如果没有爱因斯坦 世界会有什么不同

科学是人类智慧的结晶，那些最伟大的科学家做出了尤为重大的贡献。不过，即使他们作为个人从未存在过，他们所引领的每一项伟大的科学进步最终都会发生。

如果让普通人说出自己脑海中印象最深刻的一位科学家，你可能最常听到的一个名字就是阿尔伯特·爱因斯坦。这位物理学家已经成为20世纪标志性的人物之一，在众多科学事件发挥了举足轻重的作用。

他因在量子物理学方面的建树而获得诺贝尔奖，而他最成功的理论——广义相对论，即我们现在所用的引力理论——在首次提出100多年后，经受住了所有的检验。他最著名的方程，E = mc²，是如此有知名度，以至于连不知其含义的人都耳熟能详。

那么，如果爱因斯坦从未存在过，世界会有什么不同？会不会有其他同样伟大的物理学家出现，并取得完全相同的成就？这些科学成就会很快实现，还是要花更长时间，甚至于有些可能至今都未发生？这是一个有趣问题。

爱因斯坦的研究突破

我们很难将爱因斯坦的全部成就浓缩在一篇文章中，但他最重要的发现和理论有如下几个。

（1）质能方程E = mc²。（2）狭义相对论。（3）光电效应。（4）广义相对论。

除了以上这些，爱因斯坦还在其他许多领域发挥了重要作用。他发现了布朗运动；他与其他研究者共同发现了玻色子运行的统计规律；他通过爱因斯坦-波多尔斯基-罗森悖论（简称EPR悖论）为量子力学的建立做出了重大贡献；此外，他还提出了通过虫洞（称为“爱因斯坦-罗森桥”）进行时空旅行的概念。可以说，爱因斯坦在科学领域的贡献是绝对的传奇。

如果没有爱因斯坦，物理学能否取得同样的进步？

尽管爱因斯坦的科研生涯举世无双，但我们有许多理由相信，如果没有他，其他研究者也会在很短的时间内取得同样的成就。当然，我们无法确认这一点。

在爱因斯坦之前，早在19世纪80年代，电子的发现者、英国物理学家约瑟夫·汤姆孙便开始认为具有移动带电粒子的电场和磁场一定携带着能量。

自学成才的英国物理学家奥利弗·亥维赛通过一组简化的假设，对此进行了计算：他确定带电粒子携带的“有效质量”与电场能量（E）除以光速（c）的平方成一定比例。

弗里茨·哈泽内尔在1904年和1905年也计算出了同样的结果。亨利·庞加莱在1900年独立推导出了E = mc²，但他还未完全理解这一推导结果的含义。

在没有爱因斯坦的情况下，已经有物理学家接近完成他这个最著名的方程；不难想象，即使没有爱因斯坦，其他的物理学家也很有可能在短时间内完成余下的任务，这是有现实依据的。

同样，其他物理学家也已经非常接近狭义相对论了。迈克尔逊-莫雷实验证明了光总是以恒定的速度移动，推翻了最流行的以太模型。

亨德里克·洛伦兹发现了决定速度如何增加以及时间如何膨胀的变换方程，并与乔治·菲茨杰拉德各自确定了长度在运动方向上是如何收缩的。在很大程度上，这些都是引导爱因斯坦发展出狭义相对论的基础。

当然，的确是爱因斯坦将这一切综合了起来。同样，很难想象洛伦兹、庞加莱和其他研究电磁学和光速相互作用的人不会取得类似的突破。即使没有爱因斯坦，这些研究者也已经非常接近狭义相对论了。

马克斯·普朗克对光的研究为光电效应的发现奠定了基础；无论有没有爱因斯坦，光电效应都肯定会被发现。

在量子力学中，粒子可以分为玻色子与费米子。费米和狄拉克对费米子（玻色子之外的另一类粒子，包括夸克和轻子）进行了统计，而统计玻色子的人则是印度物理学者萨特延德拉·玻色——保罗·狄拉克为纪念他而给出了这一命名——爱因斯坦只是玻色信件的收信人。

可以说，如果没有爱因斯坦，量子力学一样也会发展得很好。

当然，广义相对论是最重要的。爱因斯坦已经掌握了狭义相对论，开始着手研究引力。不过，其他研究者也在沿着相同的路线展开思考，比如

·庞加莱将狭义相对论应用到水星轨道上，发现可以解释观测到的大约20%的“额外”近日点进动。

·爱因斯坦的老师赫尔曼·闵可夫斯基提出了思维时空的概念——称为“闵可夫斯基空间”，将空间和时间编织成无法分割的时空结构；

·西蒙·纽康和阿萨夫·霍尔改进了牛顿的万有引力定律，以解释水星的进动，暗示一种新的万有引力理论将解决这一难题；

·数学家大卫·希尔伯特也在研究非欧几何，并提出了一个“作用量”，与爱因斯坦为引力背景下的运动所提出的作用量实际上是等同的，之后该作用量又引出了爱因斯坦引力场方程。尽管希尔伯特并没有完全正确地理解其中的物理含义，但我们今天仍然称之为“爱因斯坦-希尔伯特作用量”。

在爱因斯坦取得的所有科学成就中，广义相对论尤为超前。当爱因斯坦提出该理论时，其他同辈科学家还远远落后于他。不过，尽管可能落后几年甚至几十年，但毋庸置疑的是，有一些科学家已经非常接近爱因斯坦的思维，并且正沿着相同的路线展开思考。这让我们相信，即使没有爱因斯坦，广义相对论最终也会出现在人类的知识领域中。

在许多引人注目的物理学前沿问题上，爱因斯坦是第一个跨越终点线的人。但如果他从来没有来到这个世界上，也会有其他研究者走完他走过的路。在许多人看来，爱因斯坦拥有一种独属于他的耀眼天才，但几乎可以肯定的是：天才并不像我们通常认为的那样独特和罕见。通过大量的努力和一点点运气，几乎任何受过适当训练的科学家，只要在正确的时间找到正确的方法，就能取得革命性的突破。