Artur Eddington - Arthur Eddington


Arthur Eddington

Artur Stanley Eddington.jpg
Urodzić się
Arthur Stanley Eddington

( 1882-12-28 )28 grudnia 1882 r
Zmarł 22 listopada 1944 (1944-11-22)(w wieku 61)
Alma Mater University of Manchester
Trinity College, Cambridge
Znany z Strzałka czasu
Aproksymacja
Eddingtona Eksperyment
Eddingtona Geometria afiniczna
Eddingtona Granica
Eddingtona Liczba
Eddingtona Zawór
Eddingtona Liczba Eddingtona-Diraca
Współrzędne
Eddingtona -Finkelsteina Model gwiazdowy
Eddingtona Cyrkulacja Eddingtona-Sweet
Nagrody Royal Society Royal Medal (1928)
Nagroda Smitha (1907) Złoty Medal
RAS (1924) Medal Henry Draper (1924) Medal Bruce'a (1924) Knights Bachelor (1930) Order Zasługi (1938)



Kariera naukowa
Pola Astrofizyka
Instytucje Trinity College, Cambridge
Doradcy akademiccy
Doktoranci Subrahmanyan Chandrasekhar
Leslie Comrie
Hermann Bondi
Inni ważni studenci Georges Lemaître
Wpływy Horace Lamb
Arthur Schuster
John William Graham

Sir Arthur Stanley Eddington OM FRS (28 grudnia 1882 – 22 listopada 1944) był angielskim astronomem, fizykiem i matematykiem. Był także filozofem nauki i popularyzatorem nauki. Granica Eddingtona , naturalna granica jasności gwiazd lub promieniowania generowanego przez akrecję na zwarty obiekt, została nazwana na jego cześć.

Około 1920 r. zapowiedział odkrycie i mechanizm procesów syntezy jądrowej w gwiazdach w swoim artykule „Wewnętrzna konstytucja gwiazd”. W tamtym czasie źródło energii gwiezdnej było kompletną tajemnicą; Eddington jako pierwszy prawidłowo spekulował, że źródłem była fuzja wodoru w hel.

Eddington napisał szereg artykułów, które ogłaszane i wyjaśnione Einsteina teorii względności w świecie anglojęzycznym. I wojna światowa zerwała wiele linii komunikacji naukowej, a nowe osiągnięcia w nauce niemieckiej nie były dobrze znane w Anglii. Przeprowadził również ekspedycję mającą na celu obserwację zaćmienia Słońca 29 maja 1919 roku, która dostarczyła jednego z najwcześniejszych potwierdzeń ogólnej teorii względności, i stał się znany ze swoich popularnych wykładów i interpretacji tej teorii.

Wczesne lata

Eddington urodził się 28 grudnia 1882 w Kendal , Westmorland (obecnie Cumbria ), Anglia, jako syn rodziców Quakerów , Arthura Henry'ego Eddingtona, dyrektora Szkoły Kwakrów i Sarah Ann Shout.

Jego ojciec uczył w szkole szkoleniowej Quaker w Lancashire, zanim przeniósł się do Kendal, aby zostać dyrektorem Stramongate School. Zmarł podczas epidemii tyfusu , która ogarnęła Anglię w 1884 roku. Jego matce pozostało wychowywanie dwójki dzieci o stosunkowo niskich dochodach. Rodzina przeniosła się do Weston-super-Mare, gdzie początkowo Stanley (jak jego matka i siostra zawsze nazywały Eddington) kształcił się w domu, zanim spędził trzy lata w szkole przygotowawczej. Rodzina mieszkała w domu o nazwie Varzin, 42 Walliscote Road, Weston-super-Mare. Na budynku znajduje się pamiątkowa tablica wyjaśniająca wkład Sir Arthura w naukę.

W 1893 Eddington wstąpił do szkoły Brynmelyn. Okazał się najzdolniejszym uczonym, szczególnie w dziedzinie matematyki i literatury angielskiej. Jego występ przyniósł mu stypendium do Owens College w Manchesterze (późniejszego Uniwersytetu w Manchesterze ) w 1898 roku, na które mógł uczęszczać, mając w tym roku 16 lat. Spędził pierwszy rok na kursie ogólnym, ale przez następne trzy lata zwrócił się do fizyki . Duży wpływ na Eddingtona mieli jego nauczyciele fizyki i matematyki, Arthur Schuster i Horace Lamb . W Manchesterze Eddington mieszkał w Dalton Hall, gdzie znalazł się pod trwałym wpływem matematyka kwakrów JW Grahama. Jego postępy były szybkie, zdobył kilka stypendiów i ukończył studia licencjackie z fizyki z wyróżnieniem pierwszej klasy w 1902 roku.

Opierając się na występie w Owens College, w 1902 otrzymał stypendium do Trinity College w Cambridge . Jego nauczycielem w Cambridge był Robert Alfred Herman, aw 1904 Eddington został pierwszym w historii studentem drugiego roku , który otrzymał tytuł Senior Wrangler . Po uzyskaniu tytułu magistra w 1905 rozpoczął badania nad emisją termionową w Laboratorium Cavendisha . To nie poszło dobrze, a tymczasem spędzał czas ucząc matematyki studentów pierwszego roku inżynierii. Ta przerwa była krótka. Dzięki rekomendacji ET Whittakera , jego starszego kolegi z Trinity College, zapewnił sobie stanowisko w Królewskim Obserwatorium w Greenwich, gdzie miał rozpocząć karierę w astronomii, karierę, której nasiona były zasiane już jako małe dziecko, często „próbuj policzyć gwiazdy”.

Tablica na 42 Walliscote Road, Weston-super-Mare

Astronomia

W styczniu 1906 roku Eddington został mianowany na stanowisko głównego asystenta Astronomer Royal w Royal Greenwich Observatory . W następnym miesiącu opuścił Cambridge i udał się do Greenwich. Został oddany do pracy na szczegółowej analizie paralaksy o 433 Eros na płytach fotograficznych , które rozpoczęły się w 1900 roku opracowali nową metodę statystyczną na podstawie wyraźnego dryfu dwóch gwiazd tła, wygrywając mu Nagrodę Smitha w 1907 roku nagrodę zdobył mu stypendium Trinity College w Cambridge. W grudniu 1912 roku George Darwin , syn Karola Darwina , zmarł nagle i Eddington awansował na krześle jak Plumian profesor astronomii i filozofii eksperymentalnej na początku roku 1913. W tym samym roku Robert Ball , posiadacz teoretycznej Lowndean krześle zmarł również i Eddington został mianowany dyrektorem całego Obserwatorium w Cambridge w następnym roku. W maju 1914 został wybrany stypendystą Towarzystwa Królewskiego : w 1928 został odznaczony Medalem Królewskim i wygłosił Wykład Piekarza w 1926.

Eddington zbadał również wnętrze gwiazd poprzez teorię i opracował pierwsze prawdziwe zrozumienie procesów gwiezdnych. Zaczął to w 1916 roku od badań możliwych fizycznych wyjaśnień dla cefeid gwiazd zmiennych . Rozpoczął od rozszerzenia wcześniejszych prac Karla Schwarzschilda na temat ciśnienia radiacyjnego w politropowych modelach Emdena . Modele te traktowały gwiazdę jako kulę gazu przeciw grawitacji pod wpływem wewnętrznego ciśnienia termicznego, a jednym z głównych dodatków Eddingtona było wykazanie, że ciśnienie promieniowania jest konieczne, aby zapobiec zapadnięciu się kuli. Opracował swój model pomimo świadomego braku solidnych podstaw do zrozumienia przezroczystości i wytwarzania energii we wnętrzu gwiazdy. Jednak jego wyniki pozwoliły na obliczenie temperatury, gęstości i ciśnienia we wszystkich punktach wewnątrz gwiazdy ( anizotropia termodynamiczna ), a Eddington twierdził, że jego teoria jest tak przydatna do dalszych badań astrofizycznych, że powinna zostać zachowana, mimo że nie opiera się na całkowicie akceptowanej fizyce . James Jeans wysunął ważną sugestię, że materia gwiezdna z pewnością zostanie zjonizowana , ale to był koniec wszelkiej współpracy między parą, która zasłynęła z ożywionych debat.

Eddington bronił swojej metody, wskazując na użyteczność swoich wyników, zwłaszcza na ważną relację masa-jasność . Dało to nieoczekiwany rezultat, pokazując, że praktycznie wszystkie gwiazdy, w tym olbrzymy i karły, zachowywały się jak gazy idealne . W procesie opracowywania swoich modeli gwiezdnych starał się odwrócić dotychczasowe myślenie o źródłach energii gwiezdnej. Jeans i inni bronili mechanizmu Kelvina-Helmholtza , który opierał się na mechanice klasycznej, podczas gdy Eddington spekulował szeroko na temat jakościowych i ilościowych konsekwencji możliwych procesów anihilacji proton-elektron i fuzji jądrowej.

Około 1920 r. w swoim artykule „Wewnętrzna konstytucja gwiazd” przewidział odkrycie i mechanizm procesów syntezy jądrowej w gwiazdach. W tamtym czasie źródło energii gwiezdnej było kompletną tajemnicą; Eddington słusznie spekulował, że źródłem była fuzja wodoru w hel, uwalniając ogromną energię zgodnie z równaniem Einsteina E = mc 2 . Był to szczególnie niezwykły rozwój, ponieważ w tym czasie synteza jądrowa i energia termojądrowa, a nawet fakt, że gwiazdy składają się w dużej mierze z wodoru (patrz metaliczność ), nie zostały jeszcze odkryte. Artykuł Eddingtona, oparty na ówczesnej wiedzy, argumentował, że:

  1. Wiodąca teoria energii gwiazdowej, hipoteza skurczu , powinna spowodować wyraźne przyspieszenie rotacji gwiazd dzięki zachowaniu momentu pędu . Jednak obserwacje gwiazd zmiennych cefeid pokazały, że tak się nie dzieje.
  2. Jedynym innym znanym wiarygodnym źródłem energii była konwersja materii w energię; Einstein wykazał kilka lat wcześniej, że niewielka ilość materii odpowiada dużej ilości energii.
  3. Francis Aston wykazał również niedawno, że masa atomu helu jest o około 0,8% mniejsza niż masa czterech atomów wodoru, które razem tworzą atom helu, co sugeruje, że gdyby taka kombinacja mogła się wydarzyć, uwolniłaby znaczną energię. jako produkt uboczny.
  4. Gdyby gwiazda zawierała tylko 5% topliwego wodoru, wystarczyłoby wyjaśnić, w jaki sposób gwiazdy otrzymały swoją energię. (Teraz wiemy, że większość „zwykłych” gwiazd zawiera znacznie więcej niż 5% wodoru.)
  5. Inne pierwiastki mogły się również łączyć, a inni naukowcy spekulowali, że gwiazdy są „tyglem”, w którym lekkie pierwiastki łączą się, tworząc ciężkie pierwiastki, ale bez dokładniejszych pomiarów ich mas atomowych nie można było nic więcej powiedzieć w tamtym czasie.

Wszystkie te spekulacje okazały się słuszne w następnych dziesięcioleciach.

Dzięki tym założeniom wykazał, że temperatura wewnętrzna gwiazd musi wynosić miliony stopni. W 1924 odkrył zależność między masą a jasnością gwiazd (patrz Lecchini w § Dalsze czytanie ). Pomimo pewnych nieporozumień, modele Eddingtona zostały ostatecznie zaakceptowane jako potężne narzędzie do dalszych badań, szczególnie w kwestiach ewolucji gwiazd. Potwierdzenie jego szacowanych średnic gwiazd przez Michelsona w 1920 roku okazało się kluczowe dla przekonania astronomów nieprzyzwyczajonych do intuicyjnego, badawczego stylu Eddingtona. Teoria Eddingtona pojawiła się w dojrzałej formie w 1926 roku jako Wewnętrzna Konstytucja Gwiazd , która stała się ważnym tekstem dla szkolenia całego pokolenia astrofizyków.

Praca Eddingtona w astrofizyce w późnych latach dwudziestych i trzydziestych była kontynuacją jego pracy nad strukturą gwiazd i doprowadziła do dalszych starć z Jeansem i Edwardem Arthurem Milne . Ważnym tematem było rozszerzenie jego modeli o wykorzystanie osiągnięć fizyki kwantowej , w tym wykorzystanie fizyki degeneracji do opisywania gwiazd karłowatych.

Spór z Chandrasekharem o istnienie czarnych dziur

Temat rozszerzenia jego modeli przyspieszył jego spór z Subrahmanyanem Chandrasekharem , który był wówczas studentem Cambridge. Prace Chandrasekhara zapowiadały odkrycie czarnych dziur , które w tamtym czasie wydawały się tak absurdalnie niefizyczne, że Eddington nie chciał uwierzyć, że czysto matematyczne wyprowadzenie Chandrasekhara ma konsekwencje dla świata rzeczywistego. Eddington się mylił, a jego motywacja jest kontrowersyjna. Narracja Chandrasekhara o tym incydencie, w której jego praca jest surowo odrzucana, przedstawia Eddingtona jako raczej okrutnego i dogmatycznego. Nie jest jasne, czy jego działania miały coś wspólnego z rasą Chandry, ponieważ traktowanie wielu innych wybitnych naukowców, takich jak EA Milne i James Jeans, było nie mniej zjadliwe. Chandra skorzystał z jego przyjaźni z Eddingtonem. To Eddington i Milne umieścili nazwisko Chandry dla stypendium dla Towarzystwa Królewskiego, które Chandra uzyskał. FRS oznaczał, że był przy wysokim stole w Cambridge ze wszystkimi luminarzami i bardzo wygodnym wyposażeniem do badań. Wydaje się, że krytyka Eddingtona opierała się częściowo na podejrzeniu, że czysto matematyczne wyprowadzenie z teorii względności nie wystarczyło do wyjaśnienia pozornie zniechęcających paradoksów fizycznych, które były nieodłącznie związane ze zdegenerowanymi gwiazdami, ale dodatkowo „podniosły nieistotne zastrzeżenia”, jak Thanu Padmanabhan. stawia to.

Względność

Podczas I wojny światowej Eddington był sekretarzem Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego , co oznaczało, że jako pierwszy otrzymał od Willema de Sittera serię listów i artykułów dotyczących ogólnej teorii względności Einsteina. Eddington miał szczęście być nie tylko jednym z nielicznych astronomów, który potrafił matematycznie zrozumieć ogólną teorię względności, ale dzięki swoim internacjonalistycznym i pacyfistycznym poglądom inspirowanym jego kwakierskimi wierzeniami religijnymi, był jednym z nielicznych w tamtym czasie, który nadal był zainteresowany realizacją teoria opracowana przez niemieckiego fizyka. Szybko stał się głównym zwolennikiem i wykładnikiem teorii względności w Wielkiej Brytanii. Wraz z astronomem Royal Frankiem Watsonem Dysonem zorganizowali w 1919 roku dwie ekspedycje mające na celu obserwację zaćmienia Słońca, aby dokonać pierwszego empirycznego testu teorii Einsteina : pomiaru odchylenia światła przez pole grawitacyjne Słońca. W rzeczywistości argument Dysona za nieodzownością doświadczenia Eddingtona w tym teście był tym, co uniemożliwiło Eddingtonowi wstąpienie do służby wojskowej.

Kiedy 2 marca 1916 roku w Wielkiej Brytanii wprowadzono pobór do wojska, Eddington zamierzał wystąpić o zwolnienie jako odmawiający służby wojskowej ze względu na sumienie . Zamiast tego władze Uniwersytetu Cambridge zwróciły się z wnioskiem i otrzymały zwolnienie ze względu na to, że praca Eddingtona jest interesem narodowym. W 1918 r. odwołało się od tego Ministerstwo Służby Państwowej . Przed trybunałem apelacyjnym w czerwcu Eddington domagał się statusu osoby odmawiającej służby wojskowej ze względu na sumienie, co nie zostało uznane i zakończyłoby jego zwolnienie w sierpniu 1918 roku. Kolejne dwie rozprawy odbyły się odpowiednio w czerwcu i lipcu. Osobiste oświadczenie Eddingtona podczas czerwcowego przesłuchania na temat jego sprzeciwu wobec wojny z powodów religijnych jest zapisane. Astronom królewski , Sir Frank Dyson , wspierana Eddingtona na rozprawie w lipcu z pisemnym oświadczeniem, podkreślając istotną rolę Eddingtona w Zaćmienie wyprawy na Książęcej w maju 1919 roku Eddington jasno chęć służenia w Przyjaciół Pogotowia jednostki , pod jurysdykcji Brytyjskiego Czerwonego Krzyża lub jako robotnik żniwny. Jednak decyzja trybunału o zwolnieniu ze służby wojskowej na kolejne dwanaście miesięcy była uzależniona od kontynuowania przez Eddingtona pracy astronomicznej, w szczególności w ramach przygotowań do wyprawy Principe. Wojna zakończyła się przed końcem zwolnienia.

Jedna z fotografii Eddingtona przedstawiająca całkowite zaćmienie Słońca z 29 maja 1919 r. , zaprezentowana w jego pracy z 1920 r., zapowiadająca jego sukces, potwierdzająca teorię Einsteina , że światło „ugina się”

Po wojnie Eddington udał się na wyspę Principe u zachodniego wybrzeża Afryki, aby obejrzeć zaćmienie Słońca 29 maja 1919 roku . Podczas zaćmienia zrobił zdjęcia gwiazd (kilka gwiazd w gromadzie Hiady, w tym Kappa Tauri z konstelacji Byka ) w regionie wokół Słońca. Zgodnie z ogólną teorią względności gwiazdy z promieniami świetlnymi, które przeszły w pobliżu Słońca, wydawały się być nieznacznie przesunięte, ponieważ ich światło zostało zakrzywione przez jego pole grawitacyjne. Efekt ten jest zauważalny tylko podczas zaćmień, ponieważ w przeciwnym razie jasność Słońca przesłania dotknięte gwiazdy. Eddington wykazał, że grawitacja newtonowska może być interpretowana w taki sposób, aby przewidzieć połowę przesunięcia przewidywanego przez Einsteina.

Obserwacje Eddingtona opublikowane w następnym roku rzekomo potwierdziły teorię Einsteina i zostały wówczas okrzyknięte dowodem ogólnej teorii względności w stosunku do modelu newtonowskiego. Wiadomość została opublikowana w gazetach na całym świecie jako ważna historia. Następnie Eddington rozpoczął kampanię popularyzowania teorii względności i ekspedycji jako punktów orientacyjnych zarówno w rozwoju naukowym, jak i międzynarodowych stosunkach naukowych.

Twierdzono, że obserwacje Eddingtona były słabej jakości i niesłusznie zdyskontował on jednoczesne obserwacje w Sobral w Brazylii , które wydawały się bliższe modelowi Newtonowskiemu, ale ponowna analiza z 1979 roku przy użyciu nowoczesnego sprzętu pomiarowego i współczesnego oprogramowania potwierdziła wyniki i wnioski Eddingtona. . Jakość wyników z 1919 r. była rzeczywiście słaba w porównaniu z późniejszymi obserwacjami, ale wystarczyła, aby przekonać współczesnych astronomów. Odrzucenie wyników ekspedycji w Brazylii było spowodowane wadą zastosowanych teleskopów, która ponownie została całkowicie zaakceptowana i dobrze zrozumiana przez współczesnych astronomów.

Protokół z Cambridge ∇ 2 V Club na spotkanie, na którym Eddington przedstawił swoje obserwacje krzywizny światła wokół Słońca, potwierdzając ogólną teorię względności Einsteina. Należą do nich wers: „Następowała ogólna dyskusja. Prezydent zaznaczył, że 83. spotkanie było historyczne”.

Przez cały ten okres Eddington wykładał teorię względności i był szczególnie znany ze swojej umiejętności wyjaśniania pojęć w terminach laickich i naukowych. Wiele z nich zebrał w Matematycznej Teorii Względności w 1923 roku, która według Alberta Einsteina była „najlepszą prezentacją tematu w dowolnym języku”. Był wczesnym orędownikiem ogólnej teorii względności Einsteina, a interesująca anegdota dobrze ilustruje jego humor i osobiste zaangażowanie intelektualne: Ludwik Silberstein , fizyk, który uważał się za eksperta od teorii względności, zwrócił się do Eddingtona w Royal Society (6 listopada) Spotkanie w 1919 r., podczas którego bronił względności Einsteina w swoich obliczeniach zaćmienia Słońca w Brazylii i Książęcej z pewnym stopniem sceptycyzmu i ze smutkiem oskarżył Arthura o tego, który twierdził, że jest jednym z trzech ludzi, którzy rzeczywiście rozumieją teorię (Silberstein, oczywiście, obejmował siebie i Einsteina jako drugiego). Kiedy Eddington powstrzymał się od odpowiedzi, nalegał, żeby Arthur nie był „tak nieśmiały”, po czym Eddington odpowiedział: „O nie! Zastanawiałem się, kto może być trzeci!”

Kosmologia

Eddington był również mocno zaangażowany w rozwój pierwszej generacji ogólnych relatywistycznych modeli kosmologicznych. Badał niestabilność wszechświata Einsteina, gdy dowiedział się zarówno o artykule Lemaître'a z 1927 roku postulującym rozszerzanie się lub kurczenie wszechświata, jak i o pracy Hubble'a na temat recesji mgławic spiralnych. Uważał, że stała kosmologiczna musiała odgrywać kluczową rolę w ewolucji wszechświata od einsteinowskiego stanu ustalonego do obecnego stanu rozszerzania się, a większość jego badań kosmologicznych skupiała się na znaczeniu i właściwościach stałej. W The Mathematical Theory of Relativity Eddington zinterpretował stałą kosmologiczną jako oznaczającą, że wszechświat jest „samoocena”.

Teoria fundamentalna i liczba Eddingtona

W latach dwudziestych, aż do śmierci, Eddington coraz bardziej koncentrował się na tym, co nazwał „ teorią fundamentalną ”, która miała być unifikacją teorii kwantowej , względności , kosmologii i grawitacji . Początkowo postępował wzdłuż „tradycyjnych” linii, ale coraz bardziej zwracał się ku niemal numerologicznej analizie bezwymiarowych stosunków stałych fundamentalnych.

Jego podstawowym podejściem było połączenie kilku podstawowych stałych w celu uzyskania liczby bezwymiarowej. W wielu przypadkach dałoby to liczby bliskie 10 40 , jego kwadrat lub pierwiastek kwadratowy. Był przekonany, że masa protonu i ładunek elektronu są „naturalną i kompletną specyfikacją budowy Wszechświata” i że ich wartości nie są przypadkowe. Jeden z odkrywców mechaniki kwantowej, Paul Dirac , również prowadził tę linię badań, która stała się znana jako hipoteza wielkich liczb Diraca . Nieco niszczące twierdzenie w jego obronie tych pojęć dotyczyło stałej struktury subtelnej , α. W tym czasie zmierzono ją bardzo blisko 1/136 i argumentował, że z przyczyn epistemologicznych wartość ta powinna w rzeczywistości wynosić dokładnie 1/136. Późniejsze pomiary sprawiły, że wartość była znacznie bliższa 1/137, w którym to momencie zmienił tok rozumowania, aby argumentować, że należy dodać jeszcze jeden do stopni swobody , tak że wartość powinna w rzeczywistości wynosić dokładnie 1/137, Eddington numer . Wags zaczął wtedy nazywać go „Artur Adding-one”. Ta zmiana stanowiska podważyła wiarygodność Eddingtona w środowisku fizyków. Bieżąca zmierzona wartość jest szacowana na 1/137,035 999 074(44).

Eddington wierzył, że zidentyfikował algebraiczną podstawę fizyki fundamentalnej, którą nazwał „liczbami E” (reprezentującymi pewną grupę  – algebrę Clifforda ). W efekcie włączyły one czasoprzestrzeń do struktury wyższego wymiaru. Chociaż jego teoria była od dawna zaniedbywana przez ogólną społeczność fizyków, podobne pojęcia algebraiczne leżą u podstaw wielu współczesnych prób wielkiej zunifikowanej teorii . Co więcej, nacisk Eddingtona na wartości stałych podstawowych, a konkretnie na wyprowadzone z nich liczby bezwymiarowe, jest obecnie głównym przedmiotem zainteresowania fizyki. W szczególności przewidział liczbę atomów wodoru we Wszechświecie 136 × 2 256 ≈ 1,57 10 79 , czyli równoważnie połowę całkowitej liczby cząstek protonów + elektronów. Nie ukończył tego kierunku badań przed śmiercią w 1944 roku; jego książka Fundamental Theory została opublikowana pośmiertnie w 1948 roku.

Numer Eddingtona do jazdy na rowerze

Eddingtonowi przypisuje się opracowanie miary osiągnięć kolarza w jeździe na długich dystansach. Liczba Eddingtona w kontekście jazdy na rowerze jest zdefiniowana jako maksymalna liczba E, taka, że ​​rowerzysta przejechał E mil w E dni.

Na przykład liczba 70 mil Eddingtona oznaczałaby, że rowerzysta przejechał co najmniej 70 mil dziennie przy co najmniej 70 okazjach. Osiągnięcie wysokiej liczby w Eddington jest trudne, ponieważ przejście z, powiedzmy, 70 do 75 będzie (prawdopodobnie) wymagać więcej niż pięciu nowych długodystansowych przejazdów, ponieważ wszelkie przejazdy krótsze niż 75 mil nie będą już uwzględniane. Własny numer E Eddingtona wynosił 84.

Liczba Eddingtona dla ruchu rowerowego jest analogiczna do indeksu h, który określa ilościowo zarówno rzeczywistą produktywność naukową, jak i widoczny wpływ naukowy naukowca.

Liczba Eddingtona dla rowerzystów obejmuje zarówno odległość, jak i czas. Znaczenie E jest powiązane z jego jednostkami. Na przykład jazda na rowerze E o długości 62 mil oznacza, że ​​rowerzysta przejechał 62 mile co najmniej 62 razy. Odległość 62 mil odpowiada 100 km. Jednak E o długości 62 mil może nie odpowiadać E o długości 100 km. Rowerzysta z E 100 kilometrów oznaczałby 100 lub więcej jazd na co najmniej 100 kilometrów. Podczas gdy odległości 100 kilometrów i 62 mile są równoważne, odcinek E o długości 100 kilometrów wymagałby 38 więcej przejazdów o tej długości niż odcinek E o długości 62 mil.

Filozofia

Idealizm

Eddington napisał w swojej książce The Nature of the Physical World, że „Treść tego świata to umysł”.

Umysły tego świata są oczywiście czymś bardziej ogólnym niż nasze indywidualne świadome umysły... Umysły nie są rozrzucone w czasie i przestrzeni; są one częścią schematu cyklicznego, ostatecznie z niego wyprowadzonego... Trzeba ciągle przypominać sobie, że cała wiedza o naszym środowisku, z którego zbudowany jest świat fizyki, weszła w postaci wiadomości przesyłanych nerwami do siedziba świadomości ... Świadomość nie jest ostro zdefiniowana, ale zanika w podświadomości; a poza tym musimy postulować coś nieokreślonego, ale jednak ciągłego z naszą mentalną naturą... Rzeczowemu fizykowi trudno jest zaakceptować pogląd, że podłoże wszystkiego ma charakter mentalny. Ale nikt nie może zaprzeczyć, że umysł jest pierwszą i najbardziej bezpośrednią rzeczą w naszym doświadczeniu, a wszystko inne to odległe wnioskowanie.

—  Eddington, Natura świata fizycznego , 276–81.

Idealista konkluzja nie była integralną jego epistemologii ale była oparta na dwóch głównych argumentów.

Pierwsza wywodzi się bezpośrednio z aktualnej teorii fizycznej. Krótko mówiąc, mechaniczne teorie eteru i zachowania cząstek elementarnych zostały odrzucone zarówno w teorii względności, jak iw fizyce kwantowej. Z tego Eddington wywnioskował, że metafizyka materialistyczna jest przestarzała i że w konsekwencji, ponieważ oddzielenie materializmu od idealizmu jest uważane za wyczerpujące, wymagana jest metafizyka idealistyczna. Drugi, ciekawszy argument opierał się na epistemologii Eddingtona i można go uznać za składający się z dwóch części. Po pierwsze, wszystko, co wiemy o obiektywnym świecie, to jego struktura, a struktura obiektywnego świata jest dokładnie odzwierciedlona w naszej własnej świadomości. Dlatego nie mamy powodu, by wątpić, że obiektywny świat również jest „umysłem”. Metafizyka dualistyczna nie może więc być ewidentnie wspierana.

Ale po drugie, nie tylko nie możemy wiedzieć, że świat obiektywny jest niementalistyczny, ale także nie możemy w sposób zrozumiały przypuszczać, że może być materialny. Pojmowanie dualizmu pociąga za sobą przypisywanie materialnych właściwości obiektywnemu światu. Zakłada to jednak, że moglibyśmy zaobserwować, że świat obiektywny ma właściwości materialne. Ale to absurd, gdyż wszystko, co obserwujemy, musi ostatecznie być treścią naszej własnej świadomości, a co za tym idzie, niematerialne.

Ian Barbour w swojej książce Issues in Science and Religion (1966), s. 133, cytuje The Nature of the Physical World Eddingtona (1928) jako tekst, który argumentuje, że Zasady Nieoznaczoności Heisenberga dostarczają naukowej podstawy dla „obrony idei ludzkiej wolności” oraz jego Science and the Unseen World (1929) na poparcie filozoficzny idealizm „teza, że ​​rzeczywistość jest zasadniczo mentalna”.

Charles De Koninck wskazuje, że Eddington wierzył w obiektywną rzeczywistość istniejącą poza naszymi umysłami, ale używał wyrażenia „umysł-rzecz”, aby podkreślić wrodzoną zrozumiałość świata: że nasze umysły i świat fizyczny są zbudowane z tego samego „rzeczy”. " i że nasze umysły są nieuniknionym połączeniem ze światem. Jak cytuje Eddingtona De Koninck,

Filozofom dobrze znana jest doktryna, że ​​księżyc przestaje istnieć, gdy nikt na niego nie patrzy. Nie będę omawiał tej doktryny, ponieważ nie mam najmniejszego pojęcia, jakie jest znaczenie słowa istnienie użytego w tym kontekście. W każdym razie nauka astronomiczna nie opierała się na tym spazmatycznym rodzaju księżyca. W świecie naukowym (który musi pełnić funkcje mniej mgliste niż samo istnienie) istnieje księżyc, który pojawił się na scenie przed astronomem; odbija światło słoneczne, gdy nikt go nie widzi; ma masę, gdy nikt jej nie mierzy; jest oddalone o 240 000 mil od Ziemi, kiedy nikt nie bada odległości; i zaćmi słońce w 1999 roku, nawet jeśli rasie ludzkiej udało się zabić przed tą datą.

—  Eddington, Natura świata fizycznego , 226

Indeterminizm

W przeciwieństwie do Alberta Einsteina i innych, którzy opowiadali się za determinizmem , indeterminizm – na czele z Eddingtonem – mówi, że obiekt fizyczny ma ontologicznie nieokreślony komponent, który nie wynika z epistemologicznych ograniczeń rozumienia przez fizyków. Zatem zasada nieoznaczoności w mechanice kwantowej niekoniecznie wynikałaby z ukrytych zmiennych, ale z indeterminizmu w samej naturze.

Pisma popularne i filozoficzne

Eddington napisał parodię The Rubaiyat of Omar Khayyam , opowiadając o swoim eksperymencie z zaćmieniem Słońca z 1919 roku. Zawierał następujący czterowiersz :

Och, zostaw Mądremu nasze miary do zestawienia.
           Jedna rzecz jest przynajmniej pewna, ŚWIATŁO ma WAGĘ,
Jedna rzecz jest pewna, a reszta debaty
: Promienie światła, gdy są blisko Słońca, NIE IĄ PROSTO.

W latach dwudziestych i trzydziestych Eddington wygłaszał liczne wykłady, wywiady i audycje radiowe na temat względności, oprócz swojego podręcznika The Mathematical Theory of Relativity , a później mechaniki kwantowej. Wiele z nich zebrano w książkach, w tym The Nature of the Physical World i New Pathways in Science . Jego użycie literackich aluzji i humoru pomogło uczynić te trudne tematy bardziej dostępnymi.

Książki i wykłady Eddingtona cieszyły się ogromną popularnością wśród publiczności, nie tylko ze względu na jego klarowną prezentację, ale także z powodu jego chęci do przedyskutowania filozoficznych i religijnych implikacji nowej fizyki. Argumentował za głęboko zakorzenioną filozoficzną harmonią między badaniami naukowymi a mistycyzmem religijnym, a także, że pozytywistyczna natura teorii względności i fizyki kwantowej zapewniła nowe miejsce dla osobistego doświadczenia religijnego i wolnej woli. W przeciwieństwie do wielu innych duchowych naukowców, odrzucił ideę, że nauka może dostarczyć dowodów na twierdzenia religijne.

Czasami jest mylnie rozumiany jako propagator twierdzenia o nieskończonej małpie w swojej książce The Nature of the Physical World z 1928 roku , ze zwrotem „Gdyby armia małp brzdąkała na maszynach do pisania, mogłaby napisać wszystkie książki w British Museum ”. Z kontekstu jasno wynika, że ​​Eddington nie sugeruje, że prawdopodobieństwo takiego zdarzenia jest warte poważnego rozważenia. Wręcz przeciwnie, była to retoryczna ilustracja faktu, że poniżej pewnych poziomów prawdopodobieństwa termin nieprawdopodobny jest funkcjonalnie równoważny z niemożliwym .

Jego popularne pisma uczyniły go powszechnie znanym w Wielkiej Brytanii między wojnami światowymi.

Śmierć

Eddington zmarł na raka w Domu Opieki Evelyn w Cambridge, 22 listopada 1944 r. Nie był żonaty. Jego ciało zostało poddane kremacji w Cambridge Crematorium (Cambridgeshire) w dniu 27 listopada 1944 r.; skremowane szczątki pochowano w grobie jego matki na cmentarzu Ascension Parish Burial Ground w Cambridge.

North West Cambridge Development na Uniwersytecie Cambridge został nazwany „ Eddington ” na jego cześć.

Aktor Paul Eddington był krewnym, wspominając w swojej autobiografii (w świetle swojej słabości w matematyce) „co wtedy uważałem za nieszczęście”, że byłem spokrewniony z „jednym z czołowych fizyków na świecie”.

Nekrologi

  • Anons 1 przez Henry Norris Russell , Astrophysical Journal 101 (1943/46) 133
  • Anons typu 2 przez A. Vibert Douglas , Journal of Royal Astronomical Society of Canada , 39 (1943/46) 1
  • Nekrologi 3 przez Harold Spencer Jones i Edmund Whittaker , Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 105 (1943/46) 68
  • Obituary 4 przez Herberta Dingle , The Monitorowania 66 (1943/46) 1
  • The Times , czwartek, 23 listopada 1944; str. 7; Wydanie 49998; col D: Nekrolog (niepodpisany) – Obraz cięcia dostępny w O'Connor, John J. ; Robertson, Edmund F. , „Arthur Eddington” , archiwum historii matematyki MacTutora , University of St Andrews

Korona

W kulturze popularnej

Publikacje

Zobacz też

Astronomia

Nauki ścisłe

Ludzie

Inne

Bibliografia

Dalsza lektura

  • Durham, Ian T., „Eddington i niepewność”. Fizyka w perspektywie (wrzesień – grudzień). Arxiv, Historia fizyki
  • Kilmister, CW (1994). Poszukiwanie teorii fundamentalnej przez Eddingtona . Uniwersytet w Cambridge Naciskać. Numer ISBN 978-0-521-37165-0.
  • Lecchini, Stefano, „Jak krasnoludy stały się gigantami. Odkrycie relacji między masą a jasnością” Bern Studies in the History and Philosophy of Science , s. 224. (2007)
  • Vibert Douglas, A. (1956). Życie Arthura Stanleya Eddingtona . Thomas Nelson and Sons Ltd.
  • Stanley, Mateusz. „Wyprawa lecząca rany wojny: Wyprawa Eclipse z 1919 i Eddington jako Quaker Adventurer”. Izyda 94 (2003): 57-89.
  • Stanley, Mateusz. „Tak prosta rzecz jak gwiazda: Jeans, Eddington i wzrost fenomenologii astrofizycznej” w British Journal for the History of Science , 2007, 40: 53-82.
  • Stanley, Mateusz (2007). Praktyczny mistyk: religia, nauka i AS Eddington . Wydawnictwo Uniwersytetu Chicago. Numer ISBN 978-0-226-77097-0.

Zewnętrzne linki