愛因斯坦的相對論為何無緣諾貝爾獎

美國科學家們?nèi)涨疤綔y到引力波的新聞，讓人們再度開始關(guān)注預言引力波的廣義相對論。相對論是20世紀最偉大的科學理論，三個月前，廣義相對論剛剛度過100周年誕辰。在這100年里人類社會的方方面面都受到廣義相對論的影響。然而令人遺憾的是，愛因斯坦并沒有因此獲得諾貝爾獎。

政治運動的犧牲品

少年時代的愛因斯坦對于僵硬乏味的德國教育深惡痛絕。在隨父母搬到意大利米蘭之后，從高中退學，而后獨自前往瑞士，在16歲時轉(zhuǎn)學至瑞士阿勞中學，他才真正開始感受到瑞士啟發(fā)式教育的可貴。在愛因斯坦的少年和青年時代，他性格中不受拘束、活潑開朗的一面在風氣寬松的瑞士得到了最大限度的發(fā)揮。

22歲時，當時找工作屢屢被拒，囊中羞澀的愛因斯坦在瑞士伯爾尼街頭貼出廣告，愿意以一個小時3法郎的價格講授數(shù)學和物理學（當時愛因斯坦給歐洲各個大學的物理學教授寫信申請助教工作，但是均不成功，他還試圖申請過在保險公司的工作，也沒有成功）。正是通過這種年輕人的方式他認識了莫里斯·索羅文，這位在智力上給予他極大激勵的一生好友。兩人見面之后互有好感，他們之間從未有過真正的授課，而是每天見面，一起討論哲學和物理學問題。到了1902年，愛因斯坦、索羅文加上另外一個朋友三人共同成立了一個經(jīng)常見面、以探討科學和哲學問題為目的的小組，愛因斯坦戲稱之為“奧林匹亞科學院”。在這個小組中的頻繁討論無疑為開拓青年時期愛因斯坦的眼界提供了極好的機會，對于當時在學術(shù)界找不到位置，只能在伯爾尼專利局做小職員養(yǎng)家糊口的愛因斯坦來說，奧林匹亞科學院讓他始終保持著對于物理學前沿問題的敏銳。

也正是在奧林匹亞科學院期間，愛因斯坦開始了對于絕對時間和絕對空間概念的批判性思考。

1905年，愛因斯坦提出狹義相對論，一時間石破天驚。1909年，德國著名化學家、諾貝爾獎得主奧斯特瓦爾德提名愛因斯坦為1910年度諾貝爾物理獎候選人。但當時狹義相對論很有爭議，美國首位獲得諾貝爾物理學獎的邁克爾遜，直到逝世都堅持認為“相對論站不住腳”。在當時的主流物理學界，對于狹義相對論的懷疑論調(diào)占了上風。這樣一來，盡管奧斯特瓦爾德后來又在1912年和1913年連續(xù)提名愛因斯坦的狹義相對論獲諾貝爾獎，但愛因斯坦始終未被評上。

1915年11月，愛因斯坦先后向普魯士科學院提交四篇論文，他解釋了水星近日點的進動，并給出正確的引力場方程。至此，廣義相對論的基本問題都解決了，廣義相對論誕生。伴隨而生的是更加激烈的爭論，而且這一次的爭論不單單是純粹學術(shù)上的，由于愛因斯坦是猶太人，而且是生活在德國的猶太人，因此他和他的相對論不幸成為政治運動的犧牲品。

并未頒獎給愛因斯坦

1919年初，著名物理學家普朗克提名愛因斯坦為諾獎的候選人。1919年5月，愛丁頓和戴遜率領(lǐng)科學考察隊考察驗證了廣義相對論的某些內(nèi)容，并將結(jié)果于當年9月公之于世。同時，一場針對愛因斯坦及其相對論的惡意攻擊也隨即展開。1920年8月24日，一場反相對論的公開演講在柏林最大的音樂廳登場，主講者是德國實驗物理學家格爾克和鐵桿反相對論人士魏蘭德。一個月后，德國中部旅游勝地巴德瑙海姆上演了第二場反相對論公開演講，主講者包括著名的德國實驗物理學家、1905年諾貝爾物理學獎得主勒納德。1919年諾貝爾物理學獎得主斯塔克也公開質(zhì)疑相對論。

愛因斯坦親身去聽了反相對論的演說，結(jié)果他發(fā)現(xiàn)那些演講中沒有任何有分量的反對意見，有的只是含糊其辭、捕風捉影的指控和抨擊。事實上，無論勒納德還是斯塔克，都是忠實的納粹信徒，主張推進所謂“德意志物理學”，清除“猶太物理學”，而愛因斯坦是猶太人。

然而，這些“物理學界泰斗”的態(tài)度給諾貝爾委員會造成了壓力。1921年，要求愛因斯坦獲取諾貝爾獎的呼聲幾乎達到頂峰。就在當年，諾貝爾獎委員會找了一位很有權(quán)威的瑞典專家古爾斯德蘭德，讓他寫關(guān)于廣義相對論的評價報告。但古爾斯德蘭德在他所寫的評價報告中嚴厲抨擊了相對論。1921年，諾貝爾獎委員會選擇讓當年的諾貝爾物理學獎空缺，未頒獎給愛因斯坦。

補授給他的獎項

然而此時，愛因斯坦在物理學界的威望之高，已經(jīng)讓諾貝爾獎委員會不能忽視他。幾經(jīng)考慮，諾貝爾獎委員會想出一個折中方案——1922年，他們決定把1921年的諾貝爾物理獎補發(fā)給愛因斯坦，但愛因斯坦的獲獎理由不是相對論，而是他在提出狹義相對論之前所發(fā)現(xiàn)的光電效應定律。

自愛因斯坦發(fā)表廣義相對論以來，科學界一直在努力印證相對論的理論。在發(fā)現(xiàn)引力波之前，美國國家航空航天局和有關(guān)研究人員，已經(jīng)證實了愛因斯坦廣義相對論中兩項重要預測。

驗證的第一個理論是測地線效應，也稱短程線效應。該理論認為時間和空間會因為地球等大質(zhì)量物體的存在而彎曲。通俗地說，如果把時空結(jié)構(gòu)想象為一張平坦的床單，把地球等大質(zhì)量的物體看做是一個保齡球的話，當“保齡球”被放在“床單”上時，床單就會發(fā)生凹陷。

驗證的第二個理論是慣性系拖曳效應，該理論認為，大質(zhì)量物體的旋轉(zhuǎn)會拖動周圍時空結(jié)構(gòu)發(fā)生扭曲。這時可以把地球等大質(zhì)量物體想象為一個橡皮球，把物體周圍的時空結(jié)構(gòu)看做是一碗黏稠的蜂蜜，當“橡皮球”在“大碗”中轉(zhuǎn)動時，就會帶動碗中的“蜂蜜”跟著“橡皮球”一起運動。