也谈谈“爱因斯坦的机遇和眼光”— 与杨振宁教授相榷 鲁重贤 十月三十一日
2005 年9月22日,杨振宁教授在清华大学向全校师生作了题为“爱因斯坦的机遇和眼光”的讲座。杨振宁教授鼓励年轻的学生要根据自身的发展条件,处理好求学过程中“博”和“深”的关系,成为有用之才,并且表示要努力为清华的教育事业做出最大贡献。他通过爱因斯坦的生平说明了这个覌点 [1]。
杨教授介绍了爱因斯坦对现代物理学做出的巨大贡献:建立对狭义相对论,对光量子学说的大胆设想以及他所创建的广义相对论的重要性。他讲述了爱因斯坦一生在科学研究中所独有的“自由眼光”,同时着重阐述了爱因斯坦孤独但极富创新性的学术精神,他说:“爱因斯坦逝世50多年来,他的追求渗透成为了理论物理基础研究的精神,同时也是他的勇敢、倔强和深邃眼光的证明。”这些都是正确的。
可是,杨教授对爱因斯坦理论的缺点却没有提及。虽然杨教授在过去也批评过爱氏的理论,在这种场合不提是可以理解的。但是给科学家完美的形像往往不是有利于科学的茇展。理解爱氏遗留给我们的绩业固然重要,但我以为理解他的缺点最少也是同样地重要。因为只有在明白他理论的缺点后,我们才能更好地茇展他未完成的事业。还有,英国的物理学家 (同时是数学家和哲学家) Whitehead [2] 指出对天才最差的敬意,就是勿仑吞地接受他的理论。
爱因斯坦是生在一个物理世界面临危机,牛顿建构的世界体系充满矛盾的时代。爱因斯坦发表了震撼物理界具有划时代意义的巨著《狭义相对论》,同时他的光—量子理论使他于1921年获得了诺贝尔姟5牵蛩固固岢觥肮饬孔印惫勰畹氖焙蚣负踉獾搅说笔彼兄锢硌Ъ业闹冈鸷统靶Αlanck也曾有过类似的设想但由于它的胆怯和退缩他放弃了,爱因斯坦这个倔强勇敢的探索者最终用事实证明了他的正确!也许,没有他的孤持坚毅,大胆勇敢,就不会有今天的光量子世界。
可是他的光量子假设是否完美是呢?最近茇现他的光量子作为无质量的粒子虽然没有问题,但却产生了必须解决这假设与电磁学中的能动量张量间的茅盾 [3, 4]。因为电磁学的能动量张量的trace是不变地为零,可是光量子却可转化成质量(E = mcc)[3, 4]。而有质物的能动量张量的trace总是大于零的。由于这个问题过去未能妥善地解决,便产生了所有能量都有相应质量的误解 [3, 5]。虽然爱氏也知道这种看法是错误的[6],但却没有深入研究。这便使到错误的假设,所有的引力偶合常数都同符号[7, 8],得以流行,而且成了霍金教授等的时空奇点定理的前题 [9]。因而,爱因斯坦所反对的黑洞理论在长期内被相当普遍地接受。
所以,杨教授的结论,爱氏眼光——自由深邃,远近帷幄,在一定程度上,是可以争议的。
杨教授正确地指出爱因斯坦创建的广义相对论在人类科学史上是独一的。广义相对论固然是宏伟,美妙,广邃,但目前所催生的宇宙学却是很有疑问,因为爱氏的时空覌是有错误的 [10], 而且爱氏的量度理论巳被证明物在理上是不能成立。 除了Whitehead[2]批评爱氏逻辑的混乱外,他的量度理论不但与他的等效原理冲突[11],更与实际的覌察有矛盾[12,13]。爱氏的错误是源于在纯数训练的缺乏。因而只能应用现成的黎曼几何,而不能根据物理要求而改进。结果是,虽然经过差不多三年的苦思 [14],还没有解决问题。反而,广义相对论的理论系统更产生了其它问题。例如,北京大学和清华大学的周培源院士便在1983年指出 [15] 爱氏的协变原理 (covariance principle) 在物理上是不成立的 [16]。
诺贝尔娖郎笪被崦挥邪 广义相对论作为茇姼系睦碛桑蛭狦ullstrand [17] 强烈地怀疑他的方程没有动力解。近来的进展表明诺娢被岵⒉皇牵癫簧偃怂骋傻模捎贕ullstrand是瑞典人而有偏见。因为己被证明了爱氐的引力场方程的确不能严格地解决两体问题 [7, 8]。长期以来,广义相对论被誉为科学的顶峯。这种看法也是已到了该改变的时候了。爱因斯坦和许多理论家过去都以为广义相对论的理论构架是逻辑上完美的。杨振宁教授是少数,如果不是唯一的,对这种论调置疑的理论家。最近这神话也被否定了,也就证明了杨教授的先见。由于荷-质排斥力的存在,广义相对论和电磁学必须形成一个统一的理论[18]。因此,广义相对论不但是未成熟,更准确地说,应该还在初始阶段 [19]。爱因斯坦在统一场论努力的失败是众所周知。虽然原因长期没有弄清楚,但现在却十分显然的了。
近四份之一世纪,广义相对论竟变成了不少奇谈怪论的源泉。究其原因,是不少理论家都由相对论的缺陷而引伸了胡思乱想。以致科学和科幻夹缠不清 [9, 20]。而且,除了爱因斯坦的原著,没有一本教科书或参考书(包括大英百科全书在内)能正确地叙述和解释爱氏的等效原理,虽然该原理是完整地叙述在爱因斯坦的书 [21] 中的第57页。由于对爱因斯坦等效原理的不明白,英国皇家学会的编辑错误地否定了Landau & Lifxxxxz [22] 的长度收缩公式。因此,可以说目前被认为权威的,基本上是长期不了解广义相对论的。那么对爱氏相对论的无理批评和妄加修改到面目全非 [13],便不足为怪的了。
杨振宁教授的早期盛名是与李政道教授对宇称守恒的置疑而开始。自然地,他们已被认定为反对迷信权威的代表。杨振宁教授曾对引力问题茇表过相当多著名的意见。虽然杨教授的“博”和“深”赞词中少了个”精”字,用意却并不显明。因此,他在这领域内对错误的沉默,容易被利用作为对存在严重问题的掩护。这恐怕是完全地有违杨教授的原意吧?故斗胆写此相榷拙文,予以补充。
参考文献;
1. 杨振宁先生眼中的爱因斯坦 – 清华新闻罔(http://news.tsinghua.edu.cn)[更新:2005-09-26].
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