愛因斯坦生平第一次遭遇學術刊物的「審稿人制度」

愛因斯坦。（資料圖/圖）

全文共5823字，閱讀大約需要10分鐘。

大名鼎鼎的愛因斯坦生平第一次遭遇學術刊物的「審稿人制度」，也就是「同行評議制度」。愛因斯坦對此很生氣，後果也很嚴重。但後來的事實卻證明，那位匿名「非議」愛因斯坦論文的科學家是對的。

2016年2月11日，美國激光干涉引力波天文台（LIGO）宣布探測到了引力波。這是在經過近半個世紀的不成功嘗試之後，人類首次觀測到了這種曾被愛因斯坦預言過的現象。LIGO觀測到引力波的消息激起了媒體和公眾的極大興趣，甚至一度致使LIGO網站因訪客過多而癱瘓。

在本文中，我們來介紹有關引力波的一段有趣的歷史側記。

如前所述，引力波是被愛因斯坦預言過的。早在1916年6月，剛剛為現代引力理論——廣義相對論——奠定了基礎的愛因斯坦就展開了對引力波的研究。1918年，他在一篇題為「論引力波」的論文中給出了直到今天仍適用的很多近似結果。跟某些其他領域注重嚴格解不同，引力波由於只在天文體系——且往往是相當極端的天文體系——中才有被探測到的希望，而那樣的體系具有高度的複雜性，無法滿足嚴格解所要求的苛刻條件，因此引力波的嚴格解在很長的時間裡對物理學家來說是個冷門。

不過例外總是有的。1936年，已落戶普林斯頓高等研究院的愛因斯坦就親自展開了對引力波嚴格解的研究。

那項研究是跟他的助手、美國物理學家羅森合作進行的，其最出名的地方不在於研究本身的重要性，而是發表過程的戲劇性。

那項研究完成後，愛因斯坦和羅森將之寫成一篇題為「引力波存在嗎？」的論文寄給了美國學術刊物《物理評論》，後者於6月1日收到論文。論文中寫了什麼呢？愛因斯坦在給德國物理學家玻恩的一封信中作了披露：

與一位年輕合作者一同，我得到了一個有趣的結果，那就是引力波儘管在初級近似下被確信過，其實卻並不存在。這顯示出非線性的廣義相對論波動場方程所能告訴——或者毋寧說限制——我們的比我們迄今以為的還要多。

這是一個相當出人意料的結果。儘管引力波的存在遠非當時的實驗或觀測所能驗證，但它不僅「在初級近似下被確信過」，而且稱得上是引力的非瞬時傳播及廣義相對論時空描述的必然推論。而現在，愛因斯坦這位廣義相對論的奠基者兼引力波先驅居然親自宣稱引力波「其實卻並不存在」，實在很出人意料。

愛因斯坦為何會得出如此出人意料的結果呢？很不幸，如今只能通過間接資料來推測了，因為那篇論文的原始版本——如我們即將看到的——並未發表，且很可能已不復存在。但不幸中的大幸是：從愛因斯坦的書信、合作者的回憶，以及後續論文等諸多資料中可以作出相當有把握的「復盤」。原來，愛因斯坦和羅森所研究的嚴格解是平面引力波的嚴格解，但在求解過程中遇到了所謂的「奇異性」，即度規張量的某些分量發散或無法確定。更糟糕的是，「奇異性」出現的地方是真空，從而得不到任何物理緣由的支持。愛因斯坦和羅森據此斷定平面引力波的嚴格解不存在，並繼而認為引力波不存在。

愛因斯坦和羅森的那篇論文並非愛因斯坦初次與《物理評論》打交道。自20世紀30年代起，隨著歐洲政治局勢的日益嚴峻，愛因斯坦在論文發表上漸漸「脫歐入美」，《物理評論》則差不多是美國刊物中他的首選，他此前不久完成的兩項重要研究——即著名的「EPR佯謬」和「愛因斯坦—羅森橋」——都是發表在《物理評論》上的（均發表於1935年）。從這個意義上講，愛因斯坦可算是《物理評論》的老朋友了。

然而此次投稿卻讓老朋友有些「莫名驚詫」。

論文寄出後，隔了兩個月左右才有消息，且並非情理之中的發表消息，而是《物理評論》編輯泰特7月23日所撰的一封意料之外的來信：

親愛的愛因斯坦教授：

我不揣冒昧地將您和羅森博士關於引力波的論文連同審稿人的評論一同寄回給您。在發表您的論文之前，我希望看到您對審稿人的各種評論和批評的回應。

您的忠實的

約翰·泰特

後來的研究顯示，這種對今天的學者來說習以為常的來信很可能是愛因斯坦生平第一次遭遇學術刊物的「審稿人制度」——也稱為「同行評議制度」。在那之前，哪怕在他還是一名專利局的小職員時，也從未遭遇過論文被審稿的事情，而在他成名之後，發表論文更是成了刊物的殊榮，自然更不曾遭遇審稿。就連此前發表的有關「EPR佯謬」和「愛因斯坦—羅森橋」的論文，雖也是寄給《物理評論》的，且編輯也是泰特，卻也並未遭遇審稿。在這種情形下，泰特的來信顯然不是愛因斯坦「喜聞樂見」的，他於7月27日作出了如下回復：

親愛的先生：

我們（羅森先生和我）將手稿寄給你是意在發表，而不是授權你在付印之前呈視給專家。我看不出有什麼理由回應你那匿名專家的——且還是錯誤的——評論。有鑒於此事，我寧願將論文發表到別處。

此致

從稱謂的冷淡，語氣的生硬，署名的缺失，以及將論文「發表到別處」的決定來看，愛因斯坦顯然生氣了，後果也很嚴重：他從此再沒給《物理評論》投過論文。失去愛因斯坦的投稿大概是「審稿人制度」在推行過程中，單一刊物付出過的最大代價。

《物理評論》的稿件處理記錄（資料圖/圖）

羅伯遜出手相助從《物理評論》撤稿後，愛因斯坦將論文轉寄給了《富蘭克林研究所雜誌》，後者當然毫無懸念地接受了論文。不過在論文付印之前，又一件意料之外的事情發生了。

在愛因斯坦和羅森的引力波研究完成後，羅森接受了一個由愛因斯坦推薦的基輔大學的臨時教職，赴蘇聯任了職。接替羅森成為愛因斯坦助手的是波蘭物理學家英菲爾德。在愛因斯坦的主要合作者中，英菲爾德是唯一寫過回憶錄的，他的回憶錄《探索：我的自傳》是有關那一時期愛因斯坦生活和工作的重要資料。據英菲爾德回憶，當他得知愛因斯坦證明了引力波並不存在時，起初不無吃驚和懷疑，然而經過愛因斯坦的解說，他不僅「皈依」了愛因斯坦的結論，還「腦洞大開」地提出了自己的論證方法。

另一方面，英菲爾德在普林斯頓結交的朋友之中有一位剛從加州理工學院結束學術休假回到普林斯頓的相對論專家，名叫羅伯遜。羅伯遜比英菲爾德年輕五歲，在相對論領域卻資深得多，是相對論宇宙學上著名的「羅伯遜—沃爾克度規」的提出者之一。這兩人一人跟隨愛因斯坦做研究，一人在愛因斯坦開闢的領域裡工作，自然很快談起了愛因斯坦和羅森的引力波研究。但與英菲爾德的「皈依」不同，羅伯遜對這一研究表示了高度懷疑。英菲爾德於是就介紹了自己的論證方法，結果卻被羅伯遜推翻。

不巧的是，愛因斯坦當時已安排了一個報告，介紹他對引力波不存在的論證。臨時取消已來不及了，怎麼辦呢？愛因斯坦便既來之，則安之，乾脆轉而介紹了自己論證中的錯誤。在結束報告時，愛因斯坦表示：「如果你們問我引力波到底有沒有，我必須回答說我不知道。但這是一個高度有趣的問題。」

科學史上有各種各樣的故事，最亮麗的無疑是成功的故事，但更能反映科學真諦的，其實往往是那些誠實地對待錯誤，坦然宣布「我不知道」的故事。因為成功只是歷史，誠實地對待錯誤，坦然宣布「我不知道」才是未來所系。

發現錯誤後的愛因斯坦是如何訂正錯誤的呢？英菲爾德的回憶並未談及，不過羅森在1955年所作的一次題為「引力波」的學術報告中給出了說明。這一說明顯示羅伯遜在其中起了很直接的作用，在他的提示下，愛因斯坦意識到了他和羅森發現的帶奇異性的平面波解可以詮釋為柱面引力波的嚴格解。在那樣的詮釋下，原本出現在真空中，從而得不到物理緣由支持的奇異性轉移到了柱面的軸心上，那樣的奇異性就像人們熟悉的點電荷的奇異性一樣，乃是物質分布——確切地說是物質分布的理想化——造成的，從而是有物理緣由並且意料之中的。

1936年11月13日，愛因斯坦致信《富蘭克林研究所雜誌》表示論文需作大幅修改。1937年初，修改後的論文正式發表，標題由「引力波存在嗎？」這一不懷好意的設問改為了「論引力波」，與愛因斯坦1918年那篇奠定引力波四極輻射公式的論文同名，論文中的柱面引力波嚴格解後來被稱為了「愛因斯坦—羅森度規」。在論文的末尾，愛因斯坦向羅伯遜表示了感謝：「……我們原先曾錯誤地詮釋了我們的公式結果。我要感謝我的同事羅伯遜教授友好地幫助我澄清原先的錯誤。」

就這樣，在羅伯遜的幫助下，愛因斯坦訂正了一個顛覆性的錯誤，這個錯誤若被發表，他那「引力波先驅」的身份不免會有所失色。當然，假如英菲爾德的回憶可靠，那麼愛因斯坦其實是比英菲爾德從羅伯遜那裡得知論文錯誤更早，就獨立發現了錯誤，而錯誤既被發現，則哪怕沒有羅伯遜的幫助，愛因斯坦也有可能會自行糾正。退一步說，哪怕愛因斯坦意識不到他和羅森的平面波解可以詮釋為柱面波解，起碼也該不會發表「引力波不存在」這一錯誤結論。從這個意義上講，真正從錯誤邊緣上「拯救」了愛因斯坦的其實是《物理評論》的那位審稿人，若沒有此人造成的「耽誤」，愛因斯坦和羅森的論文早就在《物理評論》上發表了。

審稿人究竟是誰？那位審稿人究竟是誰呢？這一問題引起了我們提到過的《愛因斯坦全集》的編者之一、美國阿肯色大學的物理學家肯納菲克的興趣，於上世紀90年代中期展開了追根溯源的查索。

肯納菲克首先前往最顯而易見的目標——《物理評論》——查詢當年的稿件處理記錄，可惜卻被告知1938年之前的記錄——包括編輯泰特的個人資料——已經缺失。他於是又到羅伯遜的母校兼主要工作地加州理工學院查詢羅伯遜檔案。之所以要查羅伯遜檔案，是因為1936年前後美國的廣義相對論專家並不多，其中能快速幫助愛因斯坦訂正錯誤的羅伯遜本人自然有很大的「嫌疑」。

肯納菲克的判斷看來是正確的，在羅伯遜檔案中他有了很大收穫，發現了羅伯遜1937年2月18日寫給《物理評論》編輯泰特的一封信，寫那封信時，愛因斯坦和羅森修改後的論文已經發表，羅伯遜向泰特介紹了與之有關的動態：

論文被寄往了另一份雜誌（連你的審稿人指出過的一兩處數值錯誤都未訂正），在校樣寄回時則作了徹底修改，因為在此期間我已使他確信論文所證明的跟他以為的相反。

你也許有興趣看看1937年1月的《富蘭克林研究所雜誌》第43頁的論文，並跟你審稿人的批評意見的結論作個比較。

這封信雖然只是以旁觀者的語氣提及了審稿人，但明顯表明羅伯遜知道審稿人報告的內容。由於《物理評論》的審稿是匿名且具保密性的，能知道審稿人報告的內容顯示羅伯遜極有可能正是審稿人。

但羅伯遜的「嫌疑」雖顯著加大，肯納菲克的線索到這裡卻也中斷了。

時光又過了10年左右，2005年，科學界迎來了盛大的「愛因斯坦年」（因為是愛因斯坦逝世50周年，狹義相對論問世100周年，廣義相對論問世90周年的共同紀念）。巧得很，肯納菲克也迎來了新線索：《物理評論》當時的編輯布盧姆發現了20世紀三四十年代《物理評論》的稿件處理記錄。那些記錄顯示，愛因斯坦與羅森的引力波論文於1936年6月1日收到，7月6日寄給審稿人，7月17日收到審稿人意見，7月23日將審稿人意見轉給作者。而最重要的是，在審稿人一欄中，赫然寫著羅伯遜的大名！如果說此前發現的羅伯遜給泰特的信還只能算分析證據，那麼審稿人一欄中的羅伯遜大名可就有鐵證意味了——雖然理論上還存在重名的可能，但審稿人精通廣義相對論這一額外條件足以排除重名。

被這一新證據所鼓舞，肯納菲克再次來到加州理工學院查詢羅伯遜檔案，結果發現這10年間羅伯遜檔案也有了新的彙集，其中有兩封羅伯遜與泰特的通信跟《物理評論》的稿件處理記錄同樣有力地顯示了羅伯遜的審稿人身份。那兩封信都寫於1936年7月這個關鍵的月份，其中一封是7月14日羅伯遜給泰特的，日期正好處於《物理評論》將愛因斯坦和羅森的論文寄給審稿人的7月6日與收到審稿人意見的7月17日之間。羅伯遜在信中這樣寫道：

這是件大工作！如果愛因斯坦和羅森能確立他們的結論，這將構成對廣義相對論最重要的批評。但我已對全文作了仔細查驗（主要是為我自己的靈魂！），我完全看不出他們確立了那樣的結論。……我只能建議你將我的批評呈給他們考慮。……

另一封則是泰特7月23日給羅伯遜的，日期跟泰特將審稿人報告寄給愛因斯坦為同一天。泰特在信中明確寫道：

非常感謝你對愛因斯坦和羅森論文的仔細閱讀。我已將你的詳細評論寄給了愛因斯坦教授……

這兩封信與《物理評論》的稿件處理記錄一同構成了羅伯遜審稿人身份的完美證據，肯納菲克將之寫成文章發表在了2005年9月的《今日物理》雜誌上，為自己的查索畫上了圓滿句號。

塵封了大半個世紀的歷史至此真相大白，羅伯遜戲劇性地接連兩次幫助了愛因斯坦，不僅保住了後者「引力波先驅」的成色，且還增添了一個以後者名字命名的「愛因斯坦—羅森度規」。當然，有沒有這些東西愛因斯坦都是20世紀最偉大的物理學家，不過在廣義相對論的理論應用中，愛因斯坦的「戰績」相對遜色，很多深具潛力的新方向被他錯過。比如後來炙手可熱的黑洞被他因坐標奇異性而判定為不存在；比如作為近似定律幾乎是廣義相對論必然推論的哈勃定律被他因青睞靜態宇宙而失之交臂；比如目前已成重要觀測手段的引力透鏡被他視為過於細微而不可觀測。在這種背景下，對引力波的預言可謂一枝獨秀，幾乎是愛因斯坦在廣義相對論理論應用中為數不多的重大「戰績」，而為他在這一方向上避免顛覆性錯誤的羅伯遜算得上是一個拯救式的人物。

在羅伯遜檔案中，還有一封羅伯遜給泰特的信也值得一提。那封信寫於泰特將羅伯遜的審稿人意見轉給愛因斯坦之後，羅伯遜在信中建議，對於像愛因斯坦那樣的物理學家，「如果他堅持，他的聲音被聽到的權利應高於任何一位審稿人的否決」。

在整個故事中，沒有第二句話比這句話更讓我對羅伯遜生出敬意，他對愛因斯坦的尊敬而不盲從，糾錯而不失謙遜與時常能遇到的小人物因找到大人物破綻而洋洋自得迥然不同。不僅如此，這句話還顯示出羅伯遜在科學的敏銳之外還有科學史的視野，他的這一建議其實直到今天也不無借鑒意義。

審稿人制度作為保障學術刊物質量的系統制度，在科學已成龐大產業、作者隊伍魚龍混雜的今天，其重要性是顯而易見的。但另一方面，對於足夠知名的科學家，記錄他們的錯誤本身就深具科學史價值，從這個角度講，早年很多歐洲刊物——比如德國刊物——沒有審稿人制度也並非全無益處，愛因斯坦研究廣義相對論期間的很多「半成品」也許正是因為沒有審稿人制度才得以留存，如今都是珍貴的史料。

不過羅伯遜的建議在當時卻為時已晚，因為愛因斯坦雖有隨和的一面，卻同時也是個有脾氣的人，直接就作出了永久放棄《物理評論》的決定，而不曾留出任何迴旋餘地。當然，愛因斯坦始終也不知道「友好地幫助」他訂正錯誤的「我的同事羅伯遜教授」與審稿人是同一人，否則或許能稍稍改觀對審稿人制度的惡感。羅伯遜的審稿人意見長達10頁，其中分析了他替愛因斯坦訂正的錯誤，可惜愛因斯坦盛怒之下未予細察就判定其為「且還是錯誤的」，從而失去了更早訂正錯誤的可能。

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