《爱因斯坦与爱丁顿》影评观后感

《爱因斯坦与爱丁顿》影评观后感


本文是我2017年秋季学期修读普通天文学公选课时所写的电影观后感（代课程论文）。在笔谈上推出之前，我对这篇观后感进行了少量编辑和注释，并补充了一段笔谈版前言。



笔谈版前言



我在《交流思想，畅谈体会——2017年春季学期小结》中，提出了好几条对于大二生活的规划和期待，例如：

“大二上学期我计划采取有节制的扩张战略。[……]这样看来总课时量好像不会比大一少……”（第1部分“自身发展”的“学习”方面）

“大一一年由于生活没有固定的节奏，造成了学习工作时间占比不足，学习工作效率也偏低，这些需要通过养成良好的生活习惯、进行合理的时间规划和管控来改进。”（第1部分“自身发展”的“生活”方面）

“总之这个暑假过得挺失败的。但愿我能够总结经验，吸取教训，在大二和以后的学习生活中可以改进时间管理方法，提高效率吧。”（第6部分“假期见闻”）



实际情况和我预料的差不多，从我写《交流思想，畅谈体会》（2017年8月15日）前后那几天开始，我的大二生涯很快进入了白热化的状态。课程学习和学生工作两方面的任务都很重，如果用类似于武侠小说中的语言来描述我的状态的话，应该说是应接不暇、左支右绌。终于，2017年11月前后（具体日期有待进一步考证，或者说定义），我开始了对自己生活方式的细致观察和深入思考，并于12月31日正式开始进行时间统计*。可以说，2017年12月是我的时间管理方法迅速发展的关键时期；而在这种时候，举世闻名的两位前辈（虽然爱丁顿爵士大概没有爱因斯坦有名）的事迹和风采，对大二的我来说无疑是莫大的勉励。



*注：我在周报第119期的“时间管理”栏目中说“我于2017年11月15日正式开始进行时间统计”。后来经我仔细考证，这样说是不准确的，我在本文中的描述更符合实际情况。



这里先说说普通天文学公选课。这门课由天文系两位年轻老师J老师和X老师担任，与同名的天文系专业核心课完全不是一回事——前者一学期，每周两课时；后者两学期，每周三课时，比前者“硬核”许多。其实大一上学期我修读天文系的专业选修课初等数理天文之后，应该说我对天文学的了解总体上已经超过了这门公选课的层次；不过天文学就是这样一门博大精深的学科，即使是现在（2022年6月），即将研二的我去看不同的作者写的本科通识层次的天文学教材，也都能见到不少不知道、不熟悉的东西。



我印象很深的是有一次，老师问了一个类似于“听到‘黑洞’，你会想到什么”的问题，由于机缘巧合点到了我。毫无想象力、听课时思维也不活跃的我只得复述了一下无毛定理*1，说完又觉得无毛定理显得很不浪漫，于是又补充了一句，“如果旁边有东西的话会很好看”*2。这显然不是老师期望听到的回答。这件事让我在选择课程论文主题时感到了一定的压力——两个选项，一是写我们有一次课当堂观看的电影《爱因斯坦与爱丁顿》的观后感，二是写一些与天文学本身关联更紧密的内容。我感到我的这个回答让我没有理由逃避困难，应该选择后者；不过囿于能力和时间的限制，最终我还是选择了前者。



*注：1.根据维基百科的定义，无毛定理（no-hair theorem）是指：“黑洞只有质量、角动量以及电荷三个不能变为电磁辐射的守恒量，其他的信息全都丧失了，几乎没有形成它的物质所具有的任何复杂性质。”这会导致霍金（Stephen Hawking）所提出的黑洞信息佯谬（black hole information paradox），即物质掉入黑洞时会导致宇宙信息的丢失。后来弦论（string theory）中的全息原理（holographic principle）指出黑洞信息佯谬是不成立的，这也导致霍金输掉了他与美国理论物理学家基普·索恩（Kip Thorne）打的赌。2.指我们可以对黑洞与普通物质之间发生的作用进行观测。2019年4月火遍全球的“黑洞照片”——其实是星系中心超大质量黑洞附近的吸积盘在射电波段的观测图像（重点：不是黑洞本身的照片）——就是一个很好的例子（参见周报第10期“点滴”栏目的注释）；当时我还不知道一年半之后会有黑洞照片，我心里想的应该是X射线双星这种与恒星质量黑洞有关的可观测天体。



可能是为了避免我们熬夜，印象中这篇课程论文的截止时间被别出心裁地定在了2017年12月18日（周一）中午十二点。当天凌晨，我完整回顾了这部电影，上午在一个半小时多的理论力学课上当堂完成，11:47提交。由于成稿仓促，这篇观后感现在看来比较敷衍——我说的都是些很显然的事情，浅尝辄止而没有深入剖析，甚至没有写结论，显得有头没尾；不过不管怎么说吧，这篇文章也有两三千字的篇幅，比较系统地涵盖了这部电影相关的许多方面，观点清晰没什么废话（因为来不及写），也算差强人意了。文中提到的一些概念，例如广义相对论的三大天文验证、亨利·罗兰的“纯科学”观点，我现在已经忘得差不多了——不过转念一想，也可以说它们已经成为了我的思维自然而然的一部分。



对这篇观后感进行的编辑和注释是比较少的。与《巴贝奇之梦》类似，我基本上只是修正了一些笔误（包括错别字），加注了外文人名而已。顺便提及，我近来一直很纠结“作”和“做”两个字的取舍——吕叔湘先生的《现代汉语八百词》中说：“‘做’和‘作’二者在普通话的语音里已经没有区别。习惯上，具体东西的制造一般写成‘做’，[……]；抽象一点的、书面语色彩重一点的词语，特别是成语里，一般都写成‘作’，[……]。”所以究竟是“作出贡献”还是“做出贡献”呢？我还是不知道。不过当我看到Word的自动纠错功能提示我将“考量”改成“考虑”时，我忽然感到这个软件好像要磨灭汉语的多样性（当然，是规范的汉语，不然多样性就不可胜数了），于是我决定保留原文。





观后感原文



电影《爱因斯坦与爱丁顿》讲述了“英格兰最好的测量家”爱丁顿（Arthur Eddington）通过启发和观测验证了德意志理论物理学家爱因斯坦（Albert Einstein）的广义相对论的故事。由于一战爆发，两人各自的工作和生活都受到了很大的影响，两人之间的交流也受到了许多阻碍。



在不到一个半小时的时间里，影片向观众清晰地叙述了验证广义相对论这一物理学史上重要事件的主要线索，同时很好地展现了爱因斯坦和爱丁顿两位科学家的个人风采。电影的制作中使用了一些艺术加工的手法，本文中也将进行分析。





1. 电影中涉及的科学问题



影片涉及到了广义相对论三大天文验证中的两个。水星近日点的进动，以爱丁顿提出问题、爱因斯坦给出合理解答的方式验证；光线在太阳附近经过时的弯曲，以爱因斯坦提出猜想、爱丁顿组织实际观测的方式验证；白矮星光谱的引力红移，囿于实验技术在一战时期并没有被观测到，因此没有在影片中予以表现。



除了出于尊重科学史上技术发展时间轴的考量，我认为还有相比于引力红移，水星的运动和光线的弯曲似乎更好理解、更具有观赏性的因素在其中。对于前者，影片中复原了剑桥天文台的太阳系模型，将太阳系“钟表般精确的”行星、主要卫星的运动表现出来，使观众可以直观地看到；对于后者，影片中忽略了牛顿理论对光线在引力场中弯曲的预言，将对于广义相对论正误的判别简单地归于星光是否有弯曲，而不是归于令人费解的计算*，使观众易于理解。



*注：“令人费解的计算”是指星光弯曲量的多少。广义相对论所预言的弯曲是牛顿理论的两倍。



这些广义相对论的天文验证向观众传达了一些信念，例如浩瀚的宇宙遵循着简洁而统一的规律，对其进行的观测可以成为验证物理理论的理想方式等。





2. 战争对于科学发展的影响



（1）战争对于科学发展的促进作用



电影展现了在第一次世界大战中，双方都召集本方最优秀的科学家去研究和应用帮助本方赢得战争的手段；其实即使是在和平年代，军备的竞争也不会因为表面的和平而停止。由于安全是一个国家或者地区发展的基础，军事技术的发展对于安全又是至关重要的，这种迫切的需求会导致某些应用科学稳定的较快发展，甚至基础科学的发展也可以部分地归因于军事的需要。





（2）战争对于科学发展的阻碍作用



影片中，爱丁顿查阅爱因斯坦的研究成果、爱因斯坦给爱丁顿回信都遇到了许多困难。战争必然会有对立的双方或者多方，彼此之间会封锁最新的科学研究成果，隔断双方科学家之间的交流。



此外，由于年轻的科学家被征兵去前线，而残酷的战争并不会顾及于此，一些可能作出重大贡献的科学家过早地失去了自己的生命（例如影片中爱丁顿的好友），或者即使或者也因为受到战争的影响而失去了继续从事科学研究的能力。





（3）关于“纯科学”的思考



影片中德意志化学家弗里茨·哈伯（Fritz Haber）说：“如果没有实际应用，科学还有什么用？”普朗克（Max Planck）联系的爱因斯坦的资助者意识不到理论科学的作用，而普朗克也只用推翻英国人的理论这样的说辞来予以解释。这些观点与亨利·罗兰（Henry Rowland）的“纯科学”观点是背道而驰的。



由于影片的语焉不详，哈伯所说的“实际应用”仿佛是指毒气的制造和使用，而“氨气”则只是敷衍爱因斯坦的说辞。但其实哈伯对于氨气合成的研究使得人们得以制造氮肥，对于农业作出了巨大的贡献，从这个角度说，“实际应用”确实是需要的；而他对于氯气、芥子气合成的研究造成了大量军民的死亡，这是应当予以批判的。



我认为脱离实际应用的基础科学研究是应该存在的。基础科学是应用科学发展的基础，如果仅从应用科学发展的角度规划相应的基础科学的发展，未免显得十分功利，而缺乏对于全局的认识和思考很可能会带来思路的闭塞。





3. 电影中科学家个人行为方式浅析



（1）英格兰科学家爱丁顿



影片中展示了爱丁顿与同伴一起打网球、骑自行车的场景，这让我不禁联想到了沃森（James Watson）和克里克（Francis Crick）在发现DNA分子双螺旋结构研究的关键时期，依然保持着上午做研究、下午打网球的工作生活节奏的故事*。这或许说明了从事科学研究这样的创造性工作，保持劳逸结合是十分重要的。



*注：其实女科学家罗莎琳德·富兰克林（Rosalind Franklin）的观察数据在DNA分子双螺旋结构的发现中起到了至关重要的作用，然而她的贡献却在沃森的回忆录中很大程度上被忽视了，以至于大家以为这项工作是主要是由沃森和克里克完成的。这个故事可以说明两件事，其一，学术界的性别歧视确实根深蒂固，需要矫正；其二，科研工作者固然要注意劳逸结合，但这样“半天打鱼半天晒网”的节奏也是不可取的。





（2）德意志科学家爱因斯坦



爱因斯坦在许多人心目中的印象就是影片中所表现的那样，滑稽中带着一些可爱的成分。虽然爱因斯坦在实际的研究工作中是严肃和严谨的，但我认为这样的形象确实有益于深化观众对于科学本质的认识——探索未知，以及科学家应当具备的品质之一——保持好奇。





4. 电影中与现实中科学研究的区别



（1）倒叙的顺序安排



影片的片头是1919年爱丁顿带队在西非的普林西比岛观测日全食的情景，之后才是从1914年开始按时间顺序讲述故事，属于倒叙的手法。而事实上，爱丁顿在研究爱因斯坦的理论、与之通信以及与同事辩论的过程中并不知道此次观测能否成行，他的信念在以上过程中可能产生动摇。



另一方面，无论是电影的制作团队还是观众都已经知道现在广义相对论已经成为了主流科学共同体所公认的经典理论，在此基础上对此电影的制作和观看，未免失去了一些好奇感、紧张感。这也是历史题材电影共同受到的局限。



在现实的科学研究中，我们并不知道某一项研究是否能得到资金支持以及其他一些形式的认可和帮助，也不知道研究能得到什么样的结果、给自己或者自己所在的集体带来什么样的声誉，一切都在不确定之中，这对科学家的心理素质是一种考验。





（2）双线并行的手法和全方位的展示



影片采取了双线并行的手法，交替叙述爱因斯坦和爱丁顿两位科学家的经历，最后以两者的会面作为结尾。这种手法赋予了观众一种全知的视角，我们在观看电影的时候可以获取足够的信息，知道两位主角的经历和行为。但事实上，爱因斯坦和爱丁顿获取对方信息基本上只能通过通信，当时的大众对于他们的研究也几乎没有了解。



实际的情况会更加复杂，特别是到了科学已经相当发达的现在，同一个科学问题往往是由许多科学家团队同时进行研究，团队之间既有合作也有竞争的关系；由于媒体的发展，大众对于科学家正在进行的研究有一定的了解，但由于缺乏相应的专业知识无法深入理解，甚至可能产生误解。如何避免科研人力物力的浪费、避免非专业人士意见造成的不良影响，是当今科学发展亟需解决的问题。





（3）选择性的忽略和简化



前文中已经提到了影片对于验证广义相对论对于光线在太阳附近经过时的弯曲的预言时所作的艺术处理。其实在整个过程的其他方面，电影的制作团队也进行了许多选择性的忽略和简化，例如双方科学家所进行的大量演算只用了几个镜头来表现，各种观点、势力也只是由少量有代表性的人物来象征，没有提到去巴西的日全食观测队伍，等等。



在实际的科学研究中，成功者的努力固然可以被看见，但其实未成功者的工作同样重要。我们在考察科学家的贡献本不应该“以成败论英雄”，但为了受众易于接受，电影、书籍等科普材料中只能采取这样的做法，这是十分遗憾的。