在我出生的前一年，阿尔伯特·爱因斯坦离开了人世。1955年4月，他拒绝对动脉瘤破裂进行外科手术，并强调：“人为延长生命毫无意义。我已经完成了分内工作，现在是时候离开了。”
尽管从未见过他，但和很多人一样，我总感觉和他之间有着某种联系。他改变了我们对自身和宇宙的理解方式，并且虽说他的很多前辈与同辈也充实了我们的知识体系，我还是认为他是将人类带入原子王国最具决定性的那个人。
撇开我们共享的这些智力遗产不说，我和爱因斯坦还有一些其他的共同点，这也是我自己在撰写本书期间查找背景资料前才了解到的：他和我都熟悉纽约上州的阿迪朗达克山脉，并且都钟爱此地。
很多有关爱因斯坦的形象都是他在伏案工作或是在黑板前的回眸一笑，但其实他一有空就会去演奏小提琴、玩帆船或是尽情享受户外生活。他曾说：“深入自然，那么你会可以更好地理解任何事。”他非常喜欢设计生动的思想实验，用加速的火车与变慢的时钟这些故事来解释他的相对论。关于原子王国的研究也是如此，不过却更为真实一些——我可以领着你前往阿迪朗达克山北部的萨拉纳克湖，那里是爱因斯坦生命中最后几年的避暑之地。毕竟，如果原子确实如他所证实的那样真实，那么它们存在的迹象也可以在野外被捕捉到，如同在物理学家的实验室中或是天文学家所说的遥远超新星上那样。
对你而言，跟随爱因斯坦的隐居之旅也许只是停留在纸面上，但于我来说，这片湖泊以及它周围的原子环境真是再熟悉不过，因为我就住在那里向南几英里的路旁。
萨拉纳克湖边有个小镇。现在可以开始想象，我们驶离镇政府边的十字路口，穿过一座小桥后左转，顺着花湖（Lake Flower）的湖岸前行。富有历史感的木质房屋在水边林立，简朴而诱人，人们如今依然在这里驾着帆船穿过狭窄的花湖水道，就像七十多年前爱因斯坦曾经做过的那样。
沿着森林茂密的山道，经过长长的一段上坡之后就可以看到我们要寻找的地方了，一路堆满了表面刷有白漆的木料，多半是要用于装饰老式木屋。当我们接近前门时，一条狗友好地蹭了过来渴求我们抚摸。门是开着的，从里面飘出一阵香味，那是刚刚烘焙好的饼干散发出的独特芬芳。一位自称佩蒂的妇女迎上前来——这位资深烘焙师知悉爱因斯坦“避暑山庄”的一切故事。
“没错，就是这个地方！进来随便转转……”
萨拉纳克湖边的房子，1936年阿尔伯特与艾尔莎曾在此处避暑。照片由科特·施塔格拍摄
佩蒂和她的丈夫迈克给我们展示了餐厅中木质壁炉上一根被点过的香烟。“我们非常确定这是他吸过的烟。”佩蒂信誓旦旦地说道。不过即便不是，爱因斯坦的气息还有皮肤角质的原子大概都已经深入到了这些木纤维的毛细孔中，与如今这些居民融为了一体。
起居室很长，也很舒适，有座传统乡村式的壁炉，而硕大的窗户外，被硬木林覆盖的斜下坡尽收眼底。“倒退到1936年，那时，爱因斯坦和他的妻子可以从这里直接看到湖面，”迈克解释道，“如今树林都长起来了，景色也被挡住了。”从19世纪后期直到20世纪初，由于人工砍伐以及意外火灾，阿迪朗达克山区的大多数森林都不见了踪影。相比爱因斯坦度假的时期，如今萨拉纳克湖边的丘陵显得更为原生态了，也许只有屋子旁边最老的那些树干里才可能找出不少曾经属于他的碳原子。
佩蒂随后领着我们上楼。“卧室还是原封不动，不过盥洗室不是了。”几年前盥洗室重新装修时，当地几个年轻小伙儿把“爱因斯坦的马桶”抬了出去，埋在了树林里。她说：“这对他们来说是种特别的奖赏，直到现在他们依旧对马桶墓地所在的秘密地点守口如瓶。”
佩蒂确信，位于角落里正对公路的那间最小的卧室，就是爱因斯坦曾经居住过的。“他和艾尔莎一直分房睡，后面那间稍微大一些的卧室可能是她的，里面有个大衣柜。”
我记得我曾读过有关艾尔莎的书，我了解她是如何冲破近亲关系（他们是堂姐弟）的障碍，最终和这位被她称作“阿尔伯特儿”（相当于德语中的“小阿尔伯特”）的人结婚的，我也知道这位头发蓬乱的名流对婚姻的誓言很是淡漠。也许到了晚上他们都更喜欢拥有私人空间。尽管这也许不能反映这对著名夫妇私生活的所有细节，但还是可以推测这是由爱因斯坦麻烦不断的家庭关系引起的。艾尔莎一直饱受慢性疾病的折磨，出于休养和康复的需要，他们在1936年的夏天一同来到了萨拉纳克湖，但病魔还是在几个月后终结了她的生命。站在他们曾经的寓所里，很容易想象，艾尔莎的病痛恐怕也是让他们那时难以同房的原因吧。
房东一再跟我们说，我们可以随便待多久，不过现在没那么多时间了。
在此度假的第一个夏天，爱因斯坦在一个傍晚应邀前往诺尔伍德山庄赴宴，这是萨拉纳克湖畔一片幽静的树林，坐落在镇区西侧，艾尔莎离世后他还去过不少次。庄园的所有权属于一家由众多显赫家族构成的俱乐部，其中就有环境保护学家罗伯特·马歇尔（Robert Marshall），他因为协助创立荒野保护协会而闻名于世。这里简直是休假者的天堂：美丽的山林风光，几间闲适的村舍依偎在主屋旁，还有一汪点缀着几座小岛的湖泊可供帆船游玩。马歇尔后来记录了他的贵客到达此地后的反应：“我很少看到有人会像爱因斯坦教授一样，看到此地的自然环境后显得如此激动。他不停诉说着这里的人迹罕至，与主流的美国相比大不一样。”
1936年夏天的萨拉纳克湖附近，站在清水湖（Lake Clear）边的爱因斯坦，陪着艾尔莎（也许因为身体有恙坐在椅子上）和他的继女（站在艾尔莎身后）。感谢萨拉纳克湖公共图书馆提供的阿迪朗达克丛书
黎明后不久，当我们从杜索码头划着独木舟启程，打破了犹如镜子一般平静的湖面，而这里也正是爱因斯坦经常泛舟的地方。水分子托举着我们，而它们正做着爱因斯坦笔下的“布朗运动”。然而不管它们如何振动，氢键还是顽强地将水分子牢牢扣在一起，因此重力作用可以将整片水域“熨”成波光粼粼的水平面。尽管如此，还是会有些水分子悄然脱离湖面上升，只会在晨雾中冷凝而现身，而远处沿岸馥郁的白皮松则向空气中释放了更多这样的水蒸气。当我们的桨划入厚厚的水中时，手心里的汗也在提醒着我们，我们的每一次呼吸，也有同样的一些分子正跳着舞从我们体内流出。
宽广的湖面倒映的，是我们头顶上的氮气分子在太阳风的激发下的散射出的蓝色。很难想象当年爱因斯坦驾着帆船，漂浮在这同一片天空与湖面之间时，他会不去思考这些问题，毕竟这还都是他对我们知识体系的贡献。当我们离诺尔伍德山庄越来越近时，空气中的氮分子拂过我们的发丝，像是在问候它们的那些氮原子亲戚。这些蛋白质终将从我们身体上脱落，解离出的氮原子会和爱因斯坦白发上掉落的其他原子一同混合在空气中。再后来，同样这些原子或许又会被化工业所捕获，那是爱因斯坦的朋友弗里茨·哈伯发明并优化的合成氨工艺。未来它们也许又抵达了某人身体里，而那人正划着桨，就像我们现在这样享受着“氮气蓝”的天空下清风拂发的惬意生活。
爱因斯坦驾船航行在萨拉纳克湖上
我们周围的湖面上出现了一些牛眼大的晕圈，过往云烟用一场短暂的细雨留下了它们的踪迹。雨水的咝咝撞击声提醒了我们，还有一场由宇宙粒子形成的阵雨也在洗礼着我们和这片湖面，这可不仅仅是将雨滴比喻成了原子。交通工具以及中西部各州火电厂燃煤排放的氮氧化物和硫氧化物也混入了这片湖泊，降低了它的pH值。除了湖泊河流，酸雨也向周边森林里的食物链提供了氮源，将它们变成了“不洁森林”，和太平洋西北地区富含氮元素的鲑鱼森林倒是有几分相仿。作为本地草莓与鲑鱼的消费者，我头发中的蛋白质一定也含有部分这样的废气氮原子。然而，我更希望在中年之后逐渐稀疏的头发中，少一些这些污染物来源的氮原子，而是像一头老灰熊那样在毛发里带着些“舶来”之氮。
一只潜鸟在我们船舷前方探出头来，展示了它的战利品——一只鲈鱼，将其吞下后，它又再次潜入水中。上风方向遥远的火电站排放出的汞原子，此刻正从鱼的体内融入鸟的体内，也许会造成这只潜鸟越发慵懒，不愿去打理它的巢穴。这片森林的那些已变成化石的祖先，氧化之后游荡在我们和这些新生的森林之间，和那些从遥远海洋置换出的CO2同伴纠缠在一起。它们给这里每棵松树的每一根针叶都提供了额外的1/4碳原子红利，而当爱因斯坦第一次到达此处时，还不过只占1/10。
1945年8月上旬，当广岛与长崎被摧毁的新闻传到阿迪朗达克时，爱因斯坦正在诺尔伍德度假，和他的妹妹玛雅一起享受着帆船假期。在这个由E＝mc2证明的残酷事实中，不到一盎司的铀或钚完全转化为能量后，就可以夺走数万人的生命，《奥尔巴尼联合时报》（Albany Times Union）的记者理查德·路易斯（Richard Lewis）在8月11日驱车前往诺尔伍德，询问爱因斯坦对此作何反应。
萨拉纳克湖面上位于诺尔伍德的船库和码头。爱因斯坦居住过的6号院就隐藏在它们后面的那片树林中。照片由凯瑞·约翰逊（Kary Johnson）拍摄
在俱乐部负责人的协助下，当晚他最终在6号院见到了爱因斯坦，完成了独家即兴专访，而爱因斯坦当时已在全世界范围内拒绝了很多类似采访。在表达对原子弹轰炸的无奈之后，爱因斯坦告诉他：“在发展原子能的过程中，科学并没有创造出超自然的能量，只不过是模仿了太阳中的反应而已。原子能并不比我乘着帆船划过萨拉纳克湖这件事更不自然。”
爱因斯坦并没有直接参与核武器的研制。他是一位和平主义者，而且他也很怀疑，原子裂变产生的能量真是可控的。与他同时代的欧内斯特·卢瑟福（Ernest Rutherford）同样对核能持悲观态度，并声称：“原子裂变产生的能量少得可怜，将原子能作为能源无异于天方夜谭。”即便是相信核裂变可行的很多科学家们，也非常担忧，认为这过于危险不应该尝试。化学家弗朗西斯·阿斯顿（Francis Aston）在1922年的诺贝尔颁奖典礼的演讲中说道：“这种能量何时能够实际应用虽然遥不可期，但值得我们一直去研究，一旦它们完全被解放，就会彻底不可控，巨大的威力将摧毁周边的一切物质。这样的事故会导致地球上的氢原子瞬间转化，而实验的成功之处就在于让宇宙中又多了一颗新星。”
不过1939年的时候，一位朋友告诉爱因斯坦，德国正在开发一种使用原子能的超级炸弹，于是他带着万分不情愿向罗斯福总统提议，催促他也开展同样的研究。不久后他便对这个决定感到后悔，并强烈反对进一步发展核武器。如果他活得更久一些，他或许还会继续抗议他和地球上其他所有人的身体都被铈137、碳14以及其他一些放射性同位素污染了，这些都是核爆试验在世人共享的大气圈中留下的遗迹。在阿迪朗达克湖泊中的湖床上也有一层富含铈的淤泥，对应的时间则是20世纪中叶，而我自己的科研中也利用这一全球性铈元素突跃对沉积物岩芯进行定标，只不过取材于遥远非洲的湖床。
当我们靠近诺尔伍德的船坞时，炽热的阳光从蓝色的天空深处照射过来。爱因斯坦一定也会暗自得意，因为他那著名的质能公式显得简单而优雅，也解释了这团令人目眩的火球。夏日里的阿迪朗达克，具有波粒二象性的光线火力全开，这些恒星之光的原子源头也被充分展现。我们之所以能看到湖泊、岛屿还有森林，多亏了这些因氢核聚变而产生的可见光能量，在触及我们的眼球之前，从这些物体上向四面八方发散。跟着光一同抵达的热量，引发了原子的热运动，而这一过程竟是如此精确，使得地球上的水可以固、液、气三相同时共存，无论北极点在冬季时如何背离太阳。
如果不用蘑菇云或涂鸦公式之类的事情去谈论爱因斯坦，公众还是更愿意将他和夜空联系在一起，也许是因为他关于时空一些广为人知的理论——当我们仰望星空时，光可以让我们看到历史。这些关于星空的讨论，可以勾勒出他在银河光辉之下思索黑洞的情形，然而他的一些有关物质与能量关系的观点，即便在白天的阿迪朗达克野外，也有着巨大的影响力。
简单地将“太阳”这个词替换成“恒星”，或许可以改变你对什么是真正田园风光的感受。当你平躺在温暖的甲板上时，一般感受是大火球“悬挂在空中”，而非“在太空中和我们做邻居”。以这样一种水平视线观察，太阳就在眼前，这比它在头顶时更容易让你感受到，其实并没有什么用于支撑的基座或缆绳，于是你会发现，我们太阳系中普照万物的耀眼核心其实是飘浮在一片虚无之中，直接从千百万英里以外让你的原子跳起了舞蹈。同样，这颗岩石行星的引力让你的身体可以紧贴着地面，就像它对水分子的作用力那样。
在这样的位置可以更容易觉察到一颗由陆生原子构成的巨大球体，其柔和的曲面正带着你和萨拉纳克湖以接近声速的速度向东旋转。“白天”这个词更像是描述一个地区而非时间——一片可以看到太阳光穿过“氮气蓝”天空的区域。它掩盖了更多遥远恒星的光芒，只留下月球的反光面和邻近行星，当然还有像SN1054这样极为罕见的超新星。如果你等待得久一些，你和你的这片地区便会从蓝色迷雾滑落到可以更清晰欣赏太空暗井的区域，而这片太空一直从各个方向包围着你。
如果你能在此环境中哪怕待上片刻，你对这颗飘浮的行星彻底依赖的情绪会变得更加真实，然后也许还会更轻易地感激那些维系着你的原子，并理解你对它们的影响。就目前我们所知道的，只有地球上才有生命存在。只是存在就非常了不起了，更重要的是我们的数量还在不可避免地增长，我们以及我们的后代还将获得更多知识。
只有一点，不知道爱因斯坦是否对“非生命原子如何产生生命”这一悬而未决的问题有过思考。他承认人类的理解力会有极限，其中也包括他自己。1945年7月，他在6号院写下一封书信：“我们必须谦虚地赞美这个世界的和谐构造——仅限于我们所能掌控的程度。这就是一切。”自然选择的压力已经让我们的大脑足够聪明，可以保持呼吸和生育，但它们没有让我们变得全能，而且还有很多事情我们不能简单地装进脑袋里。仅仅依靠科学，我们努力掌控的世界也仅此而已，但有时科学与艺术的结合却可以带着我们探索旅程的剩余部分。作为一名音乐家，爱因斯坦很明白这一点，也许正是他对音乐的热爱，也曾将他的视野带到原子构建生命的方式，如今我们用“涌现”（emergence）来描述这一过程。
涌现现象是由一些相对简单的现象构成的，然而总体却大于个体之和，就像随机的划痕可能构成字母一样；而通过改变排列顺序，字母也可能构成具有特定含义的词汇，比如字母e、l、f和i，可以构成“file”（文件）或“life”（生命）。在同样这些神秘地区，这些词汇又进一步涌现成文献，大量原子与分子便是如此构成了有生命的细胞。很多现象都与此类似：上千条鲦鱼可以形成起伏的银色波浪，上百万居民可以让一座城市变得独一无二，数十亿条珊瑚虫可以构建复杂而多彩的珊瑚礁，而数以兆亿计的无意识细胞可以构建出一片殖民地，像人一样行走、说话和思考。
前文提到的音乐，其实就是空气中声波的“涌现现象”，尽管不能完全依此解释生命起源，不过也能让描述生命的过程变得很惬意。爱因斯坦是位出色的小提琴手，尤其喜爱莫扎特的音乐，而且他声名远播，经常被国际上一些成就斐然的音乐家邀请作为嘉宾。钢琴家阿图尔·鲍尔萨姆（Artur Balsam）在被问起“相对论的作者音乐水平如何”这个问题时，答道：“他相当棒。”（He is relatively good.此处为文字游戏，相对论在英语中是relativity theory，而这里的回答则用了relatively这个词。——译注）
不过爱因斯坦对音乐的热爱更多是出于个人感情而非职业关系，而且虽说他可以拥有最优质的音乐器材，他却更愿意在一只陈旧的盒子里装着他那并不昂贵的小提琴，跟着他游东走西，其中也包括诺尔伍德。在6号院的阳台上，他经常一个人演奏，或是很享受地和小提琴演奏师弗朗西斯·马格内斯（Frances Magnes）进行二重奏，后者也是萨拉纳克湖的一位避暑常客。爱因斯坦曾经说过：“如果我不是物理学家，也许会成为音乐家……我用音乐看待我的人生。”
科学史作家亚瑟·米勒（Arthur Miller）曾如此描述爱因斯坦对莫扎特的爱慕之情：这是科学与艺术情感的完美混合。他写道：“自然法则的奥秘，正在等待着某个人去揭示，他有着一双可以被宇宙激起共鸣的耳朵。”物理与音乐一样，整个领域都包含着“呈现惊人对称性的预设和谐”，爱因斯坦对此有着深刻感悟并将其作为自己的财富。对他而言，莫扎特的音乐“似乎早已在宇宙中出现，只是等待着大师去发现”，这不禁让人想起米开朗基罗谈起他的雕塑时所说的话——他并没有创造人物形象，只是让本来沉睡于大理石中的他们从此解放而已。
关于生命的原子属性，音乐又能揭示什么呢？物理学家时常会将轨道电子的振动模式比作是乐器谐振弦的驻波，而且据说这些亚原子超弦的振动模式很像和弦，可以用小提琴演奏出来。不过根据量子力学理论，原子更难被测定，而音乐与生命对精确度的追求都非常苛刻。一些动物发出的声音究竟是歌声还是噪声？生物学家对此仍然争论不已。同样，即便是研究生命起源的科学家，也仍然没有确切的定义可以说明，生命本身究竟是什么？你也不妨自己试着解释一下，就跟我经常在生物学导论课上跟学生讲的那样。
在学生们列举了一大堆生命特征之后，其中包括饮食、呼吸、应激以及繁殖等，我从讲台背后了拿出一把事先藏好的链锯。他们下巴都被惊掉了，随后爆发出一阵笑声，而我从容地拉动链锯的拉绳，机器发出“生命”的咆哮。几乎之前列举的所有生命现象都在燃料的作用下产生了，包括废气的排放，还有对我触动开关的手指的刺耳反应。当我“杀死”这台机器时，总会有学生问：“慢着，还有繁殖呢？如果不能繁殖，可称不上是生命。”如你猜想的那样，总会有些粗鲁的回答紧接着就出现了：“那你说修女呢？难道修女也不是生命吗？”或者“骡子怎么办？再努力也下不出崽儿”。
定义生命就已是如此艰难，就更别提如何从原子起源的问题了，任我们怎么努力也无从答起。不过虽说我们不能完全解释生命是什么，分子共振涌现出的“音乐”还是可以帮助我们描述生命到底像什么。如果你现在打算借来爱因斯坦的小提琴——如今还经常被他的重孙保罗带到音乐厅演奏——并来到诺尔伍德的船坞演奏他最爱的莫扎特《e小调奏鸣曲》，想一想会发生什么？
这把特殊的乐器，其中大多数原子早在20世纪40年代就曾到访过此地，因为比起湖泊和演奏者这样的原子暂居对象而言，小提琴之类的物体中，原子可以待上更久的时间。但是，从你指尖和琴弓中传出来的音乐究竟是什么？
声音本身是一种空气分子撞击你耳膜形成的波，存续时间很短，而你对音高与声调的感知，来源于神经元离子形成的波，它们激发了你的感官与你大脑的情感反应。然而，旋律本身是因演奏而产生的一种抽象模式，更彻底地说，是1778年诞生于莫扎特脑海中一些抒情的思想。《e小调奏鸣曲》的“涌现现象”，比任何音乐会或演奏家的生命都更持久，并且无论有没有乐器将其具象成声音，也无论是否在纸上记录下乐谱，它其实都是存在的。
也许这就是你与音乐的最相似之处——并不是你的原子构成了一把物质意义的“乐器”，而是它们像音乐那样通过内部相互作用“涌现”出了一种独一无二的排列。你真实存在，却又是一个抽象体。或许，你就好比是一个成功的原子乐队正在演奏的一段旋律，你的身体就是剧场，然而音乐会迟早都将落幕。沃特·惠特曼（Walt Whitman）在一首诗中曾多次表达过这样的态度：
我为自己喝彩，为自己歌唱；
我之所思，也将是你之所想；
因为我所拥有的每一颗原子，
都将成为属于你最好的给养。
如同奏鸣曲的声音那样，或是像莫扎特、爱因斯坦还有惠特曼那样，终有一天你也会离去。然而如同乐曲的抽象结构那般，时空坐标和你生命的涌现方式却将不朽，曾属于你的原子或是亚原子，都将在亿万年中不断变换形式继续存在，直到它们逐渐消散在那垂死的寂静宇宙之中。就像惠特曼所总结的：
我像空气一般离去，对着夕阳甩着我的白发；
我把肉体投进旋涡，让它在花径格栅间飘荡；
我把自己埋入泥土，期待在我爱的草间重生；
你若想再看我一眼，可在你的鞋底寻寻觅觅。
与此同时，欢迎回到原子的你（your atomic self）。氢原子经历了几十亿年的恒星聚变，又在地球上的气水土火之间跳过无数次原子之舞，终于变成了你，而你也会优雅地将它们馈赠给那些尚未出生的许多生命。而当你的生命故事谢幕之时，你也会明智地跟宇宙一同分享你的物质与能量。
方便的话，再来一次呼吸吧——这不仅是因为你必须这么做，更是因为，你可以这么做！