「発見したよ！」ダーウィンとアインシュタインも「一位を競う」？

文｜石小雷

今年の物理学誌第3号には、復旦大学物理学部の金暁鋒教授による「ポアンカレの特殊相対性理論の一つ、ローレンツ群の発見」と題する論文が掲載された。

この論文の核となる考え方は、1905年にポアンカレとアインシュタインが独立して特殊相対性理論を提唱したというものです。

金教授はさらに、特殊相対性理論の名称に一人の人物の名前しか使えないとしたら、この栄誉を受けるにはアインシュタインよりもポアンカレの方がふさわしいと考えている。

これは確かに斬新かつ大胆な発言です。もしそれが物理学史のコミュニティによって確認され受け入れられれば、近代物理学の歴史の物語は書き換えられることになるだろう。

この論文は発表されたばかりであり、また、物理学史における問題や人物が非常に重要であるため、物理学史の専門家からのフィードバックをまだ受け取っておらず、当面はコメントを控えさせていただきます。

しかし、この論文は、科学的発見の優先順位という近代科学史における興味深いテーマに触れています。

科学的発見の優先性は、1957 年にアメリカの学者であり科学社会学の創始者であるマートンによって初めて提唱されました。

その年の8月、彼はアメリカ社会学会の年次総会で「科学的発見の優先性」と題する講演を行った。

マートンは、ガリレオとシャイナーの太陽黒点の発見、ニュートンとフックの光学と天体力学の優先権をめぐる論争、微積分の発明をめぐるニュートンとライプニッツの論争、キャベンディッシュ、ワット、ラボアジエによる水の化学的性質の発見など、科学の歴史における発見の優先権によって引き起こされた論争や衝突を詳述した。

マートンは、優先権をめぐる争いを引き起こしたのは科学界が一致して従う科学的規範であり、科学者は科学的発見の稀な優先権に依存して認知、名声、地位を獲得していると信じていた。

ポーランドの物理学者インフェルドは、物理学者ボルンとの共同研究を振り返り、科学者が研究成果を発表し、認められることへの期待と喜びを心の底から表現した。「科学者は皆、たとえ大した成果を挙げていなくても、この歓喜を味わうことができます。この純粋なエウレカ（古代ギリシャ語で「私は見つけた」）という感覚には、常に非常に人間的で利己的な感情が混じっています。『私はそれを発見した、重要な論文になる、そしてそれは私の将来に役立つだろう』」

したがって、優先権紛争の本質は、科学者による科学的規範の擁護である。科学的発見の優先順位の問題は、科学社会学における「マシュー効果」、科学的報酬システム、科学的発見モデルなどと密接に関係しており、マートンが提唱して以来、学術界から長期にわたる注目と研究を受けています。

関連する科学的発見の元のデータを検証、選別、判断する必要があるため、物議を醸す優先課題について裁定を下すのは簡単ではない場合があります。

これは、一般相対性理論の優先性をめぐるアインシュタインとヒルベルトの間の論争の例です。

過去の科学史の本の中には、アインシュタインとヒルベルトがほぼ同時期に一般相対性理論の重力場方程式を得たという見解が一般的です。

1982年、物理学史家パイスはアインシュタインの伝記を執筆した際に、おおよそこの見解を掲げていたが、同時に区別もしていた。すなわち、アインシュタインは一般相対性理論の唯一の創始者であり、彼とヒルベルトはともに基本方程式を発見したのである。

元の提出記録が検証されれば、ヒルベルトは論文を完成させ、1915年11月20日に提出したことになる。論文が出版されたのはアインシュタインより数か月遅かったが、アインシュタインより5日早かったことになる。

このことから、重力場方程式の物理的意味についての二人の理解の深さの問題はさておき、方程式を得る上でヒルベルトが優先的であったことに異論はないことがわかります。

しかし、近年、物理学史の研究者による徹底的な発掘により、状況は変化してきました。ドイツのマックス・プランク科学史研究所所長ライアンと彼の協力者たちは、ヒルベルトの最後の公式発表論文が1915年12月に大幅な改訂を経ていたこと、校正版がまだ比較的粗雑であったこと、そしてアインシュタインがすでにその時点で最後の論文を発表していたことを発見した。

この時点で、この事件はようやくより納得のいく結論に達した。確かに、当時アインシュタインとヒルベルトの間には誤解や不快感があったが、彼らはすぐに「笑顔で恨みを捨てた」。

一般相対性理論の例は、主に科学的発見における優先順位の問題の複雑さを説明するために使用されます。同時に、優先順位の問題に直面したときの科学者の考え方や反応を無視することはできません。

科学社会学のマクロな観点から見ると、優先順位の問題は科学の運営メカニズムの固有の要件ですが、具体的な事例や個人のミクロなレベルでは、科学者によって気質や反応が異なります。

中には不幸な別れ方をして、お互いを生涯の敵とみなす人もいます。謙虚で寛大な人たちもいて、お互いを補い合っています。中には中程度の寛容性があり、心理的トラウマに耐える人もいます。

1858年6月18日、ダーウィンはマレー諸島から手紙を受け取りました。送り主は彼より14歳年下のウォレスだった。この手紙はダーウィンに大きな不安を与えた。なぜなら、手紙に添付された論文は、ダーウィンが何年も前に考えていたが公表していなかった自然選択に基づく進化論と同じ理論を提唱していたからである。

数日間悩んだ後、彼は親友の地質学者ライエルに手紙を書き、この理論の原稿は1844年に完成しており、彼らの共通の友人である植物学者フッカー（注：上記のフッカーではない）がこれを証言できると述べた。

同時に、彼は自分のジレンマについても言及した。「彼や他の人から私の行動が卑劣だと言われるくらいなら、自分の本を全部燃やしたほうがましだ...親愛なる友人よ、どうか私を許してください。これは浅はかな感情に流されて書かれた浅はかな手紙です。」

ダーウィンは自分の権利を守り主張しながら、内心葛藤していたことがわかります。ライエルとフッカーの提案により、「種の起源」の概要がウォレスの論文とともにその年の「リンネ協会紀要」に掲載され、その結果は誰もが満足するものでした。

生物学者のドーキンスはかつてこの話についてこうコメントした。「ダーウィンとウォレスの偉大さは、進化論を独自に提唱した点だけでなく、発見の優先順位をめぐって彼らが共同で示した寛大さと素晴らしい人間性にある。」

行列力学の創始の話をしましょう。

1925 年 7 月、物理学者ハイゼンベルクは行列力学に関する最初の論文を発表し、重要な前進を遂げました。

やがて、ボーン、ジョーダン、ハイゼンベルク、ボーン、ジョーダンがそれぞれ有名な「二人論文」と「三人論文」を発表し、行列力学は完成しました。

周知のとおり、ハイゼンベルクは 1932 年に単独でノーベル物理学賞を受賞しました。

1933年11月にボルンに宛てた手紙の中で、ハイゼンベルクは、この研究がゲッティンゲンで3人によって行われたことに罪悪感を覚えたと述べた。

もちろん、ハイゼンベルクがノーベル賞を受賞したことを責めることはできませんが、行列力学と科学賞の優先順位を検討するプロセス全体は、確かに興味深く、混乱を招きます。

ボーン氏は当然受けるべき評価を受けなかったことは疑いようもなく、後に「量子力学の初期の状態に関する文献のほぼすべてが間違っている」とやや過激な発言さえした。

チャンドラセカールは、かつてキャベンディッシュ研究所でハイゼンベルクやディラックらが講堂に現れたとき、全員が立ち上がって拍手喝采したことを思い出した。チャンドラセカールは、ボーンが自分のそばにいて、目に涙を浮かべながら「僕もそこにいるべきだった、そこにいるべきだった」と言っているのを見つけた。

幸いなことに、歴史は後にボルンにある程度報い、彼は波動関数の統計的解釈により 1954 年のノーベル物理学賞を受賞した。

ボルンと同様に、物理学者の呉健雄も不正と被害を受けた。

1957年、彼女が率いるチームは、いくつかのチームとの競争の中で、李宗道と楊振寧によって提唱されたパリティ非保存の法則を初めて実験的に確認し、それが直接的に李と楊のその年のノーベル物理学賞受賞につながりました。

1989年、呉建雄は別のノーベル賞受賞者であるスタインバーグに宛てた手紙の中で、「私は賞をもらうために研究をしたことはありませんが、それでも私の研究が何らかの理由で無視されると深く傷つきます」と告白した。

科学的な事業が存在する限り、科学的発見の優先順位の問題は避けられません。これは現代科学の動作メカニズムの固有の特性、あるいは必然的な結果です。

優先課題の大部分は、科学的かつ標準化されたメカニズムの下で適切に解決できます。いくつかのケースでは、科学者の気質や、特定のグループや国の利益が必然的に混ざり合い、科学、人類、社会が絡み合う多彩な世界を反映しています。

中国科学日報（2022-05-06 4面 文化）

編集者 |趙 陸

タイプセッティング |郭剛