原文: Kelly Dickerson

現在討論這樣的話題或許有馬後炮之嫌,但限於時代和知識,愛因斯坦也有犯錯的時候。
100多年前,愛因斯坦發表了廣義相對論後徹底改變了世界。
相對論是現代物理的基石,GPS衛星和移動網際網路的存在都得益於此,這也是為什麼愛因斯坦是史上最知名的科學家。
但是一個傳奇式的地位並不能保證你永遠正確。即便是愛因斯坦也犯下了很多錯誤,他忽略了很多,而且有時也會完全錯掉。
下面就會向大家解釋愛因斯坦犯下的5大錯。
1.一個顯著的錯誤出現在愛因斯坦最知名的理論——相對論中。
愛因斯坦的相對論是用一個數學等式來描述重力、空間和時間的關係,這是前人未曾做到的。
但是為了能使等式成立,愛因斯坦不得不創造一個新的常數(一個不變的值,比如π和自然對數e)並將其應用於廣義相對論的等式中。
愛因斯坦將這一恆量稱之為「宇宙常數」,這個常數使得這個等式能夠解釋宇宙不變的本質。
從一個城市地平線上測量到的宇宙微波。
但是就在愛因斯坦公布這個等式後不久,物理學家們發現宇宙並不守恆,事實上正在以極快的速度擴展著。這下壞了!
所以愛因斯坦就拋棄了宇宙常數說法。
但是這真的是犯了一個大錯。這個等式仍然需要宇宙常數。
現在,科學家們將宇宙常數視作一個叫做暗能量(dark energe)的神秘力量,正是這個能量使得宇宙以越來越快的速率擴大。
2.愛因斯坦的等式同樣也描述了重力如何使光彎曲的。
當光波經過物體時,物體周圍的重力場就會使其的路徑發生改變,就好像是一大束銀河。
物體越大的時候,越多經過的光會發生扭曲。這一作用叫做引力透鏡。
引力透鏡是測量遙遠而巨大物體質量的最佳方式。它同樣也能放大遠處物體的圖像,因此天文學家就能從地球上觀測那些遠距離物體了。
天文學家同樣使用引力透鏡去追蹤暗物質(dark matter)——暗物質是一種不可見的東西,宇宙85%的質量由其構成。
但是愛因斯坦認為引力透鏡太小而不能看見東西,他認為這個想法最為無用,於是放棄了這一發現,直到一位同事敦促,他才肯發表自己的這一發現。
鑒於這一技術在如今的重要性,至少愛因斯坦最初對於這一想法的輕視是一個嚴重的誤判。
3.愛因斯坦的相對論預測了名叫引力波的時空波紋之存在。
空間中引力波的藝術概念圖。
愛因斯坦已經證明了物質可以使空間發生完全,在這個基礎上,愛因斯坦認為在空間移動的物質應該會創造出一種波紋——就好像石頭丟入湖中會泛起圈圈漣漪。
但是愛因斯坦這個空間時間中波紋的想法卻有些牽強,而且,當他試著用一個數學公式來描述重力波如何作用的時候,他卻沒有成功。
所以愛因斯坦拋棄了引力波的概念(儘管他自己的理論語言了引力波的存在)。他差點發表了一篇有重大錯誤的論文。
幸運的是,在這篇論文發表前,一位科學家指出了他的錯誤。愛因斯坦得以修正引力波公式並且發表了預測引力波的確存在的修正版本論文。
但是儘管數學公式暗示了引力波真的存在,我們還是不能直接觀察到它們。
針對這一難以捕捉的波紋,現在正在進行一場浩大的捕捉工程。在美國和其他國家有多台引力波探查機,科學家的團隊們也在這一陣線上如火如荼的工作著。
4.愛因斯坦在面對黑洞時也遇到了一個類似的問題:他的理論預測了黑洞的存在,但是他不能理解黑洞。
但是不像引力波,愛因斯坦沒有改變他對黑洞的看法。
電影《星際穿越》中的旋轉著的黑洞。
我們現在有充足的證據表明黑洞並不真的存在,但是太陽的重量增加了百萬倍,甚至在銀河中的一個恆星也是如此。
電影《星際穿越》中的黑洞。 5.愛因斯坦隨後的理論對於量子力學來說至關重要,量子力學是物理學中的一個分支,研究的是微小的亞原子粒子的複雜性質。
事實上,這一研究(光電效應)使得愛因斯坦在1921年獲得了諾貝爾獎,為日後量子力學的發展提供了重要的工具。
但是愛因斯坦對於量子力學卻有一些疑惑,對他來說,這個理論中的很多元素都完全陌生。
量子力學的複雜屬性暗示了粒子能同時有兩種狀態,還能以超光速的速度向另一顆粒子傳輸信息。
每個研究量子力學的物理學家都會先告訴你他們也不完全懂量子力學是什麼。
但是我們在證明量子力學真的存在的道路上已經越走越遠。所以愛因斯坦不能接受這個理論或將成為迄今為止他最大的錯誤。
儘管犯下這些錯誤,愛因斯坦在眾人心中仍舊是有史以來最有影響力的科學家。最後,你不可能在一個領域大搞革新的時候不犯下一些錯誤。
翻譯:李睿一
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