歡迎收看本期窺探宇宙，對於日食，在我們普通人眼裡，它可能就是一次罕見的自然現象，一次簡單的日食，也根本不可能讓我們瞭解到宇宙的真諦。然而就是這樣在我們看來不可能發生的事情，在100多年前，卻發生了。1919年5月29日，英國科學家愛丁頓利用日全食現象，首次成功的驗證了一個革命性的理論，也正是這次驗證，從此讓我們人類對宇宙有了全新的認識，而這次驗證，就是被稱為廣義相對論三大驗證之一的，光線偏折驗證。這期呢，我們就來談談這個光線偏折到底是怎麼一回事。

提起光線偏折，我們先回到17世紀那個年代，在1687年，一篇名叫《自然哲學的數學原理》橫空出世，它讓我們驚訝的意識到，宇宙天體的執行和蘋果落地的原理，竟然是相同的，這兩個看起來毫不相干，差別如此巨大物體的運動，竟然都被一種相同的力所支配，而這個力，是和物體的質量成正比於物體距離的平方成反比。

宇宙萬物只要有質量，都會受這個力所支配，而這個力就是牛頓發現的萬有引力，萬有引力的發現，這是人類科學的一次巨大飛躍，它讓我們統一了天上地下萬物的運動，牛頓也因此，被捧上了神壇。

可令人外外沒有想到的卻是，在牛頓力學統治幾百年後的1915年，竟然有人提出了質疑的聲音，並且他還拿出了自己的理論與牛頓力學所抗衡！而這個人呢，就是被我們後人稱為神人的阿爾伯特~愛因斯坦。

當然，這個神人的稱呼是在廣義相對論被驗證之後，人們才把牛頓趕下神壇稱他為神的，可在1915年廣義相對論發表時，他的這個理論並不被人們接受，因為牛頓力學的強大已深入人心，沒有人會相信一個統治百年的強大理論會存在錯誤。即便它有一些無法解釋的現象，比如水星近日點進動。

在牛頓力學統治的時期，太陽系內幾乎所有行星的運動都符合萬有引力的計算，唯獨水星的執行軌跡是牛頓力學無法解釋的，水星的執行軌跡每當接近太陽時，它的軌道就會發生偏移，使水星的執行形成一個花瓣形的執行軌跡，這個就是水星近日點進動現象，

而這個現象根據當時的萬有引力是無法精確計算的，根據萬有引力的計算，每百年會出現43角秒的偏差，而這個偏差的存在，使得牛頓的萬有引力在強引力場下顯示出了明顯的不足，在強引力下它不能精確計算只能得到大概值，這對於一個科學理論來說是致命的，但即便當時的科學家已經發現了這個致命弱點，可還是不願相信萬有引力的不足，他們認為，萬有引力之所以無法精確計算水星近日點進動，肯定是因為，水星附近還存在一個未曾發現的未知天體，而正是這個天體的引力擾動才使得計算出現偏差，就像當年科學家計算天王星軌道出現偏差發現海王星那樣。可問題是，直到今日我們都沒有發現水星軌道附近存在任何天體。

相反，1915年愛因斯坦的廣義相對論沒有藉助天體的額外引力，卻精確的計算了水星近日點進動！這次的計算也預示著一個新理論的誕生，但在當時卻沒有得到足夠的重視。也只是吸引了一小部分粉絲，其中就包括使愛因斯坦一夜成名的英國科學家愛丁頓。

在廣義相對論發表併成功計算水星近日點進動後，愛丁頓意識到，這個理論終將是改變人類的全新理論，於是他就有了這樣的想法，驗證廣義相對論的預言，向世人證明廣義相對論到底是怎樣的理論，而這個驗證就是廣義相對論所預言的光線偏折效應！

在廣義相對論中，引力被描述為一種時空彎曲的效應，愛因斯坦認為，有質量的物體使得周圍的時空發生彎曲，物體在彎曲的時空中運動，就會受到時空場的限制，那麼這個時空場的限制就表現出了我們所看到的引力效應，

這個描述完全不同於牛頓對引力的描述，牛頓是認為，引力是物體與物體之間的相互作用，它並不是一種場的效應。那麼這兩種描述就存在了兩種不同的現象。在愛因斯坦的彎曲時空裡，物體的直線運動是沿著彎曲時空的測地線，那麼這就會表現出一種特殊的效應，光的直線運動若是沿著彎曲時空的測地線，那麼光線就會彎曲，也就表現出光線偏折效應！而這個效應是牛頓力學所不能精確計算的，所以愛丁頓就設計了這次驗證。

利用太陽強大的引力場，看看光線經過太陽時，究竟是否發生彎曲。於是在1919年5月29日那場日全食時，愛丁頓利用月亮的遮擋，觀測記錄太陽周邊星體的位置，並與之前的記錄做對比。結果發現，這些星體的光線在經過太陽引力場時，的確發生了改變，這個改變與愛因斯坦計算的結果完全相符

這也是即水星進動後廣義相對論的又一次勝利。隨後，英國的《泰晤士報》以及美國的《紐約時報》相繼刊登了這一驗證結果，而報道中到處都是充斥著這樣的字眼：人類發現光線彎曲的秘密，牛頓理論被推翻，新理論誕生等等。一夜間，愛因斯坦的名字響徹全球，廣義相對論也成為了人們瞭解宇宙的全新理論。而1919年5月29日的那場日全食，也註定不再平凡，它註定被載入史冊！