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爱因斯坦的世纪

admin  发表于 2017年10月01日

自从科学家们开始领会爱因斯坦1905年那些划时代的论文时开始,《科学美国人》杂志就记录下了他所有的理论,以及对这些理论的进一步诠释和反驳。请看我们从这些记录中摘取的部分内容,其中一些是由当时最杰出的物理学家所撰写的。Daniel C. Schlenoff

 

《科学美国人》杂志和主流物理学界花了数年时间才开始研究爱因斯坦1905年提出的那些革命性的建议,他对宇宙直觉认知的批判很难让人接受。

“1905年,出现了一篇奠基性和具有划时代意义的(也许未来的历史学家会如是说)投稿。表面上看起来,这篇论文内容枯燥而不做作,其作者是来自瑞士的物理学教授A.爱因斯坦。它出现在《物理学纪事》(Annalen der Physik)这一刊物上,该刊类似于我们的《哲学杂志》(Philosophical Magazine)。当时这篇论文没有造成什么轰动,几乎无人注意到它。然而时至今日,只要打开任何一本有关物理学的刊物,你肯定会发现又有一些新的文章加入到该主题日益增长的文献中,而这主题就是爱因斯坦的相对论。

——E. E. Fournier D "Albe”

《科学美国人增刊》

1911年11月11日

 

    “但是,‘相对论’到底是不是正确的?这要取决于实验验证。它所包含的一些假设正在并且一直受到数学逻辑的严格考验,而且它能否成立还要取决于它的推论是否和实验证据相一致。目前,对数学家们而言,‘相对论’拥有不可抗拒的魅力;但对某些物理学家来说,它却是同样无比可恶,因为他们既无法把时间看成运动的函数,也难以想象空间可以弯曲或者为自己描绘出一个第四维度。”

《科学美国人》

1912年6月8日

 

《科学美国人》杂志记录了爱因斯坦为了扩展相对论所作的努力,同时也记录了对他1916年那篇开创性论文的种种反应。

 

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“严格地说,相对论经受了实验的考验。之所以一直以来它被看成是可疑的,而且目前仍然有些物理学家这样认为,就是因为它和麦克斯韦及洛伦兹的电动力学理论相抵触。特别是从他们的理论中得出的光速恒定的结论,在爱因斯坦这里很难成立。现在就存在一个具有根本重要性的领域,在这个领域里,我们的经验知识远不能给予支持,即使加上相对论这样一个普遍理论的坚实基础仍然不够,因此,必须用物理学的假设来补充这一基础。这个领域就是引力。”

《科学美国人增刊》

1914年9月19日


不管以太的本质如何,它始终缺乏在空间构建一个参考框架所需的物质特性。也许我们最好将它看成一个均匀填充闵可夫斯基时空联合体的四维流体,而不应把它看成一个独立占据时间和空间的三维物质流体。目前我们所知的就是所谓的相对论。作为一个物理理论,现在看来它已经得到了实验的广泛验证(除了与引力相关的部分)。

——A. S. Eddington”

《科学美国人增刊》

1918年7月6日

 

1916年论文里提出的理论缺乏实验验证。一些天文学家,包括掌管剑桥大学天文台的A. S. Eddington,都把1919年5月29日的那次日食当成验证该理论中某一假设的机会,也就是恒星发出的光线经过太阳引力场时会发生弯曲。当这一预言看起来得到确证后,爱因斯坦立刻得到了物理学界的欢呼,而在公众眼里,他简直就成了神。

 

11月6日,在皇家学会和皇家天文学会的联合会议上,报告了5月29日全食时所获得的结果。在巴西北部的索布拉尔用4英寸望远镜获得的结果是最令人满意的,这些恒星的影像很清晰,在日食和底片上的特性也保持一致。测量结果显示,在太阳边缘处的星光偏转为角度1.98分,或然误差为角度0.12分,这一结果和爱因斯坦预测的角度1.75分非常接近。这次会议普遍认为,测量结合与预测的吻合,再加上对水星近日点进动的解释,足以证明爱因斯坦的理论是客观真实的。主持这次会议的J. J. Thomson爵士宣布,这一验证是划时代的。

——A. C. D. Crommelin”

《科学美国人增刊》

1919年12月6日

 

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然而公众是如何理解这一复杂理论的呢?《科学美国人》杂志设立了一个竞赛,以寻找一个简洁的有说服力的解释,头奖高达5000美元(这笔钱在今天其价值超过5万美元)。据报道,爱因斯坦这样说过:“在我的朋友圈子里,只有我本人没有参加这一竞赛……我认为自己无法获胜。”竞赛所激发的兴趣非常热烈。

 

“我们现在拥有了一个新出现的极其重要的科学观点,它在公共媒体和公众思想上所占有的地位是此前任何抽象科学学说从来没有得到过的。我们万分荣幸地宣布,尤金·希金斯先生,一位来自巴黎的美国居民,也是本刊多年来的亲密朋友,通过《科学美国人》杂志设立了一个价值5000美元的奖项,用于征求阐述爱因斯坦假设的最好的短文。”

《科学美国人》

1920年7月10日

 

“很多眼热5000美元奖项的人给我们写信,询问从哪里可以了解到有关爱因斯坦的理论?我们可不相信希金斯先生的钱会被一个能提出这样的问题,刚刚才对相对论产生兴趣的家伙获得。”

《科学美国人》

1920年8月28日

 

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“L. Bolton先生,获奖论文的作者[参见87页上图],从严格的科学意义上说,是默默无名的,尽管他在他的领域里有一定名声。他是英国专利所的员工,这让我们想起爱因斯坦本人也在瑞士专利所呆过几年。”

《科学美国人》

1921年2月5日

 

在相对论成为流行话题的同时,科学界内部继续针对它的每一方面进行激烈的论战。

 

“广大读者是否相信Dayton C. Miler教授要‘干掉’爱因斯坦的相对论,看起来这要取决于他们所读到的。多年以来,Miller教授一直在克利夫兰和威尔逊山天文台改进著名的迈克耳逊一莫雷以太漂移实验,他认为自己获得了以太漂移存在的始终如一的证据,因而也证明了以太的存在,而爱因斯坦的理论中则无需以太的存在。在满世界的盲目崇拜者和愤怒的反对者激烈对骂的同时,爱因斯坦却安详地抽着他的烟斗,说道:‘如果Miller教授的实验得到了验证,我的理论就不成立,仅此而已。’面对众多的科学界同行,Miller几乎对自己的发现表示愧疚,但是他还是坚持说这些发现是确实存在的。”

《科学美国人》

1930年3月

 

在当时,而且直到现在,始终存在着到底爱因斯坦有多伟大的讨论。

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“倒不是爱因斯坦‘需要知名度’,而是我们的编辑时不时收到来信,不是要求明确爱因斯坦在科学上的崇高地位,就是要求印证他们的个人观点,即爱因斯坦是个‘骗子’(有一个易激动的反爱因斯坦分子,反反复复地提出这个要求)。最近注意力又都集中到一件事上,即纽约的河滨教堂决定在新祭坛的大门门楣上放置爱因斯坦的雕像,让他和世上其他一些最伟大的人物并立。爱因斯坦是唯一一位还健在时就获得这种荣誉的人。另一个有时也会被问到的幼稚问题是:‘爱因斯坦是犹太人吗?’爱因斯坦确实是犹太人。”

《科学美国人》

1930年12月

 

“本月爱因斯坦将要度过他70岁生日的消息传遍了整个文明世界。他在科学家中拥有独一无二的地位,他在活着的时候就已经成为传奇。爱因斯坦科学思想的重要性不仅仅体现在它们巨大的成功上,它们在心理上的作用同样是巨大的。在科学史上的关键时刻,爱因斯坦证明了被长期接受的思想并非总是神圣不可侵犯的。

——Banesh Hofman”

《科学美国人》

1949年3月

 

1950年,爱因斯坦为《科学美国人》杂志撰文说明他在进一步扩展相对论方面所做的努力[参见本期George Musser的文章《失败的统一理论》]:

 

“对于我最新的理论工作,我认为并不应该把详细的描述放在大批对科学感兴趣的读者面前。这种做法只适宜于那些已被经验充分论证的理论,经验本身就足以证明真理。——爱因斯坦”

《科学美国人》

1950年4月

 

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爱因斯坦于1955年4月18日去世。科学界的重要人物都对他抱以感谢的心情。

 

“爱因斯坦在科学和人性上做出的贡献是广泛和硕果累累的,其成就足以和文明史上的任何人相媲美。随着他的去世,这一切都终止了。爱因斯坦的去世是全人类的重大损失。对我们这些有幸感受他温煦友谊的人来说,再也不能见到他的微笑,再也不能听到他的声音,这真让人悲伤。——Niels Bohr”

《科学美国人》

1955年6月

 

最后是根据爱因斯坦本人谈到的有关自身历史的一段话:

 

“爱因斯坦去世前两周,我和他坐在一起谈论科学思想史。爱因斯坦特别强调指出,最不适宜记载有关重大发现的思想的人就是发现者本人。他接着说,许多人问他为什么会想到这些又想到这些?爱因斯坦相信,历史学家比科学家本人更有可能深入了解一个科学家的思想过程。——Bernard Cohen”

《科学美国人》

1955年7月

 

何毓嵩/译

赵庚新/校


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