恒星结构的解谜者与相对论的验证者：亚瑟·爱丁顿的传奇一生

时间： 2026-01-27 01:00:24 阅读：401

从丧父孤儿到剑桥学者

爱丁顿的父亲是当地中学校长，但在1884年因伤寒去世，留下母亲独自抚养他和姐姐。尽管家境艰难，母亲坚持让他在家接受教育。少年时期的爱丁顿展现出数学与文学天赋，15岁获得奖学金进入曼彻斯特欧文斯学院（现曼彻斯特大学），主修物理学。1902年，他以优异成绩毕业，并进入剑桥大学三一学院深造。

在剑桥，爱丁顿以两年时间完成数学荣誉学位考试，成为历史上最快获得“高级牧马人”（SeniorWrangler）称号的学生之一。1905年，他进入卡文迪许实验室研究热辐射，但很快转向天文学领域。

破解恒星奥秘的科学先锋

1913年，31岁的爱丁顿被任命为剑桥大学天文学与实验物理学终身教授，次年成为剑桥天文台台长。他开创性地提出：恒星内部由向内的重力与向外的辐射压力维持平衡，这一理论颠覆了传统认知。

1924年，他推导出“质量-光度关系”，指出恒星质量越大，发光能力越强。这一发现为测量遥远恒星质量提供了关键工具。他提出的“爱丁顿极限”则揭示了恒星稳定性的边界：质量超过太阳50倍的恒星会因辐射压力过强而无法稳定存在。

一锤定音：让爱因斯坦闻名世界

1919年5月29日，爱丁顿率领团队在西非普林西比岛观测日全食。他拍摄的底片显示，太阳引力使星光偏转1.61角秒，与广义相对论预言的1.75角秒高度吻合。尽管后世发现数据存在误差，但这一结果仍使爱因斯坦一夜成名。《泰晤士报》以“科学革命”为题报道此事，爱丁顿也被戏称为“第三个懂相对论的人”。

执着与争议：晚年科学探索

1920年代起，爱丁顿痴迷于统一量子理论、相对论与引力理论，试图证明质子质量与电子电荷是宇宙“完美特性”的必然结果。他坚持精细结构常数α应为1/137整数，但最终测量值1/137.036打破了他的设想。

1935年，他公开反对钱德拉塞卡提出的白矮星质量极限理论（即钱德拉塞卡极限），认为恒星坍缩存在其他机制。然而1983年诺贝尔物理学奖授予钱德拉塞卡，证实了后者的正确性。

战争中的和平主义者

第一次世界大战期间，爱丁顿因贵格会信仰拒绝参军。他在1918年写道：“杀戮行为永远无法被合理化。”最终英国政府因其科研重要性特批免役。

著作遗产与永恒影响

爱丁顿一生出版十余部著作，其中《相对论的数学理论》（1923）被爱因斯坦誉为“该主题的最佳阐释”。科普作品《膨胀中的宇宙》通过生动的语言向公众描绘宇宙图景，而《基本理论》在他逝世两年后才问世，留下未竟的统一理论梦想。

1944年11月22日，爱丁顿病逝于剑桥。他墓碑上的方程“E=√(N/R)”象征其对宇宙基本常数的毕生求索，而西非海岸的日食观测点至今立有纪念碑，纪念那个验证时空弯曲的历史瞬间。