君子百是，必有一非

小人百非，必有一是

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2014年，诺兰执导的科幻电影《星际穿越》票房大卖，其中的时空旅行也引起了人们的热烈讨论

故事讲述的是未来地球气候恶化，为了拯救地球一队探险家试图通过虫洞寻找新的可居住星球

其中有一个情节是男主人公cooper通过虫洞来到一颗充满水的叫米勒的行星上

《星际穿越》中的“虫洞”

他只在这个星球上待了一小时

在地球上的女儿就已经从小女孩长成一个大姑娘了

当cooper经过仅几个小时的太空旅行回到空间站

在那里守候的队员也足足等了他们23年，早已胡子拉碴认不出原来的模样了

《星际穿越》中男主角一行人在米勒行星上

这个看上去如此“科幻”的情节确实是有物理学理论——狭义相对论支撑的

然而当年爱因斯坦提出的相对论是极其抽象和不容易理解的

但在1911年有一个人为了说明相对论中的时间和空间的概念

对其作了一个生动的解释，这个就是著名的“双生子佯缪”的问题

星际穿越中的情节也是参照了“双生子佯缪”的内容

双生子佯缪：有一对孪生兄弟，其中一个跨上一宇宙飞船作长程太空旅行，而另一个则留在地球。结果当旅行者回到地球后，我们发现他比他留在地球的兄弟更年轻。

这个结果是由狭义相对论所推测出的（移动时钟的时间膨胀现象），而且是能够透过实验来验证：我们能够探测到于大气层上层产生的μ介子。如果没有时间膨胀，那些μ介子在未到达地面之前就已经衰变了。

而提出这个“双生子佯缪”的人就是——保罗·朗之万

保罗·朗之万虽然一生没有获得过诺贝尔奖，但却被公认为世界第一流的科学家，连爱因斯坦也非常地敬佩他

然而这个聪明的法国物理学家却也是让神圣不可侵犯的居里夫人留下“污点”的人

朗之万身材高挑，有军人气质，眼窝深陷，短发，留着入时的八字胡，人送美称“骑兵队长”

1872年1月23日，朗之万出生于巴黎一个普通工人家庭

虽出身平凡但是他从小就对学习有着浓厚的兴趣，同时也比同龄孩子更聪颖和突出

小学毕业后，他便考到了拉瓦锡中学学习

在他16岁那年，他以第一名的成绩考入了巴黎理化工业学校

保罗·朗之万

这所学校成立于1881年，一百多年来一共培养出了七个诺贝尔奖的获得者

当时巴黎理化工业学校的在任校长是大名鼎鼎的皮埃尔·居里，他对朗之万的才华也十分赏识

在拉瓦锡中学和巴黎理化工业学校学习期间，朗之万一直都是班上学习最好的学生

后以第一名的成绩从巴黎理化工业学校毕业

在21岁的时候，朗之万又再次以第一名的成绩考入巴黎高等师范学校

皮埃尔·居里

据说当时想要考进巴黎高等师范学校是需要精通拉丁语的

但是他只自学了半年的拉丁语，便取得了第一名的成绩考进该校

1897年，25岁的朗之万被保送到英国剑桥大学卡文迪许实验室学习

在那里他不仅得到了J.J.汤姆森的指导，还结识了威尔逊、卢瑟福等一行优秀的科学人才

当时X射线发明不到两年，朗之万就开始研究由X射线引起的“气体电离”

保罗·朗之万

他用实验证实了用X射线激发金属可以产生次级辐射

同时进一步证实了对于任何物质都能产生次级辐射效应

1902年，朗之万完成了关于气体电离的博士论文取得博士学位

1905年，朗之万回到母校巴黎理化工业学校担任教授，后又于1926年成为该校校长

1934年至余生，他都是法国科学院院士

索尔维会议上，朗之万坐在爱因斯坦左手边

或者他的发明研究并没有像爱因斯坦等科学家的研究那么具有划时代性

但是却实在地大力地推动着物理史的发展

基于朗之万的物理成就本身具有的启迪作用

他不太像一个发现者，实际上他更像一个带头者、讲解者和研究者

或者这就是他为什么从未获得诺贝尔奖却被称为无冕之王的原因吧

朗之万

1905年爱因斯坦提出了那个使牛顿能从坟墓里面跳出来的质能方程E=mc2

其实早在1904年，朗之万就在研究运动电荷和电磁辐射时独立于爱因斯坦得出了质量和能量的关系式

根据朗之万当时的助手爱德蒙·鲍尔回忆道

朗之万当时将质量与光子或电子相关联提出了关系式，但是他却从来没有公布这个公式

当他在1905年读了爱因斯坦的论文后，他也完全承认爱因斯坦在该理论形成的优先地位

朗之万与爱因斯坦

两人也因相对论一拍即合，余生中两人都是最真挚的好友

之后朗之万在他一生的科学生涯中，也不遗余力地宣传和补充相对论

例如文章开头提到的关于“双生子佯缪”这个假设和开设各种讲座推广解释相对论

朗之万的努力使相对论在法国得到很好的推广和普及

爱因斯坦也曾在《悼念保罗·朗之万》文中说：“在我看来，要是别处没有人已经发展了狭义相对论，他一定会把它发展起来。这该是一种必然的结果，因为他已经清楚地看到了它的本质方面。”

朗之万与爱因斯坦

朗之万从事的研究工作非常广泛，而且他的一生也绝非只有这点成就

关于布朗运动他留下了朗之万动力学和朗之万方程

此方程描述了布朗运动由于流体的分子碰撞，粒子在流体中做的无规则运动

现在仍然被许多科学家用来研究流体中的分子碰撞

然而朗之万最著名的研究都不是上面这些，而是他发明了世界上第一台实用主动声呐，被世人称为“超声换能器之祖”

爱因斯坦、埃伦费斯特、朗之万等一行科学家在讨论物理问题

1916年，朗之万提出利用压电石英获得超短弹性波（超声波）的方法

在第一次世界大战中，朗之万打算用这种方法获得超声波并通过真空管放大技术

实现“回声定位”进行水中远程目标探测(探测敌方潜艇)

但是让人哭笑不得的是

当他真正造成能投入使用的声呐时，第一次世界大战已经结束了

不过不要紧，在这之后这种声呐得到不断改进

在第二次世界大战期间反德国潜艇的大西洋战役中起了非常重要的作用

朗之万在工作

朗之万的一生充满传奇的色彩，他对科学的贡献自然不必说

但是最为轰动的，却不是他的科学成果

而是与居里夫人的情感纠葛，当时可谓闹得满城风雨（果然八卦才是第一生产力）

1898年朗之万从英国剑桥大学进修完毕回到法国

师从的那个曾经非常赏识他的校长皮埃尔·居里

包括朗之万的博士学位也是在皮埃尔·居里的指导下顺利获得的

居里夫妇，皮埃尔·居里和玛丽·居里

1903年，居里夫妇也因为发现放射性元素镭而获得诺贝尔物理学奖

但是不幸的是1906年4月46岁的皮埃尔·居里不幸丧命于一场车祸中

38岁的玛丽·居里便开始了一个人的生活

可能在工作中日久生情，小师母六岁的朗之万便和居里夫人产生了一种别样的情感

本来失去丈夫的居里夫人与朗之万这两个大科学家的师生恋也勉强称得上是佳话

但是不幸的是，朗之万已经在1902年结婚，并且是两个孩子的父亲

就这样师生恋进一步升级为了婚外恋

下排左玛丽·居里，下排右保罗·朗之万

虽然当时朗之万与妻子之间感情已经破裂

但这段不道德的婚外恋当时还是惹怒了朗之万夫人

朗之万的妻子是一个没有受过高等教育的悍妇

她当时就非常不满朗之万的科学研究不能变现成钱财

据说她还敢用啤酒瓶狠狠地砸朗之万的头

朗之万与朗之万夫人

为了使这两位大科学家名誉扫地

朗之万妻子雇人到居里夫人工作室的抽屉里偷走了居里夫人与朗之万的情书

将这些信件卖给报社想搞个大新闻

玛丽·居里当时写给朗之万的信件的一些内容：“你首先要做的是回到自己的卧室。我答应不再责难你，你可以相信我。我完全信任你的意向，可是我担心无法预见的事情——例如对方号啕大哭，令你无可抗拒，或用诡计让你使她再怀孕。

如果她再怀孩子，我们就一定要分手了，因为我不能接受这份耻辱。你的妻子若明白这一点，一定会加以利用。所以我求你别再睡在她的床上，不要让我等太久了。”

1911年11月4日一篇“爱情故事：居里夫人与朗之万教授”的文章一发布，整个法国一片哗然这使玛丽·居里陷入了身败名裂的低谷

玛丽·居里

甚至这段感情还差点毁了玛丽·居里的第二个诺贝尔奖

当时法兰西科学院也决定取消她的第二次诺贝尔提名

是最后居里夫人愤怒地给诺贝尔奖委员会写信，才得以挽回这个差点失去的诺贝尔奖

在那个年代，受尽舆论压力的朗之万与居里夫人之间爱情也只能不了了之

而且最后朗之万还是没能顺利和他的妻子离婚

甚至朗之万夫人也允许朗之万与其他除了居里夫人外的情妇交往（逻辑感人至深）

虽然他们两人最后没能走在一起，但也没有因爱生恨

此事之后两人也依然保持着真挚的友谊

甚至后来朗之万请求居里夫人帮他的情妇找一份工作

居里夫人也二话不说地给了朗之万的情妇一份在实验室的工作

除此之外，朗之万家与居里家的情缘也还在以另一种形式延续

小居里夫妇，F·约里奥和伊蕾娜·居里

居里夫妇的长女伊蕾娜·居里长大后选择的导师就是朗之万

后来伊蕾娜与其丈夫（两人被称为小居里夫妇）也因“一种新型放射性元素的人工产生”论文获得1935年的诺贝尔化学奖

小居里夫妇的女儿伊莲娜在1927年出生，长大后也是一位比较有名气的核物理学家

最后这位居里夫人的外孙女嫁给了保罗·朗之万的孙子米歇尔·朗之万

朗之万与玛丽夫人那不被世俗认可的爱情故事以这样特别的方式延续了下去

这可能也称得上一个美好的结局吧

保罗·朗之万

朗之万于1946年去世，法国政府给予国葬这种表达崇高敬意的葬礼

他同伏尔泰、雨果、左拉等世界级伟人一同被安葬在先贤祠（永久纪念法国历史名人的圣殿）中

确实人无完人，金无赤足

也就是这种瑕疵才能显现出科学家身为普通人类的一种饱满感和真实感

当然这些私事也完全没能影响后人对朗之万和居里夫人的高度评价

对于一个科学家，人们更看重的是他为这个世界，为后人留下了什么

文章首发于微信公众号：SME

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