一九一五年十二月二十四日,阿尔伯特·爱因斯坦在他柏林的公寓里喝茶时,收到了从“一战”战壕里寄来的一个信封。
它穿越了一个燃烧的大陆,脏兮兮,皱巴巴,沾满了泥土。一个角已经完全被扯坏了,寄件人的名字也被血迹所覆盖。爱因斯坦戴上手套,把它拿了起来,用刀把它划开。里面是一封信,而信中包裹着的是一位天才最后的火花:卡尔·史瓦西,天文学家、物理学家、数学家、德军中尉。
“如您所见,战争对我足够仁慈。虽有炮火凶猛,我仍可以从一切中逃离出来,在您思想的土地上进行这次短暂的漫步。”信是这样结束的,而爱因斯坦在读它的时候,表情完全是呆滞的,这并不是因为这位德国最受尊敬的科学家之一竟在俄国前线指挥着一支炮兵部队,或是,他的这位朋友向他隐晦地预报了一场即将到来的灾难,而是因为在信的背面,寄信人用极小的字迹——为了解读它们,爱因斯坦被迫用上了放大镜——把广义相对论的第一个精确解给写了下来。
他一遍遍地读着那封信。相对论是什么时候发表的?一个月前吗?还是一个月都不到?史瓦西不可能在这么短的时间里就解开了这么复杂的方程吧,因为连他自己——这是他发明的啊——都只找到了一些近似解。可史瓦西的这个解是精确的:它完美地描述了一颗恒星的质量是如何使它周围的空间和时间变形的。
虽说解就在他手里,可爱因斯坦仍然不敢信。他也知道,要提升科学界对他理论的兴趣,这些解是至关重要的;直到那一刻,人们都对它没什么热情,很大程度上也是因为它的复杂性。此前,爱因斯坦已经接受那种可能性了:或许没有人能就这些方程给出一个令人满意的解,至少在他有生之年不行。而史瓦西竟然在迫击炮的轰炸和毒云中做到了这一点,这真是个奇迹。“我从没想到,有人可以这么轻易地找到这个问题的解!”一平复下来,他就回复了史瓦西。他说他一定会尽快把这篇东西提交给学界,诚不知,他已是在给一个死人写信。
史瓦西求得这个解,所用的技巧非常简单:他分析了一颗无自转无电荷、呈完美球形的理想化的恒星,然后用爱因斯坦方程来计算这团质量会如何改变空间的形状,就好比一颗炮弹,把它放到床上的时候,床垫就会弯曲。
他的测算无比精确。时至今日,我们在描述恒星的运动、行星的轨迹,以及光在经过一个具有强大引力影响的物体所发生的弯曲时,仍然会使用它。
然而,在史瓦西的解里,却有一些非常奇怪的地方。
对于一颗普通的恒星来说,他的解是可行的,周围空间会发生