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爱因斯坦自选集:物理研究原则,普朗克量子论的重要贡献

时间:2023-08-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:我们的普朗克就是其中之一,这正是我们爱戴他的原因。因此,放弃物理世界图像的完备性倒不是什么原则性的问题。凡是真正深入研究过这个问题的人都不会否认,其实,现象世界唯一决定了理论体系的是现象世界,尽管现象与理论原理之间并无逻辑桥梁。物理学家们常常指责研究认识论的人对此不够重视。普朗克曾任柏林大学理论物理学教授多年,他对物理学所作的最杰出的贡献是1900年提出的量子论,这为现代原子物理学的整个发展奠定了基础。

爱因斯坦自选集:物理研究原则,普朗克量子论的重要贡献

科学的圣殿是一座多层楼阁,住在里面的人真是各种各样,引导其进入的动机也各不相同。有些人喜欢科学是因为他们出众的智力能够带来愉快的感受,科学是一项与之相称的活动,可以带来生动而强烈的体验,并使其雄心壮志得到满足。还有不少人仅仅出于功利目的而把智力成果供奉到这座圣殿里。倘若上帝的天使跑来把这两类人都赶出圣殿,那里就有被清空的可能,但仍有一些人会留在圣殿里,古人和今人都有。我们的普朗克就是其中之一,这正是我们爱戴他的原因。

我当然知道,方才在想象中会把许多卓越的人扫地出门,他们为建造这座科学圣殿做出了很大贡献甚至是主要贡献;在许多情况下,我们的天使也会难以定夺。但有一点我可以肯定,倘若圣殿里只有被驱逐的那两类人,那么这座圣殿就永远不可能建成,正如只有蔓草就长不成森林。对于这些人来说,其实从事任何人类活动都行,他们最终成为工程师、官员、商人还是科学家,完全取决于外在环境

现在我们再来看看那些受天使宠爱的人。他们大都有些特立独行和不善交际,但除了这些共同特征,他们彼此之间的相似之处却不及被赶走的那群人。是什么东西把他们引入了这座圣殿呢?回答这个问题并不容易,而且肯定不能一言以蔽之。首先,我同意叔本华所说,把人引向艺术和科学的最强烈的动机之一,是逃离日常生活中令人痛苦的粗俗和令人绝望的空虚,摆脱变化无常的欲望的束缚。与世无争者渴望逃离个人生活,进入客观现象和思想的世界。这种动机就如同城市里的人不由自主地渴望逃离喧闹拥挤的环境,躲进幽静的高山,透过清澄纯净的空气举目远眺,沉醉于似乎为永恒而造的宁静景致。

不过,除了这种消极的动机,还有一种积极的动机。人们总想以某种适合自己的方式建立一幅简化的、可理解的世界图像,并试图用这幅图像来取代和克服经验世界。这就是画家、诗人、思辨哲学家和自然科学家以各自的方式去做的事情。每个人都把这幅图像及其构造当作其感情生活的中心,在狭窄而混乱的个人经验领域找到那份久违的平和与安定。

在所有这些可能的世界图像中,理论物理学家的世界图像占据着什么位置呢?它要求以最大的严密性和精确性来描述各种关系,而这只有用数学语言才能达到。为此,物理学家必须严格限制自己的主题:他必须满足于描述我们经验所能给出的最简单的事件;企图以理论物理学家所要求的那种精密性和逻辑性把一切更为复杂的事件重构出来,超出了人类理智的能力。要想得到高度的纯粹性、清晰性和确定性,就要牺牲完备性。但如果畏缩而胆怯地把一切较为微妙复杂的东西都撇开不管,那么彻底认识自然界的一小部分还有什么吸引力呢?这种谦卑的努力成果配得上“世界图像”这个高贵的名号吗?

我认为是配得上的,因为理论物理学的思想大厦所基于的一般定律声称对任何自然现象都有效。有了它们,就可以通过纯粹的思想推导来描述包括生命过程在内的一切自然过程,也就是得出关于这些过程的理论,除非这种推导过程远远超出了人类的理智能力。因此,放弃物理世界图像的完备性倒不是什么原则性的问题。(www.xing528.com)

因此,物理学家的最高使命是寻求那些最一般的基本定律,由它们推导出世界图像。这些定律的发现并无逻辑途径可循,只有通过建立在经验同感基础上的直觉才能得到这些定律。由于这种方法论上的不确定性,人们可能以为这样就会有任意多个理论物理学体系具有同样的合理性。从理论上讲,这种看法无疑也是正确的。但物理学的发展已经表明,在任何时候,在所有可能设想的构造中,总有一个远远优于所有其他构造。凡是真正深入研究过这个问题的人都不会否认,其实,现象世界唯一决定了理论体系的是现象世界,尽管现象与理论原理之间并无逻辑桥梁。这就是莱布尼茨欣然说的“前定和谐”。物理学家们常常指责研究认识论的人对此不够重视。在我看来,几年前马赫和普朗克之间的论战,其根源就在这里。

渴望看到这种前定和谐乃是无穷的耐心与毅力的源泉。我们看到,普朗克正是怀着这种渴望而致力于这门科学中最一般的问题,而不是让自己分心于那些更能取悦人和更容易达到的目标。我的同事们常常把他的这种态度归功于非凡的意志力和磨炼,我认为这是完全错误的。促使人去从事这种工作的情感状态类似于宗教信徒或谈恋爱的人,他们每天的努力并非源于事先的意图或计划,而是源于一种直接的需求。

我们敬爱的普朗克就坐在这里,内心在笑我像孩子一样提着第欧根尼灯笼闹着玩。我们对他的爱戴无须做俗套乏味的说明。希望对科学的爱能继续照亮他的道路,引领他去解决今天最重要的物理学问题。他本人提出了这个问题,并已朝着问题的解决推进了一大步。祝愿他能把量子论同电动力学和力学成功地统一在一个逻辑一致的体系中。

[113]1918年在柏林物理学会所作的马克斯·普朗克六十岁生日宴会上的讲话,收录于1934年《我的世界观》。普朗克曾任柏林大学理论物理学教授多年,他对物理学所作的最杰出的贡献是1900年提出的量子论,这为现代原子物理学的整个发展奠定了基础。普朗克之后,爱因斯坦在这个新的领域做出先驱性的工作,特别是他的光量子或光子理论(1905年)以及比热理论(1907年)。爱因斯坦比其他任何人更能觉察到,量子概念在物理学的各个分支都发挥着基础性作用。

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