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,2021-08-27 09:59 人民资讯

和所有人一样,爱因斯坦的科学研究也会误入邪路。通过领会这些历程,可以看出爱因斯坦的头脑脉络,对青年科学事情者是有裨益的。

1936 年 12 月爱因斯坦在《科学》杂志上揭晓了一篇题为《恒星通过引力场偏折光线的类透镜行为》的论文,其中谈及距离恒星足够近,光线就可能被引力强烈地扭曲,泛起光线类似通过透镜一样的效果,称为“引力透镜”。文章结论是 ,光线经由相近恒星时形成的多重像之间的距离巨细 ,现实上是分辨不出来的。爱因斯坦虽然提出了“引力透镜”的看法,但没有意识到引力透镜效应的强度与主要性。

引力透镜效应

数月后,加州理工学院天文学家弗里茨·兹威基的文章尖锐地指出,若是恒星群连系起来形成星系,应该能观察到包罗千亿颗恒星的大质量星系造成的引力透镜效应。兹威基预言了引力透镜的三个用途,即引力透镜可放大那些原本看不到的遥远天体,可用来丈量最大尺度宇宙结构的质量,更进一步磨练广义相对论。这使引力透镜的研究成了天文学的热门。

2015 年 9 月 14 日,首次由激光过问引力波天文台(LIGO)发现,距地球 13 亿光年远的两个黑洞合并时发生了引力波,并以光速向周围流传。

引力波是空间形状自己的震惊,其中包罗大量的质量和能量,纵然穿过异常热、密度异常高的区域,也不会被大幅吸收和涣散,比电磁波更易观察。行使对它的研究,可详细绘制黑洞周围翘曲的时空形状。而探索黑洞碰撞时旋风般的时空形状可以领会宇宙降生时的大爆炸。100 年前爱因斯坦论述的引力波看法,成为当今物理学研究的热门,可昔时最初的论文险些让爱因斯坦与今日之成就失之交臂。

纪念爱因斯坦推出引力波看法 100 年

1916 年,爱因斯坦把一篇《引力波是否存在?》的论文投稿到《物理谈论》杂志,编辑把该文转发给偕行评审,匿名审稿人指出了其中的错误,这引起了爱因斯坦的不悦,示意要撤稿。当爱因斯坦把稿件转投《富兰克林研究所杂志》时,原审稿人、物理学教授罗伯森通过他的助手,善意地注释了最初论文中的错误和可能解决的方式,使爱因斯坦意识到了问题的所在,最后揭晓论文的版本已经改写成《论引力波》。多亏审稿人的热心相助,使他阻止了揭晓最初的、关于引力波不存在的错误论断。

韦斯、索恩和巴里什三人因对引力波的研究获 2017 年诺贝尔物理学奖 (Rainer Weiss ;Kip S. Thone;Barry C. Barish)。

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2017 年诺贝尔物理学奖获得者

爱因斯坦的另一个错误就是人人熟知的关于“宇宙常数”的问题了。当1915 年爱因斯坦完成了广义相对论时,学术界普遍的看法是,我们的银河系被一个静态永恒且无限大的虚空所围绕。1917 年爱因斯坦揭晓了一篇论文《广义相对论的宇宙学思索》,在广义相对论的方程中引入了一个分外的常数项,即“宇宙常数”,以迎合那时普遍以为宇宙是静态的看法。

十多年后,科学界观察到许多“宇宙并非静态”的征象。爱因斯坦接见哈勃和他所在的威尔逊天文台后,领会到哈勃定律,即“退却星系的速率与太阳系距离之间的线性关系”,赞扬了宇宙大爆炸的膨胀模子。实在若爱因斯坦当初坚持广义相对论,不支持静态宇宙的看法,就很可能是第一个预言宇宙膨胀的科学家了。

很快,爱因斯坦就否认了“宇宙常数”的存在。然则从现代量子理论的角度思索和 1998 年观察到的新效果,说明宇宙在暗能量的驱动下,正在加速膨胀。引入“宇宙常数”,是否是可以注释宇宙加速膨胀的理由之一呢?

2011 年诺贝尔物理学奖授予美国加州大学伯克利分校天体物理学家萨尔·波尔马特、亚布莱恩·施密特以及美国科学家亚当·里斯以表彰他们“通过观察遥远距离超新星发现宇宙加速膨胀 ”。

萨尔·波尔马特、亚布莱恩·施密特及亚当·里斯 2011 年诺贝尔物理学奖获得者

爱因斯坦现实上发生了两次误判,第一次是由于错误的理由引入了“宇宙常数”;另一次则是迅速地抛弃了它,而没有探索它的深层意义。

任何一个伟大的科学家都有可能犯糊涂。实在理论只是对事实的解读,但解读可能有多种差异,也并非要所有与事实相相符, 以是迷信理论不如尊重事实。

1973 年诺贝尔物理学奖日本籍得主江崎玲于奈曾对日本近年多次获奖反思后,提出获奖的“江崎黄金率”,即不能受制于迄今为止形成的履历和范式,否则施展缔造力无望;可以接受教育, 但不能唯大学者、大教授亲热追随;孩子般的好奇心与无邪绚丽的情绪意识不容错失。

有关爱因斯坦的故事是否也与“江崎黄金率”暗合呢?

泉源:《科技创新启示录:创新与发现大师轶事》

作者:金涌

部门图片泉源于网络

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