纪念国际物理年

【这是一篇2005年的旧文】

题记:1905年,瑞士专利局鉴定员Albert Einstein在德国《物理学杂志》上发表了三篇论文,在各自领域(量子力学、相对论、统计物理)作出了开创性的工作。为纪念这一物理学史上的奇迹,联合国决定将2005年定为国际物理年。

回到一百年前,在新年钟声即将敲响之际,我们每一个人,作为“人类成员”这个身份,都应当为过去的一年内发生的奇迹喝彩。

这 一奇迹属于整个人类,而不仅仅属于科学工作者,更不仅仅属于理论物理学家。人类通过其特有的技术、语言、社会、智慧、道德,把自己这个物种扩展到地球上的 每一个角落;但是,当他发现,这个世界――无论通过技术本身,这个作为观察界限的世界,在范围上被推向多么远;在精度上被推得多么细致――竟然以一种人类 理智可以理解的方式运行时,他就会感到,前者这个战绩,相比之下显得多么微不足道、相形见绌;尽管能够维持自身物种的繁衍,对于这项高度理性而言是必要 的。技术给人类带来远超出其生物属性所具有的能力――尤其当它与科学结合后更是如此――但是如果人类因此而失去对自然的敬畏,那就会给自己带来灭顶的隐 患。自然的庞大与复杂,使得仅仅从原理上去把握,对于人类理智而言,都是巨大的挑战;更不论从细节上去认识甚至操控。技术已经给人类足够的能力从为维持生 存而承担的繁重劳动中解脱,使之有充足的时间与精力进行道德自律、艺术创作、科学探索,人类就不应对技术再奢求什么。自然不费吹灰之力,就可以对人类打破 其固有秩序的企图回以致命的报复。“认识就是征服,理解就是超越”(贺麟),科学,就是从思想上,而不是物质上,实现征服和超越,从而达到自由的疆域。

然而,科学家并不总是以理智上把握自然这一雄心壮志作为其开拓自由疆域的动力。尽管对于那些古希腊的“自然哲学家”们或许如此;但对于那些光着身子在街上边跑变喊Eureka; 发现人与猴子的亲缘关系;把电存储在莱顿瓶里的人们,则完全是孩童般的好奇与惊异。对他们而言,瞥见上帝的秘密,从中获得惊奇与喜悦,就如同孩子们第一次 看皮影戏、第一次玩魔方,与在嘉年华中得到最大的娃娃那样。随着年龄的增长,这种孩童般的天真并未泯灭,反而不断得到刺激与增强,以至于费因曼会在宴会上 与其夫人趴在地板上演示证明人的嗅觉并不比狗差。这些精神传统,都来自遥远而亲切的古希腊。古希腊被称作奇迹,不仅因为她开创了自然哲学、代数学、几何 学、逻辑学、天文学、地理学、医学、博物学;在文学、雕塑、诗歌、戏剧也树立了里程碑;更重要的是,他开创了科学精神,使得把现代的一个科学家放到古希 腊,除了一些知识体系、细节与方法外,他不会感到不习惯。除了孩童般的好奇与惊异,还有追求理性和谐:芝诺的四个悖论把无数优秀的头脑置于无穷尽的痛苦之 中;纯粹而无关实际利益的追求:泰勒斯冥想天上的问题,掉到坑里被农妇嘲笑。

科 学如果仅仅停留在冥想上,便不会有今天的辉煌成就。自从伽利略为其开创了实验传统与数学传统后,他才真正走上近代科学的道路。“科学家”并不长久以来就是 一项职业:早期有那么一批富家子弟(或许也有一些穷孩子),他们买来一堆昂贵的仪器,玩弄我们今天称为“实验”的东西;当他们接受了伽利略的这两套传统, 然后与经院中善于冥想的头脑结合,最后设立了一些专门供其“玩弄”的场所――科学院与大学,便形成了“科学家”这一职业。这些孩童们终于有了归属,可以名 正言顺地追寻他们的惊异与好奇。然而,孩童们对于科学的后一个里程碑,即与技术、社会,甚至政治的结合,就显得不那么情愿,因为这把人间的种种污秽带入了 他们圣洁的天堂。科学绝非生产力,他与技术长期分野,直到十九世纪末马可尼发射了第一个无线电信号,才实现真正意义上的结合。科学与技术的互相促进极大地 激励了双方的发展,但同时往往因为政治的缘故,剥夺了科学家的许多自由,甚至使他们悲上沉重的负担。曼哈顿计划使得科学研究中史无前例地出现了“审查制 度”,甚至主张减缓敏感领域的研究。两颗核弹的爆炸,引发了多少科学家的深深自责、精神错乱,甚至自杀!尽管这罪恶的鲜血并不是他们要去沾染的。同样是精 神领域的探索与创作,科学家却要比画家、诗人承担更多的责任;而这责任,并不是由科学本身带给他们的。爱因斯坦受到纳粹迫害;海森堡受到监视;相对论被视 为异端禁止教授……科学从来不失与宗教在立场上发生激烈的争论,但却从未遭受如此因为利益(尤其是罪恶的利益目的)而非精神层面而受到影响的侮辱。科学家 们勇敢地承担起了他们的社会责任――爱因斯坦就是这样一位楷模:反对邪恶的战争;反对种族歧视;反对核武器的使用;反对政治对科学的操控;主张科学无国 界……“对不良行为的默许意味着犯同谋罪。”此外,科学所依存的以信任为基础的近乎共产主义的科学共同体,应当成为整个人类社会的楷模;爱因斯坦与玻尔关 于量子力学的纯粹学术的争论,而非牛顿与莱布尼兹关于创立微积分优先权的争论,应当成为学术争论的典范。

作为一名物理专业的学生,我可以自豪地宣称:理论物理,是这座宏伟的科学大厦的基础,是一切科学的底线。他提供一套简洁而有效的理论系统,为整理纷繁芜杂的 经验世界提供原则。科学大厦的成员们寻找大自然的拼板,并按显见的线索拼接起来;然而他们所能找到的拼板是支离破碎的,当他们终于面对未成的拼图而止步不 前时,理论物理学家们就尝试着按照理性的原则,指出部分间的结构与关系,指导他们寻找并连接新的拼板,完成大自然的拼图。科学给人类带来的思维方式的改 造,也大都来自理论物理:守恒、对称、基本粒子、机械论、相对时空观、概率世界……

爱 因斯坦在纪念普朗克六十岁生日时说:科学庙堂里居住着三类居民:第一类居民把他们的脑力产物奉献在祭坛上,纯粹是为了功利的目的;第二类居民从科学中获得 异乎寻常的快感,将科学视作其特殊娱乐。这两类人为科学作出了重要甚至主要的贡献,但如果庙堂里只有这两类居民,那这座庙堂就绝不会存在,正如蔓藤无法成 为森林一样。如果上帝派一位天使来赶跑这两类居民,便会剩下第三类居民――他们往往性格怪癖、沉默、孤独;他们居住在庙堂里,是为了摆脱粗俗的欲望的桎梏 而获得精神的幽静;追寻理性的和谐,从而摆脱无知而产生的混乱与不安全感;试图用一幅简洁统一的世界图像来代替经验世界,并以此作为其感情生活的支点,由 此找到他在个人的经验的狭小范围内所不能找到的宁静和安定。

人 们在物理年普及物理知识、感叹物理学的伟大成就、享受科学带给我们的安逸生活;但这远非科学庙堂中的第三类居民所追求的,甚至不是他们愿意看到的――因为 这将增加人类面对自然的狂妄;提供更具杀伤力的武器屠杀同胞;诱发引入堕落的无穷尽的物欲……人类的精神,是实现自由唯一可行而且应当追求的领域;而这些 居民,应当成为人类精神的楷模。

2005年

附录:爱因斯坦给五千年后子孙的信 1938年10月

我们这个时代产生了许多天才人物,他们的发明可以使我们的生活舒适得多。我们早已利用机器的力量横渡海洋,并且利用机械力量可以使人类从各种辛苦繁重的体力劳动中最后解放出来。我们学会了飞行,我们用电磁波从地球的一个角落方便地同另一角落互通讯息。

但 是,商品的生产和分配却完全是无组织的。人人都生活在恐惧的阴影里,生怕失业,遭受悲惨的贫困。而且,生活在不同的国家里的人民还不时互相残杀。由于这些 原因,所有的人一想到将来,都不得不提心吊胆和极端痛苦。所有这一切,都是由于群众的才智和品格,较之那些对社会产生真正价值的少数人的才智和品格来,是 无比的低下。

我相信后代会以一种自豪的心情和正当的优越感来读这封信.

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