哈密顿：一个随时有人书写的伟大名字｜贤说八道

原创 曹则贤 返朴
本文节选自曹则贤著《磅礴为一—通才型学者的风范》，该书已由外语教学与研究出版社出版。

《磅礴为一——通才型学者的风范》 图片来源：罗会仟/摄影
撰文 | 曹则贤（中国科学院物理研究所）
The central conception of all modern theory in physics is “the Hamiltonian”
所有近代物理理论的中心构造是哈密顿量。
——Erwin Schrödinger
摘要 哈密顿， 爱尔兰数学家、物理学家、神童、语言天才，痴迷诗与哲学。哈密顿3岁随叔叔学习， 13岁就掌握了欧洲的所有语言，15岁即研读拉格朗日和拉普拉斯的力学，17岁起研究开始有成果，21岁大学未毕业时成为皇家天文学家、教授，30岁时获爵士封号。哈密顿发展了新的光学理论和新的动力学理论，把力学和光学看成统一的学问；他把复数看成代数偶，发明了四元数，带来了矢量分析。许多用哈密顿命名的内容成了近代物理的基础，包括哈密顿原理、哈密顿量、哈密顿-雅可比方程，等等。
关键词 射线系统，锥形折射，最小作用量原理，哈密顿动力学，哈密顿量，哈密顿-雅可比方程，代数，二元数，四元数，矢量分析
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引子
在物理学文献中，出现频次最高的名字是哪个？牛顿？爱因斯坦？我个人觉得是哈密顿。牛顿把他的姓氏Newton活成了力的单位，以及形容词形式的Newtonian，出现在Newtonian mechanics（牛顿力学），Newtonian gravitation（牛顿引力），Newtonian absolute space and time（牛顿的绝对事件与绝对空间）等词汇中。爱因斯坦的姓氏Einstein依然只是个姓氏，人们谈论相对论时会提及Einstein’s theory of relativity（爱因斯坦相对论）， Einstein tensor（爱因斯坦张量）。在他们两位中间时代的哈密顿，不仅把姓氏Hamilton活成了Hamiltonian，且Hamiltonian 既是形容词出现于Hamiltonian optics（哈密顿光学）等概念中, 还是个专有名词。