阿诺德原理(Arnold's Principle):以某人名字命名的定理不是此人发明的,本条”阿诺德原理“也适用。题主不用太担心【实事求是】的问题。
教科书总得按某种写法呈现,而无法把定理出现的历史背景都交代出来。好像也鲜有缺少某人,某条定理就不会被发现、创造出来的情况:也许,时势和英雄交互伴生。
金教授至少没说希尔伯特先得出了广义相对论场方程。
然后,Clifford(就是克利福德代数那位)早于广义相对论50年就写了一本书, On the space theory of matter ,其中他提出能量和物质都是时空弯曲的一个侧面。是不是今人觉得他更像一个穿越的存在?
理论的发展历史总是很复杂的,许多伟大的灵感交织汇聚到一起。
但无论如何,爱因斯坦是最伟大的那几位英雄之一。广义相对论也大约是最少群体智慧属性,最个人英雄主义的理论之一吧。
庞加莱:我的贡献太多了,不缺这个。
大众惊讶于庞加莱的贡献这件事本身这暴露了公众对于科学发展的错误认知。
即公众认为某种理论的创造者必然完全的原创“天不生此人,万古如长夜”。
由于人民群众朴素的造神仪式,和吹神需求,总是习惯把某个理论归于特定某个人,不只是方便记忆,也方便吹牛造神,搞戏剧化。
但是,这偏离了科学发展的基本事实:没有人是神,所有伟大的“发现者”都是直接或者间接站在巨人的肩膀上。
我给学生上数学分析的时候会习惯问他们是不是牛顿和莱布尼茨搞出了微积分,有些回答是,有些警觉一点,知道这是个坑。然后,我会慢慢告诉他们微积分的发展历史,讲了一会儿之后,有些同学都怀疑:牛顿到底做什么?
因为在现实的历史中,积分、极限和微分都是早于牛顿的诞生的,这几个概念不是他一个人造出来的,他最重要的贡献是沟通了微分和积分这两个概念---也就是“微积分基本定理”还有就是系统化地计算微分积分以及符合运算。就微分积分互为逆运算这点,他的导师Isaac Barrow也产生了:虽然只是针对几何问题, 但是他确实证明了几何上的微积分基本定理,而同时代的莱布尼茨不只是针对微积分基本定理,也发展了一套系统化运算微积分的工具。当然了,我并不是在说牛顿欺世盗名,他也的确是人类历史上最重要的数学家,不过,我希望让学生理解一个基本事实:
没人可以超越时代,科研就是这样一点点往前拱,要理性地看待科学发展。
不管是牛顿也好,莱布尼茨也好,他们的研究都是建立在通读了前人的基础上,而不是像某些网络民科动不动打倒物理体系,打倒xx体系这种。
回到爱因斯坦,你会发现广义相对论上有一个叫希尔伯特的数学家贡献不少,很少人知道希尔伯特在这个问题上的贡献。但是,不管是庞加莱也好,希尔伯特也罢,他们的物理解释都没有触及核心,而爱因斯坦触及核心了。
杨振宁先生在给《我的世界观》(爱因斯坦 著)中文译本的前言对此有过精辟的阐述。
全文可见: https://mp.weixin.qq.com/s/zOmE2JGydTIYWFprNg2k-w
摘录其中的主要结论:
这就是说,洛伦兹有数学,但没有物理学;庞加莱有哲学,但也没有物理学。正是 26 岁的爱因斯坦敢于质疑人类关于时间的原始观念,坚持同时性是相对的,才能从而打开了通向微观世界的新物理之门。
几乎今天所有的物理学家都同意是爱因斯坦创建了狭义相对论。这对庞加莱和洛伦兹是否公平?要讨论这个问题,让我们先引用怀特海 (A. N. Whitehead, 1861―1947) 的话:
科学的历史告诉我们:非常接近真理和真正懂得它的意义是两回事。每一个重要的理论都被它的发现者之前的人说过。 (见:The Organization of Thought, Westport CT: Greenwood Press, 1974, p.127)
洛伦兹和庞加莱都没有抓住那个时代的机遇。他们致力于当时最重要的问题之一,即运动系统中的电动力学。可是他们都错失其重点,因为他们死守着旧观念,正如洛伦兹自己后来所说的一样。爱因斯坦没有错失重点是因为他对于时空有更自由的眼光。
庞加莱确实做了许多狭义相对论的基础工作,包括提出同时性问题(1898)、相对性原理(1904),构建了洛伦兹群(1905)。但是一来他的工作主要集中在数学形式,物理上并不清晰(当时可没有多少物理学家懂群论),爱因斯坦的工作在物理上集大成,而且号称中学生都能看懂。二来他反对经典力学并不是那么决绝,认为狭义相对论里面的一些结论并不合理,不像爱因斯坦把观念颠覆得那么彻底,1905年以后物理学界对于狭义相对论的质疑基本都是爱因斯坦扛的。而且,爱因斯坦应该只读过庞加莱在1902年的著作,之后的工作可以说是他一人独立做出的,况且他1905年关于电动力学的论文发表在庞加莱之前。所以说爱因斯坦是狭义相对论的创立者无可厚非,这也并不是否认庞加莱的历史功绩。
物理学史上类似的事情有很多,比如泡利是量子规范场论的先行者,但他关于非阿贝尔规范场论的工作没敢发表,杨振宁和米尔斯发表了,所以现在人们提到规范场论的时候先想到的还是杨&米尔斯。历史机缘巧合也有一定的影响,比如安德森和南部阳一郎是规范对称性自发破缺理论的先行者,但后来恩格勒、布绕特、希格斯等人把这一理论具体应用于基本粒子的质量起源,而且希格斯的论文得到了温伯格的引用,所以现在人们谈起质量起源首先想到的是希格斯而不是安德森他们。