【資料圖】

阿爾伯特?愛因斯坦被認(rèn)為是科學(xué)界最著名的天才。他最著名的理論是相對(duì)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(xué)獎(jiǎng)，但與此同時(shí)，愛因斯坦幾乎沒有做過任何實(shí)驗(yàn)。事實(shí)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(shí)驗(yàn)。阿爾伯特?愛因斯坦在1922年訪問巴黎那么問題來了：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(duì)于科學(xué)思維和想象力的一些想法。這篇文章中的陳述和評(píng)論是由阿爾伯特?愛因斯坦本人在柏林物理學(xué)會(huì)舉行的馬克斯?普朗克六十歲生日慶祝會(huì)上發(fā)表的，文本收錄在《我的世界觀》（MeinWeltbild,Amsterdam:QueridoVerlag,1934）中。馬克思?普朗克（1858—1947年）多年來一直是柏林大學(xué)的理論物理學(xué)教授。他對(duì)物理學(xué)最杰出的貢獻(xiàn)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(gè)現(xiàn)代量子物理學(xué)的發(fā)展的基礎(chǔ)。因此，普朗克被認(rèn)為是量子力學(xué)的奠基人之一。緊隨普朗克之后，愛因斯坦在這個(gè)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(duì)量子理論的早期貢獻(xiàn)還包括他的啟發(fā)性猜想，他認(rèn)為光的行為和聚集在一起的光子的行為相同；他還對(duì)物質(zhì)中粒子的機(jī)械能的量子結(jié)構(gòu)進(jìn)行探索。正是他比任何人都更深刻地認(rèn)識(shí)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(shí)將科學(xué)比作一座神殿，并將科學(xué)家與那些為僅僅為科學(xué)殿堂的發(fā)展提供了智力產(chǎn)物的人進(jìn)行了比較。然后，他對(duì)馬克斯?普朗克進(jìn)行了評(píng)價(jià)，認(rèn)為他是一定會(huì)被留在科學(xué)殿堂里的人之一——他在很大程度上推動(dòng)著科學(xué)的發(fā)展。在科學(xué)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(xué)，是因?yàn)榭茖W(xué)會(huì)帶給他們智力強(qiáng)于常人的快感，科學(xué)是他們特殊的娛樂方式，他們?cè)诳茖W(xué)中尋找生動(dòng)的體驗(yàn)和對(duì)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(xiàn)在科學(xué)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(huì)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(xué)神殿的建立做出過許多甚至是主要的貢獻(xiàn)。天使有時(shí)也很難決定驅(qū)逐哪些人，但是有一點(diǎn)我可以肯定，如果只留下剛才我們提到的兩類人，科學(xué)神殿就絕不會(huì)存在，剩下的只是一些荒草。對(duì)這些人來說，只要時(shí)機(jī)合適，他們可以從事任何行業(yè)。他們會(huì)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(huì)被留在科學(xué)神殿里，而從來不會(huì)被上帝的天使驅(qū)逐。然后，他闡述了一個(gè)重要的哲學(xué)觀點(diǎn)，到底是什么導(dǎo)致人們沉迷于科學(xué)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?，F(xiàn)在讓我們?cè)倏纯茨切┑玫教焓骨嗖A的人。他們中的大多數(shù)人都有點(diǎn)古怪、沉默寡言、孤僻，盡管有這些共同點(diǎn)，但他們本質(zhì)上非常不同。是什么把他們帶到科學(xué)殿堂里來的？這是一個(gè)難以回答的問題，因?yàn)椴淮嬖诮y(tǒng)一的答案。首先，我相信叔本華的觀點(diǎn)，引導(dǎo)人們走向藝術(shù)和科學(xué)的最強(qiáng)烈動(dòng)機(jī)之一是：逃離日常生活中痛苦的粗鄙和令人無(wú)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(gè)人生活，進(jìn)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(jìn)入高山中的寧?kù)o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(jì)的環(huán)境中。愛因斯坦解釋了當(dāng)人們?cè)噲D去描繪所生活的世界和宇宙時(shí)個(gè)人特質(zhì)的重要性，無(wú)論是畫家、科學(xué)家還是哲學(xué)家——每個(gè)人都試圖創(chuàng)造自己對(duì)宇宙的理解。在所有這些有趣的想法背后，我們可能會(huì)想到一些非常重要的問題：物理學(xué)家的世界圖景在所有人的圖景中占據(jù)什么位置？物理學(xué)家的科學(xué)想象力如何受到約束？為了形成一個(gè)精妙而完整的理論，科學(xué)頭腦需要考慮哪些事情？除了這個(gè)消極的動(dòng)機(jī)，還有了一個(gè)積極的動(dòng)機(jī)。人類試圖以最適合自己的方式為自己描繪一幅簡(jiǎn)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(yàn)世界，然后降伏它。這就是畫家，詩(shī)人、哲學(xué)家和自然科學(xué)家所做的事情，他們只是各自有各自的風(fēng)格。每個(gè)人都將這個(gè)宇宙及其構(gòu)造作為自己情感的支點(diǎn)，以便通過這種方式找到在他有限的經(jīng)驗(yàn)范圍內(nèi)沒有的安寧。理論物理學(xué)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(shí)盡可能達(dá)到最高的精度，這種要求只有通過數(shù)學(xué)的語(yǔ)言才能做到這一點(diǎn)。另一方面，物理學(xué)家必須嚴(yán)格限制自己描述的主題：他必須滿足于描述我們經(jīng)驗(yàn)范圍內(nèi)最簡(jiǎn)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(wú)法以理論物理學(xué)家所要求的微妙的準(zhǔn)確性和邏輯的完美性來重建。物理學(xué)家需要以喪失部分完整性為代價(jià)來打達(dá)到最高純粹性、清晰性和確定性。但是，當(dāng)人們小心翼翼地忽略世界的復(fù)雜性時(shí)，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(dān)得起宇宙理論之名？愛因斯坦，在1952-1955年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(xué)原理和物理理論的主要方法——演繹法。他進(jìn)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(duì)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)的直覺作用形成。這種方法確實(shí)為單一理論和對(duì)同一現(xiàn)象的多種理解提供了多種解釋。然而，總有一個(gè)（原理或理論）比其他的更出色。我相信這個(gè)名字是合適的。因?yàn)槔碚撐锢斫Y(jié)構(gòu)所依據(jù)的一般規(guī)律聲稱對(duì)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(duì)包括生命在內(nèi)的每一個(gè)自然過程進(jìn)行描述，如果這個(gè)演繹過程超出人類智力的能力不遠(yuǎn)的話。因此，物理學(xué)家放棄其宇宙的完整性不是原則性問題。物理學(xué)家的終極目標(biāo)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(yán)密的邏輯方法是行不通的。只有通過建立在經(jīng)驗(yàn)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(xué)發(fā)展的過程一再表明，在同一時(shí)期的許多方案中，總有一個(gè)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(huì)相信，真實(shí)世界的現(xiàn)象直接決定了哪個(gè)理論是最優(yōu)的，盡管事實(shí)上，現(xiàn)象與其理論原則并不存在邏輯上的對(duì)應(yīng)關(guān)系。這就是萊布尼茨所說的“前定和諧”（Pre-establishedharmony）。物理學(xué)家經(jīng)常指責(zé)認(rèn)識(shí)論者沒有對(duì)這一事實(shí)給予足夠的重視。愛因斯坦在演講結(jié)束時(shí)提到了一些關(guān)于馬克斯?普朗克的友好評(píng)價(jià)，以及他對(duì)科學(xué)的貢獻(xiàn)，特別是對(duì)物理學(xué)的貢獻(xiàn)，這些貢獻(xiàn)在科學(xué)意義上是至關(guān)重要的。在談到普朗克時(shí)，愛因斯坦提到：他（普朗克）在探索和解決一些最重大的科學(xué)問題方面發(fā)揮了重要作用，希望他在量子理論與電動(dòng)力學(xué)理論相結(jié)合的嘗試中取得成功。普朗克無(wú)窮無(wú)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(xué)中最普遍的問題，拒絕讓自己轉(zhuǎn)向更容易達(dá)到的目標(biāo)上去。我經(jīng)常聽到同事們?cè)噲D將他的這種態(tài)度歸因于非凡的意志力和紀(jì)律，在我看來，這是錯(cuò)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(jì)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(xué)家曾在白天提著燈籠尋找“誠(chéng)實(shí)”的人）。簡(jiǎn)單的語(yǔ)言不能詮釋我們對(duì)他的熱愛。愿對(duì)科學(xué)的熱愛繼續(xù)照亮他未來的道路，引導(dǎo)他解決當(dāng)今物理學(xué)中最重要的問題，祝他可以將量子理論和電動(dòng)力學(xué)、力學(xué)統(tǒng)一在同一個(gè)邏輯體系里。阿爾伯特?愛因斯坦在柏林獲得德國(guó)物理學(xué)會(huì)頒發(fā)的馬克斯?普朗克獎(jiǎng)?wù)?。原文鏈接：https://www.cantorsparadise.com/einsteins-scientific-imagination-and-principles-of-research-959acd8958e8本文來自微信公眾號(hào)：