@Ent_evo:整整100年前的今天，英國(guó)天文學(xué)家愛丁頓和戴森分別帶隊(duì)在西非和南美觀測(cè)了一次日全食，這次觀測(cè)的結(jié)果證明愛因斯坦的廣義相對(duì)論關(guān)于引力的預(yù)言是成立的，而牛頓的結(jié)論是錯(cuò)的。
假如是寫一句話科技日歷，那這一句確實(shí)是夠了，但實(shí)際上這次觀測(cè)無論是過程還是結(jié)果，都相當(dāng)復(fù)雜。
1919年是一個(gè)微妙的年份。雖然一戰(zhàn)名義上已經(jīng)?；?，但是戰(zhàn)勝國(guó)對(duì)如何瓜分戰(zhàn)敗國(guó)殖民地依然爭(zhēng)執(zhí)不休，世界局勢(shì)并沒有安定下來。把儀器在動(dòng)亂中千里迢迢運(yùn)往遙遠(yuǎn)南半球的陌生地點(diǎn)，并且保證其精確度，本身就是巨大的挑戰(zhàn)（并且讓研究者吃了大虧，險(xiǎn)些導(dǎo)致觀測(cè)失敗）。
而此時(shí)的愛因斯坦還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是那個(gè)人盡皆知的亂蓬蓬頭發(fā)科學(xué)家。他在柏林的相對(duì)論演講被推遲，因?yàn)閼?zhàn)后的學(xué)校缺煤，沒法給演講廳供暖；而他在蘇黎世的演講因?yàn)橹挥?5個(gè)人報(bào)名，被校方取消了。
但是他的預(yù)測(cè)傳到了英國(guó)：當(dāng)太陽(yáng)經(jīng)過一顆星星的前面時(shí)，太陽(yáng)的引力會(huì)讓星光彎曲，使得星星看起來位置發(fā)生了移動(dòng)，且移動(dòng)的值是可以計(jì)算的。正常情況下，因?yàn)樘?yáng)很亮，它邊上的星星看不見，觀測(cè)也就無從談起。但是如果發(fā)生了日全食，那么太陽(yáng)既彎折了星光，又不會(huì)把星光擋住，我們就應(yīng)該能看到星星位置的偏移。
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在英國(guó)，愛丁頓和戴森計(jì)算出了全食帶的分布——一條狹長(zhǎng)的帶子，從非洲延伸到南美。但是要找一個(gè)天氣良好、日食長(zhǎng)度足夠、太陽(yáng)高度不太低、附近有港口鐵路和電報(bào)站的地方，并非易事。最終巴西的索布拉爾和西非的普林西比兩處入選：前者在鐵路線上，且雨季據(jù)經(jīng)驗(yàn)會(huì)在5月結(jié)束；而后者是葡萄牙的可可殖民地，有定期蒸汽船和歐式基建。戴森拿到了1000英鎊的巨款，決定把它拆成兩半，派兩支隊(duì)伍去兩個(gè)地方同時(shí)觀測(cè)。
然后是儀器問題。因?yàn)榈厍蛟谛D(zhuǎn)，所以太陽(yáng)和星星在日食期間都會(huì)在天空中移動(dòng)。對(duì)于如此高精度的觀測(cè)，這種移動(dòng)是無法接受的。一種方案是把望遠(yuǎn)鏡裝在一個(gè)架子上，讓架子旋轉(zhuǎn)來抵消地球轉(zhuǎn)動(dòng)，但是對(duì)于遠(yuǎn)征隊(duì)而言，缺乏好的基建，移動(dòng)大望遠(yuǎn)鏡帶來的震動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)太大了。另一種方案則是大望遠(yuǎn)鏡不動(dòng)，但前面放一組鏡子，依靠鏡子的旋轉(zhuǎn)來抵消。格林威治天文臺(tái)有一組這樣的鏡子，但是儀器老化不可靠，需要官僚審批和復(fù)雜的校準(zhǔn)工作，愛丁頓擔(dān)心無法及時(shí)完成，就帶了幾臺(tái)4英寸小望遠(yuǎn)鏡作為后備——這些后備最終救了他一命。
臨出發(fā)前，考慮到他的同事們大多對(duì)相對(duì)論沒有什么興趣，愛丁頓寫了一篇文章把這次實(shí)驗(yàn)的詳情介紹給了他的同事。這篇文章里他做了一件特別精明的事情：宣布說實(shí)驗(yàn)會(huì)有三種可能。其一，日食期間，太陽(yáng)邊上的星光沒有偏轉(zhuǎn)。其二，有1.75角秒的偏轉(zhuǎn)，這是愛因斯坦的預(yù)言。其三，有0.87角秒的偏轉(zhuǎn)，這是支持牛頓的結(jié)果。
嚴(yán)格說來，實(shí)驗(yàn)會(huì)得到什么結(jié)果有很多種可能。但是愛丁頓以這樣的方式呈現(xiàn)它，就把這次遠(yuǎn)征塑造成了牛頓vs愛因斯坦的世紀(jì)對(duì)決：一個(gè)年輕的德國(guó)人是否會(huì)推翻有史以來最偉大的思想者。這樣一來，這次觀測(cè)就有了一個(gè)故事。
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5月29日那天，索布拉爾多云。月亮剛剛碰到太陽(yáng)的時(shí)候，天空還有大概90%被云覆蓋。但是戴森的小組運(yùn)氣很好，隨著全食的逼近，云迅速地散開了。天空暗下來的時(shí)候，黑色的太陽(yáng)端坐在一片無云的天空區(qū)域里。大望遠(yuǎn)鏡拍下了19張照片，小望遠(yuǎn)鏡拍下了8張，一切順利。
普林西比的愛丁頓小組就沒有這樣的好運(yùn)了。觀測(cè)組當(dāng)天一大早起來，一場(chǎng)暴雨就劈頭蓋臉澆了下來，直到中午才停，愛丁頓覺得自己“幾乎喪失了一切希望”。等到下午2點(diǎn)大家看到太陽(yáng)的時(shí)候，它已經(jīng)被月亮遮擋得只剩一個(gè)邊了。2點(diǎn)13分5秒是全食開始的時(shí)間，太陽(yáng)依然在云里忽隱忽現(xiàn)，而天文學(xué)家只能原樣實(shí)施事先定好的觀測(cè)和記錄，“全憑信念執(zhí)行我們的拍照計(jì)劃”。
照片會(huì)就地沖印出來，因?yàn)殚L(zhǎng)途旅行可能會(huì)損傷脆弱的玻璃底片。索布拉爾的小組第二天晚上就沖出了四張照片，但他們震驚地發(fā)現(xiàn)，照片上的星星出現(xiàn)了微小的擾動(dòng)，仿佛望遠(yuǎn)鏡的焦距被改變了。
研究者檢查了望遠(yuǎn)鏡的設(shè)置，發(fā)現(xiàn)焦距確實(shí)是設(shè)在了11毫米沒變。那么只有一種可能：用來反光的鏡子在熱帶的太陽(yáng)照耀下，因?yàn)闊崦浝淇s發(fā)生了形變，干擾了結(jié)果。這一擾動(dòng)對(duì)于普通的日食觀測(cè)無關(guān)緊要，但是對(duì)于驗(yàn)證廣義相對(duì)論而言卻是致命的。謝天謝地，之前用來備份的4英寸小望遠(yuǎn)鏡拍出的照片沒有遭遇這個(gè)問題。所以還有希望。
與此同時(shí)，普林西比的小組洗出的前9張照片上幾乎一顆星星也沒有，直到最后的7張才有了一點(diǎn)希望。愛丁頓于是投身于艱苦的計(jì)算之中。
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其實(shí)這時(shí)觀測(cè)并沒有結(jié)束，因?yàn)樘煳膶W(xué)家只拍到了有太陽(yáng)時(shí)的星星位置，他們還需要等待兩個(gè)月，等太陽(yáng)遠(yuǎn)離這片天區(qū)，再拍下沒有太陽(yáng)時(shí)星星的位置，作為對(duì)比。
但是愛丁頓的小組這時(shí)又遭遇了一個(gè)意外。因?yàn)閯诠ぷ児?，普林西比和里斯本之間的蒸汽船航班出了問題。如果他們不立刻搭船返回的話，下一班航船就天知道什么時(shí)候才有了。因此，他們只得在沒能拍下對(duì)照的情況下提前回國(guó)。
愛丁頓沒有放棄，他預(yù)料到了這種場(chǎng)景的可能性，所以實(shí)施了后備方案：把普林西比的有太陽(yáng)的結(jié)果和牛津的沒有太陽(yáng)的結(jié)果相對(duì)比。因?yàn)榕＝蚝推樟治鞅戎g很可能有些別的差異，所以愛丁頓在普林西比的時(shí)候就特意拍攝了一個(gè)遠(yuǎn)離太陽(yáng)的天區(qū)，拿回來和牛津的同一天區(qū)做比較，再把這個(gè)差異納入他的計(jì)算之中。
最后，普林西比的16張照片里有7張里拍到了偏移最高的兩顆星，但是準(zhǔn)確計(jì)算偏移需要至少5顆星作為參照，7張照片里只有2張滿足要求。這2張給出的結(jié)果，是1.61+- 0.30角秒。這個(gè)精度不怎么樣，但足以支持愛因斯坦的1.75角秒的預(yù)測(cè)了。
而索布拉爾的戴森小組，全靠那架備用的4英寸望遠(yuǎn)鏡救命：8張照片里有7張拍下了全部希望測(cè)量偏移的7顆星。他們得到了一個(gè)精度好得多的結(jié)果：1.98+-0.12角秒。因?yàn)闊o法直接和柏林通信，他們委托荷蘭物理學(xué)家洛倫茲代發(fā)電報(bào)給愛因斯坦。我們不知道他收到當(dāng)時(shí)是什么反應(yīng)，但是想必很得意，因?yàn)楹髞硭堰@封電報(bào)給每個(gè)來他家的人都看了一遍。
最終的結(jié)果在11月6日發(fā)布，會(huì)議現(xiàn)場(chǎng)人山人海，數(shù)學(xué)家懷特?；貞浾f“整個(gè)氣氛和一出希臘戲劇一模一樣”。第二天倫敦泰晤士報(bào)刊發(fā)了頭條“科學(xué)的革命”，然而誤把“物理學(xué)家愛因斯坦”（physicist）寫成了“外科醫(yī)生愛因斯坦”（physician）。不管怎么說，這個(gè)未來家喻戶曉的名字，憑借愛丁頓與戴森的觀測(cè)和宣傳，此刻才第一次被大眾得知。
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