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这几件事情,即使爱因斯坦也错了

科普小知识2021-09-07 07:50:22
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这几件事情,即使爱因斯坦也错了

爱因斯坦在1920年。来源:通过维基媒体公共公共领域

爱因斯坦是历史上最伟大的物理学家之一,他的两个最著名的理论--狭义相对论和广义相对论--击败了我们对它们的每一次测试。如果你的假设与爱因斯坦的观点相反,那么你的几率不是很大。但是他并不总是对的。

他个人的世界观也影响了其他伟大的科学家,正如他们影响了我们所有人一样。幸运的是,我们的工作不会像他的研究那样被反复审查。那么,爱因斯坦最大的科学错误是什么?

一个可能并不可怕的大错误

爱因斯坦和当时大多数科学家认为宇宙是静止的。他们认为宇宙一直是这样的,至少在大范围内从未改变过。但是爱因斯坦的广义相对论对我们的宇宙做了一个至关重要的预测,那就是宇宙必须被改变。要么扩张,要么收缩,你不能让它静止不动。这是一场哲学冲突。为了解决这个问题,爱因斯坦在方程中增加了一个额外的参数:宇宙常数。

20年内,宇宙膨胀的证据开始出现。然后爱因斯坦决定放弃宇宙常数,称之为“最大的错误”自1998年以来,天文学家已经发现宇宙正在加速膨胀。在广义相对论方程中描述它的最好方法是增加一个宇宙常数项,即暗能量。这与爱因斯坦的理论不同,但基本的数学运算是相同的。所以这也许不是一个严重的错误。

他称之为量子力学

相对论的量子力学是我们理解世界的基石,爱因斯坦是这个领域的共同创始人之一。但是当时他不同意许多其他科学家的观点。他犯了一个大错误。

在量子力学中被接受的观点,哥本哈根解释,认为世界是概率性的,由在测量之前没有定义属性的物理系统组成。

爱因斯坦是一个不可动摇的决定论者。他不能接受这种观点。他通过猜测隐藏变量的存在给出了自己的理论。20世纪60年代,贝尔定理被提出并经受了许多考验,其中没有失败。

核能源

爱因斯坦是曼哈顿计划的成员,在第二次世界大战期间负责为美国发展核武器。他最著名的方程,E=mc2,是将物质转化为能量的原理,例如,从原子核中提取能量。然而,在第一次核试验十多年前,他不相信有分裂原子的可能性。

“没有核能的迹象。这意味着原子可以随意被打破,”爱因斯坦在1934年12月29日告诉匹兹堡邮报。

1942年,来自芝加哥大学的意大利物理学家恩利克·费密和他的团队获得了第一个能够控制核能释放的连续链式反应。这被称为原子反应堆,是我们现在称之为核反应堆的前身。

普适理论

在爱因斯坦去世之前,他不知疲倦地试图将量子力学和相对论结合成一个单一的相干系统,来解释宇宙中的每一个物体和现象。不幸的是,他失败了,最重要的是,他甚至没有接近最终的理论结果。这不是他的错,因为他错过了很多我们现在所拥有的关于宇宙的知识。例如,他不知道弱核和强核的存在(至少在当时的定义中不知道)。

然而,我们现在拥有的知识并不意味着我们更接近宇宙理论。虽然已经提出了一些假设,如弦理论或量子引力,但我们还没有找到任何确定的证据。也许我们需要更多的理论支持。

蝌蚪工作人员编译自iflscience,译者李同信,转载必须授权。