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爱因斯坦为什么没有两次获诺奖?

2020-08-20董洁林

南风窗 2020年17期
关键词:光电效应诺奖引力

董洁林

爱因斯坦是科学史上的一座高峰。不少人对他没有两次获诺奖耿耿于怀,也有人对他因光电量子效应而不是更負盛名的相对论而获奖表达不解,于是出现了很多种猜测。有人说诺奖委员会有潜规则“一个人不能两次获奖”,也有人认为诺奖委员会不喜欢爱因斯坦的政治偏好,甚至认为诺奖委员会有歧视犹太人的倾向。那么真相到底如何呢?

首先,历史上的确有人多次获得诺贝尔科学奖,如居里夫人于1903年获物理学奖和1911年获化学奖;也有人在同一个学科内两次获诺奖,如巴丁(John Bardeen)于1956年和1972年都获得了物理学奖。因此“一人不能两次获奖”的说法没有根据。而且诺奖委员会给爱因斯坦的获奖通知也能说明,在相对论被“确认”后诺奖委员会愿意再次考虑给爱因斯坦授奖。很多人都是因为相对论而提名他的,但诺奖委员会为什么对相对论如此纠结呢?爱因斯坦的相对论有两部分,狭义相对论是1905年完成的,而广义相对论是1915年完成的。狭义相对论引入了两个原理,即狭义相对性原理和光速不变原理,通过洛伦兹变换扩展了牛顿运动学。广义相对论是关乎物质间引力和动力学的理论,他发明了引力场和引力波概念、确立了等效原理和广义相对原理,然后应用黎曼几何拓展了牛顿的万有引力定律。广义相对论预言了一系列非常有趣的新现象,如水星近日点反常进动、光线引力偏折、光频引力红移及引力波等。水星近日点反常进动是科学家们很早就观察到的现象,广义相对论很好地解释了该现象。1919年,英国科学家爱丁顿对日全食的观测发现光线在太阳附近弯曲的角度符合相对论的预测,使得大量科学家相信相对论是靠谱的理论,之后爱因斯坦迅速进入公众视野、成为世界级学术明星,人们期待爱因斯坦获诺奖的呼声很高。此时,诺奖委员会对相对论仍然持有戒心,认为该理论的支持证据不足,坚持要等发现“引力红移”现象才考虑授奖。

物理学家佩斯教授(A. Pais)在普林斯顿高等研究院工作时与爱因斯坦是同事,在阅读了诺贝尔奖委员会有关爱因斯坦的档案后,他认为爱因斯坦因光电效应理论获得1921年的诺贝尔奖是恰当的。量子理论是一种革命性的理论,爱因斯坦的光电效应理论不仅引入了光量子这种划时代的新概念、也有巨大的实用性。今天的太阳能产业,都建立在该理论的基础上。 瑞典科技史教授Aant Elzinga认为爱因斯坦有三项工作都是诺奖级的,即光电效应的量子理论、布朗运动统计理论及相对论。但他并不关心爱因斯坦得几次奖,而是问为什么诺奖委员会拒绝因相对论授奖给爱因斯坦。对此,Aant Elzinga教授的解释是:第一,诺奖委员会必须忠实于诺贝尔的遗嘱,该遗嘱希望奖励与“发现与发明”有关的科学;第二,诺奖委员会对一些宏大的科学理论特别警惕和排斥;第三,诺奖委员会是保守的,他们要求新理论得到充分的验证后才考虑授奖。可见,在1922年爱因斯坦的科学名声如日中天的时候,诺奖委员会一方面要坚持自己的“原则”,一方面要对大众有交代,实属不易。

爱因斯坦认为狭义相对论只是一种有趣的运动学,是基于前人的成就对已有理论的一种完善。他对自己一手创立的广义相对论非常自豪,他说“这是我一生中最幸福的思想”。 的确,构建狭义相对论时爱因斯坦是站在巨人的肩膀上,而创立广义相对论的过程,他逐渐从巨人的肩膀上走了下来,然后自己变成了巨人。非常遗憾,那一代诺奖评奖人和爱因斯坦都没有活到相对论的主要预言成真的一天。于是,诺奖与几百年才现的伟大相对论就这么阴差阳错地永远失之交臂了。

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