史海鉤沉：誰偷走了勒梅特的乳酪？

邢志忠/文

出生於1894年7月17日的喬治·勒梅特（Georges Lemaitre）是天文學與宇宙學發展史長河中一顆耀眼的星。維基百科是這樣介紹他的：

勒梅特是比利時天主教神父、天文學家及天主教魯汶大學物理學教授。他提出了宇宙膨脹的理論，其貢獻在很大程度上被張冠李戴到了美國天文學家埃德溫·哈勃（Edwin Hubble）的頭上。他是第一位推導出現在被稱作「哈勃定律」的人，率先估算了現在被稱作「哈勃常數」的大小，其論文發表於1927年，比哈勃的論文早兩年。勒梅特還提出了宇宙起源的大爆炸（big bang）理論，他本人稱之為「太古原子（primeval atom）假說」或「宇宙之卵（cosmic egg）假說」。

勒梅特

既然勒梅特比哈勃早兩年認識到了宇宙膨脹的基本規律，為什麼他的工作沒有得到學界的廣泛認可呢？換句話說，是誰偷走了本應屬於勒梅特的乳酪呢？

2011年11月10日，美國天體物理學家馬里奧·利維奧（Mario Livio）在《自然》（Nature）雜誌撰文揭開了這個謎團，他的文章題目是「解開章節遺漏之謎」（Mystery of the missing text solved）。

故事的起因其實並不複雜。勒梅特的論文最初是以法語發表在了比利時的《布魯塞爾科學學會年鑒》（Annals of the Scientific Society of Brussels）期刊上，題目是「具有恆定質量與擴展半徑的均勻宇宙：解釋河外星雲的徑向速度」（法譯英的標題：A homogeneous universe of constant mass andgrowing radius accounting for the radial velocity of extragalactic nebulae）。可當年德語和英語才是科學論文的主要語言，因此他的這一重要工作沒有得到國際同行的注意，似乎情有可原。

在這篇論文中，勒梅特發現了愛因斯坦廣義相對論方程的一個嚴格解，並就此推導出後來被稱為「哈勃定律」的方程，即星系退行的速度正比於它與我們之間的距離，而相應的比例係數，就是著名的「哈勃常數」。利用維斯托·斯萊弗（Vesto Slipher）當時觀測的星系退行速度數據和哈勃發表的星系距離數據，勒梅特求得兩者的比例大約等於每秒每百萬秒差距625千米。他還在論文中指出，觀測數據的精度不足以驗證他所發現的星系退行速度與距離之間的線性正比關係。

兩年之後，哈勃在《美國科學院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）上發表了題為「河外星雲中距離與徑向速度之間的關係」（A relation between distance and radialvelocity among extragalactic nebulae）的論文。他和他的助手利用更精確的觀測數據確立了「哈勃定律」的有效性，並計算出「哈勃常數」的數值：約為每秒每百萬秒差距500千米。很顯然，哈勃的結果驗證了勒梅特的工作，因此發現「哈勃定律」的榮譽似乎應該主要歸屬勒梅特，至少兩個人應該分享這塊「乳酪」。那麼，為什麼哈勃獨享了「乳酪」？差錯究竟出在哪裡呢？

哈勃

根據利維奧教授的考證，英國《皇家天文學會月報》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）的編輯威廉·斯瑪特（William Smart）曾於1931年2月17日致信勒梅特，表達了如下幾層意思：第一、皇家天文學理事會認為勒梅特發表於1927年的論文沒有得到學界應有的重視，希望能得到允許，在《皇家天文學會月報》上重新發表該論文的英文版；第二、如果勒梅特想要在自己的論文中增加新的內容，只需要對新增的內容標註清楚即可；第三、希望勒梅特本人完成法文英譯的工作。

毫無疑問，勒梅特以及《布魯塞爾科學學會年鑒》雜誌社都同意了斯瑪特編輯的建議，因為他的論文英文版在當年的三月份順利發表在了《皇家天文學會月報》上。但令人不可思議的是，法文原版中的部分內容卻不翼而飛，其中包括勒梅特描述「哈勃定律」、推導宇宙膨脹率和估算「哈勃常數」的段落。也就是說，即便學術界的同仁注意到了勒梅特的論文英文版，仍舊無法獲得他早於哈勃所做出的重要科學貢獻的證據。

於是才有學者一直對勒梅特的論文英文版所缺失的段落持有「陰謀論」的觀點，認為要麼是負責法文英譯的人做了手腳，要麼是《皇家天文學會月報》編輯部做了手腳，從而達到抹殺勒梅特的原初貢獻，抬高哈勃身價的目的。甚至有學者懷疑，哈勃本人也可能為了一己之私而插手此事。

最終讓這件事真相大白的關鍵證據，來自利維奧教授所發現的一封信，即勒梅特於1931年3月9日寫給斯瑪特編輯的回信！這封信傳遞了如下幾方面的信息：第一、他很高興自己那篇法語論文能夠以英語重新發表；第二、他親自動手做了法文英譯的工作，但是恐怕翻譯得不夠好，希望編輯部能夠幫助審閱修改；第三、他認為討論徑向速度等內容是不明智的，因此在翻譯過程中刪除了有關段落；第四、公式和表格沒有變動；第五、他通過新的方法得到了膨脹宇宙的方程式，但不打算添加到英文版中，而是準備另外寫成文章發表；第六、他很想成為皇家天文學會的會士，希望得到對方以及亞瑟·埃丁頓（Arthur Eddington）教授的推薦。

原來偷走了勒梅特的乳酪的「罪魁禍首」就是勒梅特本人，於是「陰謀論」的猜測就不攻自破了。與勒梅特相比，雖然哈勃的工作得到了更廣泛的認可，但他最終也沒有獲得諾貝爾獎。究其原因，當年的諾貝爾物理學獎並不承認天文學方面的傑出工作。

致謝：本文的寫作受到了周順研究員在北大高能中心所做的學術報告的啟發，在此對他表示感謝。

邢志忠，2018年1月5日。

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