攻城狮豆腐斯基

左手力,右手电,手心迎着磁感线
故事的结尾,机械师爱上谁
为了我爱的那个人,努力走在学习的大道上
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那些年的爱因斯坦与相对论的发展:爱丁顿 01

爱因斯坦的理论有这样一项重要的预言:从遥远恒星发出的光在途经如太阳这样的大质量天体时会发生弯曲。

我们的故事,也从这一项预言出发。

亚瑟·斯坦利·爱丁顿【Arthur Stanley Eddington 】出生在一个虔诚的基督教贵格会家庭,从小就是学校里的优等生。通过他的高超的智商,在16岁时,还是少年的他就来到了曼彻斯特学习数学和物理学,之后顺利进入当上英国学术中心之一的剑桥大学,在那里他依旧是年级的头牌学生,也因此被称为“高级牧马人”。

日子一天天过去,爱丁顿每天在打网球和刻苦学习中度过,在取得剑桥大学硕士学位后,他很快成为皇家天文台的助理天文学家和剑桥大学三一学院的研究员。这妥妥的就是学霸版人生赢家会好不好!

在毕业后,爱丁顿每天过的要多舒服有多舒服,和朋友一起打网球,和好基友相约骑自行车。他也以擅长骑自行车长途旅行而出名。

他曾经设计了一个号码“E”来标记他骑自行车的耐力,简单来说,E就是他一天骑自行车超过的E英里的最大天数。比如说,我一天骑自行车一英里的次数超过一次,btw,作为一个非常标准的宅男,我非常怀疑我的E是不是为0ORZ

当爱丁顿去世时,他的E为87,也就是说他一生中有87次每天骑车超过87英里的个人记录。

还记得他曾经非常激动地对他的好基友说:1912年的2199英里,去年的2304英里,我们今年前九个月已经完成了1500英里,所以只要我们继续保持这个速度,并且把坏天气、短的白昼和可能生病等变量因素计算进去,我们就能在今年12月25日的下午3时左右骑完整个英国地图!

那骄傲的小表情啊,想想也能知道。

然而,此时的英国已经征收了士兵参加第一次世界大战,而爱丁顿的好基友顺利的通过了用鞋子量身高的体检,即将随着其他的人一起乘坐火车,调往前线。那时候部队里的士兵都说,他们会在圣诞节那一天胜利归来,“圣诞抚平一切”,所有人都深信这一点。

这句话其实就是相当于德国那帮将领说的那句“我们去巴黎吃早餐”一样,信了也就出大事情了。

第一次世界大战爆发,整个英国都陷入了狂热的民族主义浪潮,而爱丁顿孤独的站出来反对。但是这种呼声不仅被他深爱的国家,也被他的同事的斥责声所淹没了,作为一名贵格教教徒同时也作为一名英国人,他的爱国心和他的信仰相冲突,整个国内的局势让他感到深深的绝望。

同时,英国著名的天文学杂志《天文台》发表了一系列让人愤怒的文章。在少数资深天文学家的竭力支持下,英国学术界甚至出现了拒绝与德国科学家合作的局面,而德国也出版了《93人宣言》。牛津大学的塞维利亚籍天文学家赫伯特·博纳特甚至干脆地表示:“我们要么重新接纳德国为国际社会的一员,这样势必会降低我们的国际标准到她的水平上,要么将她排除在外以提高我们的国际法水准,除此之外我们没有第三条路。”

战争持续一天,对德国的一切都充满敌意的氛围就持续一天,强大的压力下,具有德国背景的英国皇家天文学会会员被强制性要求辞职。英国科学家与他们的德国同事之间的联系,在战争机器的阻挠下被冻结。

爱丁顿的看法和表现则截然不同,作为规格教会的教徒,他激烈的反对战争。在一片地是德国知识分子的聒噪声中,他发现只有自己持有异议,为此他也没少被领导请去喝茶。

“我们不讲一个符号化的德国人,就将你以前的老朋友XXX教授,”他向他的同事呼吁道,“你骂他是野蛮入侵者、海盗、婴儿杀手,并总想引起某种不愉快。这种做法注定会可笑的失败。”

爱丁顿不仅帮助德国人说话,也帮助那些在英国的德国普通人,同时他拒绝加入部队参加战斗。当他得知他的好基友William Marston中尉在伊普鲁之战中被德国人施放的氯气所杀害,这场战役中,所有从剑桥毕业的战士们,无一幸免时,爱丁顿整个人都陷入了一种失魂落魄的状态,来不及说出口的爱,变成了自己独守的秘密,来不及见你最后一面,本以为可以一起度过圣诞节,却发现,你已经战死沙场,而我深陷旋涡。【这时候,一首In heaven我觉得非常符合爱丁顿此时此刻的心情……】

要不是他享有“国家级重要性”的豁免权,在整个国家看来,他作为一名天文学家比作为一名士兵更重要,他早就被送上战场了,而现在,他几乎失去了所有的朋友。

失去了挚爱的爱丁顿,埋首研究,希望借此消愁。

爱因斯坦提出的 光线弯曲吸引了他的注意力。其实这个预言早就引起少数科学家的注意,当然大部分会嗤笑着在心里嘀咕:就让这个疯子在白纸上胡说八道吧,就算他的理论严密而完备,不容怀疑,但这一切还需要被证实,我们要看的是事实!

爱丁顿和其他感兴趣的科学家一样,决定亲自测量一下,来验证是不是如爱因斯坦所说的那样。

他们满世界的乱跑,去老美、老毛子、桑巴国,试图捕捉到十分恰当的日食时刻,因为此时太阳的合适位置恰好能够使他们测量到来自遥远恒星的光线的轻微偏折。在桑巴国观察日食的的时候,爱丁顿遇见了美国天文学家查尔斯·博莱恩,并对他正在做的这项工作感到非常好奇。在经历了一番交谈后,爱丁顿回到剑桥后,决定探究一下爱因斯坦的新理论。

也许上帝注定了他将接受这一项工作,爱丁顿的朋友,荷兰天文学家威廉·德西特【记住这个名字,在介绍宇宙模型的演变的时候他将作为主角之一出场】先是从布拉格,厚实苏黎世,最后是柏林寄来的论文选印本。他对这种用困难的语言【即黎曼几何,详见上一篇“爱因斯坦对待数学的态度+那些年的爱因斯坦与格罗斯曼【1】”】来处理引力的全新方式感到十分好奇,也非常过瘾。【学霸的奇妙兴趣我不懂(╯°Д°)╯︵┻━┻】 

这个问题之所以值得探讨,更在于爱因斯坦做出了相当清楚的预言,这些语言可以用来检验他的理论。事实上,人们早就预料到了1919年5月29日将发生日食,这是一个非常理想的机会,而爱丁顿显而易见的成为率领这样一只考察队的理想人选。

爱丁顿非常激动。

爱丁顿恨不得立刻收拾行李出发。

爱丁顿收到了一万吨打击。

为什么?

因为阵营问题呀!

爱丁顿即使是个和平主义者,但是人家爱因斯坦不是啊!

在英国佬看来,人爱因斯坦那是传统敌人。

什么?你说爱因斯坦没在《93人宣言》上签名?

我们都知道,爱因斯坦是个勇敢、坚定的和平主义者,但是他曾经确实帮忙改造过德国海军所用的回旋仪,也算是在第一次世界大战中间接地为德国潜艇提供了不小的帮助。

当然这也不排除是爱丁顿的同事要让的相信的一点。

随着第一次世界大战在1918年迎来了它的高潮,德国军队完全吞并眉毛家和法叔家的风险在与日俱增,就说严峻的战势,迫使英法两国进行新一轮的征兵。

这一次,爱丁顿没有那么幸运,他接到了要求应征入伍的通知,但是他满脑子想的都是别的事情。

他一个弱书生上战场拿枪?你仿佛在逗我!让他算算弹道还差不多。

虽然爱丁顿成了爱因斯坦的新引力论的热心倡导者,但他却不得不面对他的同事的反感。他的一个同事在试图向他阐明德国科学没有价值时宣称:“我们一直试图认为,德国人今天做出的夸大和虚假的断言是处于最近飙升的一些纯属临时性的毛病,但是像这样的实例让人怀疑,这一令人悲哀的事实是否真的没有更深的思想基础。”

说的那叫一个天花乱坠,唾沫横飞,中心意思大概就是:不要相信那些没有被证明的德国佬的理论啦!我们牛顿大大的预言数值多精准啊信奉牛顿得永生啊亲!【好像有什么奇怪的东西混进来了?┐( ̄ヘ ̄)┌】

但是也有人支持爱丁顿,比如说英国皇家天文学家弗兰克·戴森,但是有支持也没有呀,爱丁顿首先得设法避免因为拒绝当兵而被送进监狱。

英国政府就此问题还专门在剑桥开设了法庭来讨论爱丁顿的立场。

随着听证会的进行,仲裁庭认为他的敌意在升高,反正就是希望他早点上战场。

爱丁顿被拒绝豁免。

就当他以为自己即将被送上战场时,他的脚踏七彩祥云来拯救他的白马王子支持者,弗兰克·戴森步入法庭,对仲裁院一字一顿地说:“在目前条件下,日式的观察只有极少数人参与。爱丁顿教授时进行这些观测的独一无二的适当人选,我希望法庭能够赋予他权限来担此重任。”

翻译过来就是:要是不想被德国佬在科学上压一头就快点豁免爱丁顿!

日食的观测说服了法庭,爱丁顿再次因为“国家级重要性”被寄予豁免,爱因斯坦在遥远的德国拯救了爱丁顿。

这说明什么!

要好好读书啊!_φ(❐_❐✧ 

被豁免的爱丁顿瞬间满血复活,收拾行李准备进行这一历史性的实验。

其实早在1917年初,爱因斯坦就曾发表了一个对发展相对论极为重要的想法,就是有可能用直接的观察验证光是否具有引力质量。由于战争的不断进行,几次绝好的观测机会都丧失掉了。

爱丁顿要进行的实验说起来很简单,此行的目的就是为了验证爱因斯坦的断言。1919年5月,毕星团就躺在太阳的正后面,观测条件堪称完美,只要比较两次观察结果,就可以知道光线是否存在偏折,如果偏折为四千分之一度,即1.7弧秒,就说明测验成功。

毁灭性的第一次世界大战刚刚结束,爱丁顿就和来自格林尼治天文台的爱德华·科廷厄姆商量好了,3月从英国出发,前往位于几内亚湾的一个叫做普林西比岛的小岛,他们需要长途跋涉,到很远的地方去架设自己的设备。

由天文学家安德鲁·克罗姆林和查尔斯·戴维森组成的后备组则被派往赤道附近的一个贫穷。尘土飞扬的观测点——巴西内陆省份诺德什蒂叫做索布拉尔的村庄。

你以为两个观测地点环境差不多?Too young,too naive啊骚年

普林西比岛以出产可可而著名,虽然在20世纪可可种植园被指控使用奴隶劳动从而失去了供货合同 ,经济被摧残,但是!爱丁顿他们还有庄园主照顾啊!他们在罗卡桑迪的一个偏僻角落里架设了观测设备,每天白天就在岛上唯一的球场打打网球,晚上喝着可可或者酒等待着日食的来临,一对比在赤道吃土的后备组是不是瞬间高大上了起来?

科考队到达普林西比之后,一连几天都是阴雨绵绵,第二天就要发生日食了,老天爷还在和他们开玩笑,雨就是下个不停。估摸着爱丁顿要是有召唤雨神的本事,他早就操起怀表砸过去了。

问题是爱丁顿没有呀,他只能心急如焚,不过比起普林西比的阴雨,他更担心索布拉尔的天气,如果再出什么问题,这次绝好的机会又要溜走了。那么为这一次观测所付出的所有努力都将付诸东流,他怎么对得起他好基友生前对他的鼓励?

考察队的人祈求千万别忘反复出现的暴雨和灰暗的天空破坏了他们的神圣的使命。科廷厄姆不断调整着望远镜,希望湿热的气流不会造成图像失真。

在日食出现的那个早上,爱丁顿一睁开眼就一咕噜爬起来,掀开帐篷一看,完了!天又下起了大雨!

直到距离日食出现不到一个小时的时候,天空才开始放晴。

整个考察队的人都恨不得大声吼上一嗓子:“哈利路亚!”

当月球开始遮挡起部分太阳时,爱丁顿和科廷厄姆抓紧机会拍下了第一张照片。到下午2:15,天空晴朗,爱丁顿和科廷厄姆可以用剩下完好的8台照相机进行观测了。他们顺利拍下了毕星团躲在太阳背后的照片。等到整个日食结束,天空变得万里无云,他们一共拍下了16张照片。

爱丁顿兴奋地跑去给弗兰克·戴维森发电报:“穿过云层,有希望。”

现在转换视角看看在巴西索布拉尔吃土的克罗姆林和戴维森。当地的天气非常晴朗非常炎热,日食随后开始。他们被欢腾的当地居民团团包围住,一起见证了这一历史性的时刻,他们一共拍摄了19张照片,用以补充爱丁顿和科廷厄姆的16张照片,他们眉飞色舞的打电报:“日食壮观。”

沉浸在成功的喜悦中的他们丝毫没有意识到,巴西的观测天气固然良好,但是炎热的天气已经破坏了他们的主要试验设备,酷热使得机器扭曲变形,以致于照片底片测得的数据形同虚设,好在他们还有一台备份用的较小的望远镜,使得索布拉尔远征考察队的数据对整个实验还有用。

TBC

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来自还没有吃晚饭,肚子十分饥饿的用了一整天补上这个拖了2年的坑的威廉……

  @德先生 

 

 

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