爱因斯坦和诺贝尔奖的“恩仇”

原创   2019-04-18 12:54 
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本文来自微信民众号:返朴(ID: fanpu2019),撰文:董洁林(清华大学中国科学手艺政策研讨中心兼职研讨员),封面:东方IC

1955年的本日(4月18日),爱因斯坦这个伟大的头脑永久住手了思索。无论是他生前照样死后,都有许多人对诺奖委员会没有因相对论而给爱因斯坦颁奖铭心镂骨,以至被视为诺贝尔奖的遗憾。对爱因斯坦本身来讲,诺奖委员会对相对论的态度也是令他不快的。

常常闻声一种说法,或人有逾越本身诺奖之上的造诣。若是有人问那为何没有两次获诺奖呢?回覆就是,诺奖委员会划定不给一小我两次奖,你看,爱因斯坦不也没有得两次奖嘛。

这类说法的逻辑明显有题目,用此逻辑套在任何一名诺奖取得者头上,都可得出该人与爱因斯坦不相上下的结论,这固然是好笑的。别的,上面关于爱因斯坦为何没有得两次诺奖的诠释也与现实相去甚远。若是用如许貌同实异的体式格局去拔高一小我,比直接踩他更加尴尬。

明显,汗青上确实有人不止一次取得诺贝尔科学奖,如居里夫人于1903年获物理学奖,于1911年获化学奖;也有人在同一个学科内两次获诺奖,如巴丁(John Bardeen)于1956年和1972年都取得了物理学奖。可见诺奖委员会并没有“一小我不克不及两次获奖”的划定

至于爱因斯坦和诺贝尔奖的汗青纠葛,由于已凌驾50年,包孕提名、议论等一切细节,诺奖委员会都早已公开了,任何人都可以请求浏览这些汗青文献。一些列传作者已做了这些作业,他们写的爱因斯坦列传都多多少少触及了这段故事。

1921年,爱因斯坦在维也纳(泉源:wiki)

诺奖委员会的纠结

我们晓得,爱因斯坦是1922年(补缺1921年份诺奖)取得诺贝尔物理学奖的

诺奖委员会秘书给爱因斯坦的获奖关照是这么说的:“在昨天的集会上,皇家科学院决议把客岁(1921年)的诺贝尔物理学奖授与您,理由是您在理论物理学方面的研讨,尤其是您发现了光电效应定律,然则没有斟酌您的相对论和引力理论的代价,将来这些理论获得确认后再斟酌。”

这明白申明,等相对论被“确认”后,诺奖委员会情愿再次斟酌给爱因斯坦授奖。

无论是爱因斯坦于1922年获奖前照样获奖后,都有许多人由于相对论而提名他,但都被诺奖委员会一次又一次地否认了。那末诺奖委员会到底在纠结甚么呢?

爱因斯坦的相对论有两部分,狭义相对论是1905年完成的,而广义相对论是1915年完成的。狭义相对论引入了两个道理,即狭义相对性道理和光速不变道理,经由过程洛伦兹变换扩大了牛顿运动学。广义相对论是关乎物资间引力和动力学的理论,发清楚明了引力场和引力波看法,确立了等效道理和广义相对性道理,然后运用黎曼多少拓展了牛顿的万有引力定律。

相对论诠释或预言了一系列异常风趣的征象,如水星近日点失常进动、光芒引力偏折、光频引力红移,及引力波等。水星近日点失常进动是科学家们很早就观察到的征象,广义相对论很好地诠释了该征象。1919年光芒在太阳左近蜿蜒的征象被发现了,因而许多科学家都置信相对论是靠谱的理论,今后爱因斯坦敏捷进入民众视野,成为天下级学术明星,人们期待爱因斯坦获诺奖的呼声很高。

然则,此时的诺奖委员会对相对论依然持有戒心,以为该理论的支撑证据不足,一方面以为事先已有的证据精度不敷,别的对峙要先发现“引力红移”征象才斟酌授奖。

佩斯博士(Dr.A.Pais)是一名优异的物理学家,在普林斯顿高级研讨院事情时与爱因斯坦有多年的亲昵来往,他写的爱因斯坦列传《天主是玄妙的》一书是对照威望的。在撰写此书的过程当中,他浏览过诺贝尔奖委员会有关爱因斯坦的档案。

佩斯博士以为,爱因斯坦因光电效应理论取得1921年的诺贝尔奖是适当的。量子力学确实是一种反动性的理论,爱因斯坦的光电效应理论不只引入了光量子这类划时代的新看法,也有伟大的实用性。本日的太阳能家当,都建立在该理论的基础上。同时,爱因斯坦此次获奖和诺奖委员会的说话,也反应了事先诺奖委员会在民众压力下的一种让步。

1911年,32岁的爱因斯坦被Prague German University 聘为正传授。上图是爱因斯坦昔时在布拉格的住地。(供图:哈佛大学赵平传授,摄于2019年)

爱因斯坦在布拉格常去的咖啡馆,在此和同寅议论题目,此时他正在构想广义相对论。(供图:哈佛大学赵平传授,摄于2019年)

固然,许多列传作者对诺奖委员会没有因相对论给爱因斯坦颁奖铭心镂骨。有人以为诺奖委员会不喜欢爱因斯坦的政治偏好,一些人以至以为诺奖委员会有种族歧视偏向。一名瑞典科技史传授Aant Elzinga写过一本名为《爱因斯坦的诺奖:幕后一瞥》的书。作者发现从1910年第一次被提名到1922年授奖,约60人次提名爱因斯坦,多数出于对相对论的推重。

Elzinga传授以为,爱因斯坦有三项事情都是诺奖级的,光电效应的量子理论、布朗运动统计理论及相对论。但他的题目无关爱因斯坦得频频奖,而是问为何诺奖委员会频频毅然谢绝因相对论授奖给爱因斯坦。

对此,Elzinga传授研讨后的诠释是:

1. 诺奖委员会必需忠厚于诺贝尔的遗言,该遗言愿望嘉奖与“发现或发现”有关的科学;

2. 诺奖委员会对一些远大的科学理论迥殊小心和排挤;

3. 诺奖委员会是守旧的,他们要求新理论获得充足的考证后才斟酌授奖。另有,他以为事先诺奖委员会的委员们也有小我的学问范围和私见。

我置信Elzinga传授的结论是中肯的。近几十年在群众中享有盛誉的宇宙学家斯蒂芬·霍金(Stephen W. Hawking)也没有取得诺贝尔奖,预计也是诺奖委员会不喜欢这类太雄伟旖丽的科学理论而至。但英国终究以它本身的体式格局赋予天赋最高声誉,把霍金埋在威斯敏斯特大教堂,永久与牛顿和达尔文为伍。

在1922年爱因斯坦的科学名声方兴未艾的时刻,诺奖委员会一方面要对峙本身的“准绳”,一方面要对群众有交卸,实属不容易。

直到爱因斯坦作古前后,“引力红移”征象才最先涌现对照有意义(但不敷正确)的丈量效果。2015年,天下各地的千余位科学家协作发现了引力波,这是对相对论的最终确认,该团队的三位重要成员2017年便取得诺奖,这也算是诺奖委员会向爱因斯坦相对论的一份致敬吧。此时离爱因斯坦提出相对论已百余年,爱因斯坦也已作古60余年。

就诺奖委员会对相对论的态度,爱因斯坦应该是很是不快的。1922年正在环游天下的爱因斯坦虽然表达了对取得诺奖的欣喜,但并未去瑞典领奖。1923年爱因斯坦的诺奖演说,讲的是相对论而不是光电效应量子论。别的,依据他三年前与米列娃仳离时的商定,这笔奖金属于前妻。

1921年,爱因斯坦与他的第二个老婆艾尔莎(泉源:wiki)

幸得一亲信

值得一提的是,爱因斯坦从一名科学共同体以外的专利局员工,到在四五年时候就登顶天下科学之巅,除他本身出众的才气和特殊造诣,普朗克(Max Planck)是他当之无愧的“朱紫”。

后人都把1905年看成是爱因斯坦的奇观年,这一年他转正成为专利局的正式员工,完成了博士论文,还宣布了光电效应量子论、布朗运动理论、狭义相对论和质能干系等多范畴的论文。如今看这些造诣都是特殊的,但事先很少有人存眷。

昔时爱因斯坦的文章在有名学术期刊宣布今后,年青的专利局三级手艺专员满心期待着学界热闹的议论和读者雪片般的函件,但这类状态并未发作。不只没有任何群众媒体报道,在偕行内部,事先对这位专利局人员的奇思妙想存眷也未几。几个月后,他才收到了第一封读者来信,这位读者就是普朗克。

多年今后,我置信爱因斯坦会叹息“有一名亲信足矣”。比爱因斯坦年长20明年的普朗克时任普鲁士科学院院长,他看出了爱因斯坦关于光电效应的量子诠释与他本身的黑体辐射理论一脉相承,但他迥殊浏览的是狭义相对论这篇文章,他给爱因斯坦的第一封信就是关于狭义相对论的一些题目。

厥后普朗克提名爱因斯坦为普鲁士科学院院士,再厥后又提名爱因斯坦为德国物理学会会长,并屡次提名爱因斯坦为诺奖候选人。独一无二,普朗克于1918年获诺奖,提名流恰是爱因斯坦。正确地说,他们同病相怜。

1931年11月11日,(从左到右)能斯特、爱因斯坦、普朗克、密立根、劳厄列席劳厄在柏林购置的晚宴

最幸运的头脑

爱因斯坦怎样对待本身的几项造诣呢?

他置信量子力学是真正反动性的,这场反动的启动者是普朗克,他本身做了一些履历性原创理论,包孕光电效应的量子理论、量子比热理论等。实在爱因斯坦终身花了大批时候思索量子力学的题目,许多根本性的看法(如波粒二象性等)搅扰着他。他像苏格拉底一样不断地寻根究底,应战本身也应战他人。

在这个过程当中,爱因斯坦对量子力学的孝敬是无与伦比的。直到性命的末了,他依然以为量子力学是缺乏基本道理的履历理论鸠合,愿望用“一致场论”把相对论、电磁学、量子力学等都编织成一幅伟大的科学画卷。

1935年5月4日,《纽约时报》刊发的新闻标题(泉源:wiki)

爱因斯坦以为狭义相对论只是一种风趣的运动学,是基于前人的造诣对已有理论的一种完美,这些前人包孕牛顿、麦克斯韦、玻尔兹曼、洛伦兹、庞加莱等理论物理学家,和迈克尔逊等试验物理学家。这并不是太过谦逊,而是他对先辈和同时代偕行的真挚承认。他对本身一手建立的广义相对论异常骄傲,他说“这是我终身中最幸运的头脑”。

我也以为广义相对论真正奠基了爱因斯坦千年科技史职位,从狭义相对论走向广义相对论,爱因斯坦是一只率领人类头脑飞行的“头雁”。异常遗憾,事先诺奖委员会没有认识到这一点,那一代评奖人和爱因斯坦都没有活到相对论一切预言成真的一天。因而,诺奖与几百年才遇的伟大理论就这么鬼使神差地永久当面错过了。

若是说构建狭义相对论时爱因斯坦是站在伟人的肩膀上,那末建立广义相对论的过程当中,他逐步从伟人的肩膀上走下来,本身变成了伟人。

重要参考文献:

1. A. 佩斯(A. Pais),《天主是玄妙的》,科学手艺文献出版社,1988年。

2. Aant Elzinga. Einstein’s Nobel Prize: A Glimpse Behind Closed Doors. Science History Publications. 2006.

《返朴》,国际有名物理学家文小刚与生物学家颜宁传授携手担负总编。存眷微信民众号“返朴”(ID: fanpu2019)可介入议论。制止任何媒体未经受权转载本文,受权或协作请联络fanpu2019@outlook.com。

                                             

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