「对于物理学结论的真实性，观察是最高上诉法院。」
For the truth of the conclusions of physical science, observation is the supreme Court of Appeal
– Arthur Eddington
爱丁顿 1919 年观测到星光受太阳重力发生偏折，使爱因斯坦的广义相对论变得举世闻名。 ***1919 年英国皇家学会 11 月 6 日的会议上，爱丁顿（Arthur Eddington）宣布巴西及非洲普林西比（Principe）岛两地日食时所观察到的星光偏折角度与爱因斯坦 1915 年广义相对论的预测相符。尽管该证明实际上远非结论性的（注一），但全世界报纸还是竞登此一理论，谓爱因斯坦推翻了统领物理界 300 多年的牛顿万有引力，使前者隔夜名声大噪，成为继牛顿之后家喻户晓的科学家！会后，自认为是相对论专家的美国物理学家席尔伯斯坦（Ludwik Silberstein）与他闲聊时谓曰： 「爱丁顿教授，您应是世界上了解广义相对论的三个人之一。」 当爱丁顿还在迟疑着如何回答时，席尔伯斯坦紧接着说：「不要太谦虚了！」爱丁顿终于回答说： 「哦，不！我是在想第三者可能是谁。」
爱丁顿 英国物理学家爱丁顿是第一个用英语宣讲相对论的科学家。 ***
爱丁顿于 1882 年 12 月 28 日出生于英国坎达尔（Kendal）之贵格会（Quaker，注二）家庭。 父亲是当地一所学校的校长，早逝，由母亲抚养长大。爱丁顿是一个非常聪明的学生，于 1898 年 16 岁时即获得了曼彻斯特（Manchester）欧文斯学院（Owens College）的入学奖学金，在那里度过了三年，于 1902 年以物理学的一等荣誉学位毕业。1904 年获得了剑桥三一学院（Trinity College）的奖学金，于 1905 年获得了剑桥硕士学位。毕业后，爱丁顿花了短暂时间在剑桥的卡文迪许实验室（Cavendish Laboratory）研究热电子发射后，因兴趣不合，即在同事的推荐下，转到格林威治皇家天文台（Royal Observatory in Greenwich），从事年幼时候就已经播下了种子的天文学事业！于 1913 年成为剑桥的 Plumian 天文学教授，在那里任教 30 多年。 1914 年，爱丁顿被任命为剑桥天文台台长，于 1930 年被封为爵士。晚年致力于通俗书籍写作，并声称计算出了宇宙中电子的数量（称为「爱丁顿数」）。终生未婚，死于 1944 年 11 月 22 日。
德英间的科学来往因第一次世界大战而中断，因此英国只能透过第三国才能看到德国的文章。1916 – 17 年间，当爱丁顿接触到透过中立国的荷兰天文学家德西特（Willem de Sitter）偷渡到英国之有关爱因斯坦广义相对论时，他立即意识到了它的深远意义。他的数学专业知识不但使他能很容易地掌握爱因斯丁理论的数学内容，也对其物理基础有可能比爱因斯坦更深厚的见解。有这样的背景，读者不难从他的回答里看出爱丁顿似乎有点骄气！
齐聚在荷兰莱登的物理学家们：其中左上为爱因斯坦、左下为爱丁顿、右上为德西特。 ***因为不相信重力波存在，这骄气使爱丁顿曾在 1922 年讽刺地说「重力波是以思想的速率传递的」；1935 年时，他也在伦敦皇家天文学社里公开取笑印度籍的剑桥大学研究生千桌沙卡（Subrahmanyan Chandrasekhar，注三）所提出之白矮星形成的界限理论［现在称为「千桌沙卡界限」（Chandrasekhar limit」）］！尽管如此，获 1983 年诺贝尔物理奖之芝加哥大学教授千桌沙卡在其 1983 年所著之「爱丁顿：他那个时代最杰出的天体物理学家」一书内，还是称赞 「爱丁顿是一位有天赋的天文学家。他的理论创见和数学分析能力使他的科学向前迈进一大步。 他是物理学和天文学的杰出阐释者，能够用最简单及最有趣的语言传达最困难的概念。他是哲学家对最新科学发现之意义的有力解释者。」
现在让我们来看看当时是不是真的只有两人懂得爱因斯坦的普遍相对论。
希伯特 希伯特使用优雅强大数学语言，从正统物理学之基本极值原理导出了爱因斯坦的方程式。scihi1915 年 6 月，爱因斯坦受邀到哥廷根大学做一系列有关正在进行之普遍相对论的研究演讲后，与数学大师希伯特（David Hilbert）讨论，显示出对前景有点悲观，但希伯特鼓励他谓其方向应该是正确的。事后希伯特显然也开始思考着这些问题，以其深厚的数学基础，不久便找到了一个优雅的数学公式；除了应爱因斯坦的要求寄了一份给他外，也于当年 11 月 20 号在哥廷根皇家学会的会议中提出了他所发现的重力场方程式。五天后爱因斯坦也在柏林普鲁士科学学院会议中提出此一方程式！读者应不难想像这将引起一场谁先提出该方程式的长期争论，最后吵到双方阵营互告对方抄袭的地步！
大约 1 年后，爱因斯坦终于写了一封信给希伯特谓：
我不想分析我们之间所存在之不愉快心情的原因，但在与一番苦楚的挣扎后，我已圆满地平静下来。我现在以在无乌云笼罩下的友谊想到你，求你也做同样的尝试。客观来看，如果在这个破旧世界上取得了显著成就的两个好家伙，彼此之间却没办法取得喜悦，这实在很可惜。
虽然没有记载，希伯特显然接受了此一恢复友谊的建议，从不再提谁先的问题。他甚至称赞爱因斯坦说：
哥廷根街头的每个男孩都比爱因斯坦更了解四维几何（注四）。 然而尽管如此，是爱因斯坦做了这项工作（重力场方程式），而不是数学家。
现在该重力场方程式已被称为「爱因斯坦方程式」。尽管如此，相较于爱因斯坦之依靠物理直觉来摸索的推导， 希伯特使用了优雅而强大的变分演算数学语言，确立了爱因斯坦方程式可以从正统物理学之基本极值原理（least action principle）导出 ，其功还是不可没的！爱丁顿能说希伯特不懂广义相对论吗？
基本极值原理（或称最小作用量原理）透过找到函数极值，来得到所研究之机械系统的运动方程式。最经典的例子就是用于描述折射定律的费马原理：光传播的路径，是光程取极值或需时最少的路径。 *** 其它的第三者在「霍金和黑洞：霍金一生的追寻让我们知道了哪些事？」一文里，笔者已经提到了 德国天文物学家苏瓦玆德（Karl Schwarzschild）在读完了爱因斯坦之论文后，将它应用到只有一个不旋转之星球的宇宙上，用他的特别坐标体系，精确地解出爱因斯坦的重力场方程式，预测黑洞的存在 （爱因斯坦一直不相信黑洞可能真的存在）！爱因斯坦还写了一封敬佩的信给他，能说苏瓦玆德不懂相对论吗？
作为皇家天文学会的外国会员，前面提到之 荷兰天文学家德西特 应爱丁顿的邀请在《月度通知》（Monthly Notices）上发表了的三篇文章， 将爱因斯坦的理论介绍到英国，成为爱丁顿在 1918 年所撰写的《重力相对论的报告》之基础，推动了 1919 年进行测量穿过太阳附近之光线的重力偏折探险 （注五）。
水星星光受太阳重力场影响发生偏折之示意图。科学Online，薛仲尧绘除了德西特外，爱丁顿后来也承认他的另一位相对论启蒙老师是瑞士的数学物理学家韦尔（Hermann Weyl）。韦尔 1918 年所出版的书《时间-空间-物质》比爱因斯坦的任何著作都更完整与详细地介绍了相对论；因此在一篇评论中，爱因斯坦本人对此书表示了极大的钦佩谓：「我一而再、再而三地感到被迫重新阅读本书的各个部分，因为每一页都反映了一位大师的非凡肯定之手，充分表达出大师从各种不同的角度对主题进行了彻底的分析。」
在「爱因斯坦的最大错误？— 宇宙论常数」一文里，笔者提到为了符合当时认为宇宙是静态的看法，1917 年时爱因斯坦人为地在其方程式里加了一个常数；但德西特认为相对论实际上暗示著宇宙在不断膨胀。1922 年， 俄国气象学家和数学家弗里德曼（Aleksandr Friedmann）发现在假设宇宙中的物质分布是均匀的情况下，爱因斯坦方程式只有三个解：两个是永远不断的膨胀，另一个是膨胀后又收缩回原点，没有静态宇宙的！ 1929 年，美国天文学家哈柏（Edwin Hubble）分析了一些有关从遥远星群传来之光谱后，发现宇宙正处于一膨胀的状态！因此爱因斯坦很后悔当初的「凑答案」。
没想到 90 年代末期，新的发现显示现在宇宙的膨胀速率不但不随时间减小、反而是在加快，这在弗里德曼宇宙模型里是不可能的！ 因此爱因斯坦所加的宇宙论常数竟然死灰复燃，成为提供了解释膨胀率加快所需之排斥力的来源！在爱因斯坦提出此一「凑答案」的理论后， 德西特立即指出在这样的宇宙中去除所有物质，惯性还是存在的！显然爱因斯坦用来帮助推导重力论之马赫原理（Mach Principle）是不对的 （见「牛顿的水桶」，科学月刊 2013 年 8 月）。 此一没有任何物质的德西特宇宙（de Sitter universe）不是静态，而是在不断的加速膨胀 ⎯⎯正是我们现在所观察到的宇宙！
美国物理学家席尔伯斯坦帮助建立了狭义及广义相对论的大学课程。archive至于当初提问题的席尔伯斯坦呢？他于 1914 年写了一本狭义相对论的教科书， 1924 年再版时加进了广义相对论。尽管他一直对爱因斯坦及其相对论毫无敌意，但他经常对其结果和验证表示怀疑，并且毫不犹豫地公开质疑。最引人注目的是，席尔伯斯坦在 1935 年时发表一篇重力方程式解，挑战爱因斯坦，认为他的理论存在缺陷，需要修改。虽然后来被证明席尔伯斯坦的观点是错误的，但在帮助了解相对论上还是有其价值的。还有，席尔伯斯坦认为爱因斯坦方程式需要修改，不是瞎猫碰到死老鼠可能猜对了吗？所以他是不是自以为是问题中的那三人就不得而知了！
结论从以上之分析来看，相信 1919 年时了解相对论的物理学家绝对不止两人！1965 年因在理论量子电动力学上的贡献而获诺贝尔物理奖的费因曼（Richard Feynman）在其 1965 年科普名著「物理定律的特性」（The Character of Physical Laws）一书里写道：
报纸曾经报导说这世界只有十二个人了解相对论。我不相信曾经有过这段时期。当然，我不否认也许曾经有过一段只有一个人了解的时期，因为在他发表相对论论文前，只有他在穷思其问题。可是在大家读过该论文后，虽然了解的程度不尽相同，但其数绝对不只十二人而已。……反过来说，我认为我可以很有把握地说──没有人了解量子力学。
不错，笔者认为广义相对论虽然深奥，不是一般人能轻易了解，但它不抽象，对有素养的物理学家而言，应该是不难懂的！相反地，二十世纪初的另一物理革命量子力学，不但抽象，也违反了许多日常生活的经验，因此即使经实验证明该理论的正确性，物理学家还是很难理解其物理内涵，继续在争辩…（例见「爱因斯坦的最后一搏—EPR悖论」）。
注释