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被拍卖的爱因斯坦方程 精选

已有 7646 次阅读 2021-7-12 21:24 |个人分类:物理|系统分类:科普集锦


520日,爱因斯坦的一封信在波士顿RR拍卖行卖了1,243,707美元,信的亮点在其中有公式E = mc2。据加州理工和耶路撒冷希伯来大学的老爱档案,有三份留着老爱手写质能公式的文件。这封信是第四件,从Ludwik Silberstein后人流出;原信是老爱19461026日写给物理学家LS的。

LS1871517日生在波兰华沙(一般文献说他生于1872年,因为他父亲拖了一年才报告他出生),与爱因斯坦一样在求学时代赶上了麦克斯韦的电磁理论和世纪之初的物理学革命。他游艺于数学物理,精通多种语言,做过普朗克和洛伦兹的翻译,他在1907年引入的复电磁矢量(E+iB, 又叫Riemann-Silberstein vector)是现代场论的基本量

1914LS写过一本相对论,是相对论最早的英文读本之一。但他相信以太理论,Michelson一起做过以太漂移实验。质疑相对论是为了壮大(或打到)它。在那个革命的年代,科学家需要创新,更需要证明。

信的内容很简单,答复LS的一个问题:质量相同的两个物体组成的系统,一个系统两体相距无限远,另一个系统两体距离为r,那么两个系统的质量差是多少?

老爱回答直截了当:Your question can be answered from the E = mc2formula, without any erudition.然后他给出了简单的计算。

更有意思的是最后一段:“I am convinced that this (or a formula corrected with respect to the radius of the masses) cannot help in shedding light on atomic constants. For that one must first have a theory that contains the correct unification of gravitation and electricity.”似乎LS想从这个问题引出原子常数的确定?老爱的观点是,那些自然常数只有在统一场论下才能解决。100多年过去了,这方面的进步还是零。

einstein e=mcc.jpg

    关于两质点问题, 亚琛高等工学院的数学家E. Trefftz1888-1937)在20年代初也做过类似工作(The Static Gravitational Field of Two Mass Points in Einstein's Theory. Math. Ann. 86, 317. 1922),他认为找到了一个静态解,在两质点外没有其他奇点。场方程能否给出质量只集中在两个天体的静态宇宙,对大尺度宇宙结构是很重要的,所以它“引起了我的兴趣”。于是,老爱在19221123日发表了一个评论(《柏林普鲁士科学院物理-数学部会议公报》,见全集第卷文件387),随没有否定T的解,但认为它不能代表那样的静态宇宙图景。另外,WeylKottler也曾独立发现过T的解,而且Birkhoff定理表明,这是带宇宙学常数的场方程的唯一静态解,其意义相当于老场方程的施瓦西解。

 

RR拍卖行以前还拍过3件老爱给LS的信,其中两件关乎统一场论,应远比上面那封短信重要。即使从“艺术”说,老爱亲笔的场方程(可能还是唯一手迹)当然远比质能方程壮美和珍稀。可惜收藏者别有眼光,令其“收藏价值”不及EMC1/6(成交价分别$66, 898152,920)。

LS30年代得到场方程的一个特殊解,描述只有两个代表点质量的奇点的静态轴对称度规。19331217日,老爱回信指出那样的解不存在。LS20日回信坚持认为他是对的:Against your expectation, a statical solution with two (and, similarly, 3 or more) “singularities of simple polar character” does exist and, in view of its physical implications, it is imperative to deal with it in a fundamental way in order to uphold your gravitation theory. 24日,老爱回信接受奇点解,由此引发对点质量的疑虑,他寄希望于物质张量,或者形式上的唯象理论(暂时忘却它的物理),甚至(可能有些委屈地)想在奇点情形下得到很正确的运动法则(只要能小心确定奇点的特征)。最后他无奈地说,In any case, your investigation clearly shows how careful one must be in dealing with singularities, and how empty a field theory is that allows singularities without exactly determining their character说这样的话,就等于说拿它没办法了。

既然老爱没办法,LS1935年发表了他的度规,第二年3月还在Evening Telegram of Toronto向大众宣扬“对相对论的致命一击”(“Fatal blow to relativity issued here”)。

 

RR拍卖的另一封给LS的信,写于1934920日,原件为德文打印,老爱签名。信中主要说了普朗克的事(以及美国的犹太难民问题)。当时谣传普老向希特勒妥协了(他为犹太化学家Fritz Haber去见过希特勒),老爱回答说普老(和他的朋友Max von Laue, Walther Nernst)的行为正大光明,behaved in an exemplary way。】

 

本文材料主要来自RR网页:https://rrauction.com/browse_gallery.cfm?category=637









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