爱丁顿创立了天体物理学
瑟·斯坦利·爱丁顿1882年12月20日出生于英国威斯特摩兰。他是英国著名的的天文学家和物理学家,也是世界上著名的科学家。爱丁顿的父亲是肯特尔镇斯特拉蒙加特学校的校长,这个学校历史悠久,在100多年前,著名化学家道尔顿曾经在此任过教。很不幸的是爱丁顿两岁时,父亲就去世了,他没有得到父亲的关爱和教育。他的母亲带着他和姐姐迁往别的地方生活。爱丁顿从小就喜欢学习。他特别迷恋数,尤其是大数。有一次,他数《圣经》共有多少字。他小小年纪就学会24×24的乘法表。
1907年,爱丁顿被皇家天文学家克里斯蒂爵士邀请去,任格林威治天文台助手。他在这里勤勤恳恳地工作了五年,1912年被选为剑桥的普卢米安讲座教授,这年他才30岁,后来他担任了剑桥天文台台长,他在这里一直工作到1942年。爱丁顿是一个执着而不怕担风险的探索者。1920年,他在英国学术协会演讲中讲述了蒂达洛斯和伊卡洛斯的故事。他说:"在今天,我们怀着极其崇拜的心情,纪念一位曾朝向太阳勇敢高飞的伟大灵魂。"
古代有两位飞行员,他们给自己装上翅膀。蒂达洛斯在不太高的空中安全地飞越了大海,着陆的时候理所当然地受到赞誉。年轻的伊卡洛斯迎着太阳高飞,最后捆绑翅膀的蜡熔化了,飞行也就因此彻底失败。在衡量他们的成就时,也许要为伊卡洛斯说几句话。第一流的权威们告诉我们说他仅仅是在‘玩特技飞行表演’,可我更愿意这样看:是他明确地暴露出他所处时代的飞行器在结构上存在着缺陷。所以,在科学中,谨慎的蒂达洛斯也会将自己的理论应用到他确信非常安全的地方,可它们的潜在弱点不会被他的过分小心揭露出来。伊卡洛斯会将其理论拉至强度极限,直到脆弱的接合点裂开。仅仅是作一次壮观的特技吗?也许有几分道理,他也是一个普通的人嘛。但是,虽然他命中注定到不了太阳,无法彻底解开飞机的构造之谜,但我们可以希望从他的失败中得到一些启发,去建造一个更好的飞行器。"从这里我们就清楚地看出爱丁顿非常赞赏伊卡洛斯创新性的探索精神。
爱丁顿在数学、力学、天文学、物理学方面的著作很多。例如《物理科学的哲学》、《相对性的数学理论》、《关于引力相对论的报告》、《空间、时间与引力》、《恒星与原子》等等,他的著作在科学界颇有影响。特别是《空间、时间与引力》、《恒星与原子》受到广泛欢迎。
爱丁顿对物理学最重要的贡献是创立了现代理论天体物理学。奠定了这一领域的理论基础,开辟了恒星结构、组织和演化的新科学。1916年,为了研究造父变星亮度,他开始深入研究恒星的结构。他出版了《恒星的内部结构》一书。爱丁顿是相对论的阐述者和倡导者,他对爱因斯坦学说的形成作出了巨大的贡献,同时还发现了爱因斯坦的一些错误,及时地给于纠正,弥补了遗憾。他关注爱因斯坦的每一个理论,为了用事实证明关于天体运动理论的正确与错误。他组建了两支考察队伍,一支由他本人率领,到非洲西部的普林西比岛,一支由天文学家克劳姆林带领,到南非的索布腊尔,把结果反复核对后,证实了爱因斯坦的伟大预言,也把不足给于了补充。
爱丁顿对天体物理学的主要贡献是在恒星结构领域,他认为恒星是具有相当稳定的质量,而且比其他的行星大的多。后来有人证明出太阳的质量占太阳系质量的97%,其他行星的质量只占3%,可见我们的地球在太阳系是多么的渺小。当时爱丁顿就认为太阳的质量大约是2×1027吨,当然这也无法证实,对我们普通人来讲也没有必要去证实。只知道它很大很大就行了。
爱丁顿在其他领域仍然硕果累累。他提出了"爱丁顿近似",这是辐射转移问题的一种近似解决办法;他还解决了恒星大气中谱线的形成,而这在研究恒星大气理论的起步阶段尤为重要;他根据双星的星线分析光线弯曲,确定单个恒星的质量,这是分层平面大气中有关光的散射与透射这一更大问题的原则,是后人研究这一问题的先导。
他最先修正了"生长曲线"方法,将这种方法应用于星际吸收谱线问题。爱丁顿在这里引入了全新的"释放因子"的概念,科学界把这一方法一直沿用到今天。爱丁顿还认为:由星际吸收谱线确定的径向速度与银河纬度有一定关系,由这种关系确定的径向速度存在一个幅度,这个幅度应是恒星吸收线所表现出的一半,这个猜想被后来实际观测证实是完全正确的。
1944年11月,62岁的爱丁顿因为久病无治而痛苦地离开了人间。20世纪杰出的百科全书式的人物罗素写道:"爱丁顿爵士逝世,天体物理学因此失去了自己最杰出的代表。"