广义相对论在德国的早期接受史1916-1920
广义逆简介
广义逆的思想可追溯到 1903 年弗雷德霍姆(E. I. Fredholm)的工作，他讨论了关于积分算子的一种 广义逆(他称之为伪逆)。1904 年，希尔伯特(D. Hilbert)在广义格林函数的讨论中，含蓄地提出了微 分算子的广义逆。而任意矩阵的广义逆定义最早是 由摩尔(E. H. Moore)在 1920 年提出的，他以抽象 的形式发表在美国数学会会刊上。当时人们对此似 乎很少注意，这一概念在以后 30 年中没有多大发 展，只有曾远荣在 1933 年，默里(F. J. Murray)和 冯·诺伊曼(John von Neumann)在 1936 年对希尔伯 特空间中线性算子的广义逆作过一些讨论。
美国的数学水平就在他们这一代与欧洲先 进国家并驾齐驱，他们的学生也不必再到欧洲 游学了。
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曾远荣介绍 曾远荣(1903~1994)，国立中央大学教授， 数学家，我国泛函分析第一代著名学者。
曾远荣字桂冬，1903 年 10 月生，四川南溪 人。出生 8 个月父曾绍芬弃独子而逝，9 岁又丧 母，自幼住外婆家。1919 年 7 月曾远荣在成都 考取了清华学校留美预备部后，一直读到 1927 年 8 月去美国留学，先后在芝加哥大学、普林 斯顿大学、耶鲁大学学习研究数学。1930 年在 1930 芝加哥大学获硕士学位，1933 年获博士学位。5 月回国，8 月受聘为中央大学教授。1934 年 8 月至 1942 年 7 月一直任教于清华大学。1942 年 秋至 1945 年 7 月被成都燕京大学聘为客座教授。
国际数学会与 Klein 的演讲轰动整个美国数 学界，芝加哥大学很快就变成美国的数学重镇。 Moore 本身的研究非常出色，但更重要的是他教 出了许多更出色的学生，其中最有名的是 Dickson(1874 ～ 1954 年 ， 研 究 数 论 与 群 论 ) 、 Veblen(1880 ～ 1960 年 ， 研 究 几 何 学 ) 及 G. D. Birkhoff(1884～1944年，研究分析学)。日后他 们分别在芝加哥大学、普林斯顿大学及哈佛大 学带动研究，使这三个地方成为二十世纪上半 叶美国的数学重镇，而他们本身的研究也是世 界级的。
广义相对论发展历程回顾
广义相对论发展历程回顾广义相对论是由爱因斯坦在20世纪初提出的一种描述引力的理论。
它对物质和能量如何影响时空的几何结构进行了描述，并提出了著名的爱因斯坦场方程。
广义相对论的提出是现代物理学的一大里程碑，对于我们理解宇宙的本质和大尺度结构起到了重要作用。
本文将回顾广义相对论的发展历程，并探讨其理论与实验的验证以及对科学研究的意义。
广义相对论的发展可以追溯到爱因斯坦在1915年提出的原始版本，该版本被称为一般相对论方程。
该方程是爱因斯坦根据引力的等效原理和时空的几何性质推导出来的。
这个方程让重力不再被看作是由牛顿力学中的引力作用，而是由时空的弯曲引起的。
广义相对论引入了一个新的物理量，曲率张量，用来描述时空的弯曲度。
此外，爱因斯坦的方程还包含一个能量-动量-应力张量，用来描述物质和能量如何影响时空的几何结构。
在广义相对论提出后不久，就出现了对其理论的验证实验。
1919年的日食观测实验证实了爱因斯坦的预测，即太阳的引力能够使光线发生弯曲。
这个实验结果使广义相对论更受到关注和认可。
此外，关于星体引力塌缩和黑洞的研究也为广义相对论的验证提供了新的实验依据。
通过观测星系中的天体运动和引力透镜效应，科学家们不断地验证和精确地检验着广义相对论的预测。
随着时间的推移，广义相对论的发展逐渐与宇宙学协同起来。
宇宙学研究了整个宇宙的起源、演化和结构。
广义相对论为宇宙学提供了一个解释宇宙演化的框架。
宇宙学的研究揭示了宇宙膨胀的事实，并提出了膨胀宇宙模型。
这个模型认为宇宙在早期曾经经历一个热大爆炸，从而解释了宇宙背景辐射的存在和分布。
广义相对论对宇宙学的重要意义被进一步加深。
广义相对论的发展也激发了科学家对于量子物理和引力相统一的研究。
量子力学的出现使得科学家们开始思考如何将引力纳入量子理论框架之内。
研究引力量子化的尝试包括弦理论和引力量子化的其他尝试。
这些研究意味着广义相对论并不是最终的理论，还需要更深入的探索和发展。
总结一下，广义相对论是爱因斯坦提出的一种描述引力的理论，它从几何角度描述了物质和能量如何影响时空结构。
现代自然科学大事年表
1894—1895年——意大利马可尼首次进行无线电传播。
1895年——德国伦琴发现Ｘ射线，英国拉姆赛发现化学元素氦。
1896年——法国柏克勒尔发现铀的放射性。
1897年——德国狄塞尔制成压燃式柴油内燃机。
英国汤姆生发现电子。
1895年——英国拉姆赛等发现化学元素氪、氖、氙。
法国居里夫妇发现放射性元素镭和钋。
1899年——德国希尔伯特提出欧几里德几何公理体系。
英国卢瑟福发现α射线和β射线。
俄国列别捷夫作光压实验。
荷兰贝哲林克发现病毒。
1900年——德国希尔伯特提出数学上23个难题。
德国普朗克提出原子论。
法国维尔纳制成人造宝石，并投产。
荷兰德佛里斯等重新发现孟德尔遗传原理。
美国兰德斯坦纳发现人类的A、B、O、AB血型。
俄国巴甫洛夫提出条件反射学说。
德国齐柏林发明硬式飞艇。
1901年——首届诺贝尔奖金颁发。
1902年——德国科塞尔确立核酸的组分。
1903年——美国莱特兄弟首次螺旋桨飞机试飞成功。
英国卢瑟福证实α射线是带正电的氦核，β射线是高速电子流，提出了放射线元素的蜕变理论。
丹麦约翰逊提出遗传学中的纯系学说。
俄国齐奥尔科夫斯基提出火箭原理。
1904年——英国哥尔登创立优生学。
1905年——瑞士爱因斯坦发表光量子假说，发表布朗运动的理论解释，发表狭义相对论。
1906年——德国能斯脱提出绝对零度不能达到的原理。
俄国儒可夫斯基提出了飞机机翼升力公式。
1907年——德国费歇尔首次人工合成由18个氨基酸组成的多肽。
美国贝克兰制成酚醛塑料。
1908年——荷兰昂尼斯人工液化氦成功。
美国福特制成T型汽车。
1909年——丹麦索伦森等引进PH值。
德国奥斯托瓦尔德发明工业制硝酸的氨氧化法。
丹麦约翰逊首次提出基因是遗传单位的概念。
南斯拉夫莫霍洛维奇发现地壳与地幔之间的莫霍面。
1909—1917年——美国米立根精确测定电子电荷的量值。
1910年——英国索迪提出同位素假说。
美国摩尔根研究果蝇的伴性遗传。
1911年——英国卢瑟福提出原子的行星模型。
爱因斯坦个人简介
爱因斯坦个人简介爱因斯坦，创立了代表现代科学的相对论，并为核能开发奠定了理论基础，在现代科学技术和他的深刻影响，下面是店铺为你整理的爱因斯坦个人简介，希望对你有用!爱因斯坦人物生平爱因斯坦生于德国乌尔姆一个经营电器作坊的小业主家庭，父母都是犹太人，父亲赫尔曼·爱因斯坦是一名不太成功的商人，母亲波林·科克是一位钢琴家。
五岁时对袖珍罗盘着迷，六岁开始练习拉小提琴。
爱因斯坦出生后的第二年，1880年全家迁居慕尼黑。
1894年，又全家迁至意大利米兰。
尽管爱因斯坦的语言能力不是很好，但爱因斯坦在就读小学和中学时，是一个顶级水平的学生。
随着爱因斯坦的长大，他在数学方面表现出特别的天赋。
1895年，爱因斯坦来到瑞士苏黎市投考苏黎世联邦理工学院，他的数学和物理考得很不错，但其他科目没有考好，该校校长赫尔岑推荐他去瑞士的阿劳州立中学学习一年。
在阿劳州立中学学习的这段时光中使爱因斯坦感到快乐，这所学校的信念“概念思考是建立在‘直观’之上的。
”完全符合他的需求。
1896年，爱因斯坦进入苏黎世联邦理工学院师范系学习物理学，学校里的物理教授海因里希·弗里德里希·韦伯(Heinrich Friedrich Weber)很讨厌爱因斯坦，曾对爱因斯坦说：“你很聪明，但有个缺点，你听不进别人的话”，爱因斯坦的女友米列娃·马利奇时常与韦伯教授冲突，她指责他对爱因斯坦不公平，1899年6月，爱因斯坦在实验室引起一场爆炸，手部严重烧伤。
1900年毕业，没能如愿留校担任助教，只能靠当“家教”维持生活。
1901年取得瑞士国籍。
1902年在大学同学格罗斯曼(M. Grossman)的父亲协助下，被伯尔尼瑞士专利局录用为技术员，从事发明专利申请的技术鉴定工作。
他利用业余时间开展科学研究，于1905年在物理学三个不同领域中取得了历史性成就，特别是狭义相对论的建立和光量子论的提出，推动了物理学理论的革命。
爱因斯坦（人物评论）
爱因斯坦（⼈物评论）整个世纪的⼤脑——爱因斯坦科学研究好像钻⽊板，有⼈喜欢钻薄的，⽽我喜欢钻厚的。
——阿尔伯特·爱因斯坦爱因斯坦这个词，在德语⾥意思是“⼀块⽯头”。
听起来具有把⼀切都记住，如同刻⽯⼀般让其永不湮灭的能⼒。
这个的德⽂名字，虽然简单却蕴含深意······正如这个名字⼀样，爱因斯坦堪称“20世纪的⼤脑”，他的名字之所以能如同可刻⽯⼀般永驻⼈们⼼中，是因为他的⼀⽣有很多⾮凡成就，⽽这些⾮凡成就不仅来源于他对宇宙奥秘的探索，也来源于他对和平的向往和强烈的民族意识。
1905年3⽉，爱因斯坦发表量⼦论，提出光量⼦假说，解决了光电效应问题。
同年四⽉，4⽉向苏黎世⼤学提出论⽂《分⼦⼤⼩的新测定法》，取得博⼠学位。
5⽉完成论⽂《论动体的电动⼒学》，独⽴⽽完整地提出狭义相对性原理，开创物理学的新纪元。
1914年爆发了第⼀次世界⼤战。
爱因斯坦虽⾝居战争的发源地——德国，但他却毅然参与起反战团体“新祖国同盟”，在这个组织被宣布为⾮法、成员⼤批遭受逮捕和迫害⽽转⼊地下的情况下，爱因斯坦仍坚决参加这个组织的秘密活动。
1915年11⽉18⽇，爱因斯坦的⼴义相对论的引⼒⽅程形式诞⽣，⽽在此之前⽜顿的⽅程所提供的预测⽆法解释⽔星轨道的异常，⽔星近⽇点进动的难题才得以彻底解决。
直到这⼀年，爱因斯坦对⾃⼰的理论进⾏了⼀次重要的检验，成功地运⽤他的新⽅程计算了⽔星的近⽇点。
1919年3⽉29⽇，英国皇家学会派观测委员会前往⾮洲普林西佩岛观测⽇⾷。
也就是在这⼀年，通过观测与精确计算，星光有1.64弧秒的偏移。
这正如爱因斯坦的预⾔是：⼤质量物体能够引起或造成空间的弯曲并通过他的精确计算这⼀偏⾓为1.7弧秒。
1916年他完成总结性论⽂《⼴义相对论的基础》，后⼜提出宇宙空间有限⽆界的假说，完成《关于辐射的量⼦理论》，总结量⼦论的发展，提出受激辐射理论。
1921年，爱因斯坦因光电效应研究⽽获得诺贝尔物理学奖，他的研究推动了量⼦⼒学的发展。
广义相对论的起源
爱因斯坦发表了狭义相对论后，又着手考虑广义相对论问题。
如果说狭义相对论必须解决的矛盾是物理学家们所熟悉的，在1905年之年，彭加勒和洛仑兹几乎已经走到狭义相对论的门槛上，即使没有爱因斯坦，不久也会有人提出它的。
那么，对于广义相对论来说，情况就完全不同了，除了爱因斯坦，当时几乎没有一个人思考过这个问题，更没有人正确地提出和解决这个问题，在这个领域中，他没有前驱者。
1911年，爱因斯坦发表了关于引力问题的第一篇论文《关于引力对光的传播的影响》，这时他已离开专利局，受聘于布拉格德国大学的理论物理学教授。
1912年10月，爱因斯坦回到母校苏黎世工业大学任理率物理学教授，并开始了和他的大学同学格罗斯曼合作探索表达广义相对论物理思想的教学形式。
1913年，他们合作发表了论文《广义相对论和引力理论纲要》。
1914年，爱因斯坦受聘于柏林大学，继续研究广义相对论。
1916年3月，他发表了总结性论文《广义相对论基础》。
这篇论文被认为是20世纪理论物理研究的高峰，它提出了物理学几何化的宏伟目标。
广义相对论诞生了。
爱因斯坦广义相对论简介
ห้องสมุดไป่ตู้
到的度规张量定义的所在的时空几何——具体说来是时空中的长度和角度是如何被测 量的——并不是狭义相对论的闵可夫斯基度规，这种度规被概括地称作半黎曼度规或伪 黎曼度规。并且每一种黎曼度规都自然地与一种特别的联络相关联，这种联络被称作列 维-奇维塔联络；事实上这种联络能够满足爱因斯坦等效原理的要求并使得时空具有局 部的闵可夫斯基性（这是指在一个适合的局部惯性坐标系下度规是闵可夫斯基性的，其 度规的导数和连接系数即克里斯托费尔符号都为零。）[22]。总体上可以归纳为，在爱因 斯坦的理论中引力引起的时空弯曲是一种可微分流形，这种流形在局部是平直的，但整 体上可能具有非常不同的全局几何。
在洛伦兹对称性下可以引入光锥的概念（见左图），光锥构成了狭义相对论中的因果 结构：对于每一个发生在时空中的事件A，原则上有能够通过传播速度小于光速的信号 或相互作用影响到事件A或被事件A影响的一组事件（具有因果联系），例如图中的事件 B；也有一组不可能互相影响的事件（不具有因果联系），例如图中的事件C；而这些事 件间有无因果联系都与观测者无关[19]。将光锥和自由落体的世界线联系起来可以导出时 空的半黎曼度规，或至少可以得到一个正的标量因子，在数学上这是共形结构的定义[20]。
普及物理——广义相对论简介
广义相对论简介20世纪早期，自然科学中物理学开始崛起，物理学由古典物理中的经典力学发现其存在一定的局限性，19世纪末到20世纪初物理中的现代理论逐渐形成并走向成熟，其中现代力学中贡献最大的科学家无疑是德国著名物理学家——爱因斯坦，其建立了最有名的力学理论——《广义相对论》。
在广义相对论发表之后爱因斯坦曾经说过：“如果我不发现《狭义相对论》5年之内必定有人会发现，但如果我不发现《广义相对论》50年之后也不一定有人能发现！”由此可见广义相对论的难度在当时是相当高的，据说即使是现在《广义相对论》也是很难被人们普遍理解和接受的一个理论。
但这种理论实际上并不难，只是一般的人普遍缺乏一种空间想象力，由于在《广义相对论》中的内容在现实中很难观察到才导致这样一个理论很难被人们普遍接受。
如果具有一定的空间构思能力，那么对于理解《广义相对论》也就不会太困难。
等效原理：在经典力学中参考系的定义为静止、匀速直线运动、匀速圆周运动的空间可作为参考系。
由于经典力学中时间是一个不会变化的量而在相对论中时间与空间合为一体，因此不能只考虑空间而不考虑时间。
正是有了这样的一条限制导致研究相对论的人在这里停止研究。
而爱因斯坦并不这样想，之后并对其作出了两个假设假设：第一个是，如果有两个密闭的空间内分别存在两个人，其中一个空间静止、而另一个空间保持移动的速度运动，此时如果空间内的两个人与外界完全隔离，则会出现两个空间内的人都认为知己所在的空间是静止的，这时可以认为做匀速直线运动的空间参考系等效于静止的空间参考系。
第二个假设是，如果存在两个空间，一个空间静止在星球表面，重力加速度为a，另一个空间在宇宙中保持加速度为a的匀加速直线运动，如果两个空间完全封闭，则可以认为两个空间是等效的。
上述的内容称为《广义相对论》内容中的等效原理。
光线的弯曲：总所周知，如果在地球上抛出一个物体，若其运动速度达到7.9km/s，此时物体将绕着地球做圆周运动。
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1916 年发表了文章《爱因斯坦的引力理论和广义相对论)) [巧，讨论了广义相对
2
Gehrcke , 1878-1960) (1 916 ， 1918 ， 1919 ) 以及莱纳德 (1918);[ 诺贝尔奖提名]
3
瓦尔堡 (E.
Warburg , 1846一 1931) 和普朗克。而其他人如索末菲、维恩的态度
并不十分明确。
赞同广义相对论的人有玻恩、瓦尔堡和普朗克。玻恩的立场很清楚，他在
《科学文化评论》第 12 卷第 6 期 (2015)
: 27-43
27
科技与社会
广义相对论在德国的早期接受史，
1916-1920
朱慧涓
摘
要
本文从爱因斯坦Biblioteka 信集、诺贝尔奖资料以及有关广义相对论的文献目录
这三方面着手考察从 1916 年(爱因斯坦完成引力场方程后的第一年)至 1920 年(英
国日食实验结果公布后的第一年)德国物理学界对广义相对论的态度。本文试图
总结这一态度的特点并分析背后的原因，同时讨论 1919 年尤线弯曲实验对德国
物理学界态度的影响。 本文认为从 1916 年到 1920 年，不同于荷兰和奥地利，德国并没有出现一个
以物理学家为主的广义相对论研究团体。这背后可能存在三方面的原因:爱因斯
坦的研究风格、量子理论的发展以及理论物理学的地位。而在尤线弯曲实验结果
1919 年的光线弯曲实验又是否导致其被广泛接受。此外，还将简要回应库恩关 于科学革命的一些观点。
二广义相对论初问世 :1916-1919 年
1. 1916一 1919年德国物理学界的态度概述
本节通过对《爱因斯坦全集)) (第八卷和第九卷中关于 1915 年 11 月到 1919
① 科学史所谈论的接受史 (reception) 一般是讨论某个理论如何被人们接受或拒绝。据马里兰大学帕 克分校历史系的名誉教授布拉什 (G . Brush) 说"接受史研究" (reception studies) 已经构成了科学
因此 1916 年是广义相对论正式面世的第一年。而截止到 1920 年是为了考察 1919 年
英国远征队的实验结果对德国物理学界的影响。本文属于接受史的研究范畴①。
为了系统地考察德国物理学界在 1916 至 1920 年对广义相对论的接受过程，
本文将采用如下进路:首先，建立所需考察的德国物理学家的名单。这一名单通
公布之后，虽然支持广义相对论的德国物理学家人数增加，但坚定的反对者依然
存在。实验上关于引力红移效应的否定结果也令一些人试图寻找一种能够替代广
义相对论的理论。
关键词广义相对论爱因斯坦德国物理学界接受史
一引言
本文旨在考察德国物理学界①早期对广义相对论的态度和接受过程。做此考
察是基于这样一个发现:一些文献资料反映出的德国物理学家对于广义相对论的态度
朱慧涓
广义相对论在德国的早期接受史 .
191 6- 1920 29
年 11 月)的书信内容以及编者注释进行梳理，寻找就广义相对论的问题与爱因 斯坦展开书信讨论的德国物理学家，亦从文献目录中找到在这段期间发表过文章 或出版过书的德国物理学家，还从有关诺贝尔奖的资料中找到曾因广义相对论而
提名爱因斯坦获诺贝尔奖的德国物理学家。
广义相对论的态度。本文将以如下行为来定义"接受" ③ :正面表达过对理论的
赞同(在信件、出版物中)、以广义相对论提名爱因斯坦获诺贝尔物理学奖、发
表过阐述广义相对论或以广义相对论为基础的研究论文和书籍、做过以阐述或推
广广义相对论为目的的演讲或讲座。 除了了解德国物理学界早期对广义相对论的态度之外，本文能够回应此前 研究的一些观点和争议，例如数学复杂性是否影响了人们接受广义相对论，以及
这样做的理由也很明显，以国籍来区分群体会丧失一种整体性。
28 ((科学文化评论》第 12 卷第 6 期 (2015)
似乎普遍不如荷兰和奥地利的物理学家积极，也没有哥廷根的数学家投入。本文希 望能对这一问题进行系统地考察，以了解德国物理学界是不是真的在广义相对论上 投入偏少。考察的起止时间是 191 ←1920 年。爱因斯坦在 1915 年底发表了广义相对论，
过以下方式收集:从爱因斯坦全集中找出在 1915 年 11 月底至 1920 年底与爱因斯 坦讨论过广义相对论的德国物理学家或者做过有关广义相对论讲座的德国物理学
家 p 从 1916一 1920 年的文献目录 ② 中找出发表过关于广义相对论的文章(报刊文
章及论文)或出版过相关书籍的德国物理学家:从诺贝尔奖的文献中找出曾因广 义相对论而提名爱因斯坦的德国物理学家 z 还会从已有的接受史研究文献和其它 相关二手文献中寻找上述线索。其次，按照上述物理学家名单，依次分析他们对
在对以上三部分内容进行整理之后，我们可以看到，在 1916 年至 1919 年 11 月日食实验结果正式公布之前，以如下方式对广义相对论做过表态的德国物
理学家分别有: [书信]米 (G. Mie , 1869一 1957) 、劳厄; [文章]玻恩 (1916) ①、
维歇特 (E.
Wiechert , 1861-1928) (1 916) 、米( 1917 ) 、劳厄 (1917) 、格尔克 (E.
作者简介 z 朱慧涓， 1985 年生，江西抚州人，中国科学院自然科学史研究所博士生。 E-mail:
jualienn@ o
①本文的"德国物理学界"并非只包括德国籍的物理学家，而涵盖了当时在德国大学获得教职(也包 括无薪讲师 [Privatdozent] )或者隶属某个正式的德国科学机构(如学会、科学院、研究所)的物理学家。
史研 究 中 一个"公认的类别"
(a recognized genre) ，参见
[1) 。
② 该文献目录主要是根据文献 [41)[42][43] 整理的。这些文献提供的定量 数据可以作为接受史研究的
基础。因篇幅原因，这一目录未附在文后。
③ 有科学史家认为，"接受"就是科学家将理论纳入自己的研究或个人的信仰系统中 ([2] ， p. 322) 。 笔者虽对此种粗略的定义有所异议，但仍予以采用。更好的方式是从科学家对理论本身的阐述出发， 考察其是全盘接受理论还是只接受理论的核心思想却否定其它内容，依此来划分接受的层次。