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最牛的論文 (轉貼,我補充了愛因斯坦的那部分)

(2008-09-05 14:08:48) 下一個
1.最牛博士論文答辯就是答辯人一直在挑戰答辯委員會成員,直到問得這些教授們緊張到恍惚以為自己才是答辯人。
實例:薩繆爾森的博士論文答辯結束後,答辯委員會成員之一的熊彼特(上世紀最偉大的經濟學家之一)轉過頭去問另一位成員裏昂剔夫(諾獎得主):“瓦西裏,我們通過了麽?”

2. 最牛投稿論文就是讓編輯滿世界都找不到一個能看懂這篇論文的匿名審稿人,最後隻能發表,根本不需要修改的。
實例:SIMS1971年發表在《數理統計年鑒》上的論文《無窮維參數空間中的分布滯後估計》。SIMS寫完這篇論文後沒投經濟學雜誌,因為他顯然知道沒人看的懂。於是投給了最牛B的數理統計雜誌,結果編輯死活找不到審稿人,最後好不容易湊合拉來一個,審稿報告是這麽寫的:“我真的不明白這篇論文在說什麽,但是我檢驗了其中的幾個定理,好像是對的。所以我猜應該發表。”

3. 最牛的論文沒必要長篇大論,千把字足以。實例:德布羅意是個花花公子貴族,本科是曆史學專的,後來實在閑著無聊去讀了5年博士,最後交的博士論文是一頁紙,還涉嫌“抄襲”。

答辯委員會氣的都不想讓他答辯。他的導師、著名物理學家朗之萬感到很沒麵子,自己學生畢業不了真是恥辱,於是他鼓動了愛因斯坦一起幫著求情:讓這小子過了吧,他老爸是法國內政部長,咱惹不起。那篇“垃圾”論文後來被薛定諤看到了,薛定諤看著這頁論文苦思冥想了1個月,發表了量子力學裏最重要的理論之一的薛定諤方程,薛定諤貓也成為最有趣的一隻貓。
德布羅意因這篇論文說闡述的觀點獲得了諾貝爾物理學獎。薛定諤憑借德布羅意的這篇論文對量子力學作出了傑出貢獻,從一名普通而不得誌的講師一躍成為了一名偉大的科學家並獲得了諾貝爾物理學獎。可以說,一篇1頁紙的博士論文成就2個諾貝爾物理學獎可謂前無古人,估計也是後無來者。由此看來,最牛的論文不必象張五常那樣連載,一頁A4的紙足以。不過我想德布羅意要是在中國讀博士就慘了,論文因為字數太少,根本連答辯的資格.不得不說兩句:德布羅意幼年即失去雙親,被他的哥哥莫裏斯公爵(也是一名傑出的物理學家)一手養大的,在他1924年的著名博士論文之前一年,德布羅意就已連續發表三篇論文提出物質波的猜想,至於博士論文是幾頁紙,這個我還沒考證過。
關於薛定諤:薛定諤多才多藝,會4種語言,出過詩集。另外他於1944年出版的《生命是什麽》,吸引了一大批物理學家轉向生物學研究。其中包括後來雙螺旋的發現者沃森和克裏克。所以說,這幫牛人並不一定像人們想象的那樣傳奇,也不能把其成功單純的歸結為偶然的因素。正所謂:牛者恒牛。

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出於對愛因斯坦的尊敬,我這裏也附帶補充一個:
4) 科學家最牛的一年:毫無疑問,答案是愛因斯坦 1905 年。在回顧愛因斯坦這一年都幹了什麽之前,我先將愛因斯坦和牛頓做個簡略的對比。這種對比有時很有趣的。

毫無疑問,牛頓是有史以來最偉大的科學家,盡管他在科學界的人緣不怎麽好,晚年在和別人激烈的爭吵之中度過,但是他奠定了經典物理學,發現了萬有引力定律,發明了微積分,和阿基米德、高斯一起被譽為有史以來三大數學家,可謂是前無古人,也基本上是後無來者。他的“自然哲學的數學原理”一書肯定是有史以來最偉大的科學著作。那麽,牛頓在科學上最卓有成效的時間是哪幾年呢?毫無疑問,是1665年隨後的2-3年。

1665年,牛頓在英國劍橋大學三一學院獲得學士學位,但是當時歐洲流行瘟疫(主要是鼠疫),學院被迫關門,牛頓被迫回到家鄉躲避瘟疫。在隨後的兩三年裏,牛頓發現了光譜,並以此在後來提出了光的微粒說(眾所周知,以惠更斯為代表的波動說遭到牛頓的排擠,惠更斯本人也被牛頓修理得灰頭土臉,嗬嗬),與此同時還悟出了萬有引力定律,並且有證據表明,牛頓一生最重要的貢獻,三大運動定律和微積分,也是從這個時候開始萌芽並且取得長足進展的(附帶說句,牛頓之所以發明微積分,是因為研究物理的需要,所以牛頓的微積分主要是從力學出發的,當時叫做“流數術”,而另一位哲學家萊布尼茨主要是從幾何學出發,獨立地發明了微積分。當然,為了爭奪微積分的發明權,牛頓和萊布尼茨鬥得死去活來,嗬嗬)。不過由於牛頓的性格孤僻、固執、保守,盡管他在這2~3年做出了前無古人的偉大成就,他卻是很晚才公布他的這些發現,例如他在五年後才公布關於光譜的發現,其原因,據他自己說,是因為他那時還是大學生,如果發表光譜發現的話,那些教授們會震怒。而公布萬有引力定律,則是二十多年以後的事情了。

因為牛頓的保守,他一般總是很晚才發表他的研究成果,所以,盡管他在1665年隨後的兩三年取得了驚天動地的成就,但是你很難具體區分他到底在哪年取得了什麽具體的成就。在科學史上,能與牛頓這2~3年相提並論的,也許隻有愛因斯坦的1905 年。

如果問誰是最偉大的科學家,牛頓毫無疑問會當選,可是,如果將問題改成誰是最偉大的物理學家,那答案就可能不一樣了。大約是前年,物理年鑒向一些大學的著名教授和諾貝爾獎得主搞了個民意調查,問誰是有史以來最偉大的物理學家,結果,超過半數的學者將愛因斯坦排在首位,牛頓則排在了第二位。

話說 1900 年愛因斯坦從瑞士的蘇黎世聯邦工業大學畢業後就找不著工作,失業了。想想啊,咱們很多大學畢業生不是抱怨畢業就業形勢不樂觀嗎?對比一下愛因斯坦,大家心理是否平衡一些?嗬嗬盡管這有些阿Q的味道......兩年後,愛因斯坦才幸運地在瑞士專利局找到一份固定的工作。1905年,名不見經傳的愛因斯坦一口氣發表了五篇論文。這五篇論文如下:

(1) 分子大小的新測定
(2) 熱的分子運動論所要求的靜止液體中懸浮小粒子的運動
(3) 論動體的電動力學
(4) 物體的慣性同它所含的能量有關嗎?
(5) 關於光的產生和轉化的一個試探性觀點

其實一年發表五篇論文的人很多,但是如果你掂量掂量這五篇論文的份量,你可能會目瞪口呆。這五篇論文的份量如何呢?按照評論家們 (自然這些人也是赫赫有名的大牌科學家) 的觀點,這五篇論文可以各得一枚諾貝爾獎。

愛因斯坦和牛頓的主要區別是,就數學而言,牛頓的數學出類拔萃,而愛因斯坦的數學則比較糟糕。當然,如果論及別的,區別就更大了,例如愛因斯坦淡泊名聲,而牛頓則對名望孜孜以求,他和許多科學大師的關係相當糟糕。愛因斯坦 IQ 很高,反應機敏,能言善辯(若論當場辯論,和他爭論了半個世紀的波爾據說不是他的對手),但是他的數學確實不好。他的廣義相對論 (亦即引力理論)之所以花了十年時光,主要是因為數學表述上的困難,後來才在其好友、大學同學格羅斯曼的幫助下,借助高斯、Riemann的曲麵分析,才完成了其數學表述,此乃題外話,休提,嗬嗬。

因為這個特點,愛因斯坦的論文裏出現的公式符號相對而言是比較少的他的論文裏很多都是文字描述。這幾篇論文,都應該可以在三卷版本的“愛因斯坦全集” (中文版,科學出版社 (或者商務印書館?我忘記了) 出版) 可以找到,我覺得我基本上都看過 (當然,別問我看懂了沒有,嗬嗬)。

讓我們來看看這五篇論文的份量。
第一、二篇是涉及分子運動和布朗運動的,基本上屬於統計物理學的範疇。當然,現在大家都知道物質是由分子構成的,分子是由原子構成的,但是當時是不一樣的,當時大家對分子存在與否都還在進行激烈的爭論。愛因斯坦這兩篇論文不但解釋了布朗運動,而且證實了分子的存在,這在當時是一件大事。說句題外話,第一篇論文,就我記憶而言,是篇數學公式很密集的論文,盡管隻有區區幾頁。而且這篇論文是愛因斯坦後來提交給其母校蘇黎世聯邦工業大學的博士論文。愛因斯坦本人並未像現在大部分博士生一樣完成了形式上的“正規的”博士教育,所以他的博士學位被稱為“論文博士”,此乃題外話。

大家看到第一、二篇論文已經很牛了,對不對?可是第三、四篇更牛。第三篇是什麽呢?就是大家熟知的狹義相對論 (SpecialRelativity)。狹義相對論的重要性自不待言,它和量子論一起,是現代物理學的兩大支柱。在牛頓經典力學裏,時間和空間是獨立的,無關的,其對應的時空變換----加利略變換所對應的矩陣的時間和空間部分是分塊對角的;但是在狹義相對論裏,時間和空間是相關的,是耦合在一起的其對應的時空變換----洛倫茲變換所對應的矩陣的時間和空間部分不再是對角的。狹義相對論所帶來的衝擊不光是物理學上的,而且也是思想上和哲學上的。就數學結構而言,它其實是在慣性等效原理和慣性參照係下真空光速恒定 (其實驗根據就是赫赫有名的麥克爾-莫雷實驗) 這兩個假設下的一個數學定理(所以說,狹義相對論永遠是對的,除非這兩個假設不對),比如說,用初等仿射幾何 (斜坐標係) 即可導出它。

另外說句,你如果看原文,你會發現這篇論文根本沒有任何“參考文獻”,亦即沒有引用任何 references。這大約是有史以來沒有 references 的最重要的一篇論文。

第四篇是啥呢?這篇也屬於狹義相對論框架(所以說,第一、二篇算一組,屬於分子運動論和統計物理範疇,第三、四篇屬於另一組,屬於狹義相對論範疇)。在這篇論文裏愛因斯坦明確提出了質能關係式:E=mc*c,這就是原子能的理論基礎。在二戰之中,美國之所以能趕在納粹德國之前製造出原子彈,愛因斯坦數度上書羅斯福總統,敦促原子彈的研究,起了很關鍵的作用(當然,主要是天才的奧本海默的功勞),否則二戰誰勝誰敗,真的難說。那時德國的科技力量也是相當雄厚的,前奧匈帝國的天才泡利 (Pauli)就是納粹的堅定支持者,並且幫助納粹德國製造原子彈。美國如果敗給德國,中國基本上肯定敗給日本。

第五篇論文涉及到另外一個範疇,這個範疇大家應該都聽過,就是量子論。這篇論文講的就是光電效應。愛因斯坦之所以得諾貝爾獎,並不是因為他的狹義相對論,而是因為這篇論文。自從普朗克提出量子學說以後,在隨後的大約十年裏,愛因斯坦就一直是量子論的主要領袖,直到後來波爾才成為旗幟性人物。當然,再後來,特別是1926年左右,狄拉克、海森堡、薛定愕等人才接過波爾的槍,各自成為一代宗師

所以說,如果說愛因斯坦的 1905 年是前無古人,基本上也是後無來者的,大約沒有什麽人會有異議吧?嗬嗬。
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評論
紫色王家 回複 悄悄話 Thanks to 小人書、iyao 等熱心朋友,我原文將幫助愛因斯坦完成廣義相對論的助手打成了英費爾德,實際上應該是格羅斯曼。
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iyao: 是格羅斯曼(GROSSMAN)
愛在專利局的職位也是格的父親幫他弄到的。愛在做廣義相對論遇到數學困難時,曾給格寫信說急需他的幫忙,格在閔可夫斯基幾何方麵確實幫了愛的忙,不過後來兩人鬧翻也是因為這事。
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小人書:幫助完成廣義相對論數學表述的是愛因斯坦的大學同學格羅斯曼。不是英費爾德。英費爾德是30年代末才在普林斯頓給愛因斯坦當助手的,後來合寫了本著名的書《物理學的進化》(不過烏拉姆在《一個數學家的經曆》裏對英費爾德數學才能的評價很低)。三卷本的“愛因斯坦全集”是商務印書館出的。另外,主要負責納粹德國製造原子彈是海森堡,他還為此差點兒上了軍事法庭。(泡利好像在納粹時候逃出德國了?)
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