愛因斯坦：我們?yōu)槭裁囱芯课锢韺W？

阿爾伯特?愛因斯坦被認為是科學界最著名的天才。他最著名的理論是相對論和光電效應(yīng)，其中光電效應(yīng)為他贏得了 1921 年的諾貝爾物理學獎，但與此同時，愛因斯坦幾乎沒有做過任何實驗。事實上，他的大部分發(fā)現(xiàn)都是基于一些奇異但又令人著迷的思想實驗。

那么問題來了：愛因斯坦做研究的原則到底是什么呢？是什么讓他有可能解開宇宙中一些最重要的謎題？在這篇文章中，我將闡明愛因斯坦對于科學思維和想象力的一些想法。

這篇文章中的陳述和評論是由阿爾伯特?愛因斯坦本人在柏林物理學會舉行的馬克斯?普朗克六十歲生日慶祝會上發(fā)表的，文本收錄在《我的世界觀》（Mein Weltbild, Amsterdam: Querido Verlag,1934）中。

馬克思?普朗克（1858—1947 年）多年來一直是柏林大學的理論物理學教授。他對物理學最杰出的貢獻是量子理論。普朗克在 1900 年提出了黑體輻射理論，這一理論是整個現(xiàn)代量子物理學的發(fā)展的基礎(chǔ)。因此，普朗克被認為是量子力學的奠基人之一。

緊隨普朗克之后，愛因斯坦在這個年輕的領(lǐng)域做出了開創(chuàng)性工作，其中最重要的是他的光量子或者說光子理論（1905 年）和比熱理論（1907 年）。愛因斯坦對量子理論的早期貢獻還包括他的啟發(fā)性猜想，他認為光的行為和聚集在一起的光子的行為相同；他還對物質(zhì)中粒子的機械能的量子結(jié)構(gòu)進行探索。正是他比任何人都更深刻地認識到量子概念在其它分支中的基礎(chǔ)性和普遍性。

愛因斯坦在演講開始時將科學比作一座神殿，并將科學家與那些為僅僅為科學殿堂的發(fā)展提供了智力產(chǎn)物的人進行了比較。然后，他對馬克斯?普朗克進行了評價，認為他是一定會被留在科學殿堂里的人之一 —— 他在很大程度上推動著科學的發(fā)展。

在科學的神殿里有許多房屋，里面住著形形色色的人，而促使他們到那里去的原因也各不相同。許多人之所以喜歡科學，是因為科學會帶給他們智力強于常人的快感，科學是他們特殊的娛樂方式，他們在科學中尋找生動的體驗和對自己野心的滿足；神殿里還有很多其他人，他們出于純粹功利的目的把他們的腦力產(chǎn)物奉獻在科學的祭壇上。如果上帝派出一位天使將這兩類的人都趕出神殿，那么這里的人將大大減少。

但是，仍然還有一些人會留在里面，這些人中既有歷史人物也有現(xiàn)在的人物。我們的普朗克就是其中之一，這也正是我們愛戴他的原因。我很清楚，我們剛才在想象中隨意地趕走了許多杰出人物，他們?yōu)榭茖W神殿的建立做出過許多甚至是主要的貢獻。天使有時也很難決定驅(qū)逐哪些人，但是有一點我可以肯定，如果只留下剛才我們提到的兩類人，科學神殿就絕不會存在，剩下的只是一些荒草。對這些人來說，只要時機合適，他們可以從事任何行業(yè)。他們會成為工程師、官員還是商人完全取決于環(huán)境的影響。

愛因斯坦解釋了為什么有些人總會被留在科學神殿里，而從來不會被上帝的天使驅(qū)逐。然后，他闡述了一個重要的哲學觀點，到底是什么導(dǎo)致人們沉迷于科學發(fā)現(xiàn)的世界以及藝術(shù)中的美感和印象，即沉浸于客觀感知和思維的世界。

現(xiàn)在讓我們再看看那些得到天使青睞的人。

他們中的大多數(shù)人都有點古怪、沉默寡言、孤僻，盡管有這些共同點，但他們本質(zhì)上非常不同。是什么把他們帶到科學殿堂里來的？這是一個難以回答的問題，因為不存在統(tǒng)一的答案。

首先，我相信叔本華的觀點，引導(dǎo)人們走向藝術(shù)和科學的最強烈動機之一是：逃離日常生活中痛苦的粗鄙和令人無望的沉悶，擺脫自己不斷變化的欲望的束縛。性情溫和的人渴望逃離個人生活，進入客觀感知和思維的世界。這一愿望就像城市居民想逃離喧鬧、擁擠的城市環(huán)境，進入高山中的寧靜的環(huán)境一樣。在那里，眼睛得以在安靜清潔的空氣中自由地觀察，沉迷于那似乎為永恒而設(shè)計的環(huán)境中。

愛因斯坦解釋了當人們試圖去描繪所生活的世界和宇宙時個人特質(zhì)的重要性，無論是畫家、科學家還是哲學家 —— 每個人都試圖創(chuàng)造自己對宇宙的理解。

在所有這些有趣的想法背后，我們可能會想到一些非常重要的問題：物理學家的世界圖景在所有人的圖景中占據(jù)什么位置？物理學家的科學想象力如何受到約束？為了形成一個精妙而完整的理論，科學頭腦需要考慮哪些事情？

除了這個消極的動機，還有了一個積極的動機。

人類試圖以最適合自己的方式為自己描繪一幅簡單易懂的世界圖景。然后，他試圖用自己的宇宙來代替經(jīng)驗世界，然后降伏它。這就是畫家，詩人、哲學家和自然科學家所做的事情，他們只是各自有各自的風格。每個人都將這個宇宙及其構(gòu)造作為自己情感的支點，以便通過這種方式找到在他有限的經(jīng)驗范圍內(nèi)沒有的安寧。

理論物理學家的世界圖景在所有這些可能的圖景中占據(jù)了什么位置？它要求在描述關(guān)系時盡可能達到最高的精度，這種要求只有通過數(shù)學的語言才能做到這一點。另一方面，物理學家必須嚴格限制自己描述的主題：他必須滿足于描述我們經(jīng)驗范圍內(nèi)最簡單的事件。所有更為復(fù)雜的事件都超出了人類智力所能做到的極限，無法以理論物理學家所要求的微妙的準確性和邏輯的完美性來重建。物理學家需要以喪失部分完整性為代價來打達到最高純粹性、清晰性和確定性。

但是，當人們小心翼翼地忽略世界的復(fù)雜性時，深入了解大自然如此微小的一部分有什么吸引力呢？這樣一些小心翼翼地努力產(chǎn)生的結(jié)果是否擔得起宇宙理論之名？

愛因斯坦描述了形成完整的、易理解的和完全不同的構(gòu)建科學原理和物理理論的主要方法 —— 演繹法。他進一步解釋說，這些原則和定律不能由邏輯方法形成，而只能由基于對個人經(jīng)驗的直覺作用形成。這種方法確實為單一理論和對同一現(xiàn)象的多種理解提供了多種解釋。然而，總有一個（原理或理論）比其他的更出色。

我相信這個名字是合適的。因為理論物理結(jié)構(gòu)所依據(jù)的一般規(guī)律聲稱對任何自然現(xiàn)象都有效。有了它們，就應(yīng)該有可能通過純粹的演繹，對包括生命在內(nèi)的每一個自然過程進行描述，如果這個演繹過程超出人類智力的能力不遠的話。因此，物理學家放棄其宇宙的完整性不是原則性問題。

物理學家的終極目標是找到普適的基本定律，這樣就可以通過演繹法建立起完整的世界體系。要想找到這些基本定律，嚴密的邏輯方法是行不通的。只有通過建立在經(jīng)驗之上的直覺，才能得到這些定律。這種方法的不確定性讓人們可以假定存在許多合理的理論物理體系。但科學發(fā)展的過程一再表明，在同一時期的許多方案中，總有一個方案明顯優(yōu)于其他的方案。

真正深入研究這一問題的人都會相信，真實世界的現(xiàn)象直接決定了哪個理論是最優(yōu)的，盡管事實上，現(xiàn)象與其理論原則并不存在邏輯上的對應(yīng)關(guān)系。這就是萊布尼茨所說的“前定和諧”（Pre-established harmony）。物理學家經(jīng)常指責認識論者沒有對這一事實給予足夠的重視。

愛因斯坦在演講結(jié)束時提到了一些關(guān)于馬克斯?普朗克的友好評價，以及他對科學的貢獻，特別是對物理學的貢獻，這些貢獻在科學意義上是至關(guān)重要的。在談到普朗克時，愛因斯坦提到：他（普朗克）在探索和解決一些最重大的科學問題方面發(fā)揮了重要作用，希望他在量子理論與電動力學理論相結(jié)合的嘗試中取得成功。

普朗克無窮無盡的耐心和毅力的源泉是渴望看到這種前定和諧，正如我們所看到的，普朗克致力于我們科學中最普遍的問題，拒絕讓自己轉(zhuǎn)向更容易達到的目標上去。

我經(jīng)常聽到同事們試圖將他的這種態(tài)度歸因于非凡的意志力和紀律，在我看來，這是錯誤的。使人能夠從事這種工作的心態(tài)類似于教徒或戀人的心態(tài)：每天的努力并非出于刻意或計劃，而是發(fā)自內(nèi)心。我們敬愛的普朗克，他坐在那里，笑著看我玩弄第歐根尼的燈籠（古希臘哲學家曾在白天提著燈籠尋找“誠實”的人）。

簡單的語言不能詮釋我們對他的熱愛。愿對科學的熱愛繼續(xù)照亮他未來的道路，引導(dǎo)他解決當今物理學中最重要的問題，祝他可以將量子理論和電動力學、力學統(tǒng)一在同一個邏輯體系里。