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文／楊振寧（北京清華大學、香港中文大學） |
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楊振寧談愛因斯坦－之一 |
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2004.7.18 中國時報 |
7月9日在台中自然科學博物館，為「第二屆吳大猷科普著作獎」頒獎典禮專程來台的諾貝爾物理獎得主楊振寧楊先生，以「愛因斯坦對21世紀理論物理學的影響」為題，對台灣讀者銓釋了愛因斯坦劃時代的貢獻；明年是愛因斯坦狹義相對論發表100年紀念的「愛因斯坦年」，即使不懂相對論，但楊先生的解析，對我們瞭解人類存有的世界，仍深富啟迪。
125年前，愛因斯坦誕生於德國的烏姆，他和牛頓是迄今為止，世界歷史上最偉大的兩位物理學家。他的工作的特點是：深入､廣闊､豐富和堅持不懈。20世紀基礎物理學三個偉大的概念上的革命，兩個歸功於他，而另外一個，他也起了決定性的作用。 |
愛因斯坦的第一個革命：狹義相對論
(1905)
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| 愛因斯坦的第一個革命：狹義相對論
(1905) |
「相對論」這個名詞，其實並不是愛因斯坦、而是龐加萊（1854-1912）發明的。龐加萊在1904年的一次演講（《新世紀的物理學》，美國物理學會歷史學出版物第五卷，1986）中講道：「按照相對論原則，不論是對於一個移動的，或者是以均速運動的觀察者來說，物理現象的定律應該是相同的。因此，我們不能，也沒有任何方法可以分辨我們是否在從事這樣的運動。」
這一段不僅引入了「相對論」這個名詞，也描繪出在哲學上絕對正確的､令人吃驚的洞察力。不過龐加萊並沒有了解此想法在物理學中的全部含義。在同一演講的後半段落顯示出他沒能領悟「同時性」是相對的這個關鍵的和革命性的概念。
愛因斯坦也不是第一個寫出下面這組極為重要的變換公式的人：
這是洛倫茲（1853-1928）早已提出來的。可是洛倫茲也沒有領悟「同時性」是相對的這個革命性的概念。他在1915年寫道：「我沒有成功的主要原因是我墨守只有變量t可被看作是真正的時間，我的局部時間t'最多只被認為是一個輔助的數學量。」（請閱派斯的愛因斯坦傳記，167頁）
這就是說，洛倫茲懂了相對論的數學，可是沒有懂其中的物理學；龐加萊則是懂了相對論的哲學，但也沒有懂其中的物理學。
龐加萊是當時一位偉大的數學家，洛倫茲則是當時一位偉大的理論物理學家。這個革命性的､反直觀的發現，即「同時性」實際上是相對的，卻有待一位26歲的瑞士專利局職員愛因斯坦來完成。而這個發現導致了物理學的革命。
這個革命還將另一個重要的概念帶進了物理學，即「對稱」的概念。對稱今日已成為20世紀物理學的中心主題之一，而且肯定將引導並決定21世紀理論物理學的發展。在本演講的後面我們將回到這個概念。
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