PRL凭什么? 拒稿引力波预测, 爱因斯坦走下神坛!

知社学术圈 2016-02-13

人类首次探测到引力波的新闻,昨天引爆微信朋友圈。不管是物理学家,还是文艺青年,想必都会被一波又一波的刷屏所震撼,不知道造就了多少十万加、百万加的微信热文。

当你打开这篇文章的时候,几乎所有的人都已经知道,爱因斯坦100年前所预测的微弱得可以忽略不计的引力波,如今已经被后人所探测。全民狂热所散发出的强烈引力波,他老人家在另一重宇宙,想必也可以收到。稍微认真一点的读者,也许会注意到,这个划时代的伟大工作,昨天发表在美国物理学会(American Physical Soceity, APS)出版的Physical Review Letters(PRL),不是Science,不是Nature,也不是人们所希望的科学通报(英文版),是影响因子只有7.5的PRL

不过,大多数的读者不会知道,PRL的前身,也就是APS所出版的Physical Review,曾经将爱因斯坦引力波预测的论文,稿! 

PRL凭什么???

这是一段拍案惊奇的尘封往事,八卦却又富有启示,对作者、编辑、评审、乃至期刊皆是如此,更显现科学探索的曲折和艰辛科研工作者的挣扎和惊喜,即使你大名鼎鼎如爱因斯坦。

想知道匿名审稿人怎么刁难爱因斯坦么?想知道爱因斯坦怎么向编辑发飙么?想知道编辑怎么应付这个大权威么?想知道这个稿子的最终命运么?当我们从引力波狂欢之中逐渐冷静下来的时候,知社学术圈带你走进这段鲜为人知的历史,把玩科学神秘的魅力,直面走下神坛、充满人性的爱因斯坦

爱因斯坦被激怒了

让我们走进时间机器,乘着引力波,回到80年前的1936。6月1日, 美国物理学会Physical Review 编辑部收到爱因斯坦和他的助手罗森的一篇来稿。此前,他和这个罗森,已经在Physical Review发表过一篇论文,提出了爱因斯坦-罗森桥的概念,也就是如今广为人知的可以穿越时空的虫洞

编辑部的记录如今还在,就是下面这个表格,第二行就是爱因斯坦和罗森的投稿记录: 


这篇文稿的题目是什么呢?“Do Gravitational Wave Exist?" 对的,你没有看错,在他预测引力波20年之后,爱因斯坦又写了这篇论文,引力波存在吗?

Physical Review将稿件送审。即使爱因斯坦的稿件,也要送审。审爱因斯坦的稿件,该是什么样的神人,会有什么样的感受?上面的图表显示,这个神秘的审稿人7月17日将审稿意见返回,满满十页的评论,认为稿件有严重问题, 必须大修 :

7月23日, 编辑部负责稿件审理的明尼苏达大学Tate教授致函爱因斯坦:我谨将您和罗森博士投递本刊的稿件随同审稿意见一并寄回,希望能看到您回应审稿人的评论和批评:

[I] would be glad to have [your] reaction to the various comments and criticisms the referee has made


John Tate,明尼苏达大学教授,物理评论责任编辑

Tate这封回信其实相当客气,不过爱因斯坦显然还是被激怒了。 他7月27日很不客气地回了一封德文信: 我和罗森将稿件寄给你们发表, 并未授权你在文章刊出之前拿给专家看我也没有必要回答你那位匿名专家的错误评论宁肯在别处发表这篇论文:

爱因斯坦给Tate教授的回信

这显然是史上最牛的作者回应,没有之一,直接把编辑给拒了。

收到爱因斯坦的来信, Tate教授7月30日给这位生气的巨人回信:  我对您将在别处发表论文表示遗憾。我以为您熟悉美国物理学会的出版规则,所有投稿Physical Review的文章都必须接受编委会的审查:

“I could not accept for publication in THE PHYSICAL REVIEW a paper which the author was unwilling I should show to our Editorial Board before publication”

爱因斯坦此前在Physical Review已经发表过3篇论文,包括和罗森那篇著名的虫洞文章。但这一冲突之后,他和Physical Review从此一刀两断,再也没给Physical Review写过文章。科学巨人的脾气,看起来有时候还不小!

想知道Physical Review为什么拒稿这篇文章么? 引力波存在吗? 不存在! 这是爱因斯坦这篇文章的结论!

文章改头换面发表了

那么,这篇文章又是什么命运呢? 改投其他期刊呗。在这一点上,爱因斯坦和咱们今天这些攒论文的学者,也没有什么区别。他转手就将论文投给了 the Journal of the Franklin Institute,并很快原文接受,不需修改,爱因斯坦嘛,还不是指哪打哪。

可是,那引力波到底存在不存在呢?

就此,爱因斯坦的新助手英费尔德有一个很生动的回忆。当时爱因斯坦在普林斯顿,已经安排好要做一个讲座,就是报告他这个引力波不存在的新发现。可是就在报告的前一天,他突然发现自己犯了错误,一时却又没有找到解法。大家可以想象他的窘境。在报告结束的时候,他说:

If you ask me whether there are gravitational waves or not, I must answer that I do not know. But it is a highly interesting problem

哐当,简直是巨人走下神坛啊! 这不是咱报告中遇到回答不了的问题的标准答案么?

这么说爱因斯坦发表了一篇错误的文章?让我们看看最终发表在1937年1月的论文:

咦,题目已经改成了“论引力波”。结论呢? 让我们看摘要:

“After encountering relationships which cast doubt on the existence of rigorous solutions for undulatory gravitational fields... It turns out the rigorous solution exist...”

 也就是说,经过怀疑之后,引力波还是存在的!此外,文章还加了一段爱因斯坦的注释:因罗森前往俄国, 本文的第二部分由我作了大的改动。我们先前错误地解释了所得公式的结果。 在此感谢我的同事罗伯森教授在澄清原来错误上给予的协助。


普林斯顿大学罗伯森教授

原来,1936年11月13日,爱因斯坦急匆匆地给Journal of the Franklin Institute编辑写信,解释说因为错误,文章需要根本性的修改! 我们今天看到的,是爱因斯坦改头换面之后的正确文章。巨人也有犯错的时候

故事是这样的。罗森去苏联后,英费尔德成为爱因斯坦的新助手,而他和普林斯顿的罗伯特教授是好朋友。 罗伯特给告诉英费尔德他根本不相信爱因斯坦和罗森的结果,并给英费尔德详细指出了其中的错误和解决方案。 英费尔德回去进一步说服了爱因斯坦, 使他认识到原先的结论是错的, 事实上他的理论的确指向引力波的存在。于是爱因斯坦在文章校样上做出重大修改。好险啊!

爱因斯坦没有意识到的是,这些错误和相应的解法,在Physical Review那10页的评审报告里面都可以找到。爱因斯坦和咱也一样,根本就不看拒稿报告


审稿人居然是他?

事实证明, 爱因斯坦向Physical Review投的那篇文稿确实是错误的。 多亏了一位坚持原则的Tate教授, 面对一位生气的大权威, 毅然拒稿, 没有把爱因斯坦错误的论文登出来, 保持了刊物的尊严和爱因斯坦的荣誉。也要感谢那位匿名审稿人的严肃认真,用十页篇幅的详细报告,指出了文章的错误。那么, 谁是这位可敬的审稿人呢? 

Physical Review匿名审稿, 他的名字69年来一直不为人所知, 静静地埋没在APS如山的故纸堆中。直到2005年, Physical Review编辑部把上世纪30年代到40年代的原稿从地下室搬出来, 重见天日,人们才翻出了当年的稿件登记簿。在登记爱因斯坦那篇来稿的审稿人一栏中, 我们看到了一个手写的熟悉的名字: H.P. Robertson 。爱因斯坦曾轻蔑地认为其评审意见不值一顾的人, 原来就是罗伯特!


结语

让我们再乘着引力波,穿越虫洞,回到今世。这段拍案惊奇的尘封往事,告诉了我们什么呢? 相信每个人都有自己的答案,从中吸取点应有的养分,笔者在此不做说教。

不过,爱因斯坦极少像面对Physical Review拒稿这样,让他的自尊和骄傲影响自己的科学工作。英费尔德和爱因斯坦合作写书的时候,曾和爱因斯坦说:我得非常小心谨慎,因为我的名字将印在上面

爱因斯坦哈哈大笑,我也写过错误的文章:

You don’t need to be so careful about this. There are incorrect papers under my name too.


让我们用发表在PRL上的引力波探测论文,向爱因斯坦致敬!

与大伙共勉。


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