初始信心在于美 | 量子闲话


文/周劼(资深媒体人 , 业余从事文史、艺术研究 。 )
爱丁顿的日食观测证实了爱因斯坦广义相对论“光线弯曲”的预言 。 爱因斯坦本人是透过电报才得知这个好消息的 , 他将电报顺手递给身旁的一位女学生看 。 她问 , 如果结果并没有证实你的理论 , 你会说些什么呢?爱因斯坦答 , 那我真为亲爱的上帝感到遗憾 , 因为理论必是正确的 。
【初始信心在于美 | 量子闲话】这则轶事之所以流传很广 , 就在于大家相信爱因斯坦在思想和实在之间抉择时 , 必须有那句霸气侧漏的回答 , 理论面前上帝折腰 , 思想面前造化束手 。
先让我们看看实在的不完美 。 爱丁顿证实太阳光线偏折的日食观测原始数据其实有三组 , 一组很离谱 , 一组接近牛顿力学的预言 , 一组才接近爱因斯坦的预言 。 按照常规 , 应该给三组数据取平均值 , 但爱丁顿没有这样做 , 而是将三组数据同时交给英国皇家学会 。 皇家学会毫不犹豫“将与广义相对论预言不符合的观测值作为不合时宜的捣乱分子给排除掉了” , 高调宣布广义相对论“一记本垒打” 。 这引发了一场怀疑爱丁顿学术品格和拉偏架的历史公案 , 直到几十年后 , 史家还在折衷表态 , 始作俑者不是他 , 爱丁顿没有排除不利证据或者隐匿证据 。
爱丁顿的数据不完美也好 , 刻意隐瞒也好 , 其实大家并不太在意 , 因为所有看懂了广义相对论的人都认定 , 这场日食观测不过是一首《广义相对论是我们坚固的堡垒》赞歌尾声的最后一个顽皮拖腔 , 破音也好 , 跑调也好 , 丝毫不影响歌曲的恢宏壮丽 。 如爱因斯坦在给玻恩的信里说的 , 即使光线的偏转、近日点的进动或谱线红移都不能被证实 , 引力方程仍然是令人信服的 , 因为它们避免了惯性系既影响一切东西而自身不受影响的幽灵 。 人们通常对最强有力的论证充耳不闻 , 而总是倾向于过高估计测量的精确度 , 这真是颇为奇怪的事情 。 对此 , 史家解释说 , 爱因斯坦的广义相对论不仅意味着确定不疑 , 而且意味着坚定不移 , 不可能为了容纳某些实验而修改 。
这种爆棚的谜之自信 , 温伯格称之为“初始信心” 。 他说 , 爱因斯坦的理论获得验证之前 , 一定有什么东西给他带来了足够的信心 , 才能使他坚持为之奋斗下去 , 而那东西只能是理论本身的魅力 。
理论本身的魅力 , 爱因斯坦自己形容为“广义相对论的主要意义 , 不在于一些小小的观察效应之预言 , 而在于它的基础和谐而简单”;狄拉克则形容为“美而优雅” , 他说 , 凡是能够欣赏到“天地流转、宇宙运行和数学之美的本质都是和谐”的人肯定会有同样的感觉 , 一如爱因斯坦广义相对论那般优美的理论 , 肯定是正确的 , 充实而有光辉……爱因斯坦建构他的理论时 , 只受一种内在动力指引 , 即理论应该是美而优雅 , 那是对大自然的基本描述 。
有人将广义相对论的“美”总结为:必然性、结构的简洁、复杂中闪耀着基本的简单 , 还有像所有美好的事物一样 , 暗含着一股不容置疑的高贵气质 。
有了对如此“美”的认知和膜拜 , 自然“初始自信”也如初恋一般不离不弃、莫失莫忘 。 把“美”坚持到底 , 就是物理学 。
【编辑:贺方程】
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