06.12 愛因斯坦:與其說我是一個物理學家,不如說我是一個哲學家

愛因斯坦:與其說我是一個物理學家,不如說我是一個哲學家

愛因斯坦

歷史學家阿道夫·馮·哈納克(Adolf von Harnack)曾經宣稱:“人們抱怨我們這一代沒有哲學家。這很不公正:只不過是今天的哲學家出在另一個學科,他們的名字是普朗克和愛因斯坦。”

愛因斯坦不僅過去是而且現在也仍是一個令人費解的現象。傳記作家徒勞地試圖解釋一個人如何能夠在如此短的時間內(1905年一年內,這一年常被稱為愛因斯坦的“奇蹟年”)取得這麼大的成就。當時他26歲,剛剛結婚,是瑞士專利局的一個小職員。他沒有學位證書或實驗室,科學界對他完全是一無所知。他在空閒時間——空閒時間!——寫作!他寫了五篇簡短的論文,並將它們提交給柏林的月刊《物理年鑑》。

這五篇論文震撼了全世界。在第一篇論文中,愛因斯坦建立了新的原則來確定分子的大小。在第二篇文章中,他摸索出布朗運動的數學,布朗運動是分子的一種不平穩運動,曾困擾科學家75年。他的第三篇文章解釋了光電效應,通過假設光由離散的能量包組成,這些能量的行為既是波又是粒子,為此他獲得了諾貝爾獎。第四篇文章處理狹義相對論,在這篇文章中他修改了我們的時間和空間的基本概念,通過表明光是一個常數,所有對時間、質量和運動的測量都是相對於觀察者。第五篇也是最後一篇文章指出,質量和能量是等價的,任何物質的粒子都可以被轉換成一個巨大的能量。這一想法的符號化表示就是公式E=mc2,它也是原子時代誕生的象徵。

愛因斯坦:與其說我是一個物理學家,不如說我是一個哲學家

關於愛因斯坦理論的後續工作逐漸表明,他已經給了我們一個我們可能永遠不會想到的奇怪的世界,一個包含第四維的宇宙,在那裡時間會加速和減緩,時間旅行實際上是可能的;一個會像氣球一樣縮小和擴大的宇宙;一個瘋狂的世界,在那個世界,你乘坐的飛機不會降落在機場,而是機場降落到你的飛機上。

愛因斯坦小的時候與常人並沒有什麼兩樣。1879年,他出生在德國西南部烏爾姆市。他的父親赫爾曼·愛因斯坦(Hermann Einstein)和母親保利娜·科赫(Pauline Koch)都講施瓦本方言,這成了愛因斯坦的母語。赫爾曼開了一家生產電器設備的工廠,後來生意失敗,全家搬到了慕尼黑。在那裡有段時間公司業務蓬勃發展,愛因斯坦能夠住進郊區帶有樹木和花園的家。赫爾曼是一個沉穩的、樂天知命的人,一個勤奮的人,他喜歡他的家庭,花很多時間與家人去鄉下郊遊,在那裡他會在小酒館停下,買點啤酒,慢慢咀嚼蘿蔔和香腸。母親是位鋼琴家,她對音樂的熱情全都傳給了自己的兒子。

愛因斯坦最初所受的教育是在他家附近的一所天主教小學。他有一個習慣,就是回答問題前先要停下來把問題想透了,而這在他的老師和家人眼中則覺得是他可能有智障的一個跡象;而且,他說話也慢,所以他的老師斷定他日後不會有什麼出息。赫爾曼曾問過學校校長自己的孩子未來適合幹什麼職業,校長告訴當父親的:“無所謂幹什麼,因為他幹什麼都不會成功。”

愛因斯坦進入天主教學校五年,然後轉學到了慕尼黑的路易博德文理中學,這年他10歲。六年來,他學習拉丁文和希臘文,歷史,地理,數學。他還發現,沒有比要求死記硬背和懲罰更糟的教育體系。“這種對待會破壞學生身上健康的感情,誠信,自信。”他沒有拿到畢業證就離開了路易博德文理中學,顯然是被趕走的,因為現存的一份通知上寫道:“你在課堂上的表現具有破壞性,會影響其他同學。”

1895年秋季(16歲),他被瑞士蘇黎世理工學院錄取。他熱愛科學,而學校裡也正好有科學教師可以激發他,然而他的物理學教授最終對他的冷淡變得不耐煩,並建議他去學習醫學、法律或文學——隨便什麼都行,只要他放棄物理學。“你是一個聰明的年輕人,愛因斯坦,但你有一個問題,”他被告知,“他人無法告訴你任何東西。”儘管如此,愛因斯坦仍在努力鑽研,吸收了大量科學知識。

1902年6月,他被伯爾尼專利局聘用,並在那裡工作了七年。每天早上他都會從他的單身公寓走路去上班,午飯就在辦公桌上吃,午飯是自帶的;做完他的本職工作,每天仍有多達8個小時可以想他的物理學。他也開始去想一個漂亮的黑頭髮的女孩,她叫米列娃·馬里奇(Mileva Marić),是來自薩格勒布的一個學習物理的學生。他們住的地方非常近,就在同一棟樓,他們一起研究,發展出了友誼,後來則成為情侶。1903年1月他們喜結良緣。隨著時間推移,兩個兒子漢斯和愛德華也來到了這個世界上。

愛因斯坦於1909年離開專利局,開始從事教學,先是在蘇黎世大學,接著是在布拉格大學。1914年春天,他接受了柏林大學物理學教授一職。第一次世界大戰期間,他仍然躲藏在柏林,緊張地研究引力。1916年,他發表了一篇論文,題為“廣義相對論的基礎”。在這篇文章中,他摧毀了牛頓的引力概念,認為引力是巨型物體創造的時空彎曲的結果。他指出了可以驗證他的預言的方式,1919年倫敦皇家學會宣佈,他的理論已在日食期間得到證實。有了這一確認,幾乎是在一夜之間,他就成為一個世界著名人物,他接受了這個事實,只要它不干擾他的工作。

他與米列娃的關係開始惡化;戰爭結束後,米列娃返回蘇黎世,她的後半生都在那裡度過。兩人於1919年正式離婚。愛因斯坦在1919年的夏天迎娶了他從小就認識的表姐埃爾莎(Elsa)。一位朋友寫道:“他們的婚姻,當它發生時,似乎對他們兩個來說是世界上再合適不過的事。”他們安靜地生活在柏林,帶著她上一樁婚姻留下的兩個女兒。

在這些年裡,他廣泛遊歷,就他的物理學理論進行講學。他通常都會坐火車到達要去的一些城市,手上拎著他的小提琴。1933年希特勒上臺時,愛因斯坦正在加利福尼亞。在回柏林的路上,愛因斯坦被告知,納粹警察洗劫了他的夏季別墅,沒收了他的帆船。飛機降落在比利時,他前往德國大使館,宣佈放棄了他的公民權。他們短暫定居在比利時,然後搭船前往英國和美國。新澤西州的普林斯頓成為他們的新家園,愛因斯坦的餘生都在高等研究院工作。每天他都會步行一英里到他的辦公室,在那裡研究他的統一場論;他演奏他的小提琴,並在附近湖上劃小帆船。他於1941年成為美國公民,不過他承認,他仍然覺得自己更像是一個歐洲人。

但他承受的考驗,給他帶來了深刻的變化。一位朋友寫道:“好像有什麼東西讓他變得遲鈍。陽光下,他坐在椅子上,指間扭動著頭上的白髮,像夢遊般說著話。他再也沒有笑過。”

埃爾莎於1936年去世,他再次成為一個人。他說自己就像“一頭住在自己洞穴裡的熊”,沉浸在他的工作中。他的朋友利奧波德·英費爾德評價說:“似乎對愛因斯坦來說,生死之間的差異僅僅是能研究物理學和不能研究物理學的區別。”

愛因斯坦:與其說我是一個物理學家,不如說我是一個哲學家

儘管名聲遠揚佔去了他的時間,他仍在繼續研究他的統一場論。在普林斯頓默瑟街的生活還是不錯的。白天去研究院,晚上與朋友或彈鋼琴或閱讀。陪伴他的是他多年的秘書,名叫瑪戈的繼女,和他的妹妹瑪雅。最後,他的健康惡化,他得了動脈瘤。慢性疼痛迫使他放棄划船,抽菸,直至放棄拉小提琴。1955年4月18日,他在普林斯頓大學醫院的睡眠中靜靜地離開了這個世界。

雖然他大部分時間思考的都是物理學,但他也默認自己是一個哲學家。“與其說我是一個物理學家,不如說我是一個哲學家”,他曾這樣說過。但他不是他鄙視的那種傳統哲學家,那些哲學家試圖用長長的單詞表達無法表達的內容。他是一個追尋真理和智慧的哲學家,唯一的激情就是去認識世界。用他自己的話來說就是:“我對這種現象或那種現象,或者是這一元素或那一元素的光譜不感興趣,我想知道的是上帝的想法,其他的都無足輕重。”

愛因斯坦總是迷惑於數學結構的簡單和美感,他敬畏麥克斯韋場方程,甚至包括他自己的物理學理論。他的朋友菲利普·弗蘭克曾這樣說過:“愛因斯坦的宇宙宗教一直是,相信存在著具有偉大的美和概念簡單性的符號系統,從中觀察到的事實可以被邏輯推導出來。至於系統看起來像什麼、使用的符號是什麼,都不要緊。”

仔細注意這兩個詞“符號系統”。愛因斯坦的目標——事實上也是所有科學的目標——是確切地瞭解:人類的心靈怎樣才能發現真正發生的是什麼。對愛因斯坦來說,這個問題極為重要,他清醒地認識到,這個問題是他工作的核心。

愛因斯坦:與其說我是一個物理學家,不如說我是一個哲學家

這個問題的答案令人不安。首先,我們必須記得,愛因斯坦是一個徹底的經驗主義者。“關於現實的一切知識,都是始於經驗並終於經驗”,他說。關於我們真實的世界,純粹的邏輯思維(沒有來自感官的信息),什麼也沒有告訴我們。

但是,一旦通過觀察建立了經驗模式,心靈就可以用數學去捕捉和符號化那些模式。數學符號刪除了來自感官知覺的現象,將其轉換成精確的抽象方程;愛因斯坦認為,只要數學公式保持不變,它們就可以被接受為不只是有效的,還是客觀真實的。

因此,愛因斯坦的信念就是,只有通過數學,世界的結構才可以被理解。但數學並不是真實的,它們“不屬於這個世界”,它們是人的心靈創造的並棲息在人的心靈中的概念。數學是符號性的。因此,只有通過符號,動態現實世界的真相才可以被人類智慧所理解。科學家在“觀看”現實時,他們不是在看世界,而是在看符號。正如玻爾提出的,科學“是一種純粹的符號過程”。數學符號“永遠不會描述自然本身”,詹姆斯·金斯爵士說。“我們的研究永遠不會讓我們與現實接觸。”阿瑟·艾丁頓爵士宣稱。

愛因斯坦對這一結果並不滿意。它使得理性精神不快;發現我們必須隔著巨大的符號距離去研究這個世界,是一種屈辱。愛因斯坦渴望瞭解世界的真相——最終和最後的真相。但幾乎每個人,包括科學家和外行在內,都已放棄了試圖把握物理現象的深層含義。物理學家可以在成功地創建了一個數學公式時,理直氣壯地為之歡喜。但是,顯然,愛因斯坦既不是第一個也不是最後一個覺得關於“現實”一定有比抽象方程更多的故事的人。

節選自《像哲學家一樣思考》[美]詹姆斯·克里斯蒂安著,赫忠慧譯

來自“閱讀培文”


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