Людина, яка виправила помилку Айнштайна

Олександр Олександрович Фрідман — російський математик, фізик і геофізик, творець теорії нестаціонарного Всесвіту, автор рівнянь Фрідмана.

В кінці 19-х років у Альберта Айнштайна було новий молоток, і він шукав цвяхи, щоб забити.
Він тільки що розробив новий, більш потужний математичний опис сили тяжіння і волею-неволею використовував її для прогнозів.
Спочатку Айнштайн перевірив, що його новий опис відповідає попередньому сучасному опису гравітації, закону Ньютона, для ситуації, коли закон Ньютона узгоджується з експериментами.
Так воно і було.
Все йде нормально.
Потім Айнштайн підключив орбіту Меркурія й отримав прогноз, який правильно відповідав експериментальним спостереженням дня; спостереження, в яких була аномалія, яку можна було пояснити за допомогою закону всесвітнього тяжіння Ньютона.
Він включив зоряне світло, що проходить повз Сонця й отримав прогноз, що він повинен згинатися під дією сили тяжіння Сонця; пізніше це було підтверджено.
Він включив зоряне світло, залишивши великі зірки й отримав прогноз, що спектр світла повинен зміщуватися в червону сторону, коли він підіймається поза гравітаційного колодязя; пізніше це було підтверджено.
Він підключив пусте місце й отримав прогноз що хвилі гравітації повинні поширюватися через нього; це теж було пізніше підтверджено.
І він підключився до всесвіту й отримав прогноз що він повинен бути статичним і незмінним.
Що було неправильно.
Тепер загальне розуміння того часу полягала в тому, що всесвіт не розширювався і не стискався, і поки почали з'являтися чутки що далекі туманності послідовно віддалялися від нас, Айнштайн твердо тримався табору «статичного всесвіту».
Так вже вийшло, що коли Айнштайн зробив свій розрахунок щодо всесвіту, він зробив невелику, але суттєву технічну помилку, це означало, що всесвіт не міг розширюватися або стискатися.
Я підозрюю, що Айнштайн, ймовірно, не вловив помилку з двох причин: тому що тензорне обчислення складно і дратівливо тонко, і тому що він погодився з результатом, тому не було причин сумніватися в ньому.
Це тим більш важливо, тому що помилка в кінцевому підсумку означала, що його рівняння передбачали, що у Всесвіті нічого не може бути в ньому взагалі, і Айнштайну довелося знайти зовсім інший розумний математичний трюк, щоб для його рівнянь, що описують всесвіт, в якій дійсно є матеріал, попри його помилковий розрахунок.
Так чи інакше, через кілька років російський фізик Олександр Фрідман підключив Всесвіт до рівнянь Айнштайна, але не зробив помилка Айнштайна.
Він отримав прогноз, що Всесвіт може або розширюватися, або стискатися, або статично, в залежності від того, скільки в ньому було матеріалу і баланс речовини й енергії.
Але Айнштайн все ще не усвідомлював, що він зробив помилку: замість цього він опублікував критику роботи Фрідмана, виправдовуючи його критика з тим же помилковим розрахунком, що і раніше.
Отже, Фрідман написав Айнштайну особистого листа: люб'язно (але твердо) пояснюючи Айнштайну правильний розрахунок, і (знову ж люб'язно) просячи Айнштайна або показати йому, в чому він був неправий, або опублікувати виправлення.
І кінець кінцем Айнштайн побачив, що Фрідман мав рацію - тому він визнав це й опублікував спростування своєї попередньої критики.
Виявляється, рівняння загальної теорії відносності все-таки можна описати розширюється або стискується всесвіт.
Науковий кінець цієї історії полягає в тому, що Фрідман помер до того, як прийшли переконливі експериментальні дані й показали, що Всесвіт розширюється, тому він ніколи не знав, який з можливих результатів його рівняння був правильним.
І Айнштайн помер до остаточного експериментального прийшли докази, які показали, що математичний трюк, який він використовував, щоб виправити свою помилку виявився дуже корисним і тепер використовується для опису темної енергії.
Отже, Айнштайн був дуже засмучений епізод; історія зазвичай написана, щоб припустити, що він просто шкодував про свою неправоту.
А може, це правда.
Але говорячи як фізик - і для ясності: це чисто моє особисте припущення - мені як би цікаво, а не Айнштайн чи теж в штани, тому що, якби він не зробив цю дурну математичну помилку, можливо, він міг би прийшло багато років назад до тих же рівнянь, що і Фрідман (і які тепер називаються рівняння Фрідмана і є основою нашого сучасного розуміння великомасштабних структур всесвіту).
Але я не зовсім впевнений, що він зміг зробити те, що зробив Фрідман - тому що всі люди, навіть вчені, мають упередження, упередження, як правило, зберігаються настільки сильно і глибоко, що не тільки закривають нам очі на альтернативи, вони закривають нам очі на їхнє існування.
Краса збереження відкритого, раціонального і наукове мислення полягає в тому, що коли одне з ваших упереджень невірно, ви більш схильні подивіться на докази, переконайтеся, що ви неправі, і визнайте це.
Але це дійсно складно навіть - чи можливо, особливо - для когось на кшталт Айнштайна.
І мені цікаво, чи зміг би Айнштайн без сторонньої допомоги розібратися в його упередженості щодо статичної природи всесвіту.
Айнштайн, як і всі ми, став людиною після всього.
Що ми можемо витягти з дій Айнштайна в цій історії такий: ми можемо зрозуміти, що можемо помилятися, і коли ми помиляємося, милостиво визнай це.