愛因斯坦的遺憾

劉立松

他在26歲就發(fā)表了《關(guān)于光的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化的一個啟發(fā)性觀點(diǎn)》等4篇論文，其中的每篇論文的成就都可以獨(dú)立地獲得諾貝爾獎金；他獨(dú)立而完整地提出狹義和廣義相對性原理，開創(chuàng)了物理學(xué)的新紀(jì)元；他被譽(yù)為20世紀(jì)最偉大的物理學(xué)家，是現(xiàn)代物理學(xué)理論的奠基人。

他就是——阿爾伯特·愛因斯坦。

在我們的印象中，他少年成名，科學(xué)之路應(yīng)該一路坦途，但實(shí)際情況卻遠(yuǎn)非如此。

晚年的愛因斯坦從歐洲來到美國的普林斯頓大學(xué)后，被人描述的整體印象是：將自己困在一個金籠子里，跟主流物理學(xué)脫節(jié)，做著一些復(fù)雜的數(shù)學(xué)演算。當(dāng)時，他的許多同事——那些理論物理學(xué)家們感覺他完全脫離了正常研究軌道，因此對他的想法根本不認(rèn)真對待。在他人生最后的15年內(nèi)，他苦苦尋求一個更通用、更簡單的總理論框架——“統(tǒng)一場論”來描述整個世界，但遺憾的是，他至死都沒有完成心愿。直到今天，“統(tǒng)一場論”仍然是物理學(xué)家們孜孜以求的最高目標(biāo)。

阻礙愛因斯坦完成偉大心愿的原因是什么呢?其中一個關(guān)鍵因素卻是令人吃驚的——數(shù)學(xué)。

了解愛因斯坦的英國普利茅斯大學(xué)物理學(xué)家戴維·麥克馬蘭曾說：“許多人認(rèn)為愛因斯坦是數(shù)學(xué)天才，他其實(shí)不是。”愛因斯坦在研究的早期就非常倚重一些才華橫溢的數(shù)學(xué)家，比如他挑中了年輕的數(shù)學(xué)家施特勞斯做了他的助手。施特勞斯在數(shù)學(xué)方面的鑒別力給了愛因斯坦證實(shí)自己對宇宙的直覺認(rèn)識的一個框架。后來，在一封施特勞斯寫給愛因斯坦的信中，施特勞斯批評了愛因斯坦對“統(tǒng)一場論”研究的一個思路，最后成功勸說愛因斯坦放棄沿著這個思路研究下去。愛因斯坦取得的偉大成就，離開了。這些數(shù)學(xué)家的幫助幾乎是不可能完成的。愛因斯坦晚年生活留下的一批手稿和信件就表明：他苦苦探求新的物理理論而一無所獲，內(nèi)心承受著巨大的挫敗感，而數(shù)學(xué)知識方面的不足最讓他感到捉襟見肘。

這不禁讓人想起著名的“木桶”理論，一個木桶盛水的多少決定于最短的那塊木板的長度。我不敢說數(shù)學(xué)是阻礙愛因斯坦完成“統(tǒng)一場論”的唯一因素，但數(shù)學(xué)知識方面的匱乏確確實(shí)實(shí)成了愛因斯坦進(jìn)一步完成物理學(xué)最偉大壯舉的重要短板，這不能不說是這位物理學(xué)泰斗的遺憾。