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爱因斯坦也会犯错:险些撤回引力波理论


来源于:纽约时报中文网

摘要:上周四,科学家们宣布观测到了引力波存在的直接证据,从而证实了阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)的一个最令人难以置信的理论。这又一次印证了爱因斯坦是个天才(说得好像还需要什么证明似的)。

上周四,科学家们宣布观测到了引力波存在的直接证据,从而证实了阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)的一个最令人难以置信的理论。这又一次印证了爱因斯坦是个天才(说得好像还需要什么证明似的)。
 
不过,身为天才,这位1955年辞世的科学家也不能避免自己犯错。他的一些最重大的失误源于不愿相信自己的理论能推导出一些结论。
 
亚利桑那州立大学(Arizona State University)的理论物理学家劳伦斯·M·克劳斯(Lawrence M. Krauss)给我们介绍了爱因斯坦犯下的四个不小的错误。
 
 
一、量子纠缠
 
这种物理现象意味着,相隔甚远的物体之间可以相互影响,曾被爱因斯坦称为“鬼魅般的超距作用”。他否认了这种可能性,拒绝相信无论离得有多远的物体之间都可能相互影响。
 
“他认为鬼魅般的超距作用不会被证实,但它就是被证实了,”克劳斯博士说。“他觉得这不符合物理原理。他举出这个例子,是为了说明为什么量子力学很可能是错误的,结果它其实是正确的。”
 
去年10月,一群科学家公布的研究成果提供了迄今为止支持这种说法最为有力的证据。在此之前,有一系列自70年代以来的实验表明爱因斯坦太过武断。
 
“从70年代末开始就做了这些实验,但一直都需要做些额外的假设,”其中一名科学家在去年10月份告诉时报。“现在我们证实,的确存在鬼魅般的超距作用。”
 
 
二、引力透镜效应
 
在1936年,爱因斯坦在《科学》杂志(Science)上发表了一篇文章,详细解释了他口中的“恒星让通过引力场的光线发生偏差的类似透镜的效应”。用更平白的语言来说,就是太空中的物体可以扭曲光线。
 
“当然了,”他随手写到,“没有直接观测到这一现象的希望。”
 
然而,克劳斯说:“爱因斯坦只考虑到了恒星的透镜效应,没有想到星系。他的确不那么精通天文学。”
 
引力透视效应如今成为了让科学家得以绘制宇宙图谱的最有用的技术之一。
 
 
三、宇宙常数
 
在尝试将相对论的基本理论运用到宇宙构造中的时候,爱因斯坦在方程中加入了代表“宇宙常数”的一项,因为他认为,为了得到静态宇宙,需要加上这一项来代表制衡引力的一种斥力。
 
多年以后,科学家发现宇宙在膨胀,于是爱因斯坦摒弃了这一常数。据称他把宇宙常数叫做“自己最大的错误”。(不过,近年来,有关这句话是否为误传的疑问浮出了水面。)
 
无论如何,克劳斯表示,那个年代大家公认宇宙是静态的,爱因斯坦不应该因为试图让方程成立而受到批评。但他又称,这并不意味着爱因斯坦就可以免责。
 
“换个角度来看,这也是一个数学错误,因为宇宙常数并不能得到静态宇宙,”他说。“会得到的结论反而是宇宙在越来越快地膨胀,也就是我们现在的理解。”
 
“在某种程度上,假如爱因斯坦有相信的勇气,就会意识到自己的理论成立的前提是宇宙在膨胀,而不是静态的,那么他就能做出这一预测,”克劳斯还表示。“我时常说,哪怕他只是预测出宇宙在膨胀,那他也会很出名。”
 
(现在看来,宇宙常数或许并非错得离谱。美国航空航天局[NASA]的科学家们表示,这个概念“极大地促进了理论与实测之间的融合”。克劳斯则称,有可能暗能量的行为恰好就符合这一概念当初代表的含义。)
 
四、引力波
 
引力波存在的直接证据如今让爱因斯坦再次回到了新闻里,因为正是他在一个世纪前最先提出了该理论。有意思的是,在提出这一概念20年后,他改变了主意。
 
“爱因斯坦写了篇论文说引力波并不存在,要收回这个理论,”克劳斯说。“结果是他犯了个数学错误,在他马上就要发表(收回)文章的时候,错误被发现了。”
 
克劳斯说,这篇论文先是投给了《物理评论》(Physical Review),然而进行评议的数学家、物理学家霍华德·P·罗伯逊(Howard P. Robertson)发现了错误,于是文章被杂志拒收。
 
爱因斯坦对自己的文章竟被拿去评议感到愤怒,准备把它发表到另一份不出名的期刊上。不过,他自己也发现了这个错误,设法重写了论文,弄准确了之后才发表。
 
“他想要收回我们今年刚刚实测到了的东西,”克劳斯自己笑了起来。“我觉得这真是有点诗意啊。”



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