爱因斯坦最大的错误是什么？

如果说，这个世界上有人将永远享誉全球，那么爱因斯坦当仁不让！这是一位开创了科学革命时代的伟人，他的成就流淌在科学的长河中直到永远！

一百多年前的一天，阿尔伯特·爱因斯坦向柏林的普鲁士科学院提交了一篇论文《相对论中的宇宙学思考》。后来这篇论文发表在1917年2月15日的《科学院学报》上，为今天的宇宙大爆炸模型奠定了基础。

然而就在论文发表前的一年多前，爱因斯坦终于完成了他的伟大杰作，一种新的引力、空间和时间理论，即广义相对论。新理论的一个基本原则是，空间和时间不是绝对的、不变的量，而是可塑的、相互依存的、受物质存在影响的；这种行为被编码在广义相对论的场方程中，让科学界为之振奋！

爱因斯坦在1917年发表的开创性的《宇宙学思考》论文中指出，广义相对论确实可以给出一个静态宇宙的一致模型。然而，有两个假设是必要的。首先，宇宙是封闭的空间几何体（像三维球体），在时间上没有开始和结束。第二，需要在相对论的场方程中引入一个新的项。

一些人认为这个新的术语，也就是宇宙常数，是一个含糊其辞的因素，并声称它破坏了原始场方程的对称性和简单性。然而，广义相对论肯定并且允许使用这个术语；事实上，爱因斯坦在1916年最初的阐述中指出了将这种扩展到场方程的可能性，这是一个鲜为人知的事实。现在宇宙学常数发现了一个重要的应用，因为它允许宇宙模型与爱因斯坦关于惯性相对论的观点相一致。

宇宙学思考

爱因斯坦的《宇宙学思考》论文是一本引人入胜的读物，因为它包含了他对牛顿宇宙学局限性的观点的讨论，以及他通往令人满意的宇宙相对论模型的漫长道路的描述。然而宇宙学思考的一个令人费解的方面是爱因斯坦没有考虑到静态宇宙的稳定性。他的分析预测了宇宙的大小和宇宙中物质的密度之间的直接关系，但是如果物质的密度如人们所预料的那样随时间变化会发生什么呢？事实上，后来的研究表明爱因斯坦的世界对于物质密度的扰动是高度不稳定的；奇怪的是爱因斯坦没有注意到他模型宇宙的这一方面。

就在《宇宙学思考》发表几个月后，荷兰天文学家德西特指出，将宇宙学常数项添加到场方程中，可以得到另一种宇宙解，即没有物质含量的宇宙。在这篇论文中，德西特用一个封闭时空几何的空的四维宇宙代替了爱因斯坦的三维物质填充宇宙。爱因斯坦理论受到德西特模型的极大挑战，因为宇宙真空解的存在与他对马赫原理的理解直接冲突。两位物理学家随后展开了一场长时间的辩论，然而，我们在爱因斯坦的著作中没有发现任何证据表明他曾经接受德西特的解决方案作为一个现实的宇宙模型。

1922年，年轻的俄罗斯物理学家亚历山大弗里德曼建议在宇宙模型中考虑爱因斯坦场方程的非静态解。从修正的场方程出发，弗里德曼导出了两个将宇宙的时间演化与物质密度和宇宙常数联系起来的微分方程。爱因斯坦不太接受弗里德曼的理论。他的第一反应是俄国人犯了一个数学错误。虽然这一批评最终被收回，但一份未出版的爱因斯坦收回书草稿显示，他认为弗里德曼的宇宙学不切实际。

1927年，比利时物理学家勒马·特雷也从修正的场方程中导出了宇宙半径的时变方程。通过将新的天文观测与广义相对论联系起来，他认为这些数据表明一个宇宙不是静止的，而是在膨胀的。显然，爱因斯坦也没有认同这项发现：在他的回忆录中，勒马·特雷回忆说，爱因斯坦描述他膨胀的宇宙模型是“可恶的”！

这一切在1929年发生了变化，当时美国天文学家埃德温·哈勃（Edwin Hubble）发表了第一份确凿的证据，证明螺旋状星云的衰退与其径向距离之间存在线性关系。许多物理学家接受哈勃的结果，认为这是一个宇宙正在扩张的证据，提出了各种宇宙相对论时变模型。最终爱因斯坦本人在这一点上放弃了他的静态宇宙学。在20世纪30年代早期，他发表了两种不同的膨胀宇宙模型，一种是封闭空间曲率模型，另一种是欧几里德几何模型。在每种情况下，他都放弃了宇宙学常数，他说这个术语既不令人满意又多余，不满意是因为它在静态模型中给出了一个不稳定的解，多余是因为相对论可以描述膨胀的宇宙而这个术语并不存在。

1931年，勒马·特雷又一次大胆地提出想法。他指出，在过去，膨胀的宇宙无疑更小、密度更大、温度更高，因此他认为，我们的宇宙可能起源于一个小的原始火球，在数十亿年中不断膨胀和冷却。这个后来被称为宇宙“大爆炸”模型的想法最初几乎没有支持者，但在20世纪60年代，人们发现了一些支持证据，其中最重要的发现，即宇宙微波背景的婴儿宇宙遗留下来的微弱宇宙辐射，而它现在已经成为了科学家们的重点研究领域。

爱因斯坦最大的错误

在他的回忆录中，俄罗斯科学家乔治·加莫报告说，爱因斯坦曾经把宇宙常数描述为“我最大的错误”。近年来，人们对加莫的说法表示怀疑，其实其他物理学家也作了类似的报告。当然，如果哈勃没有在场方程中引入宇宙学常数，那么在哈勃观测之前的许多年就预言了宇宙的膨胀。另一方面，必须记住，爱因斯坦在1917年的任务是研究相对论是否可以描述已知的宇宙，即假设为静止的宇宙。如果爱因斯坦真的犯了“最大的错误”的评论，那么很可能他是指他没有注意到宇宙常数并没有提供一个稳定的、静态的宇宙模型。