#牛頓與愛因斯坦對決 #滿天星光不安於位
百年前今日，日全蝕 (圖 1) 横越南半球。在月球遮天蔽日的 6 分 51 秒，天文學家 Arthur Eddington 錄得星光受太陽扭曲移位，證實愛因斯坦的預言。廣義相對論旋即取代牛頓重力學說，成為現代科學探索和描述宇宙時空物質的基礎。
當時第一次世界大戰剛停戰數月，凡爾賽條約仍未簽定。Eddington 身為英國人，戰後匆匆遠赴西非 Príncipe 島記錄日蝕，預期所得的證據將會將牛頓穩坐了二百多年的寳座讓給敵方科學家，他不但要克服戰後資源短缺和時間不足，更要以超越國族和意識形態的胸襟和視野說服國人，科學成果屬於全人類，沒有「德國科學」這回事。
上月行山後，我們一行八人順道到訪劍橋三一學院。我在牛頓像 (圖 2) 附近找到 Arthur Eddington 的紀念牌 (圖 3)，默然致敬 。
1919 年 5 月 29 日雖然已離開改寫現代物理的「奇蹟年」有 14 年之遙，廣義相對論亦已發表 4 年，愛因斯坦的名字在英語世界仍然寂寂無名，甚至未曾被《紐約時報》提及，除了與剛結束的第一次世界大戰有關，更是因為廣義相對論未成為科學家廣泛接受的理論。
廣義相對論要取代牛頓重力學說，除了必須有共通但更強大和廣泛的能力，更必須提出一些預測，讓新舊學說透過驗證進行對決。Eddington 這次日蝕觀察，被形容為 Einstein vs. Newton，勝負取決於日蝕時離太陽最近的 Hyades 畢宿星團的位移數值 (圖 4)。
無論在廣義相對論或在牛頓重力學說，光線都會受重力影響而轉彎。在日蝕期間，太陽旁邊的星光能被拍攝及定位，與太陽遠離時的星光位置比較，就能量度星光被太陽重力扭曲移位的幅度。在 Eddington 使用的望遠鏡攝下的底片上，廣義相對論預測的位移是 1/60 mm 之微，牛頓重力預測的數值更只是前者的一半。百年前這個精度對科學家是極大的挑戰，但並非不可能。
經過數月奮戰，Eddington 在 11 月 6 號正式發表「戰果」。翌日，《泰晤士報》頭條報導〈科學革命／新宇宙理論／牛頓學說被推翻〉(圖 5)。大西洋對岸，一位現代最偉大的科學家在《紐約時報》標題〈滿天星光不安於位／愛因斯坦勝出〉首次亮相 (圖 6)，從此家傳戶曉。
走筆至此已夜深，再寫下去，文章就過期。對科學史上這一重要環節，或當中的科學及技術有興趣，請閱以下兩篇參考文章：
1. Matthew Stanley, “Curving the Universe”. Aeon. 23 May, 2019.
2. Ethan Siegel, “How A Solar Eclipse First Proved Einstein Right” Forbes. July 4, 2017.
