圖片:1921年時期的愛因斯坦(引自維基共享資源)
當一個科學家發現了自己所發現前所未有的現象或是理論時,有的科學家會心喜若狂。但有的科學家卻會更嚴謹地檢視再檢視,甚至會認為自己居然找到了一個非主流的結果,這大概是錯誤的吧?然後會嘗試把這個新的結果加以消除掉。
愛因斯坦便是屬於後者,不管是他曾經透過演算發現宇宙居然不是穩定的常態,而是動態、會膨脹的。他覺得很可怕,那超出了一般人包括他自己所對宇宙的理解。所以特別加了一個宇宙常數(宇宙項,cosmological constant)到方程式當中,試圖去解出一個恆常不會變的宇宙。或是他曾對自己所發現的重力波(Gravitational wave)所抱持的強烈否定,因為重力波方程式真的太醜陋了,它缺乏物理學經典上所追尋的簡潔有力的線性方程式,一個醜惡而難解的非線性方程式。愛因斯坦曾經坦承自己的數學其實不好,所以他自己同樣討厭難解的東西。這也都證明了愛因斯坦其實並不是一個喜好求新求變的人。他也希望自己的發現都是很中規中矩的。
圖片:NASA製作的雷射干涉太空天線觀測重力波示意圖(引自維基共享資源)
關於宇宙項的部分,後來其它以哈伯為首的科學家在天文觀測中發現了著名的紅移現象證明宇宙正在膨脹,也迫使愛因斯坦放棄了宇宙常數,並認為是自己「一生中最大的錯誤」。但是愛因斯坦當年所給予的宇宙項,然而在1990年代宇宙項仍舊被其它科學家透過暗物質的研究而被驗證確實存在,因而復活。而至於重力波的驗證,那是在最近這兩年才有突破性的發展,並在今年(2016)二月,雷射干涉重力波天文台(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, LIGO)才剛剛宣佈科學家藉由雙黑洞相互環繞與碰撞、融合成新黑洞的系統中觀測到這個現象的存在。重力波的驗證其實就連愛因斯坦生前也曾坦承那是極為困難的事情,因為尋常的重力波在物理觀測上比呢喃細語還要難被查覺到。而最近科學家有幸觀測到重力波,正是拜黑洞碰撞所賜。也只有黑洞碰撞這樣極端的且重力場極大的星體所發生的劇烈天文事件,才正式讓人類驗證了愛因斯坦的重力波理論。
有的人說愛因斯坦很偉大,因為他是一個無所畏懼的科學開拓者,天資聰慧且持續無間斷地發現新的物理視野。這其實不盡然接近事實。很多時候愛因斯坦也曾迷惘過,或是質疑自己所發現的現象(尤其是方程式計算出來,但現實生活中很難驗證的科學現象)。就像愛因斯坦也是很早就發現量子現象的科學家之一,但他自始至終都不願意相信量子力學,因為量子力學大量引入機率的概念讓他難以承受,他於是一生都站在反對量子力學的觀點上,並且說出一個著名的名言:「上帝不會丟骰子。」愛因斯坦其實一生都在追尋著『光』,他的很多理論也都和『光』有著密切的關係。也可以說愛因斯坦讓人類對於光波的瞭解有了極大的躍升。愛因斯坦有一個重要的童年回憶,來自於自己最初對於光的好奇。「在我4歲時,我父親送我一個羅盤,當時我覺得好像看到一個奇蹟,我突然覺得各種事物的背後一定有某些東西隱藏著;在某種意義上來說,一件神奇的東西可以讓人的思想世界飛揚起來」愛因斯坦曾這樣說道,然後他開始鑽研《自然科學通俗讀本》,而這本書將「光速的問題」擺在最開頭,作為一切自然觀察的起始。愛因斯坦對光這個現象於是一直有著莫大的興趣,而當時經典物理又都有許多的主題環繞在重力。於是後來愛因斯坦一生果然都在光與重力這兩個區塊當中思考許多重要的理論。
愛因斯坦曾對數百年前的牛頓表達歉意,因為自己的相對論推翻了牛頓的力學視野。但誠如牛頓曾對伽利略的推崇,愛因斯坦同樣認為牛頓是牛頓時代科學創造力的巔峰所在。自己只是一個對力學有深入了解後,以新觀念切入的科學家。在更多的時候,愛因斯坦其實很知道自己的科學定位是在哪裡。並且也和我們一樣,有時也會缺乏信心。我們從愛因斯坦當年發表宇宙項和重力波的事例當中,也可以看到愛因斯坦很平實的一面。
延伸閱讀:
1.簡單明瞭的重力波捕獲現場——科學超抖宅報 (泛科學)
http://pansci.asia/archives/93578
2.【物理故事】愛因斯坦一度不相信重力波 (CASE讀報)
http://case.ntu.edu.tw/blog/?p=23958
3.超乎想象的宇宙——量子力學篇。
https://www.youtube.com/watch?v=g3n4nOdLI_I