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至少五次爱因斯坦犯了错误

天才?是的。无懈可击?嗯……

作者:Bill Andrews
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爱因斯坦蜡像。图片来源:Bangkokhappiness/Shutterstock

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过去几周,有几则关于阿尔伯特·爱因斯坦的理论或支撑这些理论的观点被以新的精度确认的故事。通常情况下就是这样:科学家试图证伪爱因斯坦,而爱因斯坦总是赢。

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但这并非意味着他完美无缺。他也是人,和我们一样,也犯过一些错误。这里列举其中几个。

1. 宇宙学常数

在构思他的引力理论——广义相对论时,爱因斯坦需要一个“调整因子”。当时,根据已有信息,所有人都认为宇宙是一个静态的、不变的地方,但他的方程却不断与此相矛盾。为了让方程与数据吻合,他向方程中添加了一个因子,并称之为宇宙学常数。当他在随后的几十年里得知宇宙实际上在膨胀时,他据称惊呼:“那宇宙学常数就该废弃了!”他曾将此视为自己最大的失误。

但即使是爱因斯坦的错误也具有启发性。当天文学家惊讶地发现宇宙膨胀的速度正在加快——星系之间的距离随时间推移而越来越大——他们将造成这种现象的神秘力量称为暗能量。而宇宙学常数,作为一个改变时空与能量相互作用方式的调整因子,至今仍是主要的候选理论。

2. 引力波

两年前,科学家们宣布他们直接探测到了引力波,即时空结构中的实际涟漪。这是对爱因斯坦工作的一项巨大验证,他在此近100年前就预言了它们的存在。这一发现也开启了天文学的新纪元,因为研究人员现在有了一种研究宇宙的新方法。但有一段时间,爱因斯坦本人也怀疑它们是否真的存在。在20世纪30年代,即广义相对论发表二十年后,他曾准备发表一篇论文,声称这些涟漪根本不存在。他最终被说服再次相信它们的存在,当然,现在我们已通过实际观测确认了它们的存在。

3. 他的理论的推论

爱因斯坦对宇宙的许多见解都源于他巧妙的思想实验——他仅仅通过深入思考就彻底改变了物理学。因此,他显然有能力提出宏大的想法并将其付诸实践。然而,他一生中,却多次抵制他工作的奇异推论。

作为量子物理学(研究最小粒子的不可预测的科学)的先驱之一,他一直不喜欢“宇宙从根本上是随机的”这种说法。“上帝不掷骰子,”他曾说过。(据说物理学家尼尔斯·玻尔回应道:“爱因斯坦,别再告诉上帝该做什么了。”)

爱因斯坦也不喜欢黑洞,尽管黑洞是他广义相对论的一个自然结果,因为物理定律在黑洞中心的奇点附近会变得疯狂。虽然他确实相信相对论的另一个推论——即大质量物体会扭曲时空,从而充当一种透镜,重定向来自遥远源的光线——但他认为我们永远无法看到这种现象。“当然,直接观察这种现象是没有希望的,”他在介绍引力透镜效应的《科学》杂志论文的摘要中写道。错了。

4. 小错误

以免我们认为爱因斯坦的才华至少使他避免了在小事情上出错(也许他更关注细节?),事实再次表明并非如此。从E=mc²各种证明中的错误,到未能考虑重要的实验,甚至只是基本的数学错误,爱因斯坦也并非没有犯过小错。没有人比他自己更清楚这一点。正如他告诉他的引力波合作者:“‘你不必如此小心……我名下的也有错误的论文。’”

5. 家庭事务

好吧,这可能并不像其他问题那么严重,但让我们最后回顾一下,爱因斯坦,这位科学革命家和有史以来最聪明的人之一,还娶了他的表姐埃尔莎·洛文塔尔(原名爱因斯坦)。(他们不仅母亲是姐妹,而且父亲也是表兄弟,这使得这对已婚夫妇也是二表亲。)虽然他们的婚姻似乎相当幸福,一直持续到1936年她去世,但与如此近的亲属结婚的生物学影响,嗯,并不太好。

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