廣義相對論受諾貝爾獎冷落背后的戲劇性故事

編譯 苦山

1922年11月9日，瑞典皇家科學院投票授予阿爾伯特·愛因斯坦此前從缺的1921年諾貝爾物理學獎，以表彰他“對理論物理學的貢獻，特別是他對光電效應定律的發現”。

這個決定引發了數十年的猜測，尤其是，它為何對愛因斯坦的相對論避而不提？1974年，在諾貝爾獎的章程修訂后，研究人員可以查閱50年以上的官方檔案資料，歷史研究終于得以對民間的揣測和傳言一探真假。

然而，在該獎項頒發100周年紀念日臨近之時，頒獎前后的詳情與該事件的意義仍有些許不夠清晰之處。長期以來，科學院和相關的諾貝爾獎官方資料對這一事件的敘述與歷史記錄并不相符。他們的版本在一定程度上借鑒了物理學家亞伯拉罕·派斯（Abraham Pais）對愛因斯坦獲諾獎經過的描述。

科學院聲稱愛因斯坦因其光電效應理論而獲獎，并將相對論未能獲獎歸咎于委員會成員阿爾瓦·古爾斯特蘭德（Allvar Gullstrand）對其評估時所犯下的不幸錯誤，這一敘事是對一段相當復雜和令人困擾的歷史的誤解與過度簡化。

一項瑞典特權

諾貝爾物理學獎所涵蓋的范圍或許稱得上國際化，但自1901年獎項開設以來，其結果總是由瑞典皇家科學院決定。

學者們對諾貝爾獎前50年的頒獎評選流程進行了詳細的研究。在這50年間，委員會成員主要依靠自己的判斷做出決定。與提名相關的數據——被提名數、被提名頻率、提名來源——無法為最終的頒獎結果提供任何解釋。總之，委員會很少會選擇那些獲得多數甚至絕大多數提名者公認的候選人。

事實證明，瑞典委員會的成員們自身對科學成就的理解、對何為重要成就的個人考量，以及他們團體內部的人情往來都對獎項結果至關重要。但是，為了理解委員會的報告以及其中所記錄的決定，我們需要更深入地了解委員會成員。

委員會精心打磨過的文本所傳達的是對其向科學院所提交推薦的事后聲辯，最終報告所展示的并非試圖達成共識的過程。寫作報告的行為也是在掩飾不時引發爭議的評選流程：這些流程中充斥著偏見、傲慢，乃至小家子氣。

1920年：名聲大振、敵人的反擊和一場驚詫

1919年11月6日，在英國皇家學會和英國皇家天文學會舉行的聯合會議上，退休的劍橋物理學家湯姆孫（J. J.Thomson）宣布了如今廣為人知的英國日食考察遠征隊的觀測結果。盡管部分照片無法使用，但足夠多的可靠數據證實了太陽的質量會對星光造成微小的偏折，而愛因斯坦此前已根據他的廣義相對論預測到了這一點。

此時的歐洲仍未從世界大戰的恐怖中恢復過來，正為隨之而來的政治和社會動蕩焦慮不已，在這一時刻，一種顛覆了物理學基礎的理論和它那全然不走常規路的創造者便吸引了媒體的關注。在1920年的上半年，不僅大量科學界人士對愛因斯坦的成就表示認可，大眾媒體的日益關注也推波助瀾，在全世界掀起了一場對相對論的狂熱。

盡管相對論很難被大眾理解，它仍然獲得了前所未有的地位，象征著從戰爭和革命的廢墟與動蕩中升起的嶄新的不確定時代。各黨派政治運動都開始為了各自的目的擁抱或攻擊相對論。愛因斯坦正在轉變成一位前所未有的國際名人，盡管他本人未必喜歡。并不是所有的物理學家都認可將英國的研究結果作為愛因斯坦理論的有效證據；也不是所有的物理學家都具備理解愛因斯坦理論的能力或是意愿。

對于諾貝爾獎委員會而言，愛因斯坦并不陌生。他早在1910年就曾被提名；到了1917年，零星的提名變成了數量有限但可觀的年度支持。盡管1920年只有少量提名者遞交了名單，但愛因斯坦的名字在這張短短的名單中占據了主流。提名他的人包括尼爾斯·玻爾（Niels Bohr）和幾位荷蘭物理學家，其中有諾貝爾獎得主亨·安·洛倫茨（H. A.Lorentz）、海克·卡末林-昂內斯（Heike Kamerlingh-Onnes）和彼得·塞曼（Pieter Zeeman）。

毫無疑問，一些本應參與提名的人并未參與提名，因為德國在1919年橫掃科學獎項的結果引發了一場抗議——得獎者有馬克斯·普朗克（Max Planck）、約翰內斯·斯塔克（Johannes Stark）和弗里茨·哈伯（Fritz Haber）。抗議者們認為，頒獎決定似乎是在反抗協約國對德國科學界的抵制。

諾貝爾物理學獎的五人委員會從始至終都由堅定信奉實驗主義信條的瑞典物理學家主導，他們認為，復雜的理論和數學在物理學的進步中僅僅扮演了微不足道的角色。

在1920年提交給科學院的常規報告中，委員會根據委員會成員斯萬特·阿倫尼烏斯（Svante Arrhenius）的特別報告對愛因斯坦的成就進行了駁斥，認為他基于相對論的預測并未得到足夠的證實，這些預測包括：經過太陽附近的星光偏折、水星軌道的不規則性，以及太陽光譜中的紅移現象。

在他僅有七頁的簡短報告中，大部分篇幅都在強調反對相對論的主張，其中一些主張來自愛因斯坦在德國最狂熱的批評者。阿倫尼烏斯于1920年8月上半月完成了他的報告，當時德國的反愛因斯坦情緒正變得越來越公開化、越來越激烈。

阿倫尼烏斯在他為諾貝爾獎委員會撰寫的七頁特別報告中引用了一些極端的反相對論文獻。廣義相對論解釋了水星近日點運動中微小的不規則現象（牛頓力學無法解釋這一點），阿倫尼烏斯對此一筆帶過，隨后用了半頁多的篇幅來闡述恩斯特·格爾克（Ernst Gehrcke）此前發表的、對愛因斯坦相對論在此事上基本無可爭議之成功的批評。

根據格爾克的說法，該反常現象在幾十年前就已經被一位名不見經傳的德國研究員保羅·格伯（Paul Gerber）解決了。格伯的成果基于經典的以太物理學，這意味著人們沒有必要接受愛因斯坦對空間和時間的革命性重定義來解釋這一令人困惑的現象。早些時候，當愛因斯坦拒絕回應這些說法時，格爾克開始指責愛因斯坦剽竊，這后來成了對他和對相對論的常見指控。

然而，阿倫尼烏斯沒有提到的是，馬克斯·馮·勞厄（Max von Laue）和其他支持者此前早已證明了格伯的計算中存在嚴重錯誤，從而確實、反復地駁斥了格爾克的論點。

對于英國日食的觀測結果，阿倫尼烏斯采納了懷疑論者的觀點，即實驗的誤差幅度大于要測量的效應結果。他宣稱，這些結果不能被采為證據，因為它們的準確程度仍然存疑。他隨即指出，所有試圖在太陽光譜中找到紅移現象的努力都失敗了。

在落款日期為1920年8月17日的報告結尾處，阿倫尼烏斯提到了數位反愛因斯坦作者的文章。他極為不尋常地引用了在報紙上發表的文章，它們大部分來自極端民族主義的《德意志報》。其中有些文章的作者有著可疑的科學和政治立場，如赫爾曼·弗里克（Hermann Fricke）和約翰內斯·里姆（Johannes Riem），后者是一位公開反猶的基督徒，反對他所認為的“猶太唯物主義”。

同樣被提到的還有魯道夫·繆斯（Rudolf Mewes）那“幻想和狂熱的出版物”，他是一個極端反猶主義者，支持恢復德皇統治，反對所謂的用抽象、派生的猶太知識取代真正的德國科學的陰謀。阿倫尼烏斯還評論說，為了即將于9月在巴特瑙海姆召開的德國自然科學家全國會議，人們正準備在“所有自然科學學科的所有層面”讓愛因斯坦變得“無害”。為了實現這一目標，包括格爾克和菲利普·萊納德（Philipp Lenard）在內的數人預計都將擔任主要發言者。

此前，萊納德聲討相對論的檄文剛剛重印，其中的一句話被阿倫尼烏斯引以總結自己的評估，報告隨即突兀地收尾，該結尾還復述了萊納德的觀點，后者斷言，愛因斯坦的大部分理論必須被認為是“不可信的”。

這份報告幾乎沒有提及提名者和其他人所發現的愛因斯坦成果中的有價值之處。在他撰寫報告時，德國反愛因斯坦運動的極端主義政治和種族主義背景也許還未完全為世人所知。盡管如此，保羅·韋蘭德（Paul Weyland）和萊納德的往來信件，加上萊納德和格爾克長期以來對相對論抱持的高度批評態度，清楚地表明了德國不斷演變的形勢。此外，1920年6月，他與愛因斯坦的支持者普朗克和馮·勞厄以及極端民族主義的相對論反對者斯塔克進行了正式的和私下的會面，當時他們正在出席諾貝爾頒獎典禮。

由于阿倫尼烏斯對德國科學有著深切的關注，很難想象他會不和他們談論當下的事件。他與普朗克和斯塔克的關系都極為密切，此前不久，斯塔克曾安排格賴夫斯瓦爾德大學為阿倫尼烏斯授予榮譽博士學位，強調了阿倫尼烏斯在助力德國科學、傳承瑞德兩國共同的種族、宗教、文化和政治遺產方面的作用。

我們至今仍不清楚，為什么阿倫尼烏斯在他的報告中引用了這些文獻，為什么不久之后，當他必定理解了許多主要的德國相對論反對者所表達的令人厭惡的政治和種族觀點時，仍然保持了沉默。我們很難確定阿倫尼烏斯對愛因斯坦和相對論的真實看法。在他大量的書信來往中，并未表現出對相對論有特別的興趣。不同于諾貝爾獎委員會的另外幾個人，他并不是一個激烈的反對者。話雖如此，在1918年11月德國戰敗后，阿倫尼烏斯給許多德國科學家寫信以示同情和慰問，愛因斯坦的回信很可能令他感到了驚訝和詫異。愛因斯坦對德意志帝國的終結表達了欣喜，并宣稱自己是一個民主主義者與共和主義者，對人權問題深表關注。阿倫尼烏斯本人和他在德國科學界許多往來密切的對象都不是民主主義者或共和主義者。

1921年：偏見和傲慢

到1921年，愛因斯坦在物理學界的地位得到了鞏固。在這一過程中，他從世界范圍內的諾貝爾獎提名者那里獲得了相對廣泛的公開支持。有些人，比如荷蘭物理學家洛倫茨和普朗克，將愛因斯坦描繪成自牛頓以來絕無僅有的科學巨人。理論物理學家和實驗物理學家都建議為愛因斯坦頒發諾貝爾獎，特別是要表彰他在相對論方面的成果。一些人聲稱，在愛因斯坦獲得諾貝爾獎的認可前，很難再考慮其他候選人。愛因斯坦的提名使其他所有候選人都黯然失色。

古爾斯特蘭德親自撰寫了一份關于愛因斯坦的相對論和引力理論的詳細報告。古爾斯特蘭德是生理學和幾何光學方面的杰出貢獻者，他對自己的定位是眼科醫生和物理學家。他最廣為人知的是在眼科研究方面開辟性的儀器創新，以及將眼睛視作一個光學系統所進行的復雜分析。他獲得了1911年的諾貝爾醫學獎。

與古爾斯特蘭德的非凡才能相伴而來的是固執和傲慢。他曾得出結論稱，負責色覺的視網膜黃斑并非黃色，并在此后的25年間始終拒絕承認這一錯誤。同樣，當更方便、更容易理解的數學分析形式出現時，他拒絕了采用新形式、放棄自己那煩瑣和混亂的舊形式的建議。與阿倫尼烏斯一樣，他對時下理論物理學的掌握是有限的。

古爾斯特蘭德的評估報告有著異乎尋常的驚人篇幅，長達50頁，乍一看似乎全面，還提及了愛因斯坦成果的細節。但細讀就會發現，報告的內在邏輯基于這樣一個前提：愛因斯坦不可能是正確的。

到了1921年，德國反愛因斯坦運動的政治和種族立場已經眾所周知，然而古爾斯特蘭德明確表示，他接受阿倫尼烏斯1920年評估的內容和結論。古爾斯特蘭德的目標是化解愛因斯坦理論中那些呼吁“徹底改革力學常識基礎”的方面。

根據古爾斯特蘭德所言，一旦愛因斯坦理論中的錯誤和未經證實的主張被消去，剩下的內容就可以恰當地通過經典力學順利解決。他指出愛因斯坦的支持者所寫的文章是主觀的，這些文章傳達的是一群“狂熱信徒”那不健全且未經充分證明的主張。在談及愛因斯坦理論的接受者時，古爾斯特蘭德數次使用了“信仰”一詞，而非基于證據的科學推理。但他對愛因斯坦的反對者卻沒有類似的批評。

古爾斯特蘭德沒有明確提到格爾克有關愛因斯坦對水星近日點異常之解釋的駁論；毫無疑問，這是因為他給出了自己的批評和解釋。按古爾斯特蘭德的說法，英國的日食數據毫無用處。即使星光的微小偏折的確得到證實，那也不能被用作愛因斯坦四維時空的證據。

他的結論基于一篇鮮為人知、半科普性質的挪威語文章，作者是氣象學家和以太物理學家威廉·皮耶克尼斯（Vilhelm Bjerknes）。古爾斯特蘭德大量地引用了皮耶克尼斯通過經典物理學對光線偏轉的解釋。最后，古爾斯特蘭德斷言，愛因斯坦的理論缺乏任何實際內容，與物理現實沒有任何關系；它們缺乏“對物理學的重要意義，為之授予諾貝爾獎將會引來質疑”。

委員會接受了古爾斯特蘭德的評估，并向科學院提議稱，由于候選人都不夠出色，1921年的物理學獎應該保留到1922年。委員會的全體成員都不認可將英國的數據用作證明相對論的有效證據。

和往常一樣，科學院的諾貝爾獎全體會議紀要基本只記錄了投票結果。不過，許多檔案資料還是幫助人們對這一事件獲得了深入的了解。科學院的討論揭示了古爾斯特蘭德在物理學水平上的不足，他在討論中的突然發作也暴露了他的偏見。實際上，盡管他花了將近一年的時間試圖證明愛因斯坦是錯誤的，但事實證明，他并沒有足夠的能力掌握其中的數學和理論細節。

在撰寫報告的過程中，古爾斯特蘭德偶爾會與理論物理學家卡爾·威廉·奧森（Carl Wilhelm Oseen）討論他對愛因斯坦理論的反對意見，奧森往往很快做出回應，指出古爾斯特蘭德的誤解。奧森曾對年輕的理論物理學家奧斯卡·克萊因（Oskar Klein）提到這些折磨，同時指出古爾斯特蘭德阻礙了愛因斯坦獲獎。奧森對阿諾·索末菲（Arnold Sommerfeld）坦承，古爾斯特蘭德不得不評估他并不理解的理論成果，這是一種不幸。

那一年，科學院里不太可能發生反對委員會的叛亂。科學院的許多（甚至是大多數）成員在政治和科學上都是堅定的保守派。同樣重要的是，科學院尊重權威的文化意味著，投票反對古爾斯特蘭德的結論將是一種嚴重的侮辱，尤其是當他作為瑞典最有成就的科學家之一如此堅決地反愛因斯坦時。

國際頂尖的物理學家紛紛贊揚愛因斯坦是他們學科在世最偉大的代表，并宣稱他在相對論上的成就是科學史上最重要的成就之一，但這些對科學院來說都無關緊要。本土的“專業人士”已然發聲，科學院要捍衛自身的權威和自己做評估、判斷的權利。

1922年，愛因斯坦再次在提名中一馬當先。玻爾也得到了強有力的支持。古爾斯特蘭德對他的報告做了補充。他拒絕了聘請外國專家協助評估的建議。私下里，他宣稱愛因斯坦絕不能獲得諾貝爾獎。他仍然堅持格爾克的觀點，認為是大規模的暗示導致了大眾對相對論的狂熱。

古爾斯特蘭德贊同稱，新的發現很快就會揭示愛因斯坦的騙局；對相對論的巨大興趣將隨之迅速“蒸發”。古爾斯特蘭德再一次忽視了提名者們熱情的宣言和非同尋常的贊揚。在他看來，即使是科學家也可能屈服于大規模暗示。

與1921年一樣，古爾斯特蘭德宣稱，愛因斯坦的理論對于物理學來說缺乏重要性，因此無法獲得諾貝爾獎。委員會在沒有正式異議的情況下接受了這項判斷。

1922年：戰略大師登場

除了愛因斯坦在相對論和引力理論上的貢獻，一些提名者還贊揚了他許多其他的開創性貢獻，認為它們也值得獲諾貝爾獎。這其中包括他在量子理論方面的成果，特別是他的光電效應理論和固體熱容理論；其他人則提到了他與布朗運動和動力學理論相關的成果。在1921年和1922年，只有唯一一位提名者奧森將提名理由限定在愛因斯坦對光電效應定律的發現上。他的措辭十分謹慎。

光電效應定律的出現與愛因斯坦1905年的論文《關于光產生和轉變的一個啟發性觀點》有關，他在論文中提出，光有時作為離散的單個粒子存在。起初，很少有物理學家接受愛因斯坦關于光具有微粒性質的說法。漸漸地，部分科學家給出了傾向于證實這一定律的實驗數據。

當委員會在1922年初開會分配報告時，成員們接受了他們在理論物理學方面需要更多專業知識的事實。5月，委員會請求科學院增選奧森為臨時特設成員。6月，奧森一進入委員會，就堅持要對自己和其他人的提名理由作明確區分：他的提名理由是愛因斯坦對光電效應定律的發現，其他人的提名理由則是愛因斯坦解釋了光電效應。奧森希望愛因斯坦獲獎，但不是因為相對論而獲獎。同樣重要的是，他強烈支持把獎頒給玻爾。

78.80 %的大學生選用“溫順的兔子”“樂觀的猴子”來描述自己的性格，其共同點是：性格平和、易相處，屬于積極情感隱喻。21.20%的大學生描述自己性格是，強調易怒、難相處的特點，屬于消極類情感隱喻。

長期以來，奧森始終支持玻爾的專業發展，并對他的原子量子理論及其意想不到的成功表示欽佩，認為這是一種具備大美的理論。諾貝爾獎委員會一直駁回玻爾的候選人資格，理由是他的原子量子理論與物理現實相沖突。奧森明白謹慎的必要性。對于科學院和委員會的物理學家們對量子理論的理解不足和敵意，奧森已經絕望了很長時間。現在，奧森有了一個絕妙的戰略計劃，他意識到自己可以克服委員會對愛因斯坦和玻爾的抵制。

奧森明白，他不僅需要警惕科學院的物理學家普遍缺乏對量子理論的認同，還必須克服委員會過去的評估。特別是，阿倫尼烏斯在1921年為委員會撰寫了一份有關光電效應理論的簡短報告。他認為，撇開愛因斯坦天才般的洞察力不談，量子理論在很大程度上是由其他人發展起來的。此外，他還得出結論稱，與愛因斯坦的相對論和其他成果（例如與布朗運動相關的那些）相比，這一成就可謂“微不足道”，如果為此授予他諾獎似乎有些奇怪。他建議駁回奧森在1921年給出的因發現光電效應定律而授獎的提名。

奧森考慮到阿倫尼烏斯此前的評估，同時還想平息潛在的反對意見，在自己的評估結尾處討論了愛因斯坦許多成就的相對重要性。他拒絕接受任何通用的重要性等級制度，提出每種類型的研究人員都認為自己所偏愛的那一項愛因斯坦成就是最重要的。他隨即提供了一份清單，例如，理論物理學家可能會被愛因斯坦對量子理論的貢獻吸引，而數學物理學家和認識論學家則會被廣義相對論所吸引。而對于“測量物理學家”——科學院里最有代表性和最受尊敬的那一類物理學家——來說，愛因斯坦的任何成果都無法與發現光電效應定律這一全新的自然基本定律相提并論。

隨后，奧森撰寫了有關玻爾的原子量子模型的評估。通過強調愛因斯坦那已由實證證明的自然基本定律和玻爾理論之間的緊密聯系，奧森克服了委員會早期對于推測性理論與已確立的物理定律相沖突的指控。奧森說服了他的委員會同事們接受他的提議，于1922年頒發兩項物理學獎。

當科學院接受委員會的建議后，對于愛因斯坦獲獎的官方理由，人們產生了不同的意見。根據米塔-列夫勒（Mittag-Leffler）的日記所述，相關人員就官方措辭的多種提案進行了長時間的討論。最后，保守派的前瑞典首相哈馬舍爾德（Hammarskj?ld）的建議“勝出”：相對論不應被提及。米塔-列夫勒就希望將相對論和光電效應定律的發現都納入官方的頒獎理由中。他不贊成用含糊不清的籠統說法來描述愛因斯坦對理論物理學的貢獻，認為這開創了一個“危險的先例”。

投票結束后，科學院明確表示，相對論不應該出現在諾貝爾獲獎證書或其他任何官方文件中。

歷史評價

在1922年12月的諾貝爾獎頒獎典禮上，對于委員會和科學院如何處理愛因斯坦眾望所歸的候選人資格，相關記錄出現了含糊其辭的傾向（愛因斯坦當時在日本，沒有出席）。當然，獎項章程要求流程保密，然而，當阿倫尼烏斯就愛因斯坦獲獎發表介紹詞時，他感到有必要對如此知名的相對論未得到承認一事做出解釋。

這段話傳達的信息是，相對論屬于哲學而非物理學。不管怎么說，假如狹義和廣義相對論說破天也只是哲學辯論的話，那么為何會有如此多杰出的物理學家因為愛因斯坦在相對論方面的成果而提名他為諾貝爾物理學獎得主呢？比如，為什么意大利人在1921年將他們的馬泰烏奇物理學獎章授予愛因斯坦的相對論呢？

隨后，阿倫尼烏斯的評論激起了人們的研究和推測：瑞典哲學家對相對論的態度起到了什么作用？他們的態度與科學院的頒獎結果又有什么關聯？愛因斯坦與柏格森的分歧甚至被認為是相對論未能獲獎的原因。盡管瑞典哲學家確實就相對論進行了辯論，但沒有證據表明這些辯論對委員會的評估或科學院的決定有任何影響。

1981年8月，在一場諾貝爾獎研討會上，首次出現了對愛因斯坦獲獎一事的詳細分析，該研究也發表在《自然》雜志上，它初步指出了古爾斯特蘭德和奧森在事件中發揮的關鍵作用。第二年，在諾貝爾物理學獎委員會秘書本特·內格爾（Bengt Nagel）的幫助下，愛因斯坦傳記作家亞伯拉罕·派斯（Abraham Pais）寫下了另一版爭議性較小的敘述。正是從這一版敘述衍生出了“愛因斯坦因光電效應理論獲獎”的訛傳，也正是它傳播了一個過分簡單化的觀點：古爾斯特蘭德之所以沒有承認相對論，只是因為在評估中犯下了一個不幸的錯誤。

雖然這種經過認證的——或者直白地講，經過凈化的——歷史版本當然更令人愉快，但作為科學界人士，我們很難從一個單純的“錯誤”中吸取到什么教訓。廣義相對論的發展是20世紀最令人印象深刻的科學壯舉之一。然而，科學界最負盛名的獎項從來不曾承認這一成就，這個事實說得好聽些是一次異常事件，說得難聽點，是一場丑聞。

當我們花時間去好好審視那致使相對論被冷落的缺陷重重的過程時，我們可以看到當時的政治環境和偏執情緒對科學的有害影響。一項科學進步是否值得科學機構認可，應當與所涉及科學家的種族、性別、宗教、社會背景或政治立場無關。

這些事件發生在不遠的過去。盡管近幾十年來，學術界在試圖消除科學中的偏執和偏見方面取得了很大的進展，但我們必須承認，這種有害的影響可能會再次潛入學術群體。科學家不應僅僅把歷史視作慶祝的機會，這是我們的責任。只有完整地擁抱科學界的過往，只有記住和理解不久前發生的那些事件，我們才能防止那些與我們所堅持的科學理想相對立的思想侵蝕進來。

資料來源 Advanced Science News