爱因斯坦的三个侧面

这是一位科学家的故事。这位科学家的名气之大,可以说全世界妇孺皆知,以至他死后,还有人偷偷把他的大脑保存下来,想知道他到底为什么那么聪明。但是,这样一个近乎神的存在,是否真的一点错误都没有犯过?是否真的不食人间烟火?是否真的在万人敬仰中愉快地度过了一生?

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毫无疑问,爱因斯坦是人类历史上最伟大的物理学家之一。

自从1905年提出“光子假设”,解释“光电效应”之后,26岁的爱因斯坦其实就已经站到了世界物理学舞台的正中央。随着狭义相对论和广义相对论的提出,爱因斯坦一步步登上神坛,成为公认的自伽利略和牛顿之后最伟大的物理学家。

其实给爱因斯坦任何荣誉,都不过分,但一个问题是:最伟大的物理学家,也会犯错误吗?

答案是肯定的。

有人曾统计过,爱因斯坦在物理理论上曾经犯过大大小小20多个错误。不过总的说起来,比较著名的失误有4次。

爱因斯坦

第一个错误就是一度被热炒的“引力波”。

“引力波”这个概念,是爱因斯坦率先提出的理论。但在提出这一概念20年后,爱因斯坦却认为“引力波”其实不存在,为此他还专门写了篇论文,表示自己改变主意了。

但事实上,2016年2月,美国科学家宣布探测到了“引力波”的存在,爱因斯坦广义相对论的最后一块“拼图”被补上。

第二个错误是关于引力透镜。这算个小错误。

什么叫引力透镜?我们戴的近视眼镜,就是一种透镜,光通过它会被改变方向,近视的人就能看清东西了。宇宙学认为,如果天体的质量足够大,它就会产生强大的引力,能把经过它的光扭曲,就像透镜能改变光的线路一样,所以叫引力透镜。

引力透镜依然是爱因斯坦预言的,但他依旧认为人类根本无法观测到,并且认为这个引力透镜根本不重要。

但现在,引力透镜已经成为科学家绘制宇宙图谱的最有用的技术之一。

第三个错误是宇宙常数,这个错误就相对比较大了,爱因斯坦甚至宣称那是他“一生中犯过的最大错误”。

爱因斯坦发表广义相对论的时候,所有科学家都认为,宇宙是静止不动的,但用相对论的公式推导,却会得出“宇宙是运动的”这个结论。怎么办?于是爱因斯坦就在公式里自己加了一个可以调节的变量,用来反向排斥宇宙的膨胀,使宇宙保持静止。这个变量,就叫“宇宙常数”。

但是,大家都知道,后来我们发现,宇宙确实不是静止的,而是不断膨胀的。如果爱因斯坦当时相信自己的公式,就不会去加这个宇宙常数了(当然,现在加速膨胀的宇宙又证明,宇宙常数有极大的存在价值,不过爱因斯坦当时没有预料到)。

前三个错误,其实归根结底,都是爱因斯坦的不自信造成的。这也从另一个角度证明,“相对论”实在太过宏大和超前,以至发表者本人都到了不敢相信的地步。

而第四个错误,是抛开爱因斯坦的广义相对论,涉及他和另一位物理大神玻尔的著名斗争——关于量子力学的争执。

虽然爱因斯坦用光电效应理论(他凭此获得了1921年诺贝尔奖)为量子力学奠定了基础,但他终生反对量子力学(这和他所接受的教育理论体系有关)。为此,他和玻尔(1922年凭借原子化量子模型获得诺贝尔奖)进行了“旷日持久”的斗争。

爱因斯坦穷尽他的智慧,设计出一个又一个实验和模型,试图驳倒玻尔的量子理论,但后来事实证明,他设计的实验,反而都是证明量子力学正确的。

事实上,年少成名的爱因斯坦,在30多岁后就再也没有具体的物理学研究成果问世了(但还是有很多观点和论证对物理学发展做出很大贡献,包括和玻尔的争论),他将晚年时间都用在了建构“统一场”上,但一直一无所获。