作者: 佩德罗·G.费雷拉     发表日期: 2023-10-18 

读后感

爱因斯坦在发现相对论赢得无数荣誉之后没有继续高歌猛进，因为他一度怀疑自己的理论。晚年的爱因斯坦跟晚年的牛顿不相上下。

完美理论是全人类的智慧结晶，牛顿、爱因斯坦等科学家共同绘出了五彩斑斓的物理世界和宇宙。

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重力研究基金会

重力研究基金会主办的这场竞赛是热衷于重力研究的商人杰•巴布森想出的点子。 他将他自己版本的物理学牛顿定律应于玩股票发了财：“涨得高便跌得狠，股市会因为自身的重而下跌。”

这不是火箭科学，但巴布森是个有心结的男人，在他还是个孩子时，他的姐姐溺水死了，对此他责怪重力。 他是这么看这场悲剧的：“她无力抵抗重力，它像一条巨龙游过来抓走下她。”

在他的整个生活中，巴布森不断地以这种或那种投资重力研究，收集牛顿纪念品，促进各种稀奇古怪的想法。 而最重大的举措，当属创建“重力研究基金会，实现巴布森的最终目标：反重力。

爱因斯坦的不信自己

1933年冬，爱因斯坦和勒迈特神甫在美国旅行时都来到加州大学帕萨迪纳分校的技术研究所。 在温暖的校园里，神甫被要求给举办两场讲座。

他们上一次见面还是在1927 年的素尔维会议上，当时爱因斯坦曾驳斥了勒迈特的工作，认为他的理论固然正确。 但与自己的理论不相关，从而使得勒迈特的工作很长一段时间没引起人们的注意。

但是这一次不同了，勒迈特现在已被推崇为新宇宙学的领军人物之一。

在被他自己的错误直觉误导了 10 多年后，爱因斯坦终于看到了曙光。这是整个事件的一个有趣的转折。

广义相对论理论的创建者没有足够的勇气去接受由他的理论推断出的关于宇宙的预言，而是试图通过引入某种修正来捏造答案。 只是因为广义相对论的数学具有无比荣耀的挑战性。

弗里德曼和勒迈特便投身其中，并由此能够提出一种不断发展演化、不断膨胀的宇宙模型，天文观测数据已证明他们是正确的。

爱丁顿的傲慢

爱丁顿称自己的计算已揭示福勒关于白矮星问题的解是不正确的。

钱德拉想上前反驳爱丁顿的武断但没能如愿。

他正在破坏爱丁顿编织的关于恒星是如何生活和死亡的美丽动听的故事，爱丁顿当然不喜欢这种做法。 如果引力坍缩战胜了一切，那么我们就必须面对施瓦西的奇异解及其所有的离奇后果。

正如多年以后钱德拉自己说的那样： “现在，问题很清楚，爱丁顿意识到，存在质量上限意味着自然界必然会出现黑洞。但他不接受这个结论。如果他接受了这一点，他会比其他人超前 40 年。在某种程度上说，这真是大糟糕了。”

爱因斯坦之痛

爱因斯坦没有拿下大统一理论。 30多年来，他艰难地在各种理论间跋涉，有时放弃了一种可能性若干年后又再次把它捡起来。

他尝试过将时空扩展为五维而不是四维。这额外的空间维度被包裹起来，外界几乎看不见。 其几何或者说它的曲率将在电磁场下发挥作用，以应对 19世纪中叶詹姆斯•克拉克 • 麦克斯韦提出的电荷和电流。

五维宇宙的观念并不是爱因斯坦最先提出的。

爱四斯坦在另一项力图统一引力和电磁力的理论上花费了更多的时间。

他拾起他的广义相对论的几何框架，即黎曼在几十年前所提此的数学工具，将它拓宽。 用以描述时空的几何结构和动力学的原初理论用了10不必须由他的场方程确定的未知函数。

不完备性定理

不完备性定理陈述起来简单得令人有些难以置信。 无论你用数学来描述什么系统，你都得从一组公理和法则开始。

哥德尔证明了，不论这些最初的陈述是什么，总是会有些东西是你无法从这些公理和法则推断出来的： 这就是你无法证明的真实陈述。如果你遇到一条你不能用公理和逻辑推理法则予以证明的真理，你可以把它添加到你的公理集中。

但哥德尔定理表明，事实上，这样的无法证明的真理性陈述永远都有无限多条。 当您拾起那些你不能证明的真理将它们添加到你的公理集合中时，你的那个原本简单、优雅的演绎系统就会变得雕肿、庞大，但总是不完整的。

晚年爱因斯坦

尽管霍伊尔具有媒体号召力，但他的稳恒态理论永远只是一种山寨产业，一种主要流行于剑桥的非正统学说。

然而，稳恒态理论所提出的问题，在它的启发下立志从事这一学科的年轻科学家，以及它所提供的新的观察宇宙的窗口，将成为随后几十年中广义相对论理论浴火重生的关键。

剑桥是亚瑟 •爱丁顿的根据地。

与爱因斯坦有点像，爱丁顿在后半生也迷失了自己，沉迷于他自己的很深奥的宇宙理论而不能自拔。 在他去世前的几十年里，爱丁顿一直试图搞出一种能够将一切（引力理论、相对论、电学、磁学和量子理论）一统起来的基本理论。

在外人看来，他的这幅由数字、符号以及各种神奇的联系编织成的统一世界似乎更像是一种命理学说和一堆巧合，而不是广义相对论核心的优雅的数学。 比爱因斯坦更有过之的是，爱丁顺一直过者一种避世的生活，在他 1944 年去世之前的取后几年，他生活在一和相对隔绝的状态下。

他留下了一部不完整的手稿，不易读，早被世人定全忘记了。

整体思考与降维思考

在俄罗斯前线，施瓦西收到了最新一期的《普鲁士科学院期刊》。 他看到了爱因斯坦就他的新的广义相对性理论所作的简短而激动人心的演讲稿。

他立即开始着手就他能想到的看着最简单，物理上又最感兴趣的情形来求解爱因斯坦的场方程。 亚历山大 •弗里德曼和乔治•勒迈特不同，他们后来都将宇宙作为一个整体看待，施瓦西决定将对象放在较低一级的层次上：研究如行星或恒星这样的球形质量周围的时空。

在处理像爱因斯坦方程这样的一团乱麻时，这种处理有助子简化问题。通过观察恒星周围的时空，施瓦西可以把重点放在寻找静态的、不随着时间演化的解上。

钱德拉量子研究

钱德拉对新的量子物理学非常着迷。

他读了他能搞到的所有新的数科书，其中就有爱丁顿最近出版的 《恒星的内部结构》但真正赢得他注意的是一本由德国物理学家阿诺德•索末菲写的有关物质的量子性质的书。

在素末菲的工作的启发下，他开始着手写一篇有关量子系统的统计特性以及它们如何相互作用的文章。这篇早期论文发表在《英国皇家学会论文集》 上，当时钱德拉尚未满十八岁。

显然，去欧洲就能够参与到做出新量子物理学的伟大发现的热潮中，于是钱德拉选择了到英格兰去追求他的梦 想，由此开始了他攻读剑桥博士学位的漫漫征程。

正是在乘坐 “劳埃德•特里埃斯蒂诺” 号远洋邮轮的长途航过程中，钱德拉做出了改变他一生的惊人发现。 在船上，他放不下他的工作，于是决定利用这趟行程仔细研究一下由拉尔夫 •福勒（爱丁顿的剑桥同事）写的一篇文章，这篇文章似乎解决了白矮星的问题。

福勒援引了两条量子力学原理，并将它们引入到天体物理学当中。 第一个是海森伯的不确定性原理。

它陈述的是这样一个事实：你不可能固定一个粒子的空间位置，同时又确定它的运动状态或速度。 第二个是不相容原理，它指出，原子内的两个电子（或质子）不能占据完全相同的物理状态（即薛定谔建议作为粒子的基本量子描述的奇异物质波)。

就好像它们之间有一种根本性的、必然的排斥，使它们无法占据相同的量子态。

完

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