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為什麼愛因斯坦會感嘆錢偉長的博士論文?

作者:homepeace  於 2010-8-3 16:48 發表於 最熱鬧的華人社交網路--貝殼村

通用分類:熱點雜談|已有75評論

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發表評論 評論 (75 個評論)

回復 homepeace 2010-8-4 07:17
xqw63: 你是學物理的?
算是學過物理。
回復 homepeace 2010-8-4 07:21
snortbsd: well, that guy doesn't seem to have that "愛因斯坦美德"...
回復 xqw63 2010-8-4 07:27
homepeace: 算是學過物理。
回復 lisp21 2010-8-4 08:06
材料1:

錢偉長的原話:「那時非常有名的,愛因斯坦看見了,他也有一篇的,一共有24篇,我跟我導師辛集是合寫的一篇,他們都曉得。發表的文章,有好多都是猶太人。愛因斯坦是,還有馮諾爾門,那時候愛因斯坦在普林斯頓高級研究院的院長,普林斯頓大學,本身就很有名。那麼他看見我這篇文章了,他看見我提這個,他說好,我這一輩子,就這個問題沒有解決,他研究相對論是在1905年發表相對論第二篇文章,從那發表之後,相對論起了很大作用,人們說他第一個科學家,而且得了諾貝爾獎金的。他說我一直睡不了覺,一直在研究,好像我這個還不對,還有東西沒弄清楚。他說我弄清楚了。」

這就是愛因斯坦感嘆錢偉長的博士論文:「這位中國青年解決了困擾我多年的問題」的由來!

材料2:
方舟子對此提出質疑,方說:錢偉長的論文研究的是「彈性板殼的內稟理論」。無資料表明愛因斯坦對應用力學特別感興趣。困擾愛因斯坦多年的是統一場這個物理學最大的問題,不太可能被一個供研究生研究的三級學科問題困擾多年。

材料3:
在另一篇文章中,錢老本人是這樣回答此問題的:
「一直到1940年 8月初我們又第三次接到通知在滬集合,再度乘船去加拿大。這次航行28天順利渡過太平洋,在9月14日抵溫哥華,改乘火車,3天後抵達多倫多大學。這是該大學第一次接受一批中國讀研究生學位的留學生入學。我和林家翹、郭永懷同時師承應用數學系辛祺教授學習,林和郭專攻流體力學,我則專攻彈性力學,但所學課程則相同,即流體力學和彈性力學,都是由辛祺教授親自講授,還有相對論和理論物理,都由愛因斯坦的大弟子英菲爾得教授講授。我和辛祺教授在第一次見面就發現都在研究彈性板殼的統一內稟理論,但他研究的是宏觀理論,我研究的是微觀理論,當時所得結果還不能統一,但我們深信兩者既是同一實質問題,最後一定能統一起來的。辛祺教授第一次見面就高興地決定要在一個月中用我們已得結果,分兩段寫成一篇論文,投交美國加州理工大學航空系主任馮,卡門教授60歲的祝壽論文集。這個論文集是在1941年夏季刊出的。論文集中共刊出了24篇論文,作者都是第二次大戰時集合在北美的一批知名學者,如愛因斯坦 (A,Einstein)、老賴斯納(Hans Reissner)、馮諾埃門(Von Neumann)、鐵木辛柯(S,Timoshenko)、科朗 (R.Courant)等。我是唯一的青年學生,而且是中國的青年學生。這篇論文是第一篇有關板殼的內稟理論,幾十年來深受國際間的重視。從此,我提高了自信心,敢於向一些疑難的問題進行衝擊。以後經過一年的努力,我終於打通了宏觀和微觀理論之間的關係,而且將薄板薄殼按中面薄膜變形、曲率變化、和殼的曲率三種量相對於厚度量級進行了理論方程的分類,而通過了博士論文答辯。
... ... ... ...
記得在1940年冬,我到校后第二次進見導師辛祺教授,詳細彙報了我在昆明研究的彈性板殼內稟理論,首先說明我選用以板殼中面為基礎的高斯坐標,他立刻就指出他的宏觀理論也採用同樣的坐標,並指出正確選用坐標系,是解決實際問題的重要基礎。我說明我採用了在變形中各點坐標不變的"拖帶坐標系"(Co-moving Coordinates),但變形前坐標框架的基本張量和變形后坐標框架的基本張量不相等,其差值的半定義為應變張量。他認為是一個創造性的觀點,在應變不太大的條件下,這個定義和經典定義相等。他認為這是典型應用數學思想指導下的創造。當我介紹不論變形前和變形后的基本張量的黎曼曲率張量必須等於零,因為他們都代表的實質的平坦空間,所以也就是代表變形協調條件。他拍案叫絕。他說:"你的博士論文的主要內容已經完成,不必介紹了,去詳細完成具體計算任務吧,你已經是一個合格的應用數學家,你已經懂得重視物理觀念的深化認識,同時也懂得用現代的數學工具簡潔地描繪物理觀念的認識"。在40年代,張量分析主要是用來研究相對論的數學工具,由於定義應變張量的困難,使用它來研究彈性力學問題的還很少。辛祺教授幾年前曾寫過一本張量分析的專著,但重點還是在研究相對論。當時,辛祺教授說,看來他有必要應該修改這本專著,增加微分幾何和彈性體的變形分析部分。當時他顯得非常滿意和非常高興,當晚要我和林家翹、郭永懷到他的家去晚餐和他的家人會見。第二天早晨又把我們叫去講出了有"捏著鼻子跳進海洋和爬出海面"的那一段印象深刻的教導。林家翹曾在1980年在北京講學時,同樣引用了辛祺教授的那一段話,可見他和我一樣獲得的深刻印象,在四五十年後,還記憶猶新。」

========
議論1:
Homepeace的結論:
1。錢老和愛因斯坦的文章同時發表在一個論文冊里,愛因斯坦肯定看過。
2。錢老的那篇「彈性板殼的內稟理論」 採用了張量分析的手段,黎曼幾何就是在張量分析的基礎上發展起來的。所以張量分析主要是用來研究廣義相對論的數學工具,錢老論文的一些技巧及結果與相對論的數學框架有相通之處,完全可能得到愛因斯坦的讚許。
3。方舟子的物理學得不夠好。

議論2:
乙的看法,
我對贊同Homepeace的分析。我本人在加州理工學院學的物理。當時我們的經典物理(三個學期的課程)的開篇就是張量分析數學。開始不明白為什麼從張量開始講物理,因為在之前在國內學物理是從沒有這樣教過。老師把張量講完后,立刻就開始講彈性力學,然後是流體力學,經典電磁場理論和狹義/廣義相對論。當你看到那麼多的看似不相關聯的物理領域,全部都可以用一個不足10個符號的張量公式來描述,你就會領悟到用張量工具來分析物理世界的真正的美麗。你會真正體會到那些前輩的偉大。錢教授的工作在把張量工具應用到彈性力學方面的意義不是實際應用,而是驗證了張量分析工具在將那些支離破碎的經典物理統一起來的時候的強大潛力。我想,愛因斯坦完全會為此感到高興。錢教授的工作因該得到後人的尊重。

我的看法:
其實問題的焦點在於:
1 愛因斯坦有沒有讚賞錢偉長的論文;
2 愛因斯坦有沒有像錢偉長所說的那樣讚賞錢偉長的論文。

對於1,前面兩位的分析我覺得是有道理的,因為廣義相對論是物理的幾何化,最重要的工具就是張量分析和黎曼幾何,而愛因斯坦是下了很大功夫的。從1905年狹義相對論發表到1915年廣義相對論的發表歷時10年,其主要障礙就是數學工具的運用上面。
第二,根據錢偉長的說法,馮卡門的祝壽論文集基本都是故舊和門人的文章,這當然也是慣例,愛因斯坦,馮諾依曼等德國移民參與其中,完全是可能的。
第三,錢偉長的論文屬於對張量分析在力學上的應用,這正好也是馮卡門的專業所在,這篇文章以辛格和錢的名義發表在這本集子上,似乎也合情合理。
第四,愛因斯坦本人除相對論以外,在物理學上也做過其他工作,比如布朗運動,光電效應等,他的知識面是很寬廣的,數學也知道的很多,應該說他看錢的文章是毫無困難的,而且由於對張量分析的熟悉,他可能會注意到錢的這篇文章。錢的文章不僅是張量分析的簡單運用,而是蘊含了他對張量分析的某一重要方面的創造性理解(如他本人所述,他的導師認可他的工作的創造性),而這種創新可能得到愛因斯坦的讚許,這是可能的,雖然不能100%肯定。

第2個問題,愛因斯坦是否像錢偉長所說的那樣就如此推崇錢偉長的論文呢?我的分析如下,

1作為祝壽文集的論文,錢的文章能夠與大家之作並列,這無疑是因為他的導師跟馮卡門的淵源所致,並不能由此就說明錢的學術水準就是跟這些大家等量齊觀了。這是無疑的。但是錢在採訪中有意無意的在誤導非專業的觀眾,就是說他曾經跟這些大牛們平起平坐過,這是錢偉長吹牛的一個很顯然的證據。

2 愛因斯坦是在張量分析等方面下了若干年的功夫,至於說這是愛因斯坦所弄不明白的「最後一個問題」,這又從何說起?一個偉大的科學家不會這麼說話的,必然是研究的越深入,牽涉的問題越深刻,問題越多,從而其本人越謙遜。愛因斯坦的一個著名說法就是人所知越多,其問題也就越多(圓越大,圓周越大)。相對論沒有窮極真理,所以愛因斯坦的所謂終極問題也就不存在了。

如果僅就廣義相對論的理論問題而言,由於文章已經發表了20年以上,如果廣義相對論存在一個疑點,那麼肯定是全球所有頂尖科學家都關注的,如果是那樣的話,錢偉長完全可以把他的論文從應用力學的範疇推廣或者應用到廣義相對論的理論修補上面去,如果真是像錢偉長所言,他解決了愛因斯坦思想上的最後一個疙瘩,那他會毫不謙虛的,而且愛因斯坦也會要求他就此問題發表論文的,那錢偉長就不僅是應用數學家,而是物理學家了。所以我的推斷是,愛因斯坦感嘆後生可畏,一個發展中國家過來的學生很快對張量分析有了很好的見解(而他本人花了7年時間來理解廣義相對論的數學,見陳省身的說法),這或許是有的,也就是說愛因斯坦認為錢偉長對張量分析理解的速度超過他本人還是讚許的。但是錢偉長所謂的解決了愛因斯坦的終極問題則是吹牛了,愛因斯坦這個思想上的疙瘩應該早就解除了,他不過感嘆錢跟他曲徑通幽,而且很快解決。這是我的第二點看法。

第三點,在應用力學領域,錢偉長的成就如何呢。錢的論文是一篇高質量的博士論文,這點是其導師的評價。但是應該注意到,他的導師並未說錢的論文是一個根本性的,革命性的劃時代工作。這點我想就恰如其分的評價了錢的論文的水準。這點從很多旁證也看的出來。比如從權威力學教科書對錢工作的評價,學術界論文引用錢的論文的數量都可以看出來。

第四,最後一個旁證是錢的同門林家翹的例子。林是論證了海森伯理論中的一個疑點,而獲聘為MIT的教授的,也是畢業后做了2,3年博士后就被聘請的。如果錢偉長解決了愛因斯坦理論中的一個疑點,恐怕他不會在加州理工做幾年博士后之後,於1946年回國的,他拿個美國名校的教職應該也是毫無問題的呀。

所以綜合一下,我的結論是:
1 愛因斯坦可能讚許錢偉長的文章,但是應該是從師長讚許學生或先驅讚許後來者的角度;錢的所謂解決了愛因斯坦思想上的最後一個疙瘩,純屬吹牛。愛的這個思想疙瘩可能是有,但是過去已經通過其努力打通了,或者說解決了。錢的文章中對張量分析的見解,說明他對這個數學工具的理解還是有新意的,或許還暗合愛因斯坦過去的某段心路歷程,這得到了愛因斯坦的讚許。
2 錢偉長的文章是一篇優秀的博士論文,但不是應用力學領域劃時代的論文,沒有給該領域帶來根本性的變革。

因為本人不懂力學,因此,上面也是屬於理性推測居多,請讀者,特別是熟悉力學和應用數學的朋友不吝指教。
回復 homepeace 2010-8-4 08:21
lisp21: 材料1:

錢偉長的原話:「那時非常有名的,愛因斯坦看見了,他也有一篇的,一共有24篇,我跟我導師辛集是合寫的一篇,他們都曉得。發表的文章,有好多都是猶太
總結的很好,基本同意,我的結論"他完全可能得到愛因斯坦的讚許"和你的結論是一致的。
我個人想象,如果愛因斯坦這樣說的話,可能是愛因斯坦和大家在沙龍裡面喝雞尾酒時說的,這裡邊有一定的客套的成分。不過能這樣也實在是不容易了。
回復 snortbsd 2010-8-4 08:27
unidreamer: 我對贊同Homepeace的分析。我本人在加州理工學院學的物理。當時我們的經典物理(三個學期的課程)的開篇就是張量分析數學。開始不明白為什麼從張量開始講物理,
caltech...

just being there and got ph.d, you would have my "wow"...
回復 lisp21 2010-8-4 08:28
其實錢說的有些含糊,他說愛因斯坦沒想通的問題,應該是1905-1915年之間的這段時間,所謂晚上睡不著,應該也是這段時間。錢說的很清楚是1905年,那是狹義相對論發表的時間。如果說是愛因斯坦從1915年以後還沒有想通,一直到1940年代,那就有些滑稽了。因為那時愛因斯坦的廣義相對論已經發表了,如果在數學或邏輯上有問題,早就被人作為target做掉了。即使沒有,那錢偉長還是今天的錢偉長嗎?起碼愛因斯坦也得邀請他去普林斯頓做個一年半載的吧。
錢學森本人是夠格選美國科學院院士,他拒絕了。他的學生鄭哲敏憑藉回國后的工作被評為美國工程院院士。林家翹也是美國科學院院士。郭永懷是加州理工的教授。這些人比錢偉長得到的美國的承認都多啊。
回復 borninheaven 2010-8-4 08:39
學生物的基本上不用學數理化, 就算學一點點科普化學吧
回復 綠綠的地 2010-8-4 09:07
哈~~冒充的專業人士真有人在:錢偉長與世界導彈之父馮·卡門合作發表《變扭的扭轉》,成為國際彈性力學理論的經典之作。敬請好好研究力學分類的關係和相互的支撐及交融,更何況錢老本就是多面手!
回復 在美一方 2010-8-4 09:22
lisp21分析得有道理。家和你的題目就是有誤導的味道,解斌說的挺對的,你的題目不嚴謹,裡面分析還說得過去。
回復 homepeace 2010-8-4 09:51
borninheaven: 學生物的基本上不用學數理化, 就算學一點點科普化學吧
科普化學好
回復 homepeace 2010-8-4 10:06
lisp21: 其實錢說的有些含糊,他說愛因斯坦沒想通的問題,應該是1905-1915年之間的這段時間,所謂晚上睡不著,應該也是這段時間。錢說的很清楚是1905年,那是狹義相對論
錢說的是有些含糊,他沒說愛因斯坦沒想通的問題是什麼問題,也沒明說晚上睡不著是什麼時間。我還是想象,可能是愛因斯坦和大家在沙龍裡面喝雞尾酒時說的,這裡邊有一定的客套的成分。

錢偉長不如錢學森等人,主要是被打成右派。剝奪了他科研的權利,很同情他。
回復 homepeace 2010-8-4 10:10
在美一方: lisp21分析得有道理。家和你的題目就是有誤導的味道,解斌說的挺對的,你的題目不嚴謹,裡面分析還說得過去。
基本同意LISP21, 我的結論也和LISP21一致。
解斌說了很多很多,只有題目有誤導這點說的挺對的,是吧?
回復 在美一方 2010-8-4 10:12
homepeace: 基本同意LISP21, 我的結論也和LISP21一致。
解斌說了很多很多,只有題目有誤導這點說的挺對的,是吧?
解說了很多嗎?沒注意,就看到題目這點了
回復 homepeace 2010-8-4 10:17
在美一方: 解說了很多嗎?沒注意,就看到題目這點了
你也是個只看題目的標題黨
還好,和解浜大戰6個回合。不長,希望你能看看
回復 在美一方 2010-8-4 10:26
homepeace: 你也是個只看題目的標題黨
還好,和解浜大戰6個回合。不長,希望你能看看
才不花時間呢,懶得看
回復 homepeace 2010-8-4 11:02
在美一方: 才不花時間呢,懶得看
傷心。。。。
回復 WilliamLiao 2010-8-4 11:11
unidreamer: 我對贊同Homepeace的分析。我本人在加州理工學院學的物理。當時我們的經典物理(三個學期的課程)的開篇就是張量分析數學。開始不明白為什麼從張量開始講物理,
嚴重同意!
回復 在美一方 2010-8-4 11:22
homepeace: 傷心。。。。
okok,以後有空去看
回復 homepeace 2010-8-4 11:32
在美一方: okok,以後有空去看

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