愛因斯坦理論成果
從諾貝爾獎第一次頒獎,至今已一個多世紀了。百年來,歷屆諾貝爾獎得主,努力張揚格物致知、求真務(wù)實、堅韌不拔的科學(xué)精神。20世紀最偉大的物理學(xué)家阿爾伯特·愛因斯坦尤為杰出。
2-1
宗教視信仰高于一切,禁止對信仰的任何懷疑,而科學(xué)的出發(fā)點則是懷疑。因為懷疑,所以探索;因為探索,才會有所發(fā)現(xiàn),有所創(chuàng)造。
愛因斯坦的兒童時代曾“深深地信仰宗教”,但是這種信仰在他12歲那年就突然中止了。原因如其所言:
由于讀了通俗的科學(xué)書籍,我很快就相信,《圣經(jīng)》里的故事有許多不可能是真實的。其結(jié)果就是一種真正狂熱的自由思想,并且交織著這樣一種印象:國家故意用謊言來欺騙年輕人的;這是一種令人目瞪口呆的印象。這種經(jīng)驗引起我對所有權(quán)威的懷疑,對任何社會環(huán)境里都會存在的信息完全抱一種懷疑態(tài)度,這種態(tài)度再也沒有離開過我,即使在后來,由于更好地搞清楚了因果關(guān)系,它已失去了原有的尖銳性時也是如此。[3]
從此,愛因斯坦走上了科學(xué)探索的實踐之路。
2-2
懷疑并非一切不信??茖W(xué)研究既從懷疑出發(fā),同時也是有所信的,否則,一切不信,科學(xué)探索追求什么?
愛因斯坦說:“相信世界在本質(zhì)上是有秩序的和可認識的這一信念,是一切科學(xué)工作的基礎(chǔ)。”“在一切比較高級的科學(xué)的工作的背后,必定有一種關(guān)于世界的合理性或者可理解性的信念,這有點像宗教感情?!钡牵@種信念與宗教信仰,在本質(zhì)上迥然不同??茖W(xué)的這種信念只給人一種研究的基本預(yù)設(shè),并鼓勵在這種基本預(yù)設(shè)前提下,每個人都有權(quán)創(chuàng)造理論,進行實驗,而不受來自這種信念的任何人為的限制。這種信念“有點像宗教感情”,但愛因斯坦非常明確指出這種信念與宗教信仰的不同:“我信仰斯賓諾莎的那個在存在事物的有秩序的和諧中顯示出來的上帝,而不信仰那個同人類的命運和行為有牽累的上帝?!?sup>[4]
同樣是相信世界有秩序的,但宗教組織和科學(xué)社團的行為方式卻天差地別。一些宗教組織(如中世紀的天主教會)借用神的名義,壟斷了對世界秩序的理解和認識,取締一切不同意見。而真正的科學(xué)社團則奉行學(xué)術(shù)自由的原則:面對在本質(zhì)上是有秩序的世界,任何人皆可自由探求、認識、理解,勾畫出自己心目中的世界秩序圖。由此可得一重要推論:凡壟斷了對世界、社會以及人生的解釋權(quán)的社會組織,其思想觀念都是違背科學(xué)精神的,比較接近于宗教,確切地說更像中世紀的天主教?,F(xiàn)代健康的宗教,觀念開明,并不壟斷文化,禁錮人的思想自由。
古往今來,無數(shù)仁人志士為探求世界的秩序與和諧,艱苦奮斗、前赴后繼,寫出了科學(xué)史一篇篇輝煌之章,愛因斯坦是其中最為忠誠者之一,他始終為自己選擇了以科學(xué)的方式理解世界而自豪:
在向我們提供的一切可能范圍里,從思想上掌握這個在個人以外的世界,總是作為一個最高目標而有意無意地浮現(xiàn)在我心目中。有類似想法的古今人物,以及他們已經(jīng)達到的真知灼見,都是我的不可失去的朋友。通向這個天堂的道路,并不像通向宗教天堂的道路那樣舒坦和誘人;但是,它已證明是可以信賴的,而且我從來也沒有為選擇了這條道路而后悔過。[5]
2-3
認識世界,必須要有概念,有理論。
愛因斯坦認為:“在我們的思維和我們的語言表達中所出現(xiàn)的各種概念,從邏輯上來看,都是思維的自由創(chuàng)造,它們不能從感覺經(jīng)驗中歸納地得到。這一點之所以不那么容易被注意到,那只是因為我們習(xí)慣于把某些概念和概念的關(guān)系(命題)如此確定地同某些感覺經(jīng)驗結(jié)合起來,以至于我們意識不到有這樣的一種邏輯上不能逾越的鴻溝,它把感覺經(jīng)驗的世界同概念和命題的世界分隔開來?!?sup>[6]
教條主義的危害在于,教條主義者認為自己所贊成的理論就等同于世界的本質(zhì),將這種理論提到至高無上的地位,圣化為教條。如,基督教神學(xué)教義宣稱,上帝創(chuàng)造萬物,世界運動只是上帝意志的體現(xiàn),圣經(jīng)則是上帝的啟示。中世紀的神學(xué)教條主義者認為,凡是真理皆包含在圣經(jīng)之中,凡是與圣經(jīng)相悖的都是謬論。一切必須從圣經(jīng)條文出發(fā),上帝的啟示等于上帝的創(chuàng)造物(世界)的本質(zhì)。黑格爾宣稱,絕對精神是世界的本質(zhì)。絕對精神外化成萬物(人、社會、自然)并決定著萬物的變化。將黑格爾哲學(xué)視為教條者認為,凡真理皆包含在黑格爾的哲學(xué)之中,凡是與黑格爾理論相悖的都是謬誤,一切須從黑格爾的哲學(xué)出發(fā)。絕對精神的理論形態(tài)——黑格爾哲學(xué),等于絕對精神外化成的世界(人、社會、自然)的本質(zhì)。其余形形色色的教條主義者,不一定相信上帝,也不一定相信黑格爾的絕對精神,但是,他們無不深信自己的理論等于世界的本質(zhì),因此,一切必須從他們所贊成的理論出發(fā),所謂的“按既定方針”和“兩個凡是”等,就是這類教條主義的表現(xiàn)。
劃清概念和命題的世界與感覺經(jīng)驗世界的界限,徹底抽掉了一切教條主義的理論基礎(chǔ)。從邏輯的觀點看來,沒有一條從感覺經(jīng)驗材料到達概念和命題體系的通道[7],反過來,更沒有一條從概念和命題世界推導(dǎo)出感覺經(jīng)驗世界的通道。所謂一切從某某理論出發(fā)的教條主義,豈不是荒唐透頂么?
2-4
如果由此斷言,理論是不應(yīng)也不能與經(jīng)驗世界發(fā)生聯(lián)系的,顯然這是錯誤的。人們創(chuàng)造理論,不正是為了解決實際問題么?盡管理論皆不等于經(jīng)驗世界,但是,任何一種理論都會討論經(jīng)驗世界的問題。
那么,怎樣跨越概念世界與經(jīng)驗世界的鴻溝呢?
愛因斯坦以幾何學(xué)與經(jīng)驗的關(guān)系為例加以闡述:“數(shù)學(xué),特別是幾何學(xué),它之所以存在,是由于需要了解實在客體行為的某些方面。幾何這個詞本來的意思是大地測量,就證明了這一點。因為大地測量必須處理某些自然對象(即地球的某些部分、量繩、量杠等)彼此之間各種排列的可能性。僅有公理學(xué)的幾何概念體系顯然不能對這種實在客體(以后我們稱之為實際剛體)的行為作出任何斷言。為了能夠作出這種斷言,幾何學(xué)必須去掉它的單純的邏輯形式的特征,應(yīng)當把經(jīng)驗的實在客體同公理學(xué)的幾何概念的空架子對應(yīng)起來。要做到這一點,我們只要加上這樣一條命題:固體之間的可能的排列關(guān)系,就像三維歐幾里得幾何里的形體關(guān)系一樣。這樣,歐幾里得的命題就包含了關(guān)于實際剛體行為的斷言?!?/p>
為了能用幾何概念對實在客體的行為作出斷言,必須引進相應(yīng)的命題。這類命題,布里奇曼稱為“操作定義”?!叭魏纬霈F(xiàn)在公理幾何中的名詞——比如直線——都必須同這名詞所描述的客體的制造工藝程序相對應(yīng)。每一個這類程序都能用我們?nèi)粘5恼Z言來描述,所以名之為‘操作定義’。”[8]那么,操作定義能跨越概念世界與經(jīng)驗世界的鴻溝么?當然不能。愛因斯坦明確地指出:“只要數(shù)學(xué)的命題是涉及實在的,它們就不是可靠的;只要它是可靠的,它們就不涉及實在。”這里的可靠當然是指邏輯上的可靠性。但是,操作定義能使概念世界應(yīng)用于經(jīng)驗世界,科學(xué)理論的價值也體現(xiàn)于此。愛因斯坦說:“概念和命題只有通過它們同感覺經(jīng)驗的聯(lián)系才能獲得其‘意義’和‘內(nèi)容’?!焙笳咄罢叩穆?lián)系,并不具有邏輯的本性??茖W(xué)“真理”同空洞幻想的區(qū)別就在于這種聯(lián)系,即這種直覺的結(jié)合能夠被保證的可靠程度,而不是別的什么。這種直覺的結(jié)合的可靠程度如何,不僅可區(qū)分科學(xué)“真理”與空洞幻想,同時也可區(qū)分科學(xué)與宗教?!叭绻@種對應(yīng)不能可靠無誤地建立起來(雖然在邏輯上它是無法理解的),那末邏輯機器對于‘理解真理’將是毫無價值(比如,神學(xué))?!@一切的中心問題就是思維領(lǐng)域同感官的直接經(jīng)驗之間的永恒存在的有問題的聯(lián)系。”[9]
神學(xué)及各種宗教學(xué)說,都是些對于“理解真理”毫無價值的邏輯機器,因為它們無法與感覺經(jīng)驗建立起比較可靠的直覺結(jié)合??茖W(xué)理論則應(yīng)與感覺經(jīng)驗建立起比較可靠的直覺結(jié)合,雖然這類直覺結(jié)合,永遠是有問題的。這就是為什么任何科學(xué)理論皆不能終結(jié)真理,原因在此。
2-5
在科學(xué)領(lǐng)域內(nèi),怎樣評判理論?
第一,是要堅持實證傳統(tǒng)?!暗谝粋€觀點是很明顯的,理論不應(yīng)當同經(jīng)驗事實相矛盾。這個要求初看起來似乎很明顯,但應(yīng)用起來卻非常傷腦筋。因為人們常常,甚至總是可以用人為的補充假說來使理論同事實相適應(yīng),從而堅持一種普遍的理論基礎(chǔ)。但是,無論如何,這第一個觀點所涉及的是用現(xiàn)成的經(jīng)驗事實來證實理論基礎(chǔ)?!?sup>[10]那么當理論同經(jīng)驗事實相矛盾時,又應(yīng)該如何應(yīng)對呢?有兩種不同的態(tài)度。教條主義的態(tài)度是:盡一切力量抹殺事實,百般為教條辯護??茖W(xué)的態(tài)度是:修改理論?!坝萌藶榈难a充假設(shè)來使理論同事實相適應(yīng)”,亦是一種對理論的修改。如果最終再增加補充假設(shè)也無法使理論同事實相適應(yīng),那么,必須對理論基礎(chǔ)作本質(zhì)上的修改。用拉卡托斯的話講,叫做修改綱領(lǐng),用庫恩的話講,叫變革范式。
第二,是要堅持邏輯分析傳統(tǒng)。正如愛因斯坦所言,“邏輯上簡單的東西,當然不一定就是物理上真實的東西。但是,物理上真實的東西一定是邏輯上簡單的東西,也就是說,它在基礎(chǔ)上具有統(tǒng)一性?!笔澜绲谋举|(zhì)是有秩序和諧的,而宇宙萬象則五彩繽紛,繁復(fù)龐雜。當人們力圖去理解世界的有序和諧時,當然要用比現(xiàn)象簡單的概念去解說,否則,秩序與和諧何在?而且用復(fù)雜解釋復(fù)雜或者用更復(fù)雜解釋復(fù)雜,又有什么意義呢?追求簡單性無疑是科學(xué)的優(yōu)秀傳統(tǒng)。力學(xué)現(xiàn)象無處不有,異常復(fù)雜,而牛頓用力學(xué)三定律作經(jīng)典層面的解釋,何其簡單?化學(xué)物質(zhì)非常復(fù)雜,而門捷列夫用元素周期律作深層解釋,何其簡單?愛因斯坦的狹義相對論更是追求簡單性的典范。
第三,是要提倡原創(chuàng)性?!叭绻环N理論并不是從那些等價的和以類似方式構(gòu)造起來的理論中任意選出的,我們就給予這種理論較高的評價?!?sup>[11]從庫恩的視角看去,愛因斯坦最重視那些可稱為范式的概念,以及由這些概念構(gòu)成的理論。不知庫恩是否讀過愛因斯坦的上述名言,倘若讀過,我認為庫恩的范式構(gòu)想,也許是從此脫胎而出的。
2-6
要充分發(fā)揮想象力。愛因斯坦指出“想象力比知識更重要,因為知識是有限的,而想象力概括著世界上的一切,推動著進步,并且是知識進化的源泉。嚴格地說,想象力是科學(xué)研究中的實在因素。”[12]
凡科學(xué)研究,必須超越現(xiàn)有知識,否則哪來概念創(chuàng)新、理論突破?顯然,從現(xiàn)有知識中很難推導(dǎo)出新的科學(xué)理論(偶爾會有,但不會太多,可證之于科學(xué)史上各種重要突破),因此,想象力就理所當然成了科學(xué)研究中的實在因素,推動著科學(xué)進步。
任何新概念都是人類心靈的自由創(chuàng)造。人們憑借想象(可以假想、設(shè)想、幻想甚至胡思亂想),自由地構(gòu)想各種新概念和新命題,然而訴諸科學(xué)實驗,加以選擇,這就是說,必須擺脫任何教條主義的枷鎖,陳規(guī)陋俗的約束,常識的偏見,求得內(nèi)心自由。唯有自由的心靈,才能展開想象力的雙翅,在精神王國中自由翱翔。
2-7
要保護神圣的好奇心?!艾F(xiàn)代的教學(xué)方法,竟然還沒有把研究問題的神圣好奇心完全扼殺掉,真可以說是一個奇跡;因為這株脆弱的幼苗,除了需要鼓勵以外,主要需要自由;要是沒有自由,它不可避免地會夭折?!?sup>[13]顯然,沒有好奇心的人,不可能去探索事物的奧秘,追求世界的和諧。
愛因斯坦深惡痛絕那種扼殺好奇心的教育。怎樣在教育中,既傳授知識又保護學(xué)生們的好奇心,這是現(xiàn)代教育的一個重要問題。世界各國的大學(xué)之所以不斷進行教育改革,就是為了妥善解決這個問題。每個兒童充滿神圣的好奇心,而知識比較多的成年人,發(fā)自于好奇心的問題少得多。怎樣既增進知識,又能始終用好奇的眼光觀察世界?這個難題有待心理學(xué)和教育學(xué)的專家們?nèi)ヌ剿髁恕?/p>
神圣的好奇心需要自由。怎樣為神圣的好奇心這株幼苗的成長提供一個自由的環(huán)境?細思之,不難發(fā)現(xiàn),科學(xué)精神和政治民主無疑是現(xiàn)代文明的兩大重要因素。當然,如果涉及資源配置問題,則市場經(jīng)濟亦是現(xiàn)代文明的一個重要因素。至于涉及審美,則藝術(shù)不可少,涉及終極關(guān)懷,則宗教不可少。
2-8
1922年,愛因斯坦從歐洲乘船到日本的途中路過上海,但未在中國講學(xué)。他的門生中,中國人也很少,原北大校長周培源1936—1937年期間在美國普林斯頓高等學(xué)術(shù)研究院參加過愛因斯坦主持的相對論研究班,除此之外,少有所聞。他對中國文化作過多少研究?文獻也無詳細記載。
然而值得注意的是,1953年他給J·E·斯威策的信中論及中國文明:“西方科學(xué)的發(fā)展是以兩個偉大的成就為基礎(chǔ)的,那就是:希臘哲學(xué)家發(fā)明形式邏輯體系(在歐幾里得幾何學(xué)中),以及(在文藝復(fù)興時期)發(fā)現(xiàn)通過系統(tǒng)的實驗可能找出因果關(guān)系,在我看來,中國的賢哲沒有走上這兩步,那是用不著驚奇的,要是這些發(fā)現(xiàn)果然都作出了,那倒是令人驚奇的事?!?sup>[14]
這驚世駭俗之語,不僅令不少學(xué)者瞠目結(jié)舌,更引起中國學(xué)術(shù)界的關(guān)注。一向以四大發(fā)明自豪的中華民族,在近代科學(xué)的發(fā)展中為何毫無建樹,中國近代科學(xué)為什么落后?中國的賢哲沒有走上這兩步,對此異議不多。中國古代有邏輯(如公孫龍,墨子都是名學(xué)大家),但并不全面。有幾何學(xué),但也不夠完備,特別缺乏明晰的公理系統(tǒng),而且其在社會上的地位,也不能與歐幾里得幾何在歐洲備受崇尚和殊榮之況同等而語。至于通過系統(tǒng)實驗來找出因果關(guān)系,當然也沒有蔚然成風(fēng)。
但是,關(guān)于“那是用不著驚奇的”和“那倒是令人驚奇的”事,就令中國的學(xué)者爭論不休了。中國的賢哲為何沒有走上這兩步,是什么原因決定了他們不可能走上這兩步?仁者見仁,智者見智,各持己見,至今無定論,未來也未必會有定論,于是愛因斯坦的名言必然會引起一代又一代中國學(xué)人的思考。
中國是泱泱大國,當我們思考這個問題時,重溫愛因斯坦那些智慧之言,解讀其中的科學(xué)精神,不是可以發(fā)人深省的么?
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