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大学物理

爱因斯坦的卓识,还是爱因斯坦的错误?


实际上,书中所说的某些“错误”,其实并不是错误,而是对科学思想、科学方法的不同观点所致。比如,关于概念是不是思维的“自由创造”,作者认为:自然律植根于实验,它不是人的自由意志作出的规定。他批评对想象力和好奇心的推崇,认为它们是神秘主义。作者不理解近代物理学中先提出公设,再用实验去证实它,并推出一系列可以与实验符合的推论的这一整套科学的方法,而机械地强调先要有实验,看似唯物,实则形而上学。很明显,作者在认识水平上,远不及爱因斯坦,明显地低了一个层次。


至于一些概念或者方程,在爱因斯坦把它们组织成为一个严整的理论结构之前,类似的形式曾经被别人应用过,这都不足为奇,而且也不构成优先权的问题。比如:相对性原理和光速不变原理,在彭加勒的《科学与假设》中都讨论过,洛伦兹变换是洛伦兹导出来的,长度收缩一直被称为裴兹杰惹收缩,就连爱因斯坦著名的引力场方程也是大数学家希尔伯特几乎同时从变分法推出来了,然而正如希尔伯特所说:“哥廷根街上的每个男孩,都比爱因斯坦更了解四维几何,然而,尽管如此,爱因斯坦还是做了这项工作,而不是那些数学家。”(第254页) 历史承认爱因斯坦的功绩,也不否定此前其他人的贡献,有人在这中间大作文章,真要怀疑他们的用心了。

现在的这本《爱因斯坦的错误》,有一个副标题:“天才的人性弱点”。作者是普林斯顿大学的物理学博士汉斯·C·欧翰年,译者是北京大学哲学博士潘涛老师。著名科学史家范岱年先生校阅,清华的刘兵教授作序,承蒙译者惠赠,我花了几天认真地拜读了它。

现在回过头来去看,电磁力和万有引力是很不相同的。当初爱因斯坦的失败可能并不完全是因为当时还没有发现强作用力和弱作用力,而很有可能是因为:本质上量子形态的电磁作用或许就是不可能几何化的。现在,人们是不是又走向了另一个极端?本质上几何形态的万有引力恐怕是不可能量子化的,很有可能此路根本就不通。或许,试图用一个方程、一种力解释世界上的一切,那样的理论实际上就是不存在的,试图解释一切的理论实际上什么也解释不了。霍金也有类似的想法,他说:“也许不可能用一个单独的基本表达式将这个理论(指一种完整的统一的理论)描述出来。相反地,在不同的情形下,我们必须使用基本理论的不同影像。这和描绘地球表面很相似,人们不能用一张单独的地图,在不同区域必须用不同的地图来代表。这就变革了我们科学定律的统一观。” “在物理学中对不同的情形需要使用不同的表述,但是两种不同表述在它们都适用的情形下要相互一致。整族不同的表述可以被认为是完整的统一理论,尽管它不是依照单独的假设集合表达的理论。”(《时间简史》:前言,第2、164页)

说到爱因斯坦的错误,当然不能不说到爱因斯坦自己所说的他一生中最大的错误,那就是在引力场方程中人为地加入了一个代表斥力的宇宙项,以符合他所构想的静态宇宙模型。不过,这一次可能又让爱因斯坦给“蒙”对了,本书作者几乎肯定这个宇宙项就代表了现今一直在寻找中的“暗能量”(它导致了宇宙的加速膨胀)。至于是否真是这样,学术界尚有争论,并未得到完全肯定。


本书作者说,爱因斯坦“是一位拙劣的战术家,但却是一位卓越的战略家。”(第380页)这话有一定道理,但不全对。正如刘兵教授在“序言”中所说的:“科学的探索是曲折的,科学家们在探索的过程中,自然也不会总是一帆风顺,犯下各种‘错误'在所难免。”按照作者的标准,在任何一场“战役”中都没有犯过错误的战术家是不存在的。如杨振宁在2005年第22届国际科学史大会的报告“爱因斯坦:机遇与眼光”中所说:“洛伦兹有数学,但没有物理学;彭加勒有哲学,但也没有物理学。”爱因斯坦有物理学,也有哲学和数学,尤其是有敏锐的物理思想,能够从远处把握住关键,又能从近处进行严格的数学处理,所以他成功了。

在所有的科学家中,我最钦佩的是爱因斯坦(没有之一)。这倒不仅仅是因为他的狭义与广义相对论,因其思想的精湛和形式的优美著称于世,成为人类迄今为止最高的智慧结晶,而更主要的是,他在人生和社会问题上所表现出来的通透和深刻。他是一个有高度社会责任感的理想科学家。

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