广义相对论受诺贝尔奖冷落背后的戏剧性故事

编译 苦山

1922年11月9日，瑞典皇家科学院投票授予阿尔伯特·爱因斯坦此前从缺的1921年诺贝尔物理学奖，以表彰他“对理论物理学的贡献，特别是他对光电效应定律的发现”。

这个决定引发了数十年的猜测，尤其是，它为何对爱因斯坦的相对论避而不提？1974年，在诺贝尔奖的章程修订后，研究人员可以查阅50年以上的官方档案资料，历史研究终于得以对民间的揣测和传言一探真假。

然而，在该奖项颁发100周年纪念日临近之时，颁奖前后的详情与该事件的意义仍有些许不够清晰之处。长期以来，科学院和相关的诺贝尔奖官方资料对这一事件的叙述与历史记录并不相符。他们的版本在一定程度上借鉴了物理学家亚伯拉罕·派斯（Abraham Pais）对爱因斯坦获诺奖经过的描述。

科学院声称爱因斯坦因其光电效应理论而获奖，并将相对论未能获奖归咎于委员会成员阿尔瓦·古尔斯特兰德（Allvar Gullstrand）对其评估时所犯下的不幸错误，这一叙事是对一段相当复杂和令人困扰的历史的误解与过度简化。

一项瑞典特权

诺贝尔物理学奖所涵盖的范围或许称得上国际化，但自1901年奖项开设以来，其结果总是由瑞典皇家科学院决定。

学者们对诺贝尔奖前50年的颁奖评选流程进行了详细的研究。在这50年间，委员会成员主要依靠自己的判断做出决定。与提名相关的数据——被提名数、被提名频率、提名来源——无法为最终的颁奖结果提供任何解释。总之，委员会很少会选择那些获得多数甚至绝大多数提名者公认的候选人。

事实证明，瑞典委员会的成员们自身对科学成就的理解、对何为重要成就的个人考量，以及他们团体内部的人情往来都对奖项结果至关重要。但是，为了理解委员会的报告以及其中所记录的决定，我们需要更深入地了解委员会成员。

委员会精心打磨过的文本所传达的是对其向科学院所提交推荐的事后声辩，最终报告所展示的并非试图达成共识的过程。写作报告的行为也是在掩饰不时引发争议的评选流程：这些流程中充斥着偏见、傲慢，乃至小家子气。

1920年：名声大振、敌人的反击和一场惊诧

1919年11月6日，在英国皇家学会和英国皇家天文学会举行的联合会议上，退休的剑桥物理学家汤姆孙（J. J.Thomson）宣布了如今广为人知的英国日食考察远征队的观测结果。尽管部分照片无法使用，但足够多的可靠数据证实了太阳的质量会对星光造成微小的偏折，而爱因斯坦此前已根据他的广义相对论预测到了这一点。

此时的欧洲仍未从世界大战的恐怖中恢复过来，正为随之而来的政治和社会动荡焦虑不已，在这一时刻，一种颠覆了物理学基础的理论和它那全然不走常规路的创造者便吸引了媒体的关注。在1920年的上半年，不仅大量科学界人士对爱因斯坦的成就表示认可，大众媒体的日益关注也推波助澜，在全世界掀起了一场对相对论的狂热。

尽管相对论很难被大众理解，它仍然获得了前所未有的地位，象征着从战争和革命的废墟与动荡中升起的崭新的不确定时代。各党派政治运动都开始为了各自的目的拥抱或攻击相对论。爱因斯坦正在转变成一位前所未有的国际名人，尽管他本人未必喜欢。并不是所有的物理学家都认可将英国的研究结果作为爱因斯坦理论的有效证据；也不是所有的物理学家都具备理解爱因斯坦理论的能力或是意愿。

对于诺贝尔奖委员会而言，爱因斯坦并不陌生。他早在1910年就曾被提名；到了1917年，零星的提名变成了数量有限但可观的年度支持。尽管1920年只有少量提名者递交了名单，但爱因斯坦的名字在这张短短的名单中占据了主流。提名他的人包括尼尔斯·玻尔（Niels Bohr）和几位荷兰物理学家，其中有诺贝尔奖得主亨·安·洛伦茨（H. A.Lorentz）、海克·卡末林-昂内斯（Heike Kamerlingh-Onnes）和彼得·塞曼（Pieter Zeeman）。

毫无疑问，一些本应参与提名的人并未参与提名，因为德国在1919年横扫科学奖项的结果引发了一场抗议——得奖者有马克斯·普朗克（Max Planck）、约翰内斯·斯塔克（Johannes Stark）和弗里茨·哈伯（Fritz Haber）。抗议者们认为，颁奖决定似乎是在反抗协约国对德国科学界的抵制。

诺贝尔物理学奖的五人委员会从始至终都由坚定信奉实验主义信条的瑞典物理学家主导，他们认为，复杂的理论和数学在物理学的进步中仅仅扮演了微不足道的角色。

在1920年提交给科学院的常规报告中，委员会根据委员会成员斯万特·阿伦尼乌斯（Svante Arrhenius）的特别报告对爱因斯坦的成就进行了驳斥，认为他基于相对论的预测并未得到足够的证实，这些预测包括：经过太阳附近的星光偏折、水星轨道的不规则性，以及太阳光谱中的红移现象。

在他仅有七页的简短报告中，大部分篇幅都在强调反对相对论的主张，其中一些主张来自爱因斯坦在德国最狂热的批评者。阿伦尼乌斯于1920年8月上半月完成了他的报告，当时德国的反爱因斯坦情绪正变得越来越公开化、越来越激烈。

阿伦尼乌斯在他为诺贝尔奖委员会撰写的七页特别报告中引用了一些极端的反相对论文献。广义相对论解释了水星近日点运动中微小的不规则现象（牛顿力学无法解释这一点），阿伦尼乌斯对此一笔带过，随后用了半页多的篇幅来阐述恩斯特·格尔克（Ernst Gehrcke）此前发表的、对爱因斯坦相对论在此事上基本无可争议之成功的批评。

根据格尔克的说法，该反常现象在几十年前就已经被一位名不见经传的德国研究员保罗·格伯（Paul Gerber）解决了。格伯的成果基于经典的以太物理学，这意味着人们没有必要接受爱因斯坦对空间和时间的革命性重定义来解释这一令人困惑的现象。早些时候，当爱因斯坦拒绝回应这些说法时，格尔克开始指责爱因斯坦剽窃，这后来成了对他和对相对论的常见指控。

然而，阿伦尼乌斯没有提到的是，马克斯·冯·劳厄（Max von Laue）和其他支持者此前早已证明了格伯的计算中存在严重错误，从而确实、反复地驳斥了格尔克的论点。

对于英国日食的观测结果，阿伦尼乌斯采纳了怀疑论者的观点，即实验的误差幅度大于要测量的效应结果。他宣称，这些结果不能被采为证据，因为它们的准确程度仍然存疑。他随即指出，所有试图在太阳光谱中找到红移现象的努力都失败了。

在落款日期为1920年8月17日的报告结尾处，阿伦尼乌斯提到了数位反爱因斯坦作者的文章。他极为不寻常地引用了在报纸上发表的文章，它们大部分来自极端民族主义的《德意志报》。其中有些文章的作者有着可疑的科学和政治立场，如赫尔曼·弗里克（Hermann Fricke）和约翰内斯·里姆（Johannes Riem），后者是一位公开反犹的基督徒，反对他所认为的“犹太唯物主义”。

同样被提到的还有鲁道夫·缪斯（Rudolf Mewes）那“幻想和狂热的出版物”，他是一个极端反犹主义者，支持恢复德皇统治，反对所谓的用抽象、派生的犹太知识取代真正的德国科学的阴谋。阿伦尼乌斯还评论说，为了即将于9月在巴特瑙海姆召开的德国自然科学家全国会议，人们正准备在“所有自然科学学科的所有层面”让爱因斯坦变得“无害”。为了实现这一目标，包括格尔克和菲利普·莱纳德（Philipp Lenard）在内的数人预计都将担任主要发言者。

此前，莱纳德声讨相对论的檄文刚刚重印，其中的一句话被阿伦尼乌斯引以总结自己的评估，报告随即突兀地收尾，该结尾还复述了莱纳德的观点，后者断言，爱因斯坦的大部分理论必须被认为是“不可信的”。

这份报告几乎没有提及提名者和其他人所发现的爱因斯坦成果中的有价值之处。在他撰写报告时，德国反爱因斯坦运动的极端主义政治和种族主义背景也许还未完全为世人所知。尽管如此，保罗·韦兰德（Paul Weyland）和莱纳德的往来信件，加上莱纳德和格尔克长期以来对相对论抱持的高度批评态度，清楚地表明了德国不断演变的形势。此外，1920年6月，他与爱因斯坦的支持者普朗克和冯·劳厄以及极端民族主义的相对论反对者斯塔克进行了正式的和私下的会面，当时他们正在出席诺贝尔颁奖典礼。

由于阿伦尼乌斯对德国科学有着深切的关注，很难想象他会不和他们谈论当下的事件。他与普朗克和斯塔克的关系都极为密切，此前不久，斯塔克曾安排格赖夫斯瓦尔德大学为阿伦尼乌斯授予荣誉博士学位，强调了阿伦尼乌斯在助力德国科学、传承瑞德两国共同的种族、宗教、文化和政治遗产方面的作用。

我们至今仍不清楚，为什么阿伦尼乌斯在他的报告中引用了这些文献，为什么不久之后，当他必定理解了许多主要的德国相对论反对者所表达的令人厌恶的政治和种族观点时，仍然保持了沉默。我们很难确定阿伦尼乌斯对爱因斯坦和相对论的真实看法。在他大量的书信来往中，并未表现出对相对论有特别的兴趣。不同于诺贝尔奖委员会的另外几个人，他并不是一个激烈的反对者。话虽如此，在1918年11月德国战败后，阿伦尼乌斯给许多德国科学家写信以示同情和慰问，爱因斯坦的回信很可能令他感到了惊讶和诧异。爱因斯坦对德意志帝国的终结表达了欣喜，并宣称自己是一个民主主义者与共和主义者，对人权问题深表关注。阿伦尼乌斯本人和他在德国科学界许多往来密切的对象都不是民主主义者或共和主义者。

1921年：偏见和傲慢

到1921年，爱因斯坦在物理学界的地位得到了巩固。在这一过程中，他从世界范围内的诺贝尔奖提名者那里获得了相对广泛的公开支持。有些人，比如荷兰物理学家洛伦茨和普朗克，将爱因斯坦描绘成自牛顿以来绝无仅有的科学巨人。理论物理学家和实验物理学家都建议为爱因斯坦颁发诺贝尔奖，特别是要表彰他在相对论方面的成果。一些人声称，在爱因斯坦获得诺贝尔奖的认可前，很难再考虑其他候选人。爱因斯坦的提名使其他所有候选人都黯然失色。

古尔斯特兰德亲自撰写了一份关于爱因斯坦的相对论和引力理论的详细报告。古尔斯特兰德是生理学和几何光学方面的杰出贡献者，他对自己的定位是眼科医生和物理学家。他最广为人知的是在眼科研究方面开辟性的仪器创新，以及将眼睛视作一个光学系统所进行的复杂分析。他获得了1911年的诺贝尔医学奖。

与古尔斯特兰德的非凡才能相伴而来的是固执和傲慢。他曾得出结论称，负责色觉的视网膜黄斑并非黄色，并在此后的25年间始终拒绝承认这一错误。同样，当更方便、更容易理解的数学分析形式出现时，他拒绝了采用新形式、放弃自己那烦琐和混乱的旧形式的建议。与阿伦尼乌斯一样，他对时下理论物理学的掌握是有限的。

古尔斯特兰德的评估报告有着异乎寻常的惊人篇幅，长达50页，乍一看似乎全面，还提及了爱因斯坦成果的细节。但细读就会发现，报告的内在逻辑基于这样一个前提：爱因斯坦不可能是正确的。

到了1921年，德国反爱因斯坦运动的政治和种族立场已经众所周知，然而古尔斯特兰德明确表示，他接受阿伦尼乌斯1920年评估的内容和结论。古尔斯特兰德的目标是化解爱因斯坦理论中那些呼吁“彻底改革力学常识基础”的方面。

根据古尔斯特兰德所言，一旦爱因斯坦理论中的错误和未经证实的主张被消去，剩下的内容就可以恰当地通过经典力学顺利解决。他指出爱因斯坦的支持者所写的文章是主观的，这些文章传达的是一群“狂热信徒”那不健全且未经充分证明的主张。在谈及爱因斯坦理论的接受者时，古尔斯特兰德数次使用了“信仰”一词，而非基于证据的科学推理。但他对爱因斯坦的反对者却没有类似的批评。

古尔斯特兰德没有明确提到格尔克有关爱因斯坦对水星近日点异常之解释的驳论；毫无疑问，这是因为他给出了自己的批评和解释。按古尔斯特兰德的说法，英国的日食数据毫无用处。即使星光的微小偏折的确得到证实，那也不能被用作爱因斯坦四维时空的证据。

他的结论基于一篇鲜为人知、半科普性质的挪威语文章，作者是气象学家和以太物理学家威廉·皮耶克尼斯（Vilhelm Bjerknes）。古尔斯特兰德大量地引用了皮耶克尼斯通过经典物理学对光线偏转的解释。最后，古尔斯特兰德断言，爱因斯坦的理论缺乏任何实际内容，与物理现实没有任何关系；它们缺乏“对物理学的重要意义，为之授予诺贝尔奖将会引来质疑”。

委员会接受了古尔斯特兰德的评估，并向科学院提议称，由于候选人都不够出色，1921年的物理学奖应该保留到1922年。委员会的全体成员都不认可将英国的数据用作证明相对论的有效证据。

和往常一样，科学院的诺贝尔奖全体会议纪要基本只记录了投票结果。不过，许多档案资料还是帮助人们对这一事件获得了深入的了解。科学院的讨论揭示了古尔斯特兰德在物理学水平上的不足，他在讨论中的突然发作也暴露了他的偏见。实际上，尽管他花了将近一年的时间试图证明爱因斯坦是错误的，但事实证明，他并没有足够的能力掌握其中的数学和理论细节。

在撰写报告的过程中，古尔斯特兰德偶尔会与理论物理学家卡尔·威廉·奥森（Carl Wilhelm Oseen）讨论他对爱因斯坦理论的反对意见，奥森往往很快做出回应，指出古尔斯特兰德的误解。奥森曾对年轻的理论物理学家奥斯卡·克莱因（Oskar Klein）提到这些折磨，同时指出古尔斯特兰德阻碍了爱因斯坦获奖。奥森对阿诺·索末菲（Arnold Sommerfeld）坦承，古尔斯特兰德不得不评估他并不理解的理论成果，这是一种不幸。

那一年，科学院里不太可能发生反对委员会的叛乱。科学院的许多（甚至是大多数）成员在政治和科学上都是坚定的保守派。同样重要的是，科学院尊重权威的文化意味着，投票反对古尔斯特兰德的结论将是一种严重的侮辱，尤其是当他作为瑞典最有成就的科学家之一如此坚决地反爱因斯坦时。

国际顶尖的物理学家纷纷赞扬爱因斯坦是他们学科在世最伟大的代表，并宣称他在相对论上的成就是科学史上最重要的成就之一，但这些对科学院来说都无关紧要。本土的“专业人士”已然发声，科学院要捍卫自身的权威和自己做评估、判断的权利。

1922年，爱因斯坦再次在提名中一马当先。玻尔也得到了强有力的支持。古尔斯特兰德对他的报告做了补充。他拒绝了聘请外国专家协助评估的建议。私下里，他宣称爱因斯坦绝不能获得诺贝尔奖。他仍然坚持格尔克的观点，认为是大规模的暗示导致了大众对相对论的狂热。

古尔斯特兰德赞同称，新的发现很快就会揭示爱因斯坦的骗局；对相对论的巨大兴趣将随之迅速“蒸发”。古尔斯特兰德再一次忽视了提名者们热情的宣言和非同寻常的赞扬。在他看来，即使是科学家也可能屈服于大规模暗示。

与1921年一样，古尔斯特兰德宣称，爱因斯坦的理论对于物理学来说缺乏重要性，因此无法获得诺贝尔奖。委员会在没有正式异议的情况下接受了这项判断。

1922年：战略大师登场

除了爱因斯坦在相对论和引力理论上的贡献，一些提名者还赞扬了他许多其他的开创性贡献，认为它们也值得获诺贝尔奖。这其中包括他在量子理论方面的成果，特别是他的光电效应理论和固体热容理论；其他人则提到了他与布朗运动和动力学理论相关的成果。在1921年和1922年，只有唯一一位提名者奥森将提名理由限定在爱因斯坦对光电效应定律的发现上。他的措辞十分谨慎。

光电效应定律的出现与爱因斯坦1905年的论文《关于光产生和转变的一个启发性观点》有关，他在论文中提出，光有时作为离散的单个粒子存在。起初，很少有物理学家接受爱因斯坦关于光具有微粒性质的说法。渐渐地，部分科学家给出了倾向于证实这一定律的实验数据。

当委员会在1922年初开会分配报告时，成员们接受了他们在理论物理学方面需要更多专业知识的事实。5月，委员会请求科学院增选奥森为临时特设成员。6月，奥森一进入委员会，就坚持要对自己和其他人的提名理由作明确区分：他的提名理由是爱因斯坦对光电效应定律的发现，其他人的提名理由则是爱因斯坦解释了光电效应。奥森希望爱因斯坦获奖，但不是因为相对论而获奖。同样重要的是，他强烈支持把奖颁给玻尔。

78.80 %的大学生选用“温顺的兔子”“乐观的猴子”来描述自己的性格，其共同点是：性格平和、易相处，属于积极情感隐喻。21.20%的大学生描述自己性格是，强调易怒、难相处的特点，属于消极类情感隐喻。

长期以来，奥森始终支持玻尔的专业发展，并对他的原子量子理论及其意想不到的成功表示钦佩，认为这是一种具备大美的理论。诺贝尔奖委员会一直驳回玻尔的候选人资格，理由是他的原子量子理论与物理现实相冲突。奥森明白谨慎的必要性。对于科学院和委员会的物理学家们对量子理论的理解不足和敌意，奥森已经绝望了很长时间。现在，奥森有了一个绝妙的战略计划，他意识到自己可以克服委员会对爱因斯坦和玻尔的抵制。

奥森明白，他不仅需要警惕科学院的物理学家普遍缺乏对量子理论的认同，还必须克服委员会过去的评估。特别是，阿伦尼乌斯在1921年为委员会撰写了一份有关光电效应理论的简短报告。他认为，撇开爱因斯坦天才般的洞察力不谈，量子理论在很大程度上是由其他人发展起来的。此外，他还得出结论称，与爱因斯坦的相对论和其他成果（例如与布朗运动相关的那些）相比，这一成就可谓“微不足道”，如果为此授予他诺奖似乎有些奇怪。他建议驳回奥森在1921年给出的因发现光电效应定律而授奖的提名。

奥森考虑到阿伦尼乌斯此前的评估，同时还想平息潜在的反对意见，在自己的评估结尾处讨论了爱因斯坦许多成就的相对重要性。他拒绝接受任何通用的重要性等级制度，提出每种类型的研究人员都认为自己所偏爱的那一项爱因斯坦成就是最重要的。他随即提供了一份清单，例如，理论物理学家可能会被爱因斯坦对量子理论的贡献吸引，而数学物理学家和认识论学家则会被广义相对论所吸引。而对于“测量物理学家”——科学院里最有代表性和最受尊敬的那一类物理学家——来说，爱因斯坦的任何成果都无法与发现光电效应定律这一全新的自然基本定律相提并论。

随后，奥森撰写了有关玻尔的原子量子模型的评估。通过强调爱因斯坦那已由实证证明的自然基本定律和玻尔理论之间的紧密联系，奥森克服了委员会早期对于推测性理论与已确立的物理定律相冲突的指控。奥森说服了他的委员会同事们接受他的提议，于1922年颁发两项物理学奖。

当科学院接受委员会的建议后，对于爱因斯坦获奖的官方理由，人们产生了不同的意见。根据米塔-列夫勒（Mittag-Leffler）的日记所述，相关人员就官方措辞的多种提案进行了长时间的讨论。最后，保守派的前瑞典首相哈马舍尔德（Hammarskjöld）的建议“胜出”：相对论不应被提及。米塔-列夫勒就希望将相对论和光电效应定律的发现都纳入官方的颁奖理由中。他不赞成用含糊不清的笼统说法来描述爱因斯坦对理论物理学的贡献，认为这开创了一个“危险的先例”。

投票结束后，科学院明确表示，相对论不应该出现在诺贝尔获奖证书或其他任何官方文件中。

历史评价

在1922年12月的诺贝尔奖颁奖典礼上，对于委员会和科学院如何处理爱因斯坦众望所归的候选人资格，相关记录出现了含糊其辞的倾向（爱因斯坦当时在日本，没有出席）。当然，奖项章程要求流程保密，然而，当阿伦尼乌斯就爱因斯坦获奖发表介绍词时，他感到有必要对如此知名的相对论未得到承认一事做出解释。

这段话传达的信息是，相对论属于哲学而非物理学。不管怎么说，假如狭义和广义相对论说破天也只是哲学辩论的话，那么为何会有如此多杰出的物理学家因为爱因斯坦在相对论方面的成果而提名他为诺贝尔物理学奖得主呢？比如，为什么意大利人在1921年将他们的马泰乌奇物理学奖章授予爱因斯坦的相对论呢？

随后，阿伦尼乌斯的评论激起了人们的研究和推测：瑞典哲学家对相对论的态度起到了什么作用？他们的态度与科学院的颁奖结果又有什么关联？爱因斯坦与柏格森的分歧甚至被认为是相对论未能获奖的原因。尽管瑞典哲学家确实就相对论进行了辩论，但没有证据表明这些辩论对委员会的评估或科学院的决定有任何影响。

1981年8月，在一场诺贝尔奖研讨会上，首次出现了对爱因斯坦获奖一事的详细分析，该研究也发表在《自然》杂志上，它初步指出了古尔斯特兰德和奥森在事件中发挥的关键作用。第二年，在诺贝尔物理学奖委员会秘书本特·内格尔（Bengt Nagel）的帮助下，爱因斯坦传记作家亚伯拉罕·派斯（Abraham Pais）写下了另一版争议性较小的叙述。正是从这一版叙述衍生出了“爱因斯坦因光电效应理论获奖”的讹传，也正是它传播了一个过分简单化的观点：古尔斯特兰德之所以没有承认相对论，只是因为在评估中犯下了一个不幸的错误。

虽然这种经过认证的——或者直白地讲，经过净化的——历史版本当然更令人愉快，但作为科学界人士，我们很难从一个单纯的“错误”中吸取到什么教训。广义相对论的发展是20世纪最令人印象深刻的科学壮举之一。然而，科学界最负盛名的奖项从来不曾承认这一成就，这个事实说得好听些是一次异常事件，说得难听点，是一场丑闻。

当我们花时间去好好审视那致使相对论被冷落的缺陷重重的过程时，我们可以看到当时的政治环境和偏执情绪对科学的有害影响。一项科学进步是否值得科学机构认可，应当与所涉及科学家的种族、性别、宗教、社会背景或政治立场无关。

这些事件发生在不远的过去。尽管近几十年来，学术界在试图消除科学中的偏执和偏见方面取得了很大的进展，但我们必须承认，这种有害的影响可能会再次潜入学术群体。科学家不应仅仅把历史视作庆祝的机会，这是我们的责任。只有完整地拥抱科学界的过往，只有记住和理解不久前发生的那些事件，我们才能防止那些与我们所坚持的科学理想相对立的思想侵蚀进来。

资料来源 Advanced Science News