這幾件事情,即使愛因斯坦也錯了
1920年的愛因斯坦。圖片來源:PUBLIC DOMAIN VIA WIKIMEDIA COMMON
愛因斯坦是有史以來最偉大的物理學家之一,他的兩個最著名的理論——狹義相對論和廣義相對論——已經打敗了我們針對它們的每一個測試。如果你的假設與愛因斯坦的觀點相悖,那麼你的勝算並不大。不過他並不總是正確的。
他個人的世界觀也影響了其他偉大的科學家,就像他們影響我們所有人一樣。比較幸運的是,我們的工作並不會像他的研究那樣被人反覆審查。那麼,愛因斯坦最大的科學錯誤是什麼呢?
一個也許並不可怕的大錯誤
愛因斯坦和當時的大多數科學家都認為宇宙是靜止的。他們認為宇宙一直是這樣的,至少在大尺度上從來沒有變過。但是愛因斯坦的廣義相對論對我們的宇宙做出了至關重要的預測,即宇宙必是變化的。要麼擴張要麼收縮,你無法保持它靜止。這是一個哲學上的衝突,為了解決它,愛因斯坦給方程增加了一個額外的參數:宇宙常數。
在20年內,宇宙膨脹的證據開始出現。然後愛因斯坦決定放棄宇宙常數,稱其為「最大的錯誤」。從1998年開始,天文學家們發現宇宙在加速膨脹,在廣義相對論方程中描述它的最好方法是增加一個宇宙常數項,也就是暗能量。這和愛因斯坦的理論不同,但潛在的數學運算是一樣的。所以也許這並不是一個嚴重的錯誤。
他所說的量子力學
相對論的量子力學是我們理解世界的基石,而愛因斯坦是這個領域的共同創始人之一。但他不贊同當時許多其他科學家的觀點。他大錯特錯了。
量子力學中所公認的觀點,即哥本哈根解釋,認為世界是概率的,並且是由在測量它們之前沒有定義屬性的物理系統組成。
愛因斯坦是一個不可動搖的決定論者,他不能接受這種觀點。他通過猜測隱藏變數的存在給出了他自己的理論。在20世紀60年代,貝爾定理被提出,並經受了多次的測試,其中沒有失敗的案例。
核能源
愛因斯坦是曼哈頓計劃的成員,負責在二戰期間為美國發展核武器。他最著名的方程,E=mc2,是將物質轉化為能量的原理,例如,從原子的原子核中提取能量。然而,在第一次核試驗的十多年前,他不認為存在分裂原子的可能性。
「沒有任何跡象表明能夠獲得核能。那意味著原子將可以被隨意打碎,」1934年12月29日,愛因斯坦對《匹茲堡郵報》說。
1942年,來自芝加哥大學的義大利物理學家Enrico Fermi和他的團隊獲得了第一個能夠控制核能釋放的持續鏈式反應。這被稱為原子反應堆,是我們現在稱之為核反應堆的前身。
萬用理論
在愛因斯坦去世之前,他不知疲倦地試圖將量子力學和相對論結合成一個可以解釋宇宙中每一個物體和每個現象的單一連貫系統。不幸的是,他失敗了,最重要的是,他甚至沒有接近最終的理論成果。那不是他的錯,因為他錯過了我們現在擁有的關於宇宙的許多知識。例如,他不知道弱核和強核的存在(至少在當時的定義中不存在)。
但現如今擁有的知識並不意味著我們離萬用理論更近一步。雖然目前已經提出了一些假設,如弦理論或量子引力,但我們還沒有找到任何明確的證據。或許我們還需要更多的理論支持。
蝌蚪五線譜編譯自iflscience,譯者 李彤馨,轉載須授權
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