转载 | 爱因斯坦对了吗？北大学者带你探究

毫无疑问，一位天才物理学家。

不过，在这之前，他只是专利局的一个小职员，日常爱好就是在下班之后推演物理公式。

而到了公元2000年，他的照片出现在《时代》杂志的封面时，头衔是“世纪第一人”（PERSON OF THE CENTURY）——在过去一百年里对人类做出了最大贡献、对人类影响最深远的一个人。

关于狭义相对论，还不能马上从爱因斯坦说起，得回到另一位我们熟知的天才——牛顿身上。

当时牛顿有很多理论非常重要，但它们背后有一个非常深刻的假设，就是他的时空观。牛顿认为时间和空间是绝对的，而且是互不相干的，据此，朝着光跑的时候，应该测到更大的光速，跟光一起跑的时候，测到的光速会小一点。

可是，实验告诉我们，两次测出的光速是一致的。

正是基于这一点，爱因斯坦非常敏锐地意识到，光速是不变的，光速就是一个常数，进一步地，他提出了狭义相对论。

科学具有可证伪性。

在太阳系中，我们可以通过各种实验去检验爱因斯坦的各种理论。在太阳系里，引力非常弱，爱因斯坦的引力理论与牛顿引力理论相差只在百万分之一。

但我们的探测精度非常高，能够达到比这个精度更高的量级，所以能够去检验微小的偏离。在这个微小的偏离上，爱因斯坦的广义相对论完胜牛顿引力。

只在太阳系里做检验，仍不具备说服力；更何况，人类的雄心也不止于此。

我们将目光投向一个叫做中子星的东西。它是一个质量比太阳还大一点，体积却只有海淀区这么小的一类物体，非常致密，引力场也非常强。

在夜空中，中子星就像灯塔一样旋转，每转一圈都会被观测到，这是一个非常可靠的稳定转动的钟。

一堆中子星这样的钟在时空中分布。我们在地球上建造了专业级的大型射电望远镜，这堆钟就又可以通过望远镜联系起来，形成所谓的脉冲星测时阵列，这样的阵列可以探测引力波。

建在中国贵州的“天眼”，其中很重要的一个科学目标就是测引力波。

在我们探测到引力波之前，爱因斯坦自己在1916年已经算出了引力波。过了几年他又反悔了，说没有引力波，他算错了。

于是，爱因斯坦问，爱因斯坦对了吗？

再过几年，他又发现算对了。又问：爱因斯坦对了吗？

就这样反复“横跳”，不断质疑权威，也不断质疑自己。但过去始终未能探测到引力波。直到2015年9月14日，我们成功测到了引力波，证实了爱因斯坦的理论版图。

美国两根臂长分别为4公里的引力波探测器

人类所看到的第一例引力波事例

其实我们第一例测到的引力波事例来自于黑洞。黑洞也是爱因斯坦的广义相对论预言的天体，它非常神奇，是时空非常扭曲的一种状态。

2019年，事件视界望远镜拍到了黑洞的第一张照片，也是对爱因斯坦广义相对论的一次直接的检验。

爱因斯坦的广义相对论并不是一门随便说说就可以理解的理论，相反，它的深刻程度常常让人心惊而折服。

爱丁顿爵士是世界上第一个测量光线偏折的科学家。当时有一个记者采访时谈到：“听说这个世界上只有三个人懂爱因斯坦的广义相对论。”

爱丁顿一愣：“除了我和爱因斯坦，谁是第三个呢？”

爱丁顿爵士

费曼是美国著名的物理学家，也拿过诺贝尔物理学奖。

有一次，他去参加一个相对论的研讨会，下了飞机以后忘记了地址。

费曼想了想，直接询问出租车司机：“你有没有看到这样一群人，他们脑袋抬得高高的，对周围的事和人都不关心，嘴巴里总是说着gee-mu-nu, gee-mu-nu, ...？”

司机一听，马上把他送到了正确的地方。

gee-mu-nu，就是广义相对论中描述时空特征的量。

费曼

爱因斯坦的理论到目前为止，在我们的检验上没有出现偏差或偏离。可以说在现在的实验精度上，爱因斯坦是对的。

但从理论上看，还存在一些问题。比如它不能解释的黑洞奇点问题，以及它不能融入量子时空的问题；还有暗物质、暗能量，现在我们还不知道是什么。

我们全都获益不浅，全世界都感谢他的教诲，专属于他个人的东西，早已传遍广大人群，他将像行将陨灭的彗星，光华四射，同他的光芒永相结合。