[论文解读] On Arthur Eddington's Theory of Everything

Helge Kragh|arXiv (Cornell University)|Oct 14, 2015

Relativity and Gravitational Theory参考文献 30被引用 4

一句话总结

本文探讨了亚瑟·艾丁顿在1929年至1944年间试图将全部物理学统一为单一理论的雄心勃勃但最终失败的尝试，其理论建立在抽象数学与哲学唯心主义的基础之上。文章强调了他试图从理论上推导出基本常数的努力，尽管由于其对量子力学的非正统解释以及缺乏实证支持，该理论遭到了广泛拒绝。

ABSTRACT

From 1929 to his death in 1944, A. Eddington worked on developing a highly ambitious theory of fundamental physics that covered everything in the physical world, from the tiny electron to the universe at large. His unfinished theory included abstract mathematics and spiritual philosophy in a mix which was peculiar to Eddington but hardly intelligible to other scientists. The constants of nature, which he claimed to be able to deduce purely theoretically, were of particular significance to his project. Although highly original, Eddington's attempt to provide physics with a new foundation had to some extent parallels in the ideas of other British physicists, including P. Dirac and E. A. Milne. Eddington's project was however a grand failure in so far that it was rejected by the large majority of physicists. A major reason was his unorthodox view of quantum mechanics.

研究动机与目标

• 分析1929年至1944年间亚瑟·艾丁顿所发展的统一万物理论的历史与概念框架。
• 考察基本常数在艾丁顿理论基础中的作用，以及他声称仅从理论出发推导出这些常数的主张。
• 将艾丁顿的工作置于英国理论物理的更广阔背景中，特别是与狄拉克和米尔恩的关系进行对照。
• 解释为何艾丁顿的理论被大多数物理学家所拒绝，重点分析其对量子力学的非正统解释。

提出的方法

• 对艾丁顿1929年至1944年间的未发表手稿与已发表著作进行历史分析。
• 考察艾丁顿如何运用抽象数学，包括群论与艾丁顿数，以统一物理定律。
• 对比艾丁顿的哲学唯心主义与主流物理实在论及操作主义。
• 分析物理学界对艾丁顿理论的接受情况，特别是对其量子力学解释的批评。
• 将艾丁顿的工作置于20世纪初英国物理学思想潮流的语境中。
• 使用原始资料，包括艾丁顿本人的著述与通信，以重构其理论的逻辑。

实验结果

研究问题

• RQ1 1929年至1944年间，亚瑟·艾丁顿如何试图将基本物理统一为一个单一的理论框架？
• RQ2 自然的基本常数在艾丁顿推导‘万物理论’的过程中起到了何种作用？
• RQ3 尽管其理论具有原创性与雄心，为何仍被大多数物理学家所拒绝？
• RQ4 艾丁顿的哲学唯心主义及其对量子力学的解释与他所处时代的主流观点有何不同？
• RQ5 艾丁顿的理论与同时代人物如保罗·狄拉克和爱德华·A·米尔恩的工作之间，是否存在任何可比之处？

主要发现

• 艾丁顿的理论是一项全面但最终失败的尝试，旨在通过纯粹的数学推理推导出所有物理定律与常数。
• 他声称通过抽象对称性原理推导出精细结构常数以及宇宙中质子数量（即艾丁顿数），但这些推导缺乏实证验证。
• 该理论主要因艾丁顿对量子力学的非正统解释而遭到拒绝，其观点与哥本哈根诠释存在显著分歧。
• 尽管其理论失败，艾丁顿的工作反映出其对自然界统一性与秩序的深刻哲学承诺，受到唯心主义影响，并坚信宇宙具有数学结构。
• 他的思想在当时反响有限，对主流理论物理没有产生持久影响，但至今仍是历史与哲学研究的课题。
• 本文将艾丁顿的项目定位为数学、物理学与形而上学的独特而独特的综合，与20世纪主流理论物理的发展轨迹截然不同。