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亚瑟·斯坦利·爱丁顿

王朝百科·作者佚名  2009-10-25
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亚瑟·斯坦利·爱丁顿爵士(Arthur Stanley Eddington,1882年12月28日-1944年11月22日),英国天文学家、物理学家、数学家,是第一个用英语宣讲相对论的科学家,自然界密实(非中空)物体的发光强度极限被命名为“爱丁顿极限”。

在第一次世界大战期间,英国人并不太清楚德国的科学进展,爱丁顿在1919年写了“重力的相对理论报导”,第一次向英语世界介绍了爱因斯坦的广义相对论理论。

生平亚瑟·斯坦利·爱丁顿出生于英格兰肯达尔一个贵格会家庭,父亲是一个中学校长,死于1884年席卷英格兰的伤寒大流行,他的母亲独立承担抚养他们姐弟俩的责任。爱丁顿幼年是在家中随母亲学习。1893年他进入布里麦伦学校,他显示出在数学和英国文学方面的天才。1898年他获得60英镑的奖学金,因此得以进入曼彻斯特维多利亚大学的欧文斯学院学习物理学,1902年以优异成绩获得科学学士学位。

因为突出的成绩,获得剑桥大学三一学院75英镑的奖学金,1905年获三一学院硕士学位,进入卡文迪许实验室研究热辐射。

1905年他到格林威治天文台工作,分析小行星爱神星的视差,他发现了一种基于背景两颗星星的位移进行统计的方法,因此于1907年获得史密斯奖。这个奖项使他获得剑桥大学的研究员资格。1912年达尔文的儿子,剑桥大学的终身教授去世,爱丁顿被推荐接替他的职位。1913年初,爱丁顿被任命为剑桥大学天文学和实验物理学终身教授。1914年被任命为剑桥大学天文台台长,不久就被选为英国皇家学会会员。

第一次世界大战期间,他被要求服兵役,但由于他信仰贵格会,同时又是一个和平主义者,他拒绝服兵役,他的同事以他在科学研究方面的重要作用为由,成功地要求政府免除了他的兵役。

一战过后,爱丁顿率领一个观测队到西非普林西比岛观测1919年5月29日的日全食,拍摄日全食时太阳附近的星星位置,根据广义相对论理论,太阳的重力会使光线弯曲,太阳附近的星星视位置会变化。爱丁顿的观测证实了爱因斯坦的理论,立即被全世界的媒体报道。当时有一个传说:有记者问爱丁顿说是否全世界只有三个人真正懂得相对论,爱丁顿回答“谁是第三个人?”

但现在的历史学家研究认为,当时爱丁顿的数据并不准确,可是歪打正着地宣布了相对论理论的正确。

爱丁顿还从理论上研究恒星内部的结构,提出恒星由向内的重力和向外的光辐射压力维持平衡,内部是高温的离子化状态的气体,相当于理想气体。经过他的数学模型计算,他解释了造父变星的变化周期理论。

1919 eclipse negative

爱丁顿拍照的1919年日食1920年,爱丁顿第一个提出恒星的能量来源于核聚变,为此他和詹姆士•金斯爵士进行了一场旷日持久的辩论,直到1939年美国天文学家汉斯•贝特计算出太阳的能源是氢原子经过四步核聚变反应形成氦才算结束。

1923年他出版了《相对论的数学理论》,爱因斯坦认为这本书是:“在所有语言中是表达这个主题最好的版本”。

从1920年开始,直到他去世,他一直致力于将量子理论、相对论和重力理论统一起来,形成一个“基本理论”,到晚年几乎达到痴迷的程度。他确信质子的质量和电子电荷的数值不是偶然形成的,是“为了形成宇宙的自然和完美的特性”。

由于他过于相信自然的完整,当时对微细构造常数α的数值测量接近1/136,他坚持必须应该是1/136整,後来更精确的测量证明是接近1/137,他又宣称必须是1/137整,但实际目前最精确的测量证明是1/137.035 999 76(50)。学生给他取了一个昵称"Adding'One"。

他没有能完成自己的研究,爱丁顿于1944年在剑桥逝世,他的著作《基本理论》直到1946年才出版。 1919 Eclipse negative

他在逝世前,1938年,他担任了国际天文学联合会主席。直到去世。

他在晚年激烈地反对印度科学家苏布拉马尼扬•钱德拉塞卡提出的关于白矮星的最大质量限界理论,苏布拉马尼扬•钱德拉塞卡认为超过这个界限,恒星的坍塌会形成中子星、夸克星,直到黑洞。事实证实苏布拉马尼扬•钱德拉塞卡是正确的,他为此获得了1983年诺贝尔物理学奖。

著作爱丁顿也写过许多科普著作,最著名的是他在1929年阐述过一个“无限猴子理论”,就是说“如果许多猴子任意敲打打字机键,最终可能会写出大英博物馆所有的书”。

《恒星和原子》 1926年

《恒星内部结构》 1926年

《基本理论》 1946年

《科学和未知世界》 1929年

《膨胀着的宇宙:天文学的重要数据》 1900年-1931年

《质子和电子的相对论》 1936年

《物理世界的性质》 1928年

《科学的新道路》 1935年

《空间、时间和引力:广义相对论进阶》 1920年

《物理学的哲学》

《物理学的领域》

 
 
 
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