愛因斯坦最大的科學錯誤是什麼呢?

2021-01-08 鍾銘聊科學

本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。

客觀地說,人無完人,孰能無過。在這個世界上,不可能存在不會犯錯的人。而且很多時候犯錯的過程,也是積累經驗的過程。科學史上的大神們,比如:愛因斯坦,牛頓都曾經犯過一些錯誤。而且牛頓還曾經利用自己的權威去打壓過自己的對手,比如:胡克、萊布尼茨等人。

愛因斯坦沒有像牛頓那樣是一個學霸,但是愛因斯坦也曾經犯過一些錯誤,而且他的有些錯誤還發生了神奇的反轉,今天,我們就來聊一聊,那些年,愛因斯坦犯過哪些錯誤?

黑洞和引力波

1915年,愛因斯坦提出廣義相對論時,就覺得這個方程太過複雜,一時半會沒有人可以解除出來。下面就是這個方程,是10個二階偏微分方程組,關於「場方程」簡直是一個傳奇,我們後面還會圍繞著它講述很多其他的故事。

可是沒過多久,愛因斯坦就迎來了打臉,一個還在第一次世界大戰戰場上的物理學家史瓦西就得到了一個方程的精確解。而這個方程對應的是一個沒有轉動的黑洞。

當愛因斯坦收到史瓦西的論文時,他是不太願意相信史瓦西的結果的,但是他還是幫史瓦西發表了。一直到1955年愛因斯坦去世之前,他一直都不相信史瓦西得到的黑洞解。這裡大概有兩個原因。

首先,史瓦西黑洞不會轉動,我們觀測到的天體都會轉動。

其次,當時沒有實際觀測到真實對應的天體。

後來,1964年,也就是愛因斯坦去世9年後,人類首次觀測到了恆星級的黑洞。到了今年,科學家甚至用直接成像的技術給黑洞成像。

所以,在這一點上,愛因斯坦是錯了。

在前幾年,我們發現了引力波,這也是廣義相對論的一個預言。只不過,一開始愛因斯坦也是不認同存在引力波的,他甚至寫了一篇論文論證引力波是不存在的,結果發到學術期刊後,被人打了回來,這是因為編輯把論文給了其他的科學家看。後來,愛因斯安得知了其他科學家的意見後修改了自己的論文,重新發表。要不是愛因斯坦改了自己的論文,恐怕預言引力波的功勞也就不屬於他了。

宇宙學常數

如果要說愛因斯坦犯過的錯誤當中哪個最有戲劇性,那一定是宇宙學常數了。那什麼是宇宙學常數?

這還是要從上文中的廣義相對論場方程說起。話說當年愛因斯坦看到這個方程的時候,他就有點無奈。因此,這個方程是描述宇宙的,而這個方程預示著宇宙在膨脹。當然,你現在可能覺得沒啥,因為事實就是如此。但是在愛因斯坦的時代,大多數人普遍認為宇宙是永恆不變的。意思就是說,宇宙以前是什麼樣,現在還是什麼樣,沒有開端,也沒有末日。

於是,愛因斯坦為了讓廣義相對論的場方程符合自己的觀念,就在這當中加了一個宇宙學常數,用符號Λ來表示。

可是愛因斯坦剛發表論文沒過幾年,他就迎來了一次「實力打臉」。有個叫做哈勃的天文學家,長期在觀測銀河系外的星系。他就發現大多數的星系都有紅移現象。

紅移現象說白了就是這些星系在遠離我們,後來根據遠離的特點,科學家確認了宇宙確實在膨脹。

當愛因斯坦知道了哈勃的觀測結果時,他十分震驚,相傳愛因斯坦曾說:給廣義相對論增加一個宇宙學常數是他一生中做過最後悔的事情。

有了哈勃的「實錘」,似乎這個宇宙學常數就應該從此消失在這個世界了,當時很多物理學家也是這麼認為的。

但事實真的如此麼?我們直接給出答案:故事發生了再一次反轉了。宇宙學常數在幾十年後再一次復活了。當時科學家認為宇宙起源於一次大爆炸,大爆炸之後,宇宙發生了劇烈的膨脹。後來,因為我們所在的宇宙是一個物質主導的宇宙,因此,引力應該是主導,所以,宇宙應該是在減速膨脹的。

可是,到了1998年,兩個科學小組觀測到宇宙的膨脹並不是減速膨脹,而是在加速膨脹。

因此,原本的廣義相對論場方程還需要加一個常數來擬合這個加速膨脹的結果,所以,我們還得把宇宙學常數加回去。也就是說,宇宙學常數以另外一種形式復活了,只不過這個常數和愛因斯坦當初要賦予的含義是不同的,但它們其實起到了同樣的作用,就是調節宇宙膨脹的速率。因此,某種程度上是一回事。不過,這些事情都是發生在愛因斯坦死之後的事情,想必,如果他老人家知道這件事情,也會感覺到哭笑不得吧?

不過,客觀地說,這次是愛因斯坦誤打誤撞,最終竟然還「對」了,但他所要賦予這個常數的含義是錯誤的。

相關焦點

  • 第九篇:愛因斯坦一生最大的「錯誤」與宇宙的大小
    相對論的創立者愛因斯坦曾經因為自己的「錯誤」而認輸,然而,這個錯誤成為當今物理學最大的疑問之一。時間來到20世紀二十年代,美國邀請全世界著名的天文學家來華盛頓科學院喝茶,在科學院大禮堂中邊喝茶邊討論一些問題,銀河到底有多大?漩渦星雲到底是什麼?宇宙還有其他星系嗎?
  • 愛因斯坦錯了嗎?科學家在相對論上的「最大錯誤」被揭露
    在一次播客中,阿爾伯特·愛因斯坦(ALBERT Einstein)發現了相對論中的一個錯誤,他說這是自己科學生涯中「最大的錯誤」。然而,後者迫使愛因斯坦承認他在接下來的幾年裡犯了一個錯誤。愛因斯坦的靜態宇宙模型是這位科學家在1917年提出的進一步模型,他將引力理論應用於整個宇宙。然而,愛因斯坦相信宇宙在時間上是靜止的,並且擁有物質的均勻分布,因此需要一種新的反作用力來對抗他最初的理論——宇宙常數。
  • 愛因斯坦承認自己人生「最大的錯誤」,卻鑄成宇宙科學的巨大成功
    於是,本著對科學的嚴謹態度,在這個靜態宇宙理論的驅使下,愛因斯坦提出了一個宇宙常數來捍衛這個立場,表明這個常數是用來抵消宇宙中的排斥力,用來平衡宇宙星系與天體的。然而隨著哈勃的誕生,愛因斯坦給出的數據直接打破了靜態宇宙的理論而且哈勃給出的觀測結果還是符合相對論的,這就很尷尬了,於是,愛因斯坦決定重新修定之前包含著宇宙常數的那個方程式,並承認:這是自己目前犯下的最大錯誤!那麼愛因斯坦當初提出的宇宙常數真的僅僅是假設或者隨意捏造的嗎?顯然,愛因斯坦不會幹這種事情。
  • 愛因斯坦的「最大錯誤」,科學史上的一個悲劇
    儘管已經去世65年了,但愛因斯坦仍是科學史界一個長盛不衰的話題。這不,美國科普作家博達尼斯創作了一部以愛因斯坦「犯錯」為主題的讀物——《愛因斯坦也犯錯:天才的一生》,重新梳理、回顧了這位天才的一生。
  • 偉大的廣義相對論場方程,卻讓愛因斯坦說犯了一生中最大的錯誤
    當你抬頭望向滿天星空時,你是否問過自己,宇宙是否有邊際,宇宙的外面是什麼,宇宙是怎麼運動的。我相信大多數人都有這樣的疑問,更別說那些求知若渴的科學家了。漫天星空在牛頓之前的時代,人們還不知道引力的存在,科學先驅布魯諾認為宇宙是永恆靜止的,宇宙中均勻地布滿了恆星。
  • 愛因斯坦說,這是他一生所犯的最大的錯誤
    熬過了一戰以及之後的俄國的社會巨變,弗裡德曼終於在1920年前後接觸到了愛因斯坦的論文。彼時,弗裡德曼在鐵道工程研究所教書,並在地球物理觀測站兼職。他所在的城市是曾經的聖彼得堡,而那時改名為彼得格勒。很快,他就確信自己發現了相對論文章中的一個錯誤。但是,身處當時荒涼的俄國,他如何讓那位偉大的德國教授相信自己的發現呢?
  • 愛因斯坦的巨大失誤,廣義相對論是錯誤的嗎?
    深度原創文章 愛因斯坦最大的失誤就是廣義相對論有的人說,愛因斯坦的最大成就就是廣義相對論,這真的是科學界很有意思的事情,真的帶有強烈的戲劇化。 然而,對於我們晚輩的科學迷和科學家們,在評論偉大的前輩時,往往會落於人身攻擊,網上也有很多憤青和噴子在詆毀愛因斯坦,這稍微有點欠妥,我們只是站在科學主義的角度上來評價科學,而不是去評價人,我們為了學術交流而能互相進步,不是在做一些毫無意義的人格評判。
  • 愛因斯坦一生中最大的錯誤是哪個?宇宙常數還是量子力學?
    本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。愛因斯坦犯過兩個最大的錯誤,一個是他承認的宇宙常數問題,另一個是他一起開創,但卻愛恨交加反對了一輩子的量子力學。著名的愛因斯坦研究專家亞伯拉罕·帕斯在《愛因斯坦曾住在這裡》一書中說就算1925年後,愛因斯坦改行釣魚以度過餘生,這對科學來說也沒什麼損失。
  • 愛因斯坦的一生:從如日中天到犯下人生中最大的錯誤
    圖片來源:外研社《愛因斯坦也犯錯》 十年攻堅、大功告成。1915年底,愛因斯坦完成了廣義相對論的重大突破,他致信給好友貝索說「我最大膽的夢想已經成真」。接著,便是廣義相對論曲折的驗證過程,終於在1919年由英國天文學家愛丁頓的團隊一錘定乾坤,由此愛因斯坦名揚天下,此可謂其人生「如日中天」。
  • 被稱為天才般的愛因斯坦,其實也犯過錯誤,但被人所原諒
    如今 ,愛因斯坦幾乎是神話般的存在!他的理論在學界依舊佔據權威地位,在民間,他已經被過度神話! 可畢竟 他是人,而不是神,是人總會犯錯的。今天我們來看看 愛因斯坦在哪些方面都犯過錯?在1936年,愛因斯坦在「科學」雜誌上發表了一篇文章,詳細描述了「由於光在引力場中的偏離而導致的星狀透鏡的作用」。
  • 愛因斯坦改行去釣魚,對科學也沒什麼損失,他這是犯了多大錯誤?
    愛因斯坦犯過兩個最大的錯誤,一個是他承認的宇宙常數問題,另一個是他一起開創,但卻愛恨交加反對了一輩子的量子力學。著名的愛因斯坦研究專家亞伯拉罕·帕斯在《愛因斯坦曾住在這裡》一書中說就算1925年後,愛因斯坦改行釣魚以度過餘生,這對科學來說也沒什麼損失。下面來看偉大的愛因斯坦到底犯了多大錯,居然淪落到釣魚都沒啥影響?
  • 愛因斯坦提出「6-3=6」?他到底發現了什麼?寫下錯誤的等式!
    愛因斯坦提出「6-3=6」?他到底發現了什麼?寫下錯誤的等式!對於愛因斯坦大家或多或少都有一定的了解,在初中的物理課本上有接觸不過愛因斯坦作為一個偉大的物理學家,他曾經提出的一些理論,對於現在的科學研究也提供了非常大的理論支持。
  • 愛因斯坦最大的錯誤,將可能被修正!物理史上最糟糕的理論預測
    看更多大美宇宙科學博科園物理學中有一個基本問題,一個被稱為宇宙學常數的數,連接了量子力學的微觀世界和愛因斯坦廣義相對論的宏觀世界,但兩種理論都不能就其數值達成一致。愛因斯坦最大的錯誤如何變成暗能量?這些方程解釋了物質和能量是如何扭曲空間和時間的結構,從而產生引力。當時,愛因斯坦和天文學家都認為宇宙的大小是固定的,星系之間的整體空間不會改變。
  • 愛因斯坦最大的錯誤,可能即將被修正!物理史上最糟糕的理論預測
    瑞士日內瓦大學理論物理學助理教授盧卡斯·隆布裡瑟將發表一種評估愛因斯坦引力方程的新方法,以便找到與其觀測值接近的宇宙學常數值,該研究方法將在2019年10月10日發表在《物理通訊B》期刊上。愛因斯坦最大的錯誤如何變成暗能量?
  • 後來學者錯誤理解了愛因斯坦相對論!114年了科學被時間理論阻止!
    特別是最大光速理論及時間倒流理論嚴重影響著今天的自然科學。正是愛因斯坦的相對論中的理論:最大光速理論,讓人類幾乎感到絕望!與遙遠、廣闊的宇宙相比,最大光速確實讓人感到極其失望!因為人的生命是如此短暫,而人類又只能以光速飛向宇宙,能夠到達的地方確實太有限了,難道人類就被光速囚禁?永遠難以達到更遠的宇宙?
  • 被愛因斯坦視為最大錯誤的宇宙常數,真的是一個失敗的作品嗎?
    the biggest blunder in my career——愛因斯坦儘管在與哥本哈根學派30年的學術論戰中屢敗屢戰,但崇信機械宇宙觀的愛因斯坦從不認為自己對量子力學的反對是錯誤的,他堅定地認為宇宙不存在概率性,概率的出現是因為我們對宇宙的認識不夠徹底。
  • 愛因斯坦真正偉大之處是什麼?科學家:敢於承認錯誤!
    愛因斯坦的偉大之處就是敢於打破常規,提出與前人不同的觀點,哪怕是牛頓的經典力學。而在宇宙方面,通常我們於生具來的感受與知覺告訴我們,空間是空間,時間是時間,二者各自絕對獨立並豪無關聯地客觀存在著。愛因斯坦的偉大就在於,他告訴我們:空間與時間根本不是原有的那種關係,我們被原有的感受與知覺給欺騙了。愛因斯坦的偉大還在於敢於承認錯誤,正像中國古語所言:人非聖賢孰能無過。愛因斯坦在研究宇宙常數的時候,曾經犯過一個錯誤。宇宙常數其實還是愛因斯坦最先提出的。1917年愛因斯坦利用他的引力場方程,對宇宙整體進行了考察。
  • 愛因斯坦一生中犯的最大錯誤,他曾拼命彌補,卻最終未能如願
    一、一生中最大的錯誤愛因斯坦生活在二戰時期,日本人民的慘狀讓愛因斯坦對自己當初的決定悔恨不已,甚至將其稱為自己一生中做過的最大的錯事。為了彌補自己的過錯,也為了關上核武器這個潘多拉魔盒,愛因斯坦開始遊走於各國進行反核主義演講。但眼紅於核武器巨大威力的各國如何肯放棄這樣一種能迅速增強國防實力的武器呢?愛因斯坦的努力終究是白費了。不過,他也就此下定決心,以後要將工作重點定為反核武器的研究。
  • 愛因斯坦臨終前說了什麼?
    然而諷刺的是,愛因斯坦曾經說過自己來到美國就是個錯誤,他後悔來到了美國。那麼,為什麼在充滿「自由」氣息的美國生活了多年的愛因斯坦會說自己最大的錯誤就是來到美國呢?其實,這跟愛因斯坦在美國的個人經歷有很大的關係。一、愛因斯坦流亡美國1879年3月14日,愛因斯坦出生於德國烏爾姆市,是一個地地道道的猶太人。
  • 愛因斯坦:6-3=6?他到底發現了什麼?會寫下錯誤的等式!
    喜歡科學和物理的人都會知道一個著名的天才,他的名字叫愛因斯坦。想必所有人都會了解愛因斯坦的少許故事,大概都知道,愛因斯坦是一個數學極其不好的人,知道愛因斯坦是一個很不愛學習的孩子,但是天才往往都有自己的特點。