Войти
| Титульный лист первого издания книги, изданного в 1910 году | |
| Автор | Э. Т. Уиттакер |
|---|---|
| Страна | Ирландия, Англия, США, Индия |
| Язык | Английский |
| Предмет | |
| Жанр |
|
| Издательство |
|
| Дата публикации |
|
| Страницы |
|
| Текст | История теорий эфира и электричества в Wikisource |
История теорий эфира и электричестваотносится к одной из трех книг, написанных британским математиком сэром Эдмундом Тейлором Уиттакером FRS FRSE по истории электромагнитной теории, охватывающей развитие классического электромагнетизма, оптики и теории эфира. Первое издание было опубликовано в 1910 году с подзаголовком «Эпоха Декарта» до конца XIX века. В то время как первая книга охватывает историю до 20 века, второе издание, состоящее из двух томов, расширило оригинал, включив в него первую четверть 20 века. Первый том, озаглавленный классическими теориями, был опубликован в 1951 году и служил переработанным изданием первой книги. Второй том, опубликованный в 1953 году, расширил эту работу на 1900–1926 годы. Несмотря на печально известную полемику по поводу взглядов Уитакера на историю специальной теории относительности, о которой идет речь во втором томе второго издания, книги считаются авторитетными справочными материалами по истории электричества и магнетизма и считаются классическими книгами в история физики.
Первоначальная книга была хорошо принята, но к началу 1920-х годов она перестала издаваться. Уиттакер полагал, что новое издание должно включать в себя достижения в области физики, имевшие место на рубеже двадцатого века, и отказался от его переиздания. После выхода на пенсию он написал второе издание книги и опубликовал «Классические теории» в 1951 году, которые также получили положительные отзывы. Книга Уиттакера «Современные теории» (1900-1926) была опубликована двумя годами позже, в 1953 году. Во втором томе Уиттакер утверждал - вопреки научному консенсусу, - что Анри Пуанкаре и Хендрик Лоренц разработали теория специальной теории относительности до Альберт Эйнштейн. Хотя в целом отзывы о книге были положительными, из-за ее роли в этом противоречии, известном как спор о приоритете относительности, на нее цитируется гораздо меньше, чем на другие тома, за исключением ссылок на спор.
Первое издание книги , написанный в 1910 году, дает подробный отчет о теориях эфира от Рене Декарта до Хендрика Лоренца и Альберта Эйнштейна, включая их вклад. из Германа Минковского, уделяя особое внимание теориям эфира, Майклу Фарадею и Джеймсу Клерку Максвеллу, посвящая каждой одной или нескольким главам. Книга была хорошо принята и утвердила Уиттакера как уважаемого историка науки. Хотя книга была недоступна в течение многих лет до публикации второго издания, сейчас книга находится в открытом доступе в Соединенных Штатах и была перепечатана несколькими издателями.
Уиттакер был признанным математиком к моменту публикации этой книги, и он внес уникальные оговорки в ее авторство. В качестве преподавателя в Тринити-колледже, начиная с того момента, как он был избран научным сотрудником в 1896 году, Уиттакер читал углубленные лекции по спектроскопии, астрофизике и электрооптике. Его первая книга Современный анализ была первоначально опубликована в 1902 году и оставалась стандартным справочником для прикладных математиков. Его второй крупный выпуск, «Аналитическая динамика», учебник математической физики, был опубликован в 1906 году и, согласно Виктору Лензену в 1952 году, «все еще оставался лучшим изложением предмета на самом высоком возможном уровне».
Книга была написана в свободное время Уиттакера, когда ему было тридцать семь лет, в течение которых он служил Королевским астрономом Ирландии. Он был назначен на этот пост в 1906 году и работал над проектом до его выпуска в 1910 году. Говорят, что проект потребовал невероятного количества чтения, что стало возможным благодаря свободному времени, которое пришло с его постом. В этот же период Уиттакер также опубликовал книгу «Теория оптических инструментов» в 1907 году, а также опубликовал за тот же период восемь статей, шесть из которых были посвящены астрономии. Кроме того, он продолжал проводить фундаментальные исследования аналитической динамики в Тринити-колледже в Дублине на протяжении всего этого периода.
Это был период сразу после публикации статьи Эйнштейна Статьи Аннуса Мирабилиса и несколько лет после ранних работ Макса Планка ; это был переходный период для физики, когда набирали обороты специальная теория относительности и старая квантовая теория. Книга служит для документирования развития электричества и магнетизма до квантовой революции и развития квантовой механики.
| Глава | Название |
|---|---|
| 1 | Теория эфира в семнадцатом веке |
| 2 | Электрическая и магнитная наука до введения потенциалов |
| 3 | Гальванизм, от Гальвани до Ома |
| 4 | Светоносная среда, от Брэдли Френелю |
| 5 | Эфир как упругое твердое тело |
| 6 | Фарадей |
| 7 | Математики середины девятнадцатого века |
| 8 | Максвелл |
| 9 | Модели эфира |
| 10 | последователи Максвелла |
| 11 | Проводимость в растворах и газах, от Фарадея до Дж. Дж. Томсона |
| 12 | Теория эфира и электронов в последние годы девятнадцатого века |
Книга состоит из двенадцати глав, которые начинаются с обсуждения теорий эфира в 17 веке, в значительной степени сосредотачиваясь на Рене Декарте, и заканчиваются остроумием. обсудив электронику и теории эфира в конце XIX века, широко освещая работы Исаака Ньютона, Рене Декарта, Майкла Фарадея, Джеймса Клерка Максвелла и Дж. Дж. Томсон. Книга следует логической последовательности развития, поэтому главы в некоторой степени независимы; книга не является полностью хронологической.
Первая глава посвящена развитию теории эфира в 17 веке. Начиная с предположений Декарта, в этой главе рассматриваются разработки Христиана Гюйгенса и Исаака Ньютона, а также работы Петруса Перегринуса, Уильяма Гилберта, Пьер де Ферма, Роберт Гук, Галилео и Оле Рёмер.
Глава 2 посвящена начальному математическому развитию магнитного поля до введения векторного потенциала и скалярного потенциала, охватывающего действие на расстоянии. В главе 3 рассматривается гальванизм, начиная с Луиджи Гальвани и заканчивая теорией схемы Георга Ома. Глава 4 посвящена раннему развитию теорий светоносного эфира от Джеймса Брэдли до Огюстена-Жана Френеля. В главе 5 рассказывается о событиях, происходящих в основном в первой половине девятнадцатого века, с некоторыми вкладами Джозеф Валентин Буссинеск и лорд Кельвин. Здесь идея светоносного эфира моделируется как упругое твердое тело. Глава 6 посвящена почти исключительно экспериментам Майкла Фарадея. В главе 7 представлены математики между Фарадеем и Джеймсом Клерком Максвеллом, которые приняли взгляды на действие на расстоянии, превышающее силовые линии Фарадея. Включает обсуждение вклада Франца Ноймана, Вильгельма Эдуарда Вебера, Бернхарда Римана, Джеймса Прескотта Джоуля, Германа фон Гельмгольц, лорд Кельвин, Густав Кирхгоф и Жан Пельтье. Глава 8 посвящена вкладу Максвелла в электромагнетизм, в главе 9 подробно описаны дальнейшие разработки моделей эфира, сделанные после публикаций Максвелла. Вклады лорда Кельвина, Карла Антона Бьеркнеса, Джеймса МакКуллага, Бернхарда Римана Джорджа Фрэнсиса Фицджеральда и Уильяма Митчинсона Хикса. Глава 10 охватывает физиков, следовавших по следам Максвелла в середине девятнадцатого века, с участием Гельмгольца, Фицджеральда, Вебера, Хендрика Лоренца, Х. А. Роуленд, Дж. Дж. Томсон, Оливер Хевисайд, Джон Генри Пойнтинг, Генрих Герц и Джон Керр. В главе 11 рассказывается о проводимости в твердых телах и газах, начиная с работы Фарадея, рассмотренной в шестой главе, и заканчивая работой Дж. Дж. Томсона, в то время как последняя глава дает отчет о теориях эфира в конце 1800-х годов, заканчивая Оуэном Уиллансом Ричардсоном на рубеже веков.
В рецензии на книгу физиком 1911 года отмечается, что книга соответствует наследию, оставленному Уиттакером Курс современного анализа и Трактат о Аналитическая динамика частиц и твердых тел. Хотя он отмечает несколько разделов книги, которые можно было бы расширить, он отмечает, что «[что] некоторые небольшие ошибки или неточности должны закрасться в книгу такого рода, чего следует ожидать, но одна или две, которые мы наблюдали, слишком тривиальны. характер, заслуживающий упоминания и никоим образом не влияющий на общее качество работы. Книга красиво напечатана и заметно свободна от опечаток. "
В другом обзоре книги 1911 года она была сочтена" отличным томом "и предсказана что "[эта] книга будет принята всеми физиками как ценный вклад". Третий обзор книги 1911 года, опубликованный в Nature, похвалил ее за тщательное описание истории и отметил, что «трактовка наиболее важных достижений, не будучи [исчерпывающей], достаточно адекватна для определения они ясно видны в их исторической обстановке ».
Обзор книги Эдвина Бидвелла Уилсона 1913 года отмечает одну теорию, которую Уиттакер упустил из виду, но продолжает:« Чтобы более подробно остановиться на в отношении содержания этой Истории, которую следует и будет широко читать, нет необходимости. Достаточно сказать, что тщательное изучение всей работы дважды и многих ее частей несколько раз оставляет только одно решение, а именно: продолжать изучение до бесконечности, ибо всегда есть что-то новое, что можно узнать там, где так много материала так хорошо представлено ».
Множественные обзоры первого тома второго издания книги с подзаголовками к классическим теориям, похвалы это издание в своих обзорах, в том числе А. М. Тиндаль, который в 1951 году написал, что хорошо помнит, какое удовольствие доставило ему чтение этого издания за сорок один год до этого и как оно расширило его познания в истории физики. Карл Эккарт писал в 1952 г., что книга «была авторитетным справочником по историческим аспектам теорий оптики, электромагнетизма и [а] эфира». В 1952 году Виктор Лензен писал, что книга «не имеет себе равных в своей области». В своем обзоре 1952 года Уильям Хантер МакКри писал, что книга «дает великолепно подробный отчет о своей теме».
Книга была первоначально опубликована в 1910, автор: Longmans, Green, and co. в Лондоне, Нью-Йорке, Бомбее и Кулкутте, и Hodges, Figgis, and co. в Dublin. К 1920-м годам его перестали печатать, и впоследствии его было очень трудно получить. Он входил в серию изданий Dublin University Press и Landmarks of Science. Поскольку до 1925 года она была зарегистрирована в Управлении по авторским правам США, книга теперь находится в общественном достоянии в Соединенных Штатах, ее можно бесплатно найти в Интернет-архиве. бесплатно для перепечатки.
В 1951 г. (том 1) и 1953 г. (том 2) Уиттакер опубликовал расширенное и исправленное издание своей книги в два тома. Первый том представляет собой переработку оригинальной книги 1910 года, а второй том, опубликованный двумя годами позже, содержит расширение истории до двадцатого века, охватывающее период с 1900 по 1926 год. Книги считаются авторитетными текстами о развитии классической литературы. электромагнетизм и продолжают цитироваться в широко распространенных учебниках по предмету. Третий том, охватывающий 1925-1950 годы, был обещан во втором издании, но так и не был опубликован, так как Уиттакер умер в 1956 году. Эти два тома содержат отчет об историческом развитии фундаментальных теорий физики, как утверждается в книгах. «содержат в себе чистую суть чтения и изучения их авторов за период более полувека».
Оригинальная версия книги получила всеобщую похвалу и считалась авторитетным справочником работа по истории физики, несмотря на ее трудность в получении. Когда первое издание книги вышло из печати, перед публикацией исправленного издания в 1951 и 1953 гг. Была большая задержка. Задержка была вызвана, по словам самого Уиттакера, по его мнению, что «любой новый выпуск должен описывать суть. истоки теории относительности и квантовой теории и их развитие с 1900 года ", но эта задача потребовала больше времени, чем позволяла его карьера математика, и проект был приостановлен до тех пор, пока он не ушел с должности профессора в Эдинбургском университете. Уиттакер ушел со своего кресла в 1946 году и начал с «неослабевающей энергией» работать над этими работами, выпустив «Классические теории» всего несколько лет спустя.
Первый том под названием «Классические теории» был первоначально опубликован в 1951 г. Thomas Nelson and Sons. Книга представляет собой переработку оригинальной книги 1910 года с добавленной главой по классической теории излучения и некоторым новым материалом, но по-прежнему сосредоточена на физике до 1900 года. Книга имеет тот же объем, что и первое издание, хотя иногда видоизменяется к началу с более тяжелыми правками к концу. Наряду с добавлением некоторых новых материалов, новый том, как утверждается, составляет примерно четыре пятых «репродукции» оригинального издания 1910 года, с поправками, написанными в свете событий первых сорока лет 20-го века. Работа охватывает развитие оптики, электричества и магнетизма с некоторыми побочными сюжетами из истории термодинамики и гравитации за период от трех веков до конца XIX века.
| Том I: Классические теории | |
|---|---|
| Глава | Название |
| 1 | Теория эфира до смерти Ньютона |
| 2 | Наука об электричестве и магнетизме до введения потенциалов |
| 3 | Гальванизм от Гальвани к Ому |
| 4 | Светоносная среда от Брэдли до Френеля |
| 5 | Эфир как упругое твердое тело |
| 6 | Фарадей |
| 7 | Математические электрики середины девятнадцатого века |
| 8 | Максвелл |
| 9 | Модели эфира |
| 10 | Последователи Максвелла |
| 11 | Проводимость в растворах и газах, от Фарадея до открытия электрона |
| 12 | Классическое излучение- теория |
| 13 | Классическая теория в эпоху Лоренца |
Первая глава первого тома была переименована в теорию эфира до смерти Ньютона, и меняет свой подход, и он был в значительной степени переписан, но по-прежнему в основном фокусируется на Рене Декарте, Исааке Ньютоне, Пьере де Ферма, Роберт Гук, Христиан Гюйгенс и другие. Глава начинается с обсуждения физики от первоначальных формулировок пространства Рене Декарта, которые эволюционировали в теории эфира после смерти Ньютона, став свидетелем первых попыток волновой теории света Гука и Гюйгенса.
Хотя в главах со второй по одиннадцатую есть много новых абзацев, ссылок и расширенных сносок, большая часть содержания остается такой же, как и в первом издании. Главы вторая и третья, как и в первом издании, посвящены электричеству и магнетизму, включая гальванизм. Во второй главе прослеживается история электростатики и магнитостатики от ранних разработок до работы Джорджа Грина над теорией потенциала и его введения векторного потенциала и скалярный потенциал. В третьей главе, посвященной гальванизму, обсуждается история электрического тока, в центре внимания которого лежат Гальвани, Ом и Ампера. Четвертая глава, посвященная светоносной среде, включает открытия оптических аберраций, поляризации и интерференции. Это переходный период, с тех пор, когда корпускулярная теория света Ньютона получила широкое распространение, до создания волновой теории после экспериментов Френеля и Янга. Пятая глава описывает развитие теорий, моделирующих эфир как упругое твердое тело.
Главы с шестой по восьмую представляют развитие электромагнетизма как линию от Фарадея до Максвелла, включая развитие теорий электричества и магнетизма, смоделированных на основе Ньютоновская механика. Глава была в значительной степени расширена по сравнению с аналогом 1910 года. Седьмая и восьмая главы были полностью переписаны с добавлением нового материала. В девятой главе, посвященной моделям эфира, обсуждаются, среди прочего, вклады Максвелла, Уильяма Томсана, Джеймса МакКаллага, Римана Джорджа Фрэнсиса Фицджеральда и Герман фон Гельмгольц, выдающиеся физики девятнадцатого века.
Последние три главы прокладывают путь развитию двадцатого века, которые будут описаны во втором томе. Глава одиннадцатая была переименована в «Проводимость в растворах и газах», от Фарадея до открытия электрона в новой редакции. Глава двенадцатая, названная классической теорией излучения, является совершенно новой и фокусируется на эмпирическом развитии спектральной серии, а также историческом развитии физики излучения черного тела. Последняя глава, восьмая, была переименована в классическую теорию в эпоху Лоренца и содержит новый материал, но опускает некоторые детали, сохраняя их для второго тома. В этой главе основное внимание уделяется электрической и теплопроводности, а также теории электронов Лоренца. Оглавление было оценено как «чрезвычайно полезное» для разделения глав на разделы, в которых освещаются ключевые события.
В обзоре 1951 года Артур Мэннеринг Тиндалл написал, что он предпочитает оформление нового издания оригиналу, сказав, что «если в нем есть какие-либо ошибки или упущения, рецензент был слишком погружен в атмосферу книги, чтобы заметить их». Он рекомендует книгу учителям, которые стремятся развить у студентов интерес к исторической справке об оптике и электричестве, поскольку он считает, что большая часть содержания может быть непосредственно включена в лекции и что студентам можно посоветовать прочитать части книги в их бакалавриат.
Во втором обзоре 1951 года Уильям Хантер МакКри утверждает, что Уиттекеру удалось, «возможно, больше, чем любому другому историку науки», передать «всеобъемлющее и достоверное впечатление о том, в чем великие пионеры были поистине великими », что позволяло читателю« увидеть их работу с ее отсутствием приоритета на фоне странно подобранных экспериментальных данных и современных противоречивых общих физических концепций »и« увидеть, как они все же внесли свой вклад в каждый из них. к тому, что мы обязаны признать постоянным прогрессом ". Он хвалит книгу, говоря, что «[нет] лучшего фактического отчета, чтобы показать, насколько вряд ли был достигнут этот прогресс». В обзоре 1952 года того же автора, опубликованном в The Mathematical Gazette, МакКри говорит, что «… несмотря на богатство своей математической и исторической науки, сэр Эдмунд Уиттакер дал нам очень большую книгу».
Обзор 1952 года Карла Эккарта открывается словами: «Первое издание этой книги, написанное в 1910 году, было авторитетным справочником по историческим аспектам теорий оптики, электромагнетизма. , и [a] эфир. Это второе издание почти наверняка продолжит занимать ту же позицию еще много лет ". Он отмечает, что книга была амбициозной, но была выполнена с «необычным успехом». Он хвалит Уиттекера за его стиль изложения, говоря, что содержание представлено с ясностью и элегантностью в манере, сделавшей Уиттекера знаменитой, и что книга представляет собой «истинную историю идей», которая была и будет оставаться «самой влиятельной книгой»..
В другом обзоре 1952 года, сделанном Виктором Лензеном, говорится, что он «не знает работ по физическим теориям, сопоставимых с нынешней, в аналитическом и критическом обсуждении математической формулировки теорий.. " Он завершает рецензию, заявляя, что книга является свидетельством «безграничного интеллектуального любопытства», которое побуждает человечество понять вселенную, в которой мы живем.
Юлиус Миллер в третьем обзоре 1951 года утверждает, что работа не подлежит обзору , сказав, что достаточно отметить, что «это работа передового ученого этого и последнего столетия - физика, философа, математика». Он отмечает, что, хотя это в первую очередь книга по истории, это также «первоклассная философия, физика и математика» и что она дает «элегантный и глубокий анализ классических теорий». Он отмечает, что, хотя это «тяжелое чтение», работа «восхитительно ясна» и что «документация поражает воображение». Далее он говорит, что «стиль, язык, слова» являются хорошей иллюстрацией «красоты, которая преобладает во всем трактате».
В другом обзоре 1952 года Джон Синдж отмечает, что книга «подкреплена обширной эрудицией», но не подавляющей, говоря, что «стиль живой, и автор необычайно успешен в том, чтобы поставить себя и читателя на место каждого физика». что Уиттакер с большим мастерством способен «смешать атмосферу современной неразберихи, которая всегда сопровождает научный прогресс, с пониманием того, что на самом деле происходит в свете более поздних знаний».
Обзор 1952 г., Стивен Тулмин ссылается на оригинальное издание Уиттакера как на стандартную ссылку, но почти сразу же потребовалось дополнение, чтобы охватить более поздние разработки. Он заявляет, что физикам в первой половине двадцатого века было трудно «удержаться на плаву на волне новых теорий и открытий» и что позиция Уиттекера как историка науки была «совершенно недоступна». Далее он говорит, что «нам повезло, что мы снова имеем профессора Уиттакера в качестве нашего проводника».
Другие обзоры 1952 года включают тот, в котором говорится, что книга «сама по себе особняком», и она суммируется как «высокоуровневый отчет» о этапах развития классической теории электромагнетизма и утверждается что он «хорошо задокументирован и чрезвычайно исчерпывающий». Журнал Американской медицинской ассоциации опубликовал обзор, в котором отмечается, что трактовка в книге исторических событий с помощью уравнений в частных производных и векторного анализа «отпугнет большинство читателей-медиков», но это « однако заслуживает похвалы как научный, точный и, в нематематических отрывках, увлекательный ». Обзор группы математических исследований в Нью-Йоркском университете хвалит книгу за то, что она исчерпывающая и хорошо задокументирована с «указателем авторов, приближающимся к совершенству», а также «ясный стиль изложения и детальная разработка хорошо подходят для материал". Далее он настоятельно рекомендует книгу всем физикам, заявляя, что «для тех, кто работает в области электромагнетизма, со знанием своего предмета, основанным исключительно на текущих текстах и статьях, этот материал станет откровением». Рецензент заявляет, что он ждет второго тома с «затаившимся духом», и предлагает издателю снизить цену на книгу на треть, чтобы утроить продажи. Philosophical Studies опубликовали обзор в более сдержанном тоне, в котором упоминалось только, что оригинальная книга была «классикой», и давался краткий отчет о различиях в содержании между ними. Однако в нем говорится, что «большое количество места посвящено работе ирландской школы», включая таких ученых, как Джордж Беркли, Джозеф Блэк, Роберт Бойл, Джордж Фрэнсис Фицджеральд, Уолтер Хартли, Джозеф Лармор, Джеймс МакКаллаг, Уильям Томсон, сэр Джордж Стоукс и Томас Престон и др.
Артур Тиндалл в своем обзоре 1951 года заявил, что книга «богата экспериментальный факт », со сравнительно меньшим количеством математических разделов, с заметными исключениями, такими как статьи о Лоренте и Максвелле, где говорится, что« этот новый том не является тяжелым трактатом по теоретической физике, как, возможно, следует из его названия ». Уильям МакКри отметил, что книга представляет собой «историю теорий», но также предоставляет «очень четкие изложения экспериментальных открытий на всех этапах». Далее он отмечает, что книга фокусируется на развитии теорий эфира и электричества, которые, по мнению МакКри, являются наиболее фундаментальными частями физики, но также информативны в других соответствующих областях физики, таких как упругость и термодинамика. Вик Тверски отметил, что книга - это больше, чем просто исторический отчет, но что она одновременно обеспечивает «краткое аналитическое развитие важных электромагнитных уравнений». Он отмечает, что выводы демонстрируют большую изобретательность и оригинальность, и что «многие отступления и буквы, раскрывающие людей в физиках, представляют собой увлекательное чтение». Некоторые рецензенты прокомментировали новую главу, в том числе Тиндалл, который отмечает, что в первом издании этот материал был едва охвачен и был естественным дополнением, помогающим подготовить почву для второго тома, и Cart Eckart, который говорит, что истории спектров и теплового излучения «отведено надлежащее место в исторической перспективе».
Несколько рецензентов раскритиковали книгу за определенные упущения, в том числе Эккарт, который критиковал Уиттакеру за исключение Евклида и Лобачевского и указывает на это, а также на тот факт, что Уиттакер продолжал писать об эфире с точки зрения девятнадцатого века как о дефектах, которые он бы проигнорировал в меньшей книге. Виктор Лензен заявляет, что он не согласен с Уиттакером по пункту акцентов, особенно в том, что касается не упоминания Джозефа Генри вне единственной сноски. Он также упоминает различие Уиттакера между платонической и аристотелевской философией, где, по его словам, Уиттакер придерживается эмпирических методов Аристотеля, в то время как он считает, что Платон более пророчил будущее математических методов в науке.
Второй том с подзаголовком «Современные теории» был первоначально опубликован в 1951 году Томасом Нельсоном и сыновьями. Книга является продолжением обзора истории физики периода 1900-1926 годов, сделанного Уиттакером, и описывает революцию в физике в первой четверти 20 века. Основные исторические разработки, затронутые в книге, включают специальную теорию относительности, старую квантовую теорию, матричную механику и волновую механику.
. Две части книги весьма противоречивы и составляют главную роль Уиттакера в споре о приоритете относительности. Взгляд Уиттакера на историю специальной теории относительности состоит в том, что Лоренц и Пуанкаре успешно разработали теорию до Эйнштейна и что приоритет принадлежал им. Несмотря на возражение Уиттекера, научный консенсус остается решительным в пользу приоритета Эйнштейна в отношении теории, при этом авторы отмечают, что, хотя теории Пуанкаре и Лоренца математически и экспериментально эквивалентны теории Эйнштейна, они не основаны на релятивистских постулатах и не составляют того, что теперь известна как теория относительности Эйнштейна. Хотя отдельные части книги получили заметную похвалу из-за своей роли в исторической полемике, книга в целом не соответствовала стандартам других, и исторически она получила гораздо меньше цитирований.
| Том II: Современные теории | |
|---|---|
| Глава | Название |
| 1 | Эпоха Резерфорда |
| 2 | Теория относительности Пуанкаре и Лоренца |
| 3 | Начало квантовой теории |
| 4 | Спектроскопия в старой квантовой теории |
| 5 | Гравитация |
| 6 | Излучение и атомы в старой квантовой теории |
| 7 | Магнетизм и электромагнетизм |
| 8 | Открытие матричной механики |
| 9 | Открытие волновой механики |
В первой главе, посвященной эпохе Резерфорда, обсуждается состояние эмпирической физики на рубеже двадцатого века. Во второй главе обсуждается происхождение специальной теории относительности, она весьма спорна и является основой роли Уиттекера в споре о приоритете относительности. В этой главе, как следует из названия, Уиттакер отдает приоритет специальной теории относительности Хендрику Лоренцу и Анри Пуанкаре в противоположность общепринятому признанию Альберта Эйнштейна, пункт, за который Уиттакер упрекали многие ученые.
В третьей и четвертой главах подробно рассказывается о развитии старой квантовой теории и в основном рассматриваются «сложные экспериментальные факты и их предварительные объяснения». В третьей главе рассматриваются ранние разработки старой квантовой теории, обсуждаются вклады Макса Планка в физику и затрагиваются вопросы Эйнштейна и Арнольда Зоммерфельда. В четвертой главе, посвященной спектроскопии в старой квантовой теории, обсуждаются многие из предшественников Нильса Бора, в том числе Артур В. Конвей, Пенри Воган Беван, Джон Уильям Николсон, и Нильс Бьеррам. В пятой главе мы переходим к гравитации, обсуждая историю космологии и общую теорию относительности. В шестой главе возвращается к квантовой теории и описывается связь между более старыми и более современными концепциями в физике, обсуждаются такие явления и теории, как Луи де Бройля волны материи, статистика Бозе. и Статистика Ферми. В последних двух главах рассказывается о рождении квантовой механики. Матричная механика обсуждается в восьмой главе, включая картинку Гейзенберга и введение физические операторы. Волновая механика, включая Эрвин Шредингер и уравнение Шредингера, обсуждается в последней главе.
В рецензии на второй том 1954 года Макс Борн похвалил оба тома расширенного и исправленного второго издания, сказав: «[t] его второй том это великолепная работа, превосходная не только благодаря блестящему стилю и ясности выражения, но также благодаря невероятной учености и эрудиции », и что« эта работа заставляет нас с нетерпением ждать обещанного третьего тома ». Борн считает, что подобная книга является «важнейшим вкладом в нашу литературу и должна быть прочитана каждым изучающим физику и все науки, связанные с физикой, включая историю науки и философию». Борн выделяет третью и четвертую главы, посвященные развитию старой квантовой теории, называя их «самыми удивительными подвигами обучения, проницательности и различения». Он также выделяет пятую главу, посвященную гравитации, как «совершенную» из-за собственных исследований Уиттакера в этой области, продолжая говорить, что это «наиболее читаемое и поясняющее краткое изложение общей теории относительности и космологии». В своей книге 1956 года «Физика в моем поколении» Борн называет ее «превосходной книгой» и говорит об использовании первого издания в качестве справочника, когда он был студентом.
Фримен Дайсон в обзоре 1954 года, сказал, что второй том «более ограничен и профессионален по своему объему», чем первый том, и дает «ясное, логическое изложение последовательности событий в интеллектуальной борьбе, которая привела к теории относительности и квантовой механике». Он называет этот том «математическим учебником» по теории относительности и квантовой механике, emph. оценивая исторический подход, поскольку он объясняет всю необходимую математику. Он заявляет, что «два тома Уиттекера достоверно отражают различный климат в науке в два периода, которые они охватывают», и продолжает, что, хотя он не может прокомментировать историческую точность книги, он думает, «вероятно, что это самый
В вступительной речи своего обращения к Королевскому обществу от 30 ноября 1954 года, президент Эдгар Адриан заявляет, что Уиттакер, пожалуй, самый известный британский математик того времени, благодаря его «многочисленным, разнообразным и важным вкладам» и занимаемым им должностям, но из всех его работ эта История, вероятно, самая важно, при этом он отмечает, что книги Уиттакера по аналитической динамике и современному анализу оказали большое влияние как в Великобритании, так и за рубежом. Он выделяет недавно опубликованный второй том как «великую работу», в которой «критически оценивается развитие физической теории до 1925 года». Далее он говорит, что все сочинения Уиттакера демонстрируют его «способности организовывать и излагать», которые имеют «самый необычный порядок». В заключение он говорит, что «поразительное количество и качество его работ, вероятно, не имеет себе равных в современной математике, и наиболее уместно, чтобы Королевское общество присудило Уиттекеру самую выдающуюся награду», имея в виду получение Уиттакером медали Копли. в 1954 году.
В обзоре 1954 года Рольф Хагедорн утверждает, что «достаточно прочитать всего несколько страниц книги, чтобы ощутить основательность и добросовестность всей работы». Он заявляет, что эта книга является бесценным справочником и «необходима для любой библиотеки». Далее он говорит, что Уиттакер «приводит читателя к реальному пониманию с помощью связного математического описания, позволяющего ему шаг за шагом следить за развитием», и что «ясность и дидактическая конструкция делают за ним удовольствие». Другие обзоры 1954 года включают следующее: «Настоящий том не является, как следует из названия, просто продолжением на 26 лет работы, первоначально написанной сэром Эдмондом Уиттакером под тем же названием в 1910 году. Это, скорее, исчерпывающая и авторитетная хроника развития теоретической физики в период 1900-1926 гг., включая строение атома, специальную теорию относительности, [старую] квантовую теорию, общая теория относительности, матричная механика и волновая механика ". В другом документе Уильям Фуллер Браун-младший отмечает, что книга представляет собой историю опубликованных статей, а не историю ученых, которые их опубликовали, но далее говорит, что книга проливает свет, и читатель «получит от нее лучшую оценку. процесс научных открытий. Soil Science опубликовала обзор, в котором говорится, что «книга не предназначена для массового чтения, но ее могут легко понять те, кто достаточно хорошо обучен математике», но хвалит книгу, говоря, что она «имеет постоянный значение ». Тихоокеанское астрономическое общество опубликовало обзор, в котором упоминается, что« теоретические аспекты предмета подчеркиваются на протяжении всей книги »и что« маловероятно, что читатели без предварительного обучения математике физика поймет эти части книги; но для таких людей этот том дает проницательный и авторитетный отчет о хронологическом развитии предмета ".
В обзоре PW Bridgman в 1956 г. говорится:" Первое впечатление читателей от этого огромного Я полагаю, что трактат почти всегда будет ошеломленным отраслью и универсальностью автора, который смог ассимилировать и критически проанализировать так много ». Далее он говорит, что старшие физики также« сочли бы его воплощением ». об их «собственном опыте», и что он будет рассказывать им о «многих критических ситуациях».
В сентябрьском письме 1953 года Альберту Эйнштейну, опубликованному в 1971 году, Макс Борн пишет, что: Помимо приоритетных вопросов относительности, ему было «особенно неприятно», что Уиттакер «вплел в свой рассказ о квантовой механике всевозможные личные данные», в то время как роль Борна в ее развитии была «превознесена». Но говорится в комментарии 1971 года. что книга "гениальная и привет историко-философский труд », который он нашел« чрезвычайно полезным »в ранние годы своей жизни. В рецензии на книгу 1954 года Борн хвалит книгу за «чрезвычайно тщательную» запись «малоизвестных или забытых статей, содержащих некоторые важные новые идеи, хотя, возможно, в несовершенной форме». И указывает на то, что последние две главы книги дают «подробный и живой отчет о рождении квантовой механики в обеих ее формах, матричной механике и волновой механике». Он также хвалит Уиттекера за то, что он отбросил свои философские интересы, сказав: «Уиттакер, сознательный историк науки, берет верх над Уиттакером-метафизиком, и именно эта особенность делает книгу надежным проводником в клубке событий». Борн утверждает, что название второй главы, или «выраженная в ней историческая точка зрения», - единственный момент, в котором Борн не разделяет мнение Уиттекера. Борн также отмечает, что книга выходит за рамки того, что могут сделать обычные учебники, которые, по его мнению, предлагают студентам «кратчайший и простой путь к познанию и пониманию», и «в некоторых случаях не только неисторичны, но и искажают историю».
Фримен Дайсон в своем обзоре 1954 года отмечает, что второй том по необходимости имеет «совершенно иной стиль, чем первый» из-за быстрого развития математики в начале 1900-х годов. Он резюмирует первый том как описание «исторических случайностей», которые привели к изменениям в взглядах ученых на проблемы, с обсуждением связей между физикой и более общим философским климатом того времени, при этом заявляя, что второй том охватывает история физики, когда прогресс определялся «скоростью, с которой наблюдения могли быть поняты и выражены в точных математических терминах».
В своем обзоре Nature 1954 года Рольф Хагедорн отмечает, что читатели должен быть знаком с книгой дифференциальное, интегральное исчисление и линейная алгебра, в которых говорится, что "не написано для неспециалистов, интересующихся историей науки, и, конечно, не относится к категории научно-популярных книг ». Он хвалит книгу за обоснование каждого утверждения «по крайней мере одной цитатой», заявляя, что, по его оценке, общая сумма превышает тысячу. Далее он говорит, что «немыслимо, чтобы автор с таким глубоким знанием своих источников мог не заметить какой-либо важный факт». Он также признает, что книгу иногда трудно читать из-за «сжатого стиля», а также «того факта, что он часто использует номенклатуру, используемую в оригинальной работе, вместо той, которая используется сегодня».
В своей рецензии на книгу 1956 года П. У. Бриджмен заявляет, что «несомненно», что самая противоречивая часть книги заключается в том, чтобы отдать приоритет Лоренцу и Пуанкаре в отношении специальной теории относительности, но предпочитает не защищать приоритет Эйнштейна, полагая читателей на ответы Макса Борна.. Он действительно заявляет, что «следует помнить, однако, что Уиттакер был в гуще событий во время разработки теории, и существует много забытой истории». Он хвалит Уиттекера за выделение «малоизвестной предыстории» отношения массы к энергии. Бриджмен также отмечает, что в томе не обсуждается вопрос о том, следует ли считать «эфир» излишним в свете специальной и общей теории относительности, но отмечает, что в предисловии к оригинальному изданию аргументируется сохранение слова «эфир» для описания кванта . вакуум.
Во втором томе в главе под названием «Теория относительности Пуанкаре и Лоренца» упоминается Анри Пуанкаре и Хендрику Лоренцу за разработку специальной теории относительности, и в особенности упоминается статья Лоренца 1904 года (датированная Уиттакером 1903 годом), речь Пуанкаре в Сент-Луисе (Принципы математической физики ) сентября 1904 г. и статью Пуанкаре за июнь 1905 г. Он придавал очень мало значения статье Эйнштейна по специальной теории относительности, которая, по его словам, «излагает теорию относительности Пуанкаре и Лоренца с некоторыми уточнениями и привлекает большое внимание». Роберто Торретти утверждает в своей книге «Относительность и геометрия» 1983 г. «взгляды Уиттакера на происхождение специальной теории относительности отвергаются подавляющим большинством ученых», цитируя Макса Борна, Джеральда Холтона, Чарльз Скрибнер, Стэнли Голдберг, Эли Захар, Тету Хиросиге, Кеннет Ф. Шаффнер и Артур И. Миллер. При этом он отмечает, что Г. Х. Кесвани на стороне Уиттакера, хотя «несколько смягчает мнение последнего». Миллер в своей книге 1981 г. пишет, что «отсутствие исторической достоверности» второй главы было «эффективно продемонстрировано» статьей Холтона 1960 г. о происхождении специальной теории относительности.
Борн написал письмо Эйнштейну в сентябре 1953 года, в котором объяснил Эйнштейну, что Уиттакер, его друг, публикует второй том, который «необычен тем, что Лоренц и Пуанкаре приписывают «развитие специальной теории относительности, в то время как работы Эйнштейна рассматриваются как« менее важные ». Далее он говорит Эйнштейну, что он сделал все, что мог, за предыдущие три года, чтобы «отговорить Уиттекера от реализации своего плана», упомянув, что Уиттакер «лелеял» эту идею и «любил говорить» о ней. Он сказал Эйнштейну, что Уиттакер настаивает на том, что все важные особенности были разработаны Пуанкаре, в то время как Лоренц «совершенно очевидно имел физическую интерпретацию». Борн сказал, что это его рассердило, поскольку Уиттакер является «большим авторитетом в англоязычных странах», и его беспокоило, что «многие люди ему поверят». Эйнштейн заверяет Борна, что в октябрьском ответе не о чем беспокоиться, говоря: «Не теряйте сон из-за книги вашего друга. Каждый делает то, что считает правильным, или, если говорить детерминированно, то, что он должен делать. Если ему удастся убедить других, что это их личное дело ". Он заявляет, что не считает разумным защищать результаты своего исследования как принадлежащие ему. В комментарии 1971 года к этому ответу Борн говорит, что ответ Эйнштейна просто доказывает его «полное безразличие к славе и славе».
В своей рецензии на книгу 1954 года Борн утверждает, что «есть много того, что можно сказать в пользу теории Уиттекера. С математической точки зрения преобразования Лоренца содержат всю специальную теорию относительности, и, похоже, нет сомнений в том, что Пуанкаре, возможно, немного опередив Эйнштейна, осознавал большинство важных физических следствий ». Хотя он и остается на стороне «общего употребления названия теории относительности в честь Эйнштейна», хотя и «не игнорирует большой вклад Лоренца и Пуанкаре». Борн развивает эти мысли в своей книге 1956 года, где он указывает на ответ Эйнштейна доктору Карлу Силигу, в котором Эйнштейна спросили о научной литературе, которая больше всего повлияла на его специальную теорию относительности. Эйнштейн указывает, что он знал только работы Лоренца 1890-х годов. Борн говорит, что это «проясняет ситуацию». Он указывает на то, что работы 1905 года по теории относительности и кванту света были связаны, и исследования не зависели от более поздних работ Лоренца и Пуанкаре. Он продолжает подчеркивать «дерзость» Эйнштейна в «оспаривании устоявшейся философии Исаака Ньютона, традиционных концепций пространства и времени». Это, по мнению Борна, «отличает работы Эйнштейна от его предшественников и дает нам право говорить о теории относительности Эйнштейна, несмотря на иное мнение Уиттакера».
В явном опровержении 1960 года Холтон отмечает, что статья Эйнштейна «действительно была одним из ряда работ, сделанных многими разными авторами», но далее указывает, что оценка Уиттекера была недостаточной и явно ошибочной в некоторых местах. Он отмечает, что приписывание Лоренцу статьи 1903 г., а не 1904 г. было «не просто ошибкой», а скорее, по крайней мере, «символической ошибкой», которая «символизирует то, как предубеждения биографа взаимодействуют с его материалом». Далее он говорит, что Уиттакер намекал, что работа Эйнштейна была основана на работе Лоренца, несмотря на утверждения Эйнштейна и его коллег об обратном, и что в статье 1905 года было множество свидетельств, которые подразумевают, что Эйнштейн не знал о более поздних работах Лоренца. включая тот факт, что Эйнштейн вывел преобразование Лоренца, в то время как Лоренц принял его, и что Эйнштейн остроумно отдавал должное другим, чьи работы повлияли на его собственные. Он также указывает на ключевое различие между статьями, в которых Эйнштейн утверждает, что «законы электродинамики и оптики» «действительны во всех системах отсчета» для порядка v / c, тогда как Лоренц утверждал, как «ключевой момент». в своей статье 1904 г. «расширил теорию до второго порядка по v / c». Наконец, он отмечает, что Планк указал в 1906 году, что выражение Эйнштейна для массы заряженных частиц было «гораздо менее подходящим, чем выражение Лоренца». Далее Холтон отмечает «столь же значительный факт», что статья Лоренца «не касалась специальной теории относительности, как мы понимаем этот термин со времен Эйнштейна», поскольку его «фундаментальные предположения не являются релятивистскими». Далее он говорит, что Лоренц никогда не признавал относительности и фактически называл ее относительностью Эйнштейна. Наконец, он отмечает, что формулировка Лоренца действительна только для малых v / c, но суть теории Эйнштейна заключалась в общей справедливости. Холтон написал и другие работы по истории специальной теории относительности, отстаивая приоритет Эйнштейна.
Роберто Торретти в своей книге 1983 года отмечает теорию, изложенную Пуанкаре. и Лоренц был и "экспериментально неотличим от" и математически эквивалентен "Эйнштейну по электродинамике движущихся тел, но их философия сильно отличается от специальной теории относительности Эйнштейна. Торретти отмечает, что их теория, в отличие от теории Эйнштейна, основывается на предположении об эфире, который взаимодействует с системами, движущимися по нему, влияя на сжимающиеся тела часов. Далее он отмечает, что Эйнштейн, несомненно, мог черпать вдохновение из работ Пуанкаре, он указывает, что теория Пуанкаре не была универсально применимой, как теория Эйнштейна, и что она не основана на модификации понятий пространства и времени. Он также упоминает, что Лоренц регулярно называл эту теорию теорией Эйнштейна, но Пуанкаре так и не стал по-настоящему релятивистом, который назвал теорию теорией Лоренца. Торретти отмечает, что неудача Понкаре во всем была его пресловутым традиционализмом и тем фактом, что он, возможно, был слишком горд, чтобы признать, что «он потерял славу основателя физики 20-го века из-за молодого швейцарского патентного служащего».
Чарльз Скрибнер в своей статье 1984 года «Анри Пуанкаре и принцип относительности» заявил о своей убежденности в том, что взгляд Уиттакера на этот вопрос «не соответствует имеющимся историческим свидетельствам», и отмечает, что он также «может создавать препятствия для студентов. ". Он продолжает говорить: «Эйнштейн сыграл уникальную роль в установлении универсальной справедливости принципа относительности, а также в раскрытии и извлечении выгоды из его радикальных последствий». Он отмечает несколько моментов, которые позднее были подняты Холтоном в его опровержении 1960 года, включая несоответствие в степенях v / c и то, что Пуанкаре никогда по-настоящему не принимал теорию в том виде, в каком ее предлагал Эйнштейн.
Это противоречие упоминается и в других книгах по истории науки. В своей книге «Тонкий - Господь» Авраам Паис написал резкий обзор Уиттекера, написав, что трактовка специальной теории относительности «показывает, насколько отсутствие физического понимания автора соответствует его незнанию литературы», сформулировав, что был назван по крайней мере одним известным рецензентом «непристойным» и «прискорбным». Несколько парадоксально, но он также заявляет, что и он, и его коллеги считают оригинальное издание Уиттекера «шедевром». Далее он отмечает, что не чувствовал бы необходимости в комментариях, если бы книга «не вызвала во многих умах вопросы о приоритетах в открытии этой теории». Более отзывчивый отзыв исходит от Клиффорда Трусделла, который написал, что Уиттакер «вызвал колоссальный антагонизм, пытаясь установить рекорд на основе печати и записей, а не воспоминаний, фольклора и профессиональной пропаганды…», в его книга 1984 г. «Беглые очерки науки идиота»
В связи с ранним развитием общей теории относительности и принципа эквивалентности, Роберто Торретти в своей книге 1983 года критиковал Уиттакера за приписывание Максу Планку того, что «вся энергия должна притягиваться», хотя в статье Планка 1907 года, согласно Торретти, «говорилось обратное».
В одном из некрологов Уиттакера 1958 года Уиллиам Хантер МакКри отмечает, что книги - достижения настолько замечательные, что «со временем риск уменьшится. быть одним из других великих достижений Уиттакера, которые, как правило, не принимаются во внимание при сравнении ». Он предсказывает, что будущим читателям «будет трудно» признать, что это было только результатом «нескольких лет на обоих концах карьеры высочайшего уровня в других занятиях». В некрологе 1956 года Александр Эйткен называет серию книг Уиттекера «magnum opus» на фоне выдающейся карьеры и выражает сожаление, что Уиттакер не смог завершить обещанный третий том. Среди других некрологов есть один, в котором утверждается, что два тома второго издания «образуют великое произведение Уиттекера» среди множества других отличий, включая 4 стандартных произведения, помимо Истории. В четвертом некрологе эта работа названа «блестящей» и «колоссальной задачей, требующей широкого чтения и точного понимания».
Книга была включена в тщательно подобранный список «важных научных книг» 1958 года. Наука статья Айви Келлерман Рид и Александр Годе, в которых говорится, что эти тома являются «первой исчерпывающей историей классических и современных теорий эфира и электричества. ". В 1968 г. Джон Л. Хейлброн заявляет, что «большая ценность» второго тома Уиттекера по квантовой механике заключается в его способности связать достижения квантовой механики с достижениями в других областях, а также в его «богатых цитатах». , продолжая рекомендовать читателям эту и несколько других книг по истории науки.
Джон Дэвид Джексон рекомендует оба тома своим читателям в предисловии к первому изданию знаменитого учебника для выпускников Классическая электродинамика (1962 г.), который был переиздан во всех более поздних изданиях, включая стандартное третье издание 1999 г. Джексон дает краткий отчет об истории математического развития электродинамики и говорит «историю развития нашего понимания электричества и магнетизм, конечно, намного длиннее и богаче, чем можно было бы указать при упоминании нескольких имен одного столетия ». Он продолжает советовать своим читателям обращаться к обоим «авторитетным» томам для «подробного изложения увлекательной истории».
В обзоре Isis 1988 года комбинированного переиздания второго издания , включая первый и второй тома, связанные вместе, опубликованные в Нью-Йорке Американским институтом физики и издательством Tomash Publishers в 1981 году, историк науки Брюс Дж. Хант говорит, что книги «замечательно выдерживают» время и маловероятно, что другие попытаются написать такие книги в наше время, поскольку «энциклопедический охват слишком широк» и «чисто интерналистский фокус слишком узок» для последних тенденций, хотя он говорит: «мы можем быть рады, что кто-то действительно написал это »и что, возможно, хорошо, что Уиттакер сделал это так давно. Он продолжает выражать свою признательность за новое переиздание. В отличие от первого тома по классическим теориям, Хант отмечает, что второй том, современные теории, «сегодня редко цитируется, кроме как в связи с этим противоречием» и что он оказал «относительно небольшое влияние» на более поздние публикации в история современной физики. Он продолжает, что первый том «продолжает быть стандартным справочником». Он говорит, что самая большая слабость этой книги в том, что в ней отсутствует «реальный исторический смысл», что она упускает более широкий контекст и, следовательно, является неполной, поскольку она сосредоточена на теории, а не на людях. В заключение Хант отмечает, что книга во многих отношениях является «пережитком прошлого века», но остается «очень полезной» при «критическом подходе» и хвалит Уиттекера как «одного из последних и наиболее вдумчивых великих математиков Виктории». физики ".
Рецензия на книгу Оливье Дарриголя, Л. Пирс Уильямс сравнивает новую книгу со вторым изданием Уиттакера, которое он называет «старым, но все же ценным». В 2007 году Стивен Дж. Браш включил второй том второго издания в тщательно подобранный список книг по истории световых квантовых разработок, таких как излучение черного тела. Другие ученые выделили оригинальный том, в том числе французского историка науки Оливье Дарриголя, который в статье 2010 года выделил эту работу как авторитетную ссылку, и Абрахама Паиса, который утверждает, что и он, и его коллеги считают, что книга быть «шедевром» в его книге об Эйнштейне 1982 года.
