)、《模拟游戏》(以艾伦·图灵为原型)、《万物理论》(以史蒂芬·霍金为原型)相比,得到的艺术评价不是特别高。电影缺乏跌宕起伏的情节和引人入胜的悬念,演员的表演也中规中矩,内容上还有不少史实错误。



在我看来,单就影片艺术呈现科学家在科研和生活中遇到的种种冲突而言,这部影片无疑是非常成功的。这些冲突有些是日常生活中人们常见的,有的是科研工作中科学家特有的。要理解这些冲突,需要更多的背景知识。

冲突1:自然的不确定与理想的观测条件

   电影以1919年西非的普林西比岛上几个人架设观测设备的画面为开端,一个戴着眼镜的、清瘦的高个子中年人——爱丁顿,吩咐大家小心安装印有“皇家天文学会”的望远镜,和爱丁顿一起的另一个科学家是稍胖的戴森,站在半山腰。通过滑轮,人们把设备从山下拉上山顶,进行安装。

电影镜头切换到晚上:外面下雨了,戴森急匆匆地进到棚内,告诉爱丁顿,由于气候潮湿、储存不当,很多的照相版被损害,只剩好八张可用。如果明天不天晴的化,所有的照相版可能都会损坏。爱丁顿则安慰戴森,明天下午两三天中天气会变好,他们将观测到“现实世界中的诗意”,证实爱因斯斯坦的理论是对的,人类对世界运转法则的认识将改变,两人成为天文学领域中最幸运的科学家。戴森祈愿道:但愿雨在那个时候能停。

大自然现象是科学研究中难以控制的实证对象,对于科学家需要的理想观测而言,运气是否垂青是化解冲突的唯一途径。对于某一个最佳观测点而言,错过一次日全食,人们就要再等几百年。

冲突2:科学荣誉的分享

电影镜头切换到瑞士苏黎世,爱因斯坦面带微笑躺在游船里。到岸后爱因斯坦和他的两个儿子汉斯、埃杜瓦在游船上游玩。爱因斯坦向岸上扔袜子,为儿子讲解与相对速度相关的物理学知识:在船上扔袜子,船的速度加上扔的速度,就是袜子的速度;但是在从光上发射一束光呢,是光速加上船速吗?汉斯回答是的,爱因斯坦说不对。汉斯问为什么不对,这也正是爱因斯坦暂时不能回答、正在寻求答案的问题。1914年,正式爱因斯坦提出广义相对论的前一年。

当爱因斯坦带着儿子跑回家中,爱因斯坦的妻子米列娃已经准备好了餐桌。此时的爱因斯坦和米列娃已经很难在科学中进行沟通了。米列娃抱怨爱因斯坦宁愿和孩子们谈他的科研,也不愿和妻子交流,爱因斯坦问道:还有布丁吗?这样的回答米列娃十分失望。她想要离开这个家,乘坐电梯下楼去了。爱因斯坦光着脚丫,从楼梯冲向楼底,拦住米列娃不让离开,米列娃在哭声中道出了自己的心中不满:当我们还是学生的时候,你说我们将一起分享这项研究,一起成为物理学家。现在呢?你在说谎。爱因斯坦回到说自己没有额外的时间和精力和别人交流自己的研究。言外之意,没有人能懂我现在的研究,你当然不会例外。

这个时候,德国一个元老级科学家马克斯·普朗克下了火车,匆匆向爱因斯坦的家中走去。当爱因斯坦和普朗克拥抱言欢之时,没有和米列娃打招呼,米列娃更加难受:你已不认识我了,甚至连我的名字都不记得了。这代表着科学界对米列娃科学贡献的遗忘。

电影在后面补充了另一个镜头,表现了米列娃确实无法跟上爱因斯坦的步伐。当她看到爱因斯坦写在纸上的演算水星引力的草稿,说道:这完全改变了我们的研究方法,你现在用越发复杂而陌生的符号公式来表达你的理论了,你离我越来越远了。

   


冲突3:家庭与事业的兼顾

普朗克知道爱因斯坦在引力研究方面渴望突破,但九年来进展甚微,柏林能够为爱因斯坦提供比苏黎世更好的研究帮助。普朗克代表德国科学界、代表柏林大学邀请爱因斯坦接受教授职位、普鲁士科学院会员、高薪酬。爱因斯坦自负地回答说自己不需要什么帮助,在金钱、地位和荣誉面前,暂时拒绝了普朗克的邀请,原因是爱因斯坦的家在苏黎世,他不能抛弃家庭。普朗克的回答是:要成为一个好的科学家,必须有所牺牲。

好在普朗克提前为爱因斯坦准备了去柏林的火车票,这给爱因斯坦改变主意留了一手。虽然此时爱因斯坦和妻子的关系已亮起了红灯,需要在一起进行修补,但爱因斯坦还是选择了事业,和家人拥抱告别,登上了去柏林的火车。但爱因斯坦答应儿子汉斯,一旦研究结束,他将回到儿子身边,回到家庭中。

在广义相对论得到验证的前夕,爱因斯坦从柏林回到瑞士的家中,不是为了与米列娃和好,而是完成对儿子的承诺,即他会把自己的研究结果讲给他们听:太空是有形状的,充满了曲线和凹痕。完成讲述后,爱因斯坦再次离开了家,回到科学事业之中。

电影中还一个场景是,普朗克因为儿子死在战场上而悲痛不已。普朗克问爱因斯坦是否也爱自己的儿子?爱因斯坦坦陈比起爱儿子,自己更爱科学,因为科学将人类带离迷惑、愚昧和恐惧以及因人类情绪引起的后果。

   事业与家庭的冲突也表现在爱因斯坦与艾尔莎的交往中(后面有对艾尔莎的介绍)。因为爱因斯坦喜欢独自一人沉浸在科研中,艾尔莎自觉多余而离开了。后来爱因斯坦病了,去艾尔莎那里,艾尔莎拒绝了爱因斯坦在一起的要求。因为爱因斯坦在工作的一大段时间,没有去艾尔莎那里。

冲突4:战争中的爱国精神与伦理

1914年,英国和德国是第一次世界大战中的交战双方。爱丁顿是英国贵格会成员,其宗教信仰是维护和平,所以他不愿去上战场打仗。爱国精神和信仰发生了冲突,爱丁顿闷闷不乐。天文台的领导奥利弗·洛基爵士答应爱丁顿不去参战也可以,给他的任务是研究德国科学家爱因斯坦理论中的错误,以反证英国科学的伟大。

   影片用了不少镜头来呈现战争时期的人性冲突。骑车回家途中,爱丁顿看到几个英国人正在对一家德国人施暴,便上前阻止,自己被打得鼻子出血,还是把这一家人带回了自己家保护起来。爱丁顿的人生信条是,任何一个生活在英国的人,不应该在英国不受欢迎。因为没有上战场,接纳了德国人,爱丁顿被同胞称为叛徒、懦夫、国家的耻辱,一个中年男子把唾沫吐在爱丁顿脸上,爱丁顿只是默默地掏出手帕擦掉了唾沫,保护这家德国人逃离。

爱因斯坦面临更大的挑战。包括普朗克在内的德国科学家,面对一笼鸽子被毒气毒死的试验场面,面无表情。他们知道,毒气将应用于战场对付敌方的士兵,目的是为了尽快结束战争,保护更多的德国人。爱因斯坦痛苦地离开了试验现场。普朗克告诉爱因斯坦:自己的儿子一事无成,为了报国参军作战,赢得了作为德国人的自豪感。普朗克自己也为军队研究炮弹轨迹。

也就在这一天,一个人告诉爱因斯坦,他的德国国籍获得凯撒皇帝的批准。他拿出一份有德国赫赫有名的93位知识分子签名的声明书,普朗克劝说爱因斯坦也在这份声明书上签名。这份声明会告知世界特别是英国,德国的知识分子将全力支持德国政府的战争行为。签上这份声明,意味着爱因斯坦作为第94位知识分子,得到德国知识界的最高认可。不签字意味着什么呢,他在德国的薪酬可能会不保。爱因斯坦依然拒绝在声明上签字。后来,由于强烈的反战言论,爱因斯坦也被隔离,禁止进入大学的科研大楼,无法获得外界的通信,只能求助于普朗克。

爱丁顿认为科学研究与战争无关。洛基拿出报纸上的德国93人签名的声明书,回答说:德国的声明上,普朗克,科学家;伦琴,科学家;哈伯,科学家。这清楚表明,德国科学界是没有去区别对待战争和科学的。洛基提议英国皇家天文学会将全部德籍科学家从会员中除名,且禁止英国会员与德国学者合作。因为德国人用科技杀害英国人,自己的儿子死于战场,死于德国的毒气。爱丁顿反对这个提议,他认为杀害这些人这场毫无意义愚蠢至极的是战争,而不是科学,驱逐德国学者也无法换回死者的生命,追求科学真理应该超越国界,超越仇恨、愤怒与恐惧。


冲突5:理论科学与应用科学

  在影片中,爱因斯坦到柏林大学后遇到除普朗克之外的第一个德国科学家是弗里茨·哈伯。哈伯正在研究氨气,这种氨气将是以后制造毒气和炸药的原料。在交谈中,哈伯问爱因斯坦:如果没有实际用途,研究还有什么用?这让爱因斯坦难以直接回答。

普朗克引荐爱因斯坦与科博尔先生会面。科博尔先生是爱因斯坦职位的出资人。科博尔对爱因斯坦说你迟到了,他用相对论阐释了自己迟到的原因:一个运动的物体会增加质量,增加质量会减小速度,一个优秀科学家会见一个肥胖的实业家会迟到,是由理论决定的。爱因斯坦对实业家的轻视傲慢和对理论的自信,在回话中体现得淋漓尽致。说完话后,爱因斯坦立即起身离座了。这种行为举止让普朗克和科博尔都十分难堪。

科博尔认为资助爱因斯坦的研究并不能赢取战争。普朗克从中斡旋,对科博尔说:你手中的应用科学家已经足够多了。爱因斯坦是个理论家,理论家能提供的武器是推翻英国最伟大的科学家牛顿关于宇宙运行的错误理论。普朗克使科博尔相信,对于正处于对抗英国的德国人来说,拥有这样一位科学家来研究出能推翻英国科学的新理论,大概也是一种现实的应用吧。

冲突6:个人情感中的男同性恋与婚外恋

电影正式开始的场面是1914的剑桥,爱丁顿与伙伴们打网球。爱丁顿为一个网球是否出界争执,体现了他的固执与坚持个性。但让他震惊的却是他的好友威廉准备参军的消息。影片中,爱丁顿除了自己的妹妹温妮之外,没有其他女性朋友。他和威廉交往很深,两个人经常一起骑自行车郊游。按照他们的计划,到1914年圣诞节,两位完成的里程数覆盖了整个英国。但是战争将要中断了他们的计划。威廉参军了,要去法国战场。

爱丁顿暗恋威廉,想要表达对威廉的情感,却又说不出口。威廉却误以为爱丁顿想要说的因为两个人的信仰不同,爱丁顿不愿意让威廉参军。威廉送给爱丁顿一只怀表作为友谊的象征。他们分手的画面,是阴云密布的天空下,威廉推车离开。威廉离开英国的时候,爱丁顿决定到车站送行。但阴差阳错,爱丁顿未能在火车站和威廉做面对面的告别。火车开动了,爱丁顿骑着自行车拼命追赶,但终究还是未能和威廉对上一眼,说上一句话。后来,威廉死在战场上了,死于德国科学家研究的毒气。威廉送给爱丁顿的那只怀表,不断出现在爱丁顿的研究和生活中。这一段爱丁顿对威廉的同性恋关系,只有爱丁顿的妹妹温妮知道和理解。

爱因斯坦在柏林的亲戚家,重逢属于表亲戚的堂姐艾尔莎。十年前爱因斯坦见过艾尔莎,那时爱因斯坦放弃了德国国籍,成了瑞士人。十年后艾尔莎已长大成人。在饭桌上的交流中,爱因斯坦认为国籍对个人的约束,就像以太对光速一样,一点都不重要。当被问到以太是不是意味着什么都没有的时候,爱因斯坦一时词穷,艾尔莎认为以太意味着自由。爱因斯坦赞美艾尔莎的想象力,艾尔莎和爱因斯坦彼此有了好感。艾尔莎一边弹钢琴一边唱歌的场景,这让爱因斯坦找到了他们两人的共同语言不是物理,而是音乐。他们相爱了。

当米列娃带着孩子来到柏林的时候,艾尔莎和爱因斯坦的恋情被钢琴声中的歌声暴露。艾尔莎为爱因斯坦带来了舒伯特的曲谱,这激怒了正在为孩子们读书的米列娃。米列娃只好带着两个孩子真正离开了爱因斯坦。艾尔莎和爱因斯坦的继续交往已经没有障碍了。米列娃和爱因斯坦的离婚手续是在广义相对论得到证实的1919年办的,这也使得爱因斯坦和艾尔莎的婚姻关系合法化。

冲突7:理论假设与实验验证

爱丁顿对他的妹妹温妮讲解牛顿力学中的困境:牛顿用万有引力解释了太阳系星球的运动规律,但没有说明万有引力的本质,在痛苦的挣扎中,牛顿只能用上帝的意志来解释引力存在的原因。爱丁顿认为,牛顿描述的世界非常完美,可惜为上帝保留了位置。

爱丁顿被被认为是英国第一个真正理解爱因斯坦狭义相对论理论的人:时间不是绝对的,不是处处相同的,是与速度相关的,一个物体的移动速度越快,它的时间就过得越慢。

爱丁顿在向剑桥大学天文学教授们介绍爱因斯坦理论的时候,教授们的质询是:他的根据何在?实验证明了吗?理论中有多少能被验证?爱丁顿的回答是暂时没有。当爱丁顿要继续介绍爱因斯坦理论的重点时,教授们打断了他:如果理论不被证实,哪能还有什么重点?

对这些教授们而言,相对论如果不能直接处理那些由牛顿建立起来的宇宙运转规律中的问题,特别是对地心引力未能有新的阐释,将什么都不是。

爱丁顿在思考中,也提出了自己的困惑:爱因斯坦的理论包含着引力问题,这和牛顿的引力理论是矛盾的,两者必有一个是对的,谁对谁错,爱丁顿将追寻真相。

行星围绕太阳的运行中,其他行星运动轨迹的观测数据与牛顿的万有引力定律的理论计算都十分吻合,但水星观测数据与理论计算数据有一点被人忽视的、非常小的偏差,如何解释这个偏差?爱丁顿私下写信求教于爱因斯坦。

正是爱丁顿的一封信,激发了爱因斯坦关于行星运动和宇宙理论更深入的思考,有了全新的想法。在一个人孤独走过街上、被来往汽车溅满泥水的晚上,爱因斯坦似乎突然获得了灵感,完成了描述万有引力和宇宙运动法则的广义相对论的论文。这篇论文在普朗克的帮助下,寄给了爱丁顿。

爱丁顿接到爱因斯坦的回信后,在戴森、温妮面前,用桌布(代表太空)、面包(代表太阳)、苹果(代表行星)演示了这个理论的核心概念:太空是有形状的,太阳使得太空弯曲,行星在弯曲的曲面上围绕太阳运转,光线经过太阳时会发生弯曲。

任何理论需要证实,爱丁顿要做证实广义相对论的第一人。爱丁顿知道19195月会发生日全食,而利用日全食是观测光线是否弯曲的最好时机,观察日全食的最佳地点在西非的普林西比岛。

要检验理论需要筹资。在筹资的听证会上,爱丁顿和戴森对如何测量及其验证进行了演讲说明。特别地,他们为一个英国测量队为什么去验证德国科学家的理论的意义贴上了爱国主义的标签:如果观测到了光线弯曲,验证爱因斯坦理论的测量是英国人做的;如果测量不到光线弯曲,英国人不但证实了德国人的错误,也进一步巩固了英国科学家牛顿的理论大厦。无论怎样,对英国都是有利的。

爱因斯坦计算水星轨道的预测结果与实际观测的水星轨道完全吻合,成为爱因斯坦广义相对论被接受的最关键一步。


冲突8:头脑的开放与偏见

电影中,天文台领导洛基爵士被作为一个与爱丁顿相对立的保守派形象来树立的。除了前面质疑爱因斯坦的理论未能经过验证外,洛基在听证会上问爱丁顿,你的头脑是开放的吗?爱丁顿回到说:思想开放正是自从事科学研究的原因,我自己不会、也不让其他人对科学抱有偏见。爱丁顿反问洛基:我的思想是开放的,那么你的思想呢?洛基也只能尴尬地承认,我的头脑也是开放的。没有一个科学家愿意承认自己是保守的。最后校方同意了他们去非洲测量的计划。此时英国获胜了,战争也结束了。

快到影片结尾的部分,呼应了序幕。下午两点多,雨停云散,两人拍摄了日全食的整个过程,获得了两张清晰图像。爱丁顿回到剑桥大学向大家公开讲述了两张照片的对比和发现,证实了爱因斯坦的理论。

事实上,洛基的头脑并非是完全开放的,它无法接受爱因斯坦理论是正确的这一事实。他和几位叫年长的听众没有听完爱丁顿的演讲,就愤然离席。洛基对科学的偏见可能是:我更愿意相信那些被更多事实验证的经典理论,不相信只有一个观测事实验证的所谓新理论;我更愿意相信本国最伟大科学家创立的理论,不相信一个来自敌对国家的科学家创立的理论。

柏林的报纸刊登了英国人的观测结果,爱因斯坦受到记者的追捧,拍下了那种吐舌头的著名照片。需要补充的背景事实是,当时德国已经兴起反对德国犹太科学的浪潮,爱因斯坦的广义相对论被德国人广为传播,未受到社会普通公众的过多批判,不是因为爱因斯坦是犹太科学家,而是因为爱因斯坦是德国科学家。在德国科学家内部,以实验物理学家勒纳德为代表的狭隘民族主义者,反对爱因斯坦的相对论,是因为爱因斯坦建立的是被犹太理论污染来的物理学,不承认爱因斯坦是德国科学界的一员。

   一年后的1920年,两个头脑开放的人爱因斯坦和爱丁顿第一次在剑桥大学见面握手。影片到此结束。




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