黃錚
2月11日,科學(xué)家們宣布觀測(cè)到了引力波存在的直接證據(jù),從而證實(shí)了阿爾伯特·愛(ài)因斯坦的一個(gè)最令人難以置信的理論。這又一次印證了愛(ài)因斯坦是個(gè)天才(說(shuō)得好像還需要什么證明似的)。不過(guò),身為天才,這位1955年辭世的科學(xué)家也不能避免自己犯錯(cuò)。他的一些最重大的失誤源于不愿相信自己的理論能推導(dǎo)出一些結(jié)論。
亞利桑那州立大學(xué)的理論物理學(xué)家勞倫斯·M·克勞斯給我們介紹了愛(ài)因斯坦犯下的四個(gè)不小的錯(cuò)誤。
一、量子糾纏
這種物理現(xiàn)象意味著,相隔甚遠(yuǎn)的物體之間可以相互影響,曾被愛(ài)因斯坦稱(chēng)為“鬼魅般的超距作用”。他否認(rèn)了這種可能性,拒絕相信無(wú)論離得有多遠(yuǎn)的物體之間都可能相互影響。
“他認(rèn)為鬼魅般的超距作用不會(huì)被證實(shí),但它就是被證實(shí)了,”克勞斯博士說(shuō)?!八X(jué)得這不符合物理原理。他舉出這個(gè)例子,是為了說(shuō)明為什么量子力學(xué)很可能是錯(cuò)誤的,結(jié)果它其實(shí)是正確的?!?/p>
去年10月,一群科學(xué)家公布的研究成果提供了迄今為止支持這種說(shuō)法最為有力的證據(jù)。在此之前,有一系列自上世紀(jì)70年代以來(lái)的實(shí)驗(yàn)表明愛(ài)因斯坦太過(guò)武斷?!皬?0年代末開(kāi)始就做了這些實(shí)驗(yàn),但一直都需要做些額外的假設(shè),”其中一名科學(xué)家在去年10月份告訴記者?!艾F(xiàn)在我們證實(shí),的確存在鬼魅般的超距作用。”
二、引力透鏡效應(yīng)
1936年,愛(ài)因斯坦在《科學(xué)》雜志上發(fā)表了一篇文章,詳細(xì)解釋了他口中的“恒星讓通過(guò)引力場(chǎng)的光線發(fā)生偏差的類(lèi)似透鏡的效應(yīng)”。用更平白的語(yǔ)言來(lái)說(shuō),就是太空中的物體可以扭曲光線。
“當(dāng)然了,”他隨手寫(xiě)到,“沒(méi)有直接觀測(cè)到這一現(xiàn)象的希望。”
然而,克勞斯說(shuō):“愛(ài)因斯坦只考慮到了恒星的透鏡效應(yīng),沒(méi)有想到星系。他的確不那么精通天文學(xué)。”
引力透視效應(yīng)如今成為了讓科學(xué)家得以繪制宇宙圖譜的最有用的技術(shù)之一。
三、宇宙常數(shù)
在嘗試將相對(duì)論的基本理論運(yùn)用到宇宙構(gòu)造中的時(shí)候,愛(ài)因斯坦在方程中加入了代表“宇宙常數(shù)”的一項(xiàng),因?yàn)樗J(rèn)為,為了得到靜態(tài)宇宙,需要加上這一項(xiàng)來(lái)代表制衡引力的一種斥力。
多年以后,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)宇宙在膨脹,于是愛(ài)因斯坦摒棄了這一常數(shù)。據(jù)稱(chēng)他把宇宙常數(shù)叫做“自己最大的錯(cuò)誤”。(近年來(lái),有關(guān)這句話是否為誤傳的疑問(wèn)浮出了水面。)無(wú)論如何,克勞斯表示,那個(gè)年代大家公認(rèn)宇宙是靜態(tài)的,愛(ài)因斯坦不應(yīng)該因?yàn)樵噲D讓方程成立而受到批評(píng)。但他又稱(chēng),這并不意味著愛(ài)因斯坦就可以免責(zé)。
“換個(gè)角度來(lái)看,這也是一個(gè)數(shù)學(xué)錯(cuò)誤,因?yàn)橛钪娉?shù)并不能得到靜態(tài)宇宙,”他說(shuō)?!皶?huì)得到的結(jié)論反而是宇宙在越來(lái)越快地膨脹,也就是我們現(xiàn)在的理解?!薄霸谀撤N程度上,假如愛(ài)因斯坦有相信的勇氣,就會(huì)意識(shí)到自己的理論成立的前提是宇宙在膨脹,而不是靜態(tài)的,那么他就能做出這一預(yù)測(cè),”克勞斯還表示?!拔視r(shí)常說(shuō),哪怕他只是預(yù)測(cè)出宇宙在膨脹,那他也會(huì)很出名?!?/p>
四、引力波
引力波存在的直接證據(jù)如今讓愛(ài)因斯坦再次回到了新聞里,因?yàn)檎撬谝粋€(gè)世紀(jì)前最先提出了該理論。有意思的是,在提出這一概念20年后,他改變了主意。“愛(ài)因斯坦寫(xiě)了篇論文說(shuō)引力波并不存在,要收回這個(gè)理論,”克勞斯說(shuō)?!敖Y(jié)果是他犯了個(gè)數(shù)學(xué)錯(cuò)誤,在他馬上就要發(fā)表(收回)文章的時(shí)候,錯(cuò)誤被發(fā)現(xiàn)了?!?/p>
克勞斯說(shuō),這篇論文先是投給了《物理評(píng)論》,然而進(jìn)行評(píng)議的數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家霍華德·P·羅伯遜發(fā)現(xiàn)了錯(cuò)誤,于是文章被雜志拒收。
愛(ài)因斯坦對(duì)自己的文章竟被拿去評(píng)議感到憤怒,準(zhǔn)備把它發(fā)表到另一份不出名的期刊上。不過(guò),他自己也發(fā)現(xiàn)了這個(gè)錯(cuò)誤,設(shè)法重寫(xiě)了論文,弄準(zhǔn)確了之后才發(fā)表。
“他想要收回我們今年剛剛實(shí)測(cè)到了的東西,”克勞斯自己笑了起來(lái)?!拔矣X(jué)得這真是有點(diǎn)詩(shī)意啊?!?/p>