爱恩斯坦(爱因斯坦并不完美,回顾他的一生,他至少犯下了6个错误)
2024-05-26 21:32 来源:爱美欣 浏览量:次
导语
“科学家也有犯错误的可能。”
爱因斯坦对这一点再明白不过,但作为一名卓有成就的物理学家,爱因斯坦同样也犯过错误。
这个错误数无法计数,不过今天我们将看到爱因斯坦中的6大错误,其中一些错误并不明显,此外爱因斯坦的名字和声誉并不会因此而被抹杀。
反而将随着人类文明的进步继续留在科学史上。
一、广义相对论中宇宙常数的假设。
作为爱因斯坦一生最大的错误便是在广义相对论中引入宇宙常数,而宇宙常数也是爱因斯坦在研究万有引力的时候被迫引入的。
正是在早期的化学和光学领域,研究人员认为物质和能量在宇宙的各处都是均匀的,且还要保持一定的时间不变性。
于是研究人员对系统中的宇宙观进行了探究。
最终研究人员得出了一个公式,即能量和物质的密度分别相等。
在人们看来,能量和物质是独立存在的,但是在很久以前,能量被认为是一种虚无的东西。
但是能量和物质这两者却是息息相关的,舍不得谁谁。
正是爱因斯坦的狭义相对论证实了光子麦克斯韦方程中的常数是存在的。
在继续研究中,爱因斯坦认为能量也是存在的,并且是可以有质量的,同时他还将光子粒子称之为质子。
他便认为光子中存在一个能量质量,这样一来我们就可以将其当做波来看待。
当光子能量特别大的时候,爱因斯坦就认为光子质量较大的时候会产生引力。
这一切在他的狭义相对论中证实,自此爱因斯坦对引力波要保持警惕。
之后他又继续研究引力标准,并将其与能量标准相结合并进行推导,最终爱因斯坦发现引入这个公式。
这两个参数永远不会收敛,这意味着爱因斯坦的理论在这里将会失效。
由此,爱因斯坦急匆忙忙地将宇宙常数推导出,并将后续的计算过程全部抛弃。
但最终他还是引入了宇宙常数,乃至于将其引入到他的“广义相对论”中。
这个宇宙常数在上世纪的年代中,爱因斯坦赛赴美国,在那之后,宇宙常数开始成为一种有趣的东西,因优化现象而成为“小宇宙”的一部分。
在研究人员对爱因斯坦的大爆炸学思想进行研究的时候,宇宙常数便成为他错误的助推器。
于是人们就在引力中进行检测,但最终却并不能证明宇宙常数的存在。
随后,LeMaître在探究宇宙演化过程中,认为宇宙常数中的一些东西是多余的,同时也将其进行了简化。
二、统一场论的时代局限性。
这也是爱因斯坦在研究引力定律方向中的一个错误,他当时也对这种引力行了简化,将万有引力和束缚引力合成为一种力。
他便认为这种力的方向应该总是不断改变的,那么我们就将其看做一个矢量,这样一来我们就可以为其进行研究。
毕竟这种矢量都是相互独立的。
这样一来,爱因斯坦将空间和时间相结合,起初他仅仅认为这种力是可以传递的,然而在转角的时候,爱因斯坦认为万有引力和光子束缚力是一样的,同时还有一个宇宙常数的存在。
但这三种力都是不能够传递的,同时爱因斯坦将其进行了小化,认为这都是一种力,这就导致爱因斯坦为其创立的“统一场论”,并不能将万有引力和其他力的作用进行很好的统一,同时也无法预测核反应中的多中子和介子等。
这就导致“统一场论”不符合现在等空间中的科学定律,并且也不能够很好地将牛顿力学和量子力学进行统一。
除此之外,爱因斯坦将物质简化为粒子相互作用,而不是早期研究人员认为的波。
这样一来,他就忽略了“光速不变”这条定律。
三、错误的宇宙模型。
爱因斯坦主张的宇宙模型是一个稳定不变的模型,但一位比欧拉还要伟大的数学家也曾经在提出了一个和爱因斯坦相合的宇宙模型。
这个模型中的简化条件就是空间的各处都是均匀且相等的。
但是在早期的数学中还有“曲率”这个概念,这个概念起初只是人们进行数学研究的工具,直到爱因斯坦对宇宙的研究,人们才认为它是一种物理的概念。
在爱因斯坦的广义相对论中,空间中需要有质量物体作为参考,这样一来我们就可以判断空间中是否存在宇宙常数。
但在1925年,爱因斯坦和Werner Heisenberg施行的测量研究实验,发现测量数据并不符合宇宙常数的理论。
至此,宇宙常数还是被保留了下来,但是在后续的研究过程中,人们发现电子在激发态下,由于自旋速度特别快,这就意味着它可能会产生引力,因此它没有逃脱。
四、对量子力学的偏见。
在1926年,Schrödinger在阐述一种线性的波动方程的基础上,研究出一种波动方程。
这种方程同样适用于电子、质子等物质粒子,次年,Born还在此基础上提出了一种波函数。
这种波函数在空间中处处都是有的,当粒子位于某个坐标的时候,它的波函数才有可能成立。
这就意味着波函数不能用来反映粒子的运动状态,而Schrödinger和Heisenberg则认为波函数可以用来反映粒子的运动状态,但万变不离其宗,这种运动非一般物体的运动。
这也证明升代的内容也从波改为了参考物质的粒子。
这意味着你可以在空间中找到不同粒子的波函数。
而Heisenberg在1926年发表的这种波函数则是用来描述粒子在不同位置的概率。
从这里可以看出波函数则是这种粒子波动的概率,这种概率则可以与经典物体相同。
总之,这两种观点都的得到了验证。
但是最终Schrodinger和Heisenberg都认为波函数是一个实体,他们甚至在一份记录中称之为“反物质”。
因此,他们很有可能会用科学手法为反物质进行进一步的研究。
五、对引力波和原子核内部能量的怀疑。
爱因斯坦对引力波的态度一直都是十分怀疑的,甚至在1960年和B. Sachs合作研究相关资料。
他们也认为研究数据中引力波的存在只能证明牛顿定律中万有引力的存在,并不能证明爱因斯坦理论中引力波的存在。
但爱因斯坦对原子核内部的能量也是十分怀疑的,因为爱因斯坦说在研究质子、中子等粒子的时候,粘合力密切相关。
正是这种粘合力将原子核中的质子和中子牢牢锁在一起,只有当这种引力的作用力大于排斥力,原子核才会稳定下来。
而在此之前研究原子核的人反复测量,只是得出个质子的质量会发生变化,但中子的质量却不会。
同时,在中子和质子的实验中,中子的质量会比质子的质量要重。
因此,爱因斯坦最终也认为中子和质子能量的差距和粘合力有很大关系。
六、实验物理不足。
爱因斯坦虽然是一名物理学家,但他的实验物理知识并不多。
结语
尽管爱因斯坦在广义相对论中和统一场理论构建中犯有多个错误,但他仍然是"物理学奇才"。
这些错误并不会妨碍他的学识,他的名字和理论将会伴随人类文明不断前行下去。
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