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天下文化首頁 主題 愛因斯坦,如何因為成功走上孤老路
科學自然

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2017.07.27
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愛因斯坦最大的錯誤
愛因斯坦在世時是最著名的科學家,晚年在美國時,儘管他大名鼎鼎,卻總是獨自步行,或偶爾與一位老友結伴同...
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愛因斯坦,如何因為成功走上孤老路


一九五三年,普林斯頓。遊客通常會待在默瑟街白牆屋對面的人行道上。不過,一看到老先生從大學校園慢慢步行回家,他們便難掩興奮之情;老先生總是穿著一襲長大衣,出了名的一頭亂髮上罩著黑色針織帽(如果紐澤西州的風那天特別強勁)。

膽子最大的遊客有時會過街走向老先生,訴說對他的仰慕,或請他簽名。大多數的人則是舌頭打結或敬畏得說不出話來,恭恭敬敬的保持距離。他們眼前的這位老先生,正是愛因斯坦;這位有史以來最偉大的天才,竟然近在咫尺。他那睿智、布滿皺紋的面容,令人聯想到,他的洞察力已臻透徹,遠非世間凡人可及。

愛因斯坦在世時是最著名的科學家,儘管他大名鼎鼎,卻總是獨自步行,或偶爾與一位老友結伴同行。雖然他在公共場合備受熱情款待,而且仍不時受邀參加正式晚宴,甚至電影首映(好萊塢明星對能在他身邊合照特別興奮),但埋頭苦幹的科學家和他不太打交道,他們多年來都是這樣。

最偉大科學家晚年 竟被學界孤立數十年

他們如此對待他,並不是因為他的年紀。偉大的丹麥物理學家波耳當時六十八歲,愛因斯坦七十四歲,但波耳還是很樂於接受新觀念,他在哥本哈根成立的研究所人才濟濟,年輕優秀的博士研究生最喜歡待在他身邊。然而,愛因斯坦被孤立於主流研究之外,已經幾十年了。高等研究院位於普林斯頓校園邊緣,有如禁地,在他發表演講的少數場合中,當然會有禮貌性的掌聲,但那是獻給「坐著輪椅上台的老兵」的同情掌聲。同儕視他為過氣名人。連他的許多知己好友,也不再把他的想法當一回事。

愛因斯坦感覺到了自己的孤立。他的家裡一度高朋滿座談笑風生,洋溢青春活力。但後來家裡變得靜悄悄的。他是近代最偉大的人物,怎麼會落得如此孤獨的下場?

一九一五年,戰時柏林。愛因斯坦剛創造出一道了不起的方程式,不是眾所周知的E=mc2,而是比它更強大的方程式:廣義相對論的核心方程式。它是有史以來最美妙的成就之一,和巴哈或莎士比亞的作品一樣偉大。愛因斯坦的一九一五年方程式只有兩個核心項,但它竟揭露了難以想像的空間與時間特性,解釋黑洞為何存在,說明宇宙如何開始、可能會如何結束,甚至為革命性的科技奠定基礎,例如GPS導航。愛因斯坦因為自己發現的理論而欣喜若狂。

「我最大膽的夢想,如今已然成真」,那年,他寫信給他最要好的朋友時這麼說。但他的夢想不久便中斷了。兩年後,就在一九一七年,他發現有關宇宙形狀的天文證據,似乎和他的廣義相對論相牴觸。他無法解釋此矛盾,只好修改方程式,額外加入一個項,破壞了它的簡潔性。

一個「一生最大錯誤」 讓他變固執、拒接受批評結果

妥協只是暫時的。若干年後,新證據證實,他原始的絕妙概念才是正確的,於是愛因斯坦又恢復了原始的方程式。他稱這個暫時修改是「一生中最大的錯誤」,因為這破壞了一九一五年簡潔的原始方程式之美。然而,即便這項修改是愛因斯坦的第一個大錯,不過最嚴重的錯誤還在後頭。

愛因斯坦認為,他過去的錯誤,錯在遵循那些不完善的實驗證據,他應該只管保持冷靜,總有一天,天文學家會明白他們弄錯了。但他從這次經驗得出另一個結論:在最重要的事情上,他再也用不著遵循實驗證據。當批評他的人試圖提出證據,反駁他後來的理念,他一概置之不理,深信事實會再次證明他是對的。

這種反應雖是人之常情,卻帶來災難性的影響。它對愛因斯坦接下來的嘗試造成越來越大的傷害,尤其是在蓬勃發展的超小尺度、量子力學方面的研究。諸如波耳等好友都懇求他講講道理。他們知道,愛因斯坦的絕頂聰明可能再度改變世界,只要他願意接受新一代實驗學家不斷揭露的新發現,那些發現都是證據確鑿的。但愛因斯坦卻辦不到。他私底下曾有幾番疑慮,但是都忍住了。他用一九一五年的理論揭開宇宙結構的奧秘,當時其他人都錯了,他才是對的。他不會再受誤導了。

正是這樣的堅定理念,使他孤立於新一代量子力學研究之外,使他的聲譽在嚴謹科學家之間蕩然無存;正是這樣的堅定理念,害得他在默瑟街的研究生涯孤獨至極。

曾經名利雙收反阻擋他更上一層樓

愛因斯坦的個人經歷造就了他, 讓他發現相對論, 卻也讓他無法接受不確定性。而現在,如同許多著名人物,名利雙收,老友遠去,沒有任何力量可以逼迫他重新考慮了。

五十幾歲的愛因斯坦,反而開始越來越專注於他所謂的統一場論(unifiedfield theory)。

維多利亞時代的偉大科學家,早已設法綜合有關宇宙能量的已知部分,將那些知識融合成能量守恆的概念,也就是說,無論能量是氣體爆炸產生的,或是用力關上車門產生的,所有的能量都彼此相通,都不能被創造或破壞, 只能轉換。

一九○五年,利用E=mc2,愛因斯坦進一步延伸此概念,指出不僅所有的能量形式互有關聯,而且所有的質量形式也互有關聯。一九一五年,他又利用G=T,指出空間的「幾何」也和包含在所有「事物」裡的物質與能量互有關聯。

愛因斯坦曾經使物理學領域突飛猛進,在人們記憶中,誰也比不上他。但是,假如他能更進一步證明,電子本身只不過是重力和幾何的另一面,那會如何?那絕對會是劃時代的成就,並且有助於向批評他的人證明,在更廣泛的現象之間,可以找到明確的因果關係。

至少,這是他的統一場論背後的目的,不過,此時他的頑固又跟他作對了。

發現原子內部的新粒子,可說是當代的重大突破,由於愛因斯坦對量子力學的最新發現避而遠之,他也將自己隔絕於這項突破之外。任何統一場論要能說得通,便不得不納入那些研究成果;少了它們就不可能成功。愛因斯坦承認這一點;事實上,他的論文經常寫到一半就寫不下去了,因為人家要求他根據新的實驗證據來判斷。他不但沒有要求用實驗來測試他的理論,而且,由於統一場論與任何研究人員從事的研究都相去甚遠,這根本是不可能的事情。他既不回應新的研究成果,也不提出新的詳細實驗。他的統一場論之夢,已證明是不可能實現的。

 

文章摘錄自《愛因斯坦最大的錯誤

愛因斯坦最大的錯誤

數位編輯:吳柏菁

Photo Credit: Pixabay, CC0 Licensed

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