愛因斯坦的一生:從如日中天到犯下人生中最大的錯誤

2020-11-25 騰訊網

（本文作者為中國科學院自然科學史研究所副研究員）

愛因斯坦真是科學史界一個長盛不衰的話題，儘管他已經去世65年了。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，重新梳理、回顧了這位天才的一生。

當然，讀者不能寄希望於這是一本呈現或羅列愛因斯坦「犯錯」的故事集，它仍可算是一本視角獨特的新版愛因斯坦傳記，而且大致也是按照時間脈絡展開，並不算「另類」。這本傳記較派斯那本著名的愛因斯坦傳記《上帝難以捉摸》要通俗得多，全書幾乎不見令人生畏的物理公式，對廣義相對論的引力場方程也作了簡化處理。此外，該傳記體量又小於艾薩克森寫的那本豐厚的《愛因斯坦傳》，沒那麼多枝蔓，因而讀起來更順暢一些。

書的一半甚至更多一點的體量其實完全與「犯錯」無關，大致可以說是愛因斯坦的一段成名史，我將之比喻為從「紅日初升」到「如日中天」。

格羅斯曼和愛因斯坦，大學畢業幾年以後，20世紀10年代初期

「當期末考試來臨，格羅斯曼的所有重要圖表都做得非常整齊的講義筆記給愛因斯坦帶來了奇蹟，讓他以體面的4.25分通過了幾何考試。」

圖片來源：外研社《愛因斯坦也犯錯》

愛因斯坦早年首先是一位叛逆者，這集中體現在大學時期的表現，他極度牴觸當時一些陳腐的教學模式，以至於多年後如此諷刺道：「現行的教學方法還沒有完全扼殺神聖的好奇心，這真是一個奇蹟。」隨後便是現在讀起來催人勵志的求職史，算他幸運，最終在好友格羅斯曼的父親的幫助下，他得以在瑞士伯爾尼專利局謀得了一個三級技術專家的職位。也正是在專利局，成就了奇蹟年（1905年）的愛因斯坦，此可謂「紅日初升」。

正是在專利局，他萌發了「一生最得意的想法」，做出了將慣性力包含進構建新引力理論的嘗試，也即他朝著創建廣義相對論的道路進發了。宏籌壯志映照慘澹現實，事業剛剛起步的愛因斯坦現實何其窘迫，「他坐在大椅子上，左手抱著孩子，右手在一個平板上寫方程，同時抽著雪茄，煙霧從嬰兒、方程和訪客旁飄過」。

愛因斯坦和米列娃與他們的長子漢斯在一起，大約攝於1904年，伯爾尼

「在最後一篇論文寫完後，他們出去慶祝，結果就像他們的明信片上寫著的那樣『爛醉如泥』，就好像他們還未為人父母，還是天真無邪的學生。」

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」。

接下來便是圍繞在引力場方程先是加入常數Λ、後又刪去的故事，因此後來被愛因斯坦稱之為「一生所犯的最大的錯誤」。其實現在回頭再看，這與其說是一個人的錯誤，倒不如說是科學「自淨」機制的一種反映。最初愛因斯坦添加上Λ的原因是為了滿足「準靜態分布」宇宙的結果，或者說是為了符合實際的天文觀測。而到1929年哈勃和赫馬森的天文觀測非常明確地表明宇宙在加速膨脹後，愛因斯坦又果斷捨棄了之前加入的Λ項，方程也再次回歸到他一直深愛的完美形式。

赫馬森，1940年前後

「到了1929年，赫馬森和哈勃順利完成了觀測。隨和的赫馬森並不介意『一流拳擊手』和『戰爭英雄』哈勃以一人之名發表工作成果（儘管他在文中提到了來自『助手』赫馬森的忠心的支持）。」

圖片來源：外研社《愛因斯坦也犯錯》

在博達尼斯看來，愛因斯坦對隱匿在量子力學背後的法則或邏輯的牴觸和排斥才是他一生「最大的錯誤」。現在看來，這不但是愛因斯坦個人的悲劇，也是科學史上的一個悲劇。想當初（1905年），他也是量子論發展史上的一員驍將，光電效應方程便是其樹立的不朽豐碑，但隨著以海森堡為代表的量子力學新生代的成長，內心固守因果律的愛因斯坦與年輕一代漸漸格格不入了。書中描寫了他與玻爾的幾場論戰，包括1930年在布魯塞爾召開的第六次索爾維會議的那場，愛因斯坦使出了渾身解數構想了著名的「光子盒」理想實驗，不料經過玻爾徹夜未眠的思索後還是成功化解了挑戰。誠如書中所言，「玻爾利用相對論擊碎了愛因斯坦試圖捍衛因果律的最後努力，這是一個毀滅性的打擊。」

1930年布魯塞爾會議期間的愛因斯坦和玻爾，埃倫費斯特拍攝，大概拍攝於愛因斯坦提出盒子時鐘實驗並且玻爾還未來得及分析的那一天

「『我永遠也不會忘記兩個對手離開大學俱樂部時的情景：愛因斯坦以勝利者的姿態帶著微微嘲諷的笑容，步履從容，而玻爾則在他身邊一路小跑，極為不安。』這是愛因斯坦最後的榮耀時刻。」

圖片來源：外研社《愛因斯坦也犯錯》

從1933年到1955年，愛因斯坦在普林斯頓度過了餘生。他為了建立統一場論孤寂地跋涉，已經脫離了當時物理發展的洪流。好友玻恩無不惋惜地說：「這對愛因斯坦本人，對我們來說都是悲劇，因為他在孤獨地探索他的道路，我們卻失去了領袖和旗手。」在普林斯頓的歲月，是他一生落日餘暉的階段，絢爛而悲壯。

中譯本的封面設計別出心裁，像窗戶一樣的圓形鏤空處，可以瞥見一幅晚年愛因斯坦素描頭像。他睿智的目光穿越了時空，洞察著這個他曾經變革了的世界。

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？
  • 愛因斯坦承認自己人生「最大的錯誤」,卻鑄成宇宙科學的巨大成功
    愛因斯坦一生中提出過許多關於宇宙的理論，在20世紀早期，許多天文學家認為宇宙的大小是固定的，即使是愛因斯坦，也認為太空各個星系是靜態的，就算這與他的相對論所描述的不一致，但他也依然這麼堅持。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。
  • 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
    ，他在自己的方程中添加了一個叫宇宙常數的項，當加了這個項後，他終於解到了一個永恆不變的宇宙。愛因斯坦後來稱這是他一生中最大的錯誤，因為後來哈勃的觀測結果，明確地說明了宇宙在不停地膨脹。其實在1922年，俄羅斯物理學家弗裡德曼就算出了不含宇宙常數項的相對論場方程，他發現愛因斯坦的解只是一個特例，並且極不穩定，他的研究表明，宇宙在不停的運動之中。
  • 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。
  • 愛因斯坦引入宇宙常數到底是不是錯誤的
    在談到愛因斯坦犯下的錯誤時，人們立即想起愛因斯坦(在與喬治·伽莫夫的談話中)所說的他一生中犯下的最大錯誤：宇宙常數的引入。在愛因斯坦完成了他廣義相對論的空間、時間和引力理論的表述之後，他在1917開始考慮整個宇宙的時空結構。然後他遇到了一個問題。
  • 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，為了能讓被法西斯侵略壓迫的各國人民自保，愛因斯坦將核作為了自己研究的主攻方向。經過長時間的推理和演算，1939年，愛因斯坦終於發現了核裂變的原理。因為不想讓德國得到自己的研究成果，愛因斯坦直接聯繫了美國的羅斯福總統，建議他根據自己的研究成果研製原子彈。
  • 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?
    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？
  • 愛因斯坦為了讓宇宙符合他心中模樣,犯了一個錯誤,十分離譜
    英國的科學家說過：「再好的射手都要脫靶的時候」每個人都會犯錯，上到知名的偉人，下到無名小卒，大家都會犯錯，翻臉錯無需耿耿於懷，只要知錯能改就好，著名的科學家愛因斯坦曾經說過，他這輩子犯的最大的錯誤就是在廣義相對論方程式中加入『宇宙常數』，愛因斯坦當初在寫下廣義相對論方程式之後，發現了方程式中描述的宇宙
  • 為什麼愛因斯坦,會在量子力學和天文學中,犯下兩項重大錯誤?
    ：宇宙學常數在愛因斯坦的廣義相對論中，他寫下了描述宇宙隨時間演變的方程式。為了保持與靜態宇宙的想法一致，愛因斯坦在方程式中引入了一個宇宙學常數，這「凍結」了宇宙的狀態，是宇宙成為靜態宇宙。他的這種直覺讓愛因斯坦產生了錯誤：1929年，當哈勃證明宇宙正在膨脹時，愛因斯坦承認他犯了「他最大的錯誤」。
  • 為什麼愛因斯坦，會在量子力學和天文學中，犯下兩項重大錯誤？
    科學研究是建立在觀察到自然現實與用數學語言表述的理論，對這一現實表述之間關係的基礎上。如果理論的所有結果都被實驗證明了，那麼它就被認為是有效的。這種方法已經使用了近四百年，建立了一致的知識體系。但這些進步都要歸功於人類的智慧和先驅智者，儘管如此，他們仍然能夠堅持自己先前存在的信仰和偏見。這可能會影響科學的進步，即使對最偉大的人來說也是如此（比如愛因斯坦）。
  • 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？
  • 愛因斯坦最大的科學錯誤是什麼呢?
    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？
  • 窺探渣男天才愛因斯坦的一生
    該劇對愛因斯坦的一生作了細緻的介紹，除了讓人們看到愛因斯坦在科學方面的天才以外，其在生活中展現出的強大渣男屬性與把妹技巧也給人留下了深刻印象。米列娃為了愛因斯坦犧牲了自己一生的夢想，奉獻了自己青春年華，最後的結局卻是孤獨終老！
  • 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」。劍橋大學前宇宙學和天體物理學教授馬丁·裡斯在廣播四臺的「我們的時代」播客中透露了這一發現的來歷。他說：「1917年，他(愛因斯坦)試圖把他的理論應用到宇宙中。」「他認為宇宙是一個封閉的系統，他意識到他必須在他的方程中加入一個額外的力才能使它起作用。」
  • 科學史上4大錯誤:伽利略肉眼「看」木星
    伽利略雖然在與辛濟的較量中勝出，但這一錯誤概念卻讓他深受其害。20年過後，為了說明地球繞太陽運轉，伽利略向教皇烏爾班八世提供了細緻的數學依據。不幸的是，他將潮汐作為自己的理論基礎，並拒絕承認自己的錯誤，對那些指出潮汐其實是由月球引起的人冷嘲熱諷。
  • 偉大的愛因斯坦也會犯錯|展卷
    有諸如此類的作品在前，後來者創作愛因斯坦傳記的壓力自然不小。但會講故事的美國科普作家戴維·博達尼斯通過選取一個特別的切入點，還是給我們奉獻了一部優秀的作品——《愛因斯坦也犯錯：天才的一生》。正如書名所顯示的那樣，這本書的中心思想是愛因斯坦會犯錯。金無足赤，人無完人，一本優秀的傳記本來也不應該迴避傳主犯過的錯誤。
  • 偉大的愛因斯坦也會犯錯｜展卷
    但會講故事的美國科普作家戴維·博達尼斯通過選取一個特別的切入點，還是給我們奉獻了一部優秀的作品——《愛因斯坦也犯錯：天才的一生》。正如書名所顯示的那樣，這本書的中心思想是愛因斯坦會犯錯。金無足赤，人無完人，一本優秀的傳記本來也不應該迴避傳主犯過的錯誤。但是，把錯誤當成一本介紹愛因斯坦的書的主線，卻需要不小的勇氣。
  • 為什麼說「宇宙常量」的提出是愛因斯坦一生中所犯的最嚴重錯誤?
    阿爾伯特·愛因斯坦不僅是最傑出的物理學家，並且是一位富有哲學探索精神的思想家。因為有了「宇宙常量」的引入，對於「宇宙是在擴張還是在收縮」這一問題未能作岀預言，是愛因斯坦自認為一生中所犯的最為嚴重錯誤，這也許成為他終身的遺憾。