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  • 爱因斯坦的相对论与世界观

        ▌吴兴文

        最近杨振宁将他在2005年7月24日第22届国际科学史大会做的报告《爱因斯坦:机遇与眼光》一文作为代序,收入爱因斯坦所著的《我的世界观》。这本书由美国麻省理工学院杰出访问学者、德国慕尼黑大学埃里克·弗林格教席以及德国比勒菲尔德大学客座教授方在庆编译,中信出版社出版;此外,由清华大学人文学院科学史教授张卜天编译、爱因斯坦所著之《我的世界观》也由商务印书馆推出,两本书让世人重温爱因斯坦利用自己非凡的社会声望,致力于国际理解与和平的努力。

        1913年,当普朗克、能斯特、鲁本斯、瓦尔堡提名爱因斯坦为普鲁士科学院士时,推荐书这样说:“总之,我们可以说几乎没有一个现代物理学家的重要问题是爱因斯坦没有做过巨大贡献的。当然他有时在创新思维中会错过目标,例如:他对光-量子的假设。可是我们不应该过分批评他,因为即使在准确的科学里,要提出真正新的观点而不冒任何风险也是不可能的。”

        其中被嘲笑的光-量子的假设,指的是爱因斯坦于1905年大胆提出的想法。可是爱因斯坦不理这些嘲笑,继续把他的想法向前推进,于1916年至1917年确定了光量子的动量,进而发展为1924年对康普顿效应的划时代的认识。在康普顿效应确立之前,爱因斯坦完全孤立,因为他对光量子深邃的眼光不被物理学界所接受。

        就像杨振宁在《爱因斯坦:机遇与眼光》一文最后所总结的:“很明显,在这一段里,‘独立的科学工作’指的是他于1908年至1915年期间创造广义相对论的长期奋斗。长期奋斗改变了他。是否朝更好的方向改变了呢?拉比说:‘不是,他的眼光变成徒劳无益的走火入魔。’我们说:‘他的新眼光改写了基础物理日后的发展进程。’”

        爱因斯坦在《我的世界观》一文中,曾这样写道:“我是一个真正的‘独行者’……一方面,它能让人清楚地意识到,这将使自己与他人的相互理解和支持受到限制,但我毫无遗憾。这样的人无疑要失去一些天真无邪和无忧无虑。但另一方面,这样的人才能在很大程度上独立于他人的意见、习惯和判断,避免让自己内心的平衡置于这样一个不稳固的基础之上。”

        又说:“在我看来,驱动我们人类向前的东西中,真正有价值的不是国家,而是有创造性的、有情感的人,是人格。只有个人才能造就高尚和尊贵,而随大流的人群在思想和感觉上都是迟钝的。”很可惜的是,大多数人缺乏的就是这些,因而一步一步在日益趋向社交媒体娱乐化和集体无意识中,迷失自己的天性。

        方在庆在《编译前言:他从未试图在任何场合取悦别人》一文中说:“他知道如何善用自己的名声,支持对人类有益的事业。像历史上的任何科学理论一样,爱因斯坦的理论终于有一天会被更完善的理论取代。但是,他对社会公正的终极关怀,他对人类创造性的关注、他对自由的渴望、他的人道主义将长存于世。”

        爱因斯坦1879年3月14日生于德国一个犹太家庭。1900年毕业于苏黎世联邦理工学院,加入瑞士国籍。1905年,获得苏黎世大学哲学博士学位。爱因斯坦提出光子假设,成功解释的光电效应,以此荣获1921年诺贝尔物理学奖。1905年创立狭义相对论。1915年创立广义相对论。爱因斯坦号召德国人民保卫魏玛共和国,全力反对法西斯,他和妻子于1932年12月10日离开德国到美国。来年在普林斯顿大学任客座教授,加入美国籍。1955年4月18日逝世,享年76岁。

        爱因斯坦6岁上小学时,学校里成绩还非常差。后来听妈妈的话开始学小提琴。12岁时,他自学欧几里得几何,同时开始自学高等数学。13岁读康德的著作。15岁那一年,由于历史、地理和语言不及格,也因为他的无理态度破坏了秩序和纪律,他被学校开除。幸亏他于16岁自学完成微积分,并于17岁获得初中文凭,迁居苏黎世后,考进瑞士联邦理工学院,在此他把全部的时间和精力都用于物理实验,研究理论物理和哲学问题。即使是学习物理学,他也是走自己的路,从不盲从,这为他日后从事物理学研究打下了坚实的基础。

        爱因斯坦自献身于科学起,就非常重视思考和想象,他说:“想象力比知识更重要,因为知识是有限的,而想象力包括世界上的一切,推动着进步,并且是知识进化的源泉。”16岁时,他喜欢做自己的白日梦,幻想着自己正骑在一束光上做太空旅行,然后思考:如果这时在出发地有一座钟,从我坐的位置看,它的时间会怎样流逝呢?

        从此,爱因斯坦开始了他的科学远征。他设计了大量理想实验,提出了“光-量子”等模型,为相对论和量子论奠定了基础。对于他来说,灵活地进行思考对一个人的成功是非常必要的。抱持“提出一个问题往往比解决一个问题重要”的思想,才能不断地提出问题,并在解决这些问题的同时,逐渐迈向人生的高峰。

        有一款爱因斯坦自用的藏书票,是由德国油画家埃里希·比特纳为他所设计,描绘他站在一座山顶上,漫天星海环绕之际,面对宇宙之间的重力和电磁、亚原子等现象。解开这些物理现象背后的复杂性,和他对宇宙现象所产生的思考和想象,成为他不断追求的目标。它不仅符合票主的身份,也是他自己对想象力追求的描绘。

        这一款藏书票,就像爱因斯坦在《我如何创立相对论》一文中所描绘的图像:“光穿越过以太海,地球也穿过以太海。从地球的角度来看,以太正在相对地球流动。然而我在任何物理书刊中,都无法发现以太流动的证据。这使我想要找出任何可能的途径,去证明地球运动引起的以太相对地球流动。”因此他预言:“如果来自某个源的光被一面镜子适当地反射,那么它应该有一个不同的能量,这个能量取决于它的移动是沿着地球的运动方向还是相反方向。”

        正如爱因斯坦在《我的信仰》一文中说:“我们认识到我们有某种为我们不能洞察的东西存在,感受到那种只能以其最原始的形式接近我们心灵的最深奥的理性和最灿烂的美——正是这种认识和这种感情构成了真正的宗教感情;在这个意义上,而且也只是在这个意义上,我才是一个具有深挚的宗教感情的人。”爱因斯坦不仅在物理学领域做出了有史以来最杰出的贡献,同时他还有世界上最高贵的悲悯情怀。