影响世界历史的100位科学家: 天体物理学的奠基人 爱丁顿
天体物理学的奠基人 爱丁顿
做科学研究要有高度的洞察力和敏锐的观察力,做其他学问也是如此。
1919年5月29日,英国皇家学会在非洲和拉美两处观测日全食时,测得光线在太阳引力场中发生的弯曲度分别为1.61秒和1.98 秒,这与爱因斯坦在广义相对论中的预言1.71秒基本相符。组织这次观测的人就是英国天文学家、物理学家亚瑟·斯坦利·爱丁顿爵士,他第一次证实了爱因斯坦的理论。消息一传出,全球为之轰动。
爱丁顿1882年12月28日出生于英格兰肯达尔的一个贵族家庭,从小丧父,与母亲过着相依为命的生活。让母亲欣慰的是他天资聪明而且勤奋好学,在上小学的时候就展现出了数学和文学方面的才能。1898年,成绩优异的爱丁顿获得了60英镑的奖学金,这才得到了上大学的机会。1905年获得硕士学位后,爱丁顿进入了卡文迪许实验室研究热辐射。
1907年因获得史密斯奖,爱丁顿晋职为剑桥大学的研究员,五年后升为教授。第二年他又被任命为剑桥大学天文学和实验物理学终身教授。1914年他被荣升为剑桥大学天文台台长,并当选为英国皇家学会会员。
起初研究恒星运动的爱丁顿,在受到相对论启发后开始转向星体内部结构的研究。在《星体的内部结构》一书中之中,爱丁顿从理论上提出恒星平衡是由向内的重力和向外的光辐射压力共同维持,内部是高温的离子化状态的气体。这一理论的提出为天体物理学的发展奠定了基础,开创了人类科学认识天体内部结构的先河,成功解释造父变星的变化周期理论,因而也被誉为造父变星脉动理论的创始人之一。
1920年,恒星的能量来源于核聚变被爱丁顿发现,使得人们对恒星的内部状态有了更清醒地认识,同时也为天体形成和演变的研究打开了一扇窗户。但在当时,这一理论并没有得到科学界的广泛接受,为此他还和詹姆士·金斯爵士开始近20年的持久的辩论。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。
作为一位相对论忠实地宣传者,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,因此他也获得了“第一个用英语宣讲相对论的科学家”的美樱后来著名的《空间、时间和引力:广义相对论进阶》、《质子和电子的相对论》等都出自爱丁顿之手。正像后人所说得那样,正是由于爱丁顿的介绍,爱因斯坦的广义相对论才得以传播到讲英语的国家之中。
此外,爱丁顿还写了大量的科普作品,他在1929年阐述的“无限猴子理论”,即“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”。受到了读者的普遍欢迎和接受。
多年来,爱丁顿一直埋头钻研。19世纪20年代以后,致力于将量子理论、相对论和重力理论统一起来。到了晚年, “为了形成宇宙的自然和完美的特性”,他仍痴迷于这样一种深奥晦涩但又极富挑战性的理论,直至1944年在剑桥逝世。</p>
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