讀古今文學網 > 柔軟的宇宙:相對論外傳 > 第9章 第五公設 >

第9章 第五公設

從專利局辦公室窗口跳下去這個想法,的確不是個好創意。他要是說出來,會把同事們嚇個半死。前一陣子,物理學界有兩位科學家去世了,一位是彼埃爾·居裡,他是出門不小心被馬車撞死的,居里夫人成了寡婦,這是科學界的意外悲劇。但是另外一件事就更令人惋惜了,統計物理的大牛玻爾茲曼上吊自殺。我們以現在的眼光看來,絕對是抑鬱症的結果。玻爾茲曼最大的貢獻就是成功地解釋了熱力學第二定律。熱力學第二定律有很多表述,最常見的表述是:「一個封閉系統中,熵只增不減。」熵在統計意義上表示「混亂程度」,熵值越高,混亂度越大。玻爾茲曼自己的大腦熵值抑制不住地增高,直到完全混亂。於是他在度假勝地的賓館裡,用一根窗簾拉繩結束了自己的生命。這樣的悲劇也不是孤例,玻爾茲曼的學生埃倫費斯特在1932年也因為抑鬱症,用槍打死了自己患有唐氏綜合征的小兒子,然後飲彈自盡,想起來就叫人心痛不已。

若是平常開開玩笑,大家也不會當回事,但是有玻爾茲曼的前車之鑒,大家也不敢掉以輕心。愛因斯坦倒是絕沒有自殺的意思,畢竟他還有偉大的使命沒有完成呢?貝索先生倒是更瞭解愛因斯坦,他一定想到什麼了吧?誰知道呢?反正他腦子裡總有奇思妙想。

從樓上跳下去會感受到什麼呢?當然是疼啊!然後呢?沒有然後了,摔死了嘛!不!愛因斯坦真正注意到的是「失重」,這是至關重要的一個東西。做自由落體的時候,會感到自己失去了重量。在愛因斯坦看來,失重狀態就是引力與慣性力完美的抵消了。人在失重狀態下,是完全感受不到力的,這豈不就是完美的慣性系?

在傳統的觀念中,做勻速直線運動的才是慣性系。牛頓的偉大貢獻就是指出了地球上的蘋果落地和宇宙星辰相互繞行是相同的物理過程。在愛因斯坦看來,一顆炮彈,只要出膛速度是一樣的,角度是一樣的,無論是一顆鉛彈還是一顆石頭彈,他們劃出的軌跡都是一樣的。跟物體材料沒有關係,彷彿它們劃過的軌跡是空間中固定的軌道一般。

愛因斯坦眼前已經豁然開朗,假如失重狀態是完美的慣性系,為什麼它走過的路徑是曲線而不是直線呢?這顯然跟牛頓的描述不相符。因為空間本身是彎曲的,所以慣性運動不見得走直線,在彎曲的空間中,走的就是曲線。愛因斯坦想到了大學的時候,聽閔可夫斯基老師講過的高斯曲面理論。可惜他當時沒好好聽課,現在看來,真不該逃課。思想上出現了突破,那麼現在就可以動手,把相對論推廣到更大的適用範圍去。

圖9-1 等效原理

愛因斯坦提出了非常重要的一個基石,那就是「等效原理」(圖9-1)。一個質點,到底是受到引力還是受到慣性力,它根本沒法分辨出來。愛因斯坦想像了一個電梯的思想實驗,當然我們換用火箭也是一樣的道理:一個電梯,靜止在地面上,裡面「啪噠」掉下個蘋果,這是個自由落體運動。在一個勻加速運動的電梯裡,你扔一個蘋果,那還是一樣的結果,也會出現一個自由落體的效果。愛因斯坦說:「這是不能分辨的。」等效原理還分為強等效原理和弱等效原理。弱等效原理就是指,你做力學實驗沒有辦法區分引力和慣性力。強等效原理是指,不僅僅是你做力學實驗沒法分辨,就算是做電磁學實驗,也照樣沒法分辨,做任何實驗都沒辦法分辨。當然了,愛因斯坦特別強調,這是一點及其鄰域的範圍內,範圍大了,就能分辨了。愛因斯坦的這個慣性系實在是太小了,在一點及其鄰域之內是好使的,並不具有實用性,一般還是拿我們地球當做慣性系來對待。當然,太陽參考系是更好的慣性系,銀河比太陽又會更好,總之,地面上就是近似慣性系。

經過愛因斯坦的推算,物理學中的時空不再是硬邦邦冷冰冰的概念。時空是柔軟的,可以彎曲的,宇宙也是柔軟的,可以彎曲的。這就需要一套能在彎曲時空中好用的數學工具,這不是愛因斯坦擅長的領域,即便他當年不逃課,恐怕也搞不定。數學家們總是獨自悶在屋裡,悶頭打造一個又一個稀奇古怪的獨門利器。可是他們打造出來以後就往邊上一扔,從來也不會去告訴物理學家們。物理學家要到數學家的儲藏室裡不斷地翻找,看看能不能翻出兩件趁手的法寶,然而愛因斯坦連去哪兒翻找都不清楚。

在這幾年,愛因斯坦並非只考慮引力和慣性的問題,他的職場生涯也已經打開局面,走上了快車道。他先是在專利局升職,年薪已經達到四千五百瑞士法郎,從三等技術專家變成了二等技術專家。他在物理學領域也取得了不少成果:他研究固體比熱和黑體輻射,寫了好幾篇論文,這些論文也普遍得到了大家的認可。愛因斯坦在物理圈子已經小有名氣,1908年7月,他接受了日內瓦大學名譽博士學位,9月參加薩爾斯堡德國自然科學家協會第八十一次大會,和普朗克等一班大牛碰了個頭,還作了《我們關於輻射的本質和結論的觀點的發展》報告。10月份,蘇黎世大學聘請他去當副教授,他猶豫不決,因為當教授的工錢不如在專利局多。後來人家特地給他加薪,他才答應從專利局辭職出來,到蘇黎世大學任教,這已經是1909年的事了。

1911年2月,洛倫茲請愛因斯坦去荷蘭的萊頓大學訪問,愛因斯坦就跑了一趟荷蘭。後來布拉格大學又要他去當正教授。蘇黎世大學著急啊,愛因斯坦不能走啊,我們給你加薪!薪水加到了五千五百瑞士法郎。但是,愛因斯坦還是去了布拉格大學任教。這幾所大學都在德語區,不過他到法國能用法語做演講,跟居里夫人、朗之萬也能相談甚歡。布拉格那時候還在奧匈帝國的統治下,弗蘭茨皇帝親自過問,批准愛因斯坦到布拉格來任教。弗蘭茨皇帝當年也是年輕英俊的帥小伙啊,茜茜公主的老公,此時此刻已成為一個八十高齡的老人了。

1911年10月,愛因斯坦去布魯塞爾出席了索爾維會議,這是當年的物理學家的峰會。工業巨頭索爾維因為搞出了大規模的制鹼法而發了家,特別想回饋社會。那年頭,大富豪們都比賽花錢搞慈善。當然他們搞慈善,並不是直接開粥廠救濟窮人,都是投資於人類的未來,文化、藝術、科學技術就成了他們重點關注的對象。卡內基建立了卡內基音樂廳,創辦了卡內基梅隆大學,洛克菲勒也在辦大學,芝加哥大學就是洛克菲勒辦的,後來他還辦了洛克菲勒大學。洛克菲勒還廣泛投資醫學事業,我國的協和醫院、協和醫科大學就是洛克菲勒家族掏的錢。老頭子有一句名言:「把財富帶進墳墓是可恥的。」

在這種風氣影響下,歐洲人也不甘落後。這個索爾維也想青史留名,搞個科學獎項出來,無奈的是被炸藥大王諾貝爾搶先了。人家搞出來個諾貝爾獎,現在成了科學界的最高獎項。索爾維也不甘人後,他打算搞一個頂尖科學家們的定期聚會,為他們提供最好的交流環境,讓他們暢所欲言地討論科學問題。索爾維就找到了一個在科學界有頭有臉的人物,他叫能斯特,著名的物理學家、化學家,他最大的貢獻是搞清楚了熱力學第三定律。熱力學第三定律的一種簡單的表述就是:「不可能通過有限次操作,把物體的溫度降到絕對零度。」他跟工業界和科學界都比較熟,因此就由他出面,邀請了一幫物理學家們,在布魯塞爾的大都會酒店裡面開會,好吃好喝好招待。

能斯特是大會的秘書長,大會主席還是請德高望重的洛倫茲來擔任。一直到洛倫茲去世,索爾維會議的主席都是他擔任的,他會N國外語,時不時地還要幫著當各國科學家的翻譯,萬一碰上語言不通的科學家大吵架,洛倫茲老爺子能忙得人仰馬翻。有兩位年輕的後輩充當大會的秘書,負責整理記錄各位大牛的發言。其中一位大會秘書的弟弟後來看到了會議記錄,發瘋似地愛上了物理學。果然這個小子後來一個雷天下響,因為一篇博士論文而拿到了諾貝爾物理學獎,他姓德布羅意……

圖9-2 索爾維會議

現在我們可以看到索爾維會議的照片(圖9-2),愛因斯坦在哪兒呢?他在後排最右邊第二位,桌子一端坐著的是大會主席洛倫茲。愛因斯坦還是後起之秀,只能往邊上站。洛倫茲左邊那位就是工業大亨索爾維,不過拍照當天他不在,他的形象是後來用沖洗照片的暗房技術給補上去的,那年頭就已經有了類似PS的技術啦。愛因斯坦起碼進了大牛們的朋友圈,據說他跟龐加萊聊了聊,後來挺失望,龐加萊不支持他的相對論,恐怕這裡面摻雜著感情因素,不完全是對科學的理解問題。龐加萊畢竟離關鍵的轉折點曾經是那麼近,哪想到被愛因斯坦這個毛頭小伙子搶了先啊!

1912年2月埃倫費斯特來訪,愛因斯坦和他一見如故,兩個人結成了莫逆之交,愛因斯坦的朋友圈在不斷地擴大。10月份,愛因斯坦又回到了母校蘇黎世工學院任教。蘇黎世工學院1911年已經升格成了有完整博士授予權限的工業大學,格羅斯曼早就留校任教了。愛因斯坦和同窗好友成了同事,因此他才有機會跟格羅斯曼一起研究彎曲時空的問題。格羅斯曼也並不知道該用什麼樣的辦法去計算,他停下自己手頭的工作幫愛因斯坦查了好幾天的資料,回來告訴愛因斯坦,有幾個意大利人正在研究一門學問,叫做黎曼幾何,相信這本「武功秘籍」可以幫到你。格羅斯曼是他一生中的貴人,幫了他兩次大忙。第一次是大學考試的時候借給他筆記,這樣愛因斯坦才能順利地從大學畢業。第二次是幫助安排了專利局的工作,解決了生計問題。要不然,恐怕也沒有這樣安逸的環境來保障愛因斯坦的物理學研究。

這一回,是格羅斯曼第三次幫到愛因斯坦。

愛因斯坦早就知道黎曼幾何,他當年在奧林匹亞科學院就讀過龐加萊的數學科普書籍,知道有黎曼幾何這麼一門學問。書到用時方恨少啊,這時候愛因斯坦臨時抱佛腳去啃黎曼幾何,哪有那麼好啃!這東西是難以想像的複雜,要瞭解黎曼幾何是怎麼回事呢,就必須從幾何學的起源講起。

大家現在普遍都熟悉的幾何學,那是古代一個叫做歐幾里得的人整理出來的,所以叫做「歐幾里得幾何學」。當年徐光啟碰上了從西方來的傳教士利瑪竇,倆人談起《幾何原本》這本書,徐光啟當時就感到十分驚奇,於是他就纏著利瑪竇,倆人一起翻譯這本書。為啥徐光啟對這本書這麼感興趣呢?因為這是一個用公理系統作為骨架,然後一步步推理出來的邏輯大廈,好幾百條的定理,都是由最開始的五條公設推出來的。徐光啟知道,我國過去儒家士大夫們對這樣的思維方式很不熟悉,古代沒有這種東西。這樣的思維體系正是西學之精髓所在,正因為有了這種方式,整個數學系統才是一個嚴密的體系。

歐幾里得幾何學,是以五條公設開篇的,這五條公設非常重要,它們就是幾何學大廈的基石:

1.任意兩個點可以通過一條直線連接。

2.任意線段能無限延伸成一條直線。

3.給定任意線段,可以以其一個端點作為圓心,該線段作為半徑作一個圓。

4.所有直角都全等。

5.若兩條直線都與第三條直線相交,並且在同一邊的內角之和小於兩個直角,則這兩條直線在這一邊必定相交。(平行公理)

第五公設說得很複雜,簡化版本就是直線外的一點,只能做一條線與此線平行。

這五條公設人為設定,是顯而易見不證自明的。歐幾里得的設定都是日常司空見慣的東西,是長期的實踐中檢驗過的,因此整個歐幾里得幾何學與實際的生產生活之中的測量結果完全符合。

但是大家覺得有點不爽的是第五公設,也就是平行公設。前面幾條都簡單易懂,一句話解決問題,但是這個第五公設就描述得十分囉唆,而且,歐幾里得的前二十九項都沒用到第五公設。大家想,第五公設能不能簡化呢?又或者能不能去掉這條公設,從其他的公設推出這一條?要知道,一個體系的公設越少,那麼普適性就越好。到了十九世紀,好多數學家就跟這條公設不斷地死磕。

一般來講,這種極端基礎的問題,直接證明是很困難的。大家就想到了反證法,能推出矛盾,就說明假設是錯誤的,那也就反證了第五公設是對的。首先是意大利的數學家薩開裡設想了一個薩開裡四邊形(圖9-3)。一共四個角,兩個底角是直角,剩下的兩個角呢?他假設三種情況:

圖9-3 薩開裡四邊形

1.都是直角,那麼與跟歐幾里得一致。

2.都是銳角?

3.都是鈍角?

假如銳角成立呢?看看有啥奇葩的結論出來,他一口氣推導了三十幾個定理,這些定理都很古怪。薩開裡覺得,差不多了,這些奇葩的結論肯定不靠譜啊,那麼第五公設應該是沒問題的。

後來出場的是個匈牙利人,他叫亞諾什·鮑耶,他也跟這平行公設過不去,也死磕第五公設。他的父親是著名數學家法爾科斯·鮑耶,老爹一看兒子跟第五公設死磕,當時連哭的心都有了,自己當年也曾希望把幾何學中的這個白璧「微瑕」消除乾淨,但發現最後只是賠上了自己的時間、健康和生活的快樂。亞諾什倒是覺得,雖然推導出來的結論很古怪,但並非真的有矛盾,這種幾何學,看著雖然不爽,看時間長了,慢慢也就習慣了。那時候,一批數學家就開始鼓搗這種偏離了歐幾里得祖師爺的幾何學,統稱叫做「非歐幾何」。

1832年亞諾什的論文最後還是作為他父親用拉丁文所寫的數學書的附錄發表了,老爹到底是向著兒子。法爾科斯還寫信給了大數學家高斯尋求幫助,高斯號稱數學王子,各個方面都有涉及,是哥廷根數學學派的開山祖師爺。高斯自己也有類似的想法,十五歲的時候,他也和第五公設死磕過一陣子,這種想法大家都曾經有過。高斯接觸非歐幾何也不是平白無故地找祖師爺歐幾里得麻煩,而在大地測量學之中常常碰到彎曲表面的形狀計算。大地表面畢竟是個球面,並非是平面。

於是高斯寫了封回信,信裡寫道:「如果我一上來就說我不能讚賞這項工作,你一定會大吃一驚,但我不得不這麼說,因為讚賞這篇附錄就等於讚賞我自己。實際上這篇附錄的方法和結果,都和我三十年來的某些工作極其類似……我認為你的兒子有著第一流的天賦。」老爹法爾科斯一看回信,心裡還是蠻高興的,畢竟兒子和大名鼎鼎的高斯想到一起去了!可兒子亞諾什卻憋了一肚子氣,自己辛辛苦苦地折騰半天,高斯就來了這麼一句評語,這簡直是「還鄉團下山摘桃子」啊!你讓他怎麼能舒心呢?亞諾什心眼有點小,後來發現羅巴切夫斯基拿出的東西跟自己的很相似,第一反應還是認為人家是剽竊。後來才搞清楚,人家完全是獨立思考的結果,之後他還是蠻支持羅巴切夫斯基的。

高斯當然瞭解非歐幾何研究的一些動態,但是他主要還是把精力放在了微分幾何上。這是一門運用微積分來研究空間的幾何性質的數學學科,高斯就是微分幾何的開創者,他還跟俄國的羅巴切夫斯基通了信。這個羅巴切夫斯基是俄羅斯喀山大學畢業的,然後就留校任教了。他們之間也討論了不少有關第五公設的事,最後就是這個羅巴切夫斯基把這個工作給完成了。

羅巴切夫斯基設定:過已知直線外一點至少可以作兩條直線與已知直線平行,代替歐幾里得的第五公設。在這個前提下,他推導出了一整套幾何學。他也認為,這些理論非常古怪,但是系統內部是沒有矛盾的。1826年,他發表了論文,那時候他還是個年輕人,站上講台宣講他的理論,底下的一大群教授聽他講得雲山霧罩,腦洞大開,一個個都冷嘲熱諷的,還有人直接就寫文章罵他。他寫了篇回應的文章,但是人家雜誌社審核沒通過,硬是沒給發表。然而羅巴切夫斯基頂住了壓力,他堅信自己是正確的。不僅數學家冷嘲熱諷,連文學家也來湊熱鬧,德國的歌德在《浮士德》中寫道:「有幾何兮,名為非歐,自己嘲笑,莫名其妙。」高斯是羅巴切夫斯基的朋友,私下裡挑大拇指稱讚羅巴切夫斯基了不起啊,但是在公開場合,高斯一句鼓勵的話也沒說。羅巴切夫斯基後來當了喀山大學的校長,去世的時候大家都說了一堆冠冕堂皇的話,他給喀山大學做了多少多少貢獻等等,但是對他的幾何學,一個字都沒提。

羅巴切夫斯基的這一套幾何學與歐幾里得的幾何學是不一樣的,因此也被稱為「羅氏幾何」。他去世的時候是景況淒涼,死後不久,意大利的數學家貝特拉米就證明了,其實羅氏幾何學是在彎曲的表面上實現的幾何學。歐式幾何與羅氏幾何這兩個看似矛盾的理論體系,其實並不矛盾,彼此之間是可以互相轉換的。如果歐幾里得的幾何學是正確的,那麼羅巴切夫斯基的幾何學也是正確的。人們這才豁然開朗,羅巴切夫斯基也被稱為數學界的哥白尼。因為他打破了歐幾里得幾何學的一統天下,大大擴展了數學界的視野。原來早已經熟悉的幾何學還能這麼玩兒啊!到了1893年,喀山大學的門口為他樹立了一座雕像,紀念他在幾何學上的成就,這也是第一次為數學家塑像。當然啦,喀山大學的人物像不止一座,有一座雕像,雕刻的是一個年輕人,他背著行囊,風塵僕僕的樣子,彷彿要去遠方旅行。這個年輕人叫弗拉基米爾·伊裡奇·烏裡揚諾夫,他自己也不喜歡這個貴族化的名字,另外一個名字震撼了整個二十世紀,他的筆名叫列寧。

羅巴切夫斯基的假設是過直線外一點,起碼可以做出兩條線與此直線平行。有人就開始唱反調了:別說兩條平行線,一條都做不出來,不存在平行這種情況,必定是要相交的。敢出此狂言的人是誰啊?此人叫黎曼,他是高斯的學生,也推出了一整套幾何學,叫「黎曼幾何」。要知道,楊振寧點出了幾個在幾何學的發展史上做出重大貢獻的人物,那就是所謂的「歐高黎嘉陳」:歐幾里得、高斯、黎曼、嘉當、陳省身。這個黎曼可不得了,能夠成為幾何學大家,功力非同小可。他描述的是球面的狀況,羅巴切夫斯基描述的是馬鞍面的狀況,歐幾里得描述的是平面的狀況。各種稀奇古怪的幾何學,本質上其實就是空間彎曲方式不一樣造成的。黎曼延續的是老師高斯的微分幾何的思想,空間彎成什麼樣子都能計算。

在彎曲的空間裡,是沒有直線可言的,只有在歐幾里得空間中才會有真正意義上的直線,彎曲空間中只有「短程線」這個概念。我們用地球表面做例子:地球是個球面,從上海飛往洛杉磯的飛機航線,往往要路過日本和阿留申群島。我們在地圖上看,並不是簡單地沿著緯線在走,而是沿著「大圓航線」在飛行。航空公司當然願意把油水搾乾,沒人願意走費力不討好的長線。地球上兩點間路程最短的線,顧名思義叫「短程線」,也叫「大圓航線」。南北極之間有無數條短程線,經線都是短程線,但是上海到洛杉磯之間,只有一條短程線。

圖9-4 彎曲空間裡的三角形

球面上的三角形,內角和總是大於180度的。雙曲面上的三角形,內角和總是小於180度。平面上上的三角形,恰好等於180度。(圖9-4)

短程線在大地測量學上很常用,因此還有另外一個名稱叫做「測地線」。廣義相對論中也借用了這個概念。不過奇葩的是,測地線在廣義相對論裡,反而是兩點間最長的線,並非最短。還記得我們前面講述「雙生子佯謬」時提到過的閔可夫斯基時空嗎?時間軸是「虛數」。前面那個負號導致了一系列奇葩的結論,曲線反而比直線短。在廣義相對論中,也還是類似的情況:彎曲的四維時空中,測地線是最長的線。這樣古怪的幾何學,沒多少人懂也是常理。

就在黎曼和許多數學家的推動下,非歐幾里得幾何學得到非常大的發展。高斯自己也推導過曲面理論,他生前沒有發表過這方面的著作,很多思想都記錄在與朋友們的通信中。他開創的微分幾何思想正是解決彎曲空間的重要途徑,但是他只推導了三維空間內的情況,對於四維空間甚至是高維空間應該是什麼樣的,他並沒有涉及。他的學生黎曼在這方面走得比老師可遠多了,他按照高斯的微分幾何思想來建立自己的體系,空間不管如何彎曲,在一個微小的局部總是可以建立一個類似歐幾里得平直空間的坐標系統,廣義相對論的計算全都離不開這種微分幾何的思想。

格羅斯曼和愛因斯坦,在數學資料裡面一頓找,最後他們發現,黎曼的幾何理論最合適。他們需要處理的那些惱人的問題:黎曼、裡奇和勒維他們已經解決了,愛因斯坦和格羅斯曼正式把黎曼幾何引入相對論的研究中。一百多年前,拉格朗日、拉普拉斯他們幾個法國人用漂亮的微分方程把牛頓喜愛的幾何方法掃地出門,哪知道幾何學竟然以如此玄妙的方式高調回歸了物理學界,二十世紀的物理學革命,很大程度上得益於數學工具的發展。理論物理領域,數學早就與物理水乳交融不可分離。

愛因斯坦儘管找到了稱手的數學工具,但是在探索廣義相對論的道路上仍然是屢屢碰壁。因為數學提供了太多的可能性,到底哪一條路才是正確的呢?愛因斯坦不得不花費極大的精力去一一嘗試。他探索廣義相對論的歷程曲折而漫長,從1907年他開始有初步的打算,一直到他最終拿出完整好用的理論,花了近八年時間。因此,廣義相對論並不是像狹義相對論那樣,「砰」地一聲就搞定了。狹義相對論最大的難度是在觀念的突破上,廣義相對論則要難得多。愛因斯坦和格羅斯曼引入了一個比較陌生的概念,叫做「張量分析」。「張量」這個概念很難通俗地解釋清楚,大約可以描述一下:標量是0階張量,1階張量就是矢量。普通人都是一個頭兩個大,但是張量分析是廣義相對論必須使用的手段,躲也躲不開。

廣義相對論的推導過程是個漫長的歷程,當時愛因斯坦已經在物理學界小有名氣,還參加了索爾維會議,因此社會活動也越來越多。他受邀去法國訪問,見到了朗之萬和居里夫人,還用法語演講,幾個人聊得都挺投機。愛因斯坦跟朗之萬聊了聊,話題當然離不開引力問題。愛因斯坦邀請他們來阿里蘇黎世訪問,後來,法國人還真的到蘇黎世訪問了愛因斯坦。大家討論的主要議題集中在原子模型上,當時有個年輕人提出了一個新的原子結構模型。愛因斯坦當時大概不會想到,他和這個年輕人保持了一輩子的友誼,也吵了一輩子的架。這個年輕人叫玻爾。

1913年7月,能斯特和普朗克跑到蘇黎世拜訪愛因斯坦。普朗克和能斯特來訪,蘇黎世都有點兒受寵若驚的樣子。大家紛紛傳誦:能讓能斯特親自跑一趟的這個傢伙,一定是不得了的大人物。這回不但是能斯特來了,普朗克也來了,無事不登三寶殿,這二位來到蘇黎世所為何故呢?他倆來請賢啊!邀請愛因斯坦到德國去入伙:「德國這個山頭大,你來入伙吧!」兩位世界級頂尖科學家組成的獵頭團隊是有史以來最強的!其實愛因斯坦並不喜歡德國,如果他喜歡德國,何苦中學時代就放棄了德國國籍呢?可如今到德國工作,是威廉二世皇帝特批的,皇帝陛下的面子也不能不給啊!愛因斯坦經不住這兩位前輩一頓勸,答應了回故鄉德國發展。當然愛因斯坦還有一堆事務要處理,並不是馬上就能動身的。

就在1913年底,愛因斯坦和格羅斯曼一起發表了一篇論文——《廣義相對論和引力理論綱要》。數學部分格羅斯曼操刀,物理部分是愛因斯坦的手筆。這篇論文中首先提到了引力場方程,黎曼幾何第一次有了實實在在的物理學意義,不再是數學家們腦子裡的奇妙空想。但是這方程僅僅是一個初步的成果,還有許多毛病要去解決,愛因斯坦為了解決這些毛病又足足花了兩年的時間。在此期間,他給美國威爾遜山天文台的台長海耳寫了一封信,差點讓海耳台長把他當成無知的瘋子。他問了一個普通人都不會問的問題,那就是——白天能看見星星嗎?