有人可能会说广义相对论很难,学着很费劲,对有些人来说广义相对论只是个起点 。有一个比爱因斯坦晚生了6年的德国人Weyl,这个人对数学的所有领域都有贡献,在业余时间随便就对量子力学和相对论有贡献了 。他对相对论稍微掌握一点,从1916年初才有广义相对论,1918年的时候这位先生就想到了如何把引力,不是和电,而是和电子联系在一起,于是在1918年就写一篇论文,《论引力和电子》 。这篇论文里,人家数学好,知道这个叫联络的东西,虽然是从他推导出来的,可能具有更加基本的意义 。
他接着就推广这样一个联络,既然这个东西有一个基本意义的,我随便去构造差不多的微分的东西的话,是不是就能够推广联络,推广出新的微分几何 。于是他把这样一个普通的微分换成这样一个协变微分,这样形式的协变微分,后面是矢量电磁场,这个东西能描述弯曲空间,上面的场就是电磁场,他得出一个概念,电磁现象难道只是引力的伴随现象 。
你想象一下,如果没有这些数学推导的话,打死你也不敢有这种想法,可是这是Weyl 1918年的工作 。他有一个名号,被人形容是走进“物理学瓷器店”的“大象”,遇到什么踩碎什么 。曾经有一个数学家说他非常傲慢,因为典型的德国人,结果这个数学家的同事就劝他说,不会吧,他怎么会看不起你,你哪一年能熬到被他看不起 。所以我们就体会到了,被人看不起是需要资格的 。年轻人不要蝇营狗苟想这个事情,你离别人看不起还早着呢,这是他给我留下的一个意识 。
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他从德国去了美国,在普林斯顿高等研究院工作,受邀写了《有限群》这本书 。序言里面他抱怨,说我一个德国人,整天说德语,现在被逼着用英语写书 。说英语又不是我小时候躺在摇篮里我妈给我唱歌的语言,说我用英语写书的时候是什么感觉呢?说你们做过梦吗?做梦梦里骑马,就是感觉自己风驰电掣,但是胯下没马,就是这个感觉 。但是结果《有限群》这本书出来的时候,那个英语是非常优美,比一般英国作家的英语要优美多了,结果美国教授就问他,说像你把英语写得这么优美,你还说这不是你妈在你摇篮里给你唱歌的歌,感觉骑马风驰电掣胯下无马,那我们怎么办?就是这样的大神 。
他1918年的论文给我们引出了比量子力学和相对论更高的一门学问,就是规范场论 。我们一般提起杨振宁先生,都会用他得诺贝尔奖的成就,也就是1956年所谓对弱相互作用宇称不守恒的预言当做重要成就 。不管是公认还是杨振宁先生自己说的,他最大的成就应该是非阿贝尔的规范场,体现在他老人家这篇论文和20年后的1974年的论文 。如果有人对杨先生致敬的话,无论要1954年的这个论文和1957年完成的引力规范场的积分形式,我也写在了《云端脚下-从一元二次方程到规范场论》中了,这是我个人的感受,当我学规范场论的时候,我明白它的根出在我没学会一元二次方程上,关于一元二次方程从小学到中学教科书里,你连1%都没学会过 。
#爱因斯坦的成就
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最后聊两句爱因斯坦的成就,爱因斯坦不光是对相对论有贡献,对量子力学的贡献是非常大的,就在于1905年他接受了普朗克光有能量单元的说法,并解释了光电效应的实验结果,后来他还假设出光有动量量子,并且动量量子就是能量量子除以光速 ,。
1916 年广义相对论发表,1917 年爱因斯坦又去推导普朗克一直在挣扎的黑体辐射公式,假设光场下原子两能级上的电子如何跃迁这个过程,竟然又再次推导出了黑体辐射 。说明他这个模型是对的,但是模型里面出现了一个新的概念叫受激辐射,就是有人站在二楼,如果他自己腿软了掉下来,这个叫自发辐射,但是另外一种过程是他站在二楼上,也没打算往下跳,但是有人往下跳有尖叫,他受到影响,腿一软也下来了,这就是受激辐射 。这个概念发展了40多年,到1960年的时候,出现了激光器,而今天激光器是人类生活里面非常重要的一个工具,它的工业,军事意义,在国民经济上的意义怎么说都不过分,竟然是爱因斯坦随手推导黑体辐射过程里引入的一个概念带给我们的 。
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