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瞻仰超人 ——读《爱因斯坦文集》(第一卷)之十七
发布时间:2020/11/23 18:17:04 作者:左明 点击率[9] 评论[0]

    【出处】本网首发

    【中文关键字】超人;爱因斯坦;《爱因斯坦文集》

    【学科类别】其他

    【写作时间】2020年


      《什么是相对论?》
     
      (1919年11月28日)
     
      “我高兴地答应你们的一位同事的请求,为《泰晤士报》写点关于相对论的东西。在学术界人士之间以前的活跃来往可悲地断绝了之后,我欢迎有这样一个机会,来表达我对英国天文学界和物理学家的喜悦和感激的心情。为了验证一个在战争时期在你们的敌国内完成并且发表的理论,你们著名的科学家耗费了很多时间和精力,你们的科学机关也花费了大量金钱,这完全符合于你们国家中科学工作的伟大而光荣的传统。虽然研究太阳的引力场对于光线的影响是一件纯客观的事情,但我还是忍不住要为我的英国同事们的工作,表示我个人的感谢;因为,要是没有这一工作,也许我就难以在我活着的时候看到我的理论的最重要的含意会得到验证。”
     
      《泰晤士报》应该不是物理学专业媒体,但是,却对纯粹的物理学理论产生了兴趣。这就是当时英国的科学环境。
     
      正常开展理性、有序的学者之间的学术交流,是促进学术良性发展的一条重要路径。
     
      交流的主体,应该是真正的学者。是否、能否进行学术交流,是判断一个人到底是不是真正学者的试金石。假冒学者数不胜数,他们之间的非学术交流大量且频繁。
     
      交流的内容,应该是真正的学术。可以谈天说地,甚至也可以东拉西扯,但是,一定还要能够回到言归正传。相互吹捧、官话套话,这可不能算是学术交流。唯有质疑和批判,才是真正学术交流的主旋律。
     
      交流的方式,完全可以不拘一格。最自然、最有效的交流方式,非建立在私人交谊的基础之上的无拘无束、畅所欲言的当面交流模式莫属。
     
      独立、孤立治学,最大的不足就是缺乏外界的反馈和刺激。力学基本定律:作用力等于反作用力。缺少外力的具有针对性的作用,将会是多么巨大的损失呀。
     
      其实,交流也不仅仅只限于面对面的方式。借助于各种各样的媒体进行“隔空喊话”(当然不要演化为——“隔空对骂”),也可以产生交流的效果。
     
      在天下互联的时代背景下,传媒技术和服务的发展,为学者提供了更多、更好的交流方式。
     
      真正的学者是不会错过真正的学术交流的机会和可能的。
     
      绝非夸张的耸人听闻:之所以真正的学术交流极少,恰恰就是因为真正的学者极少。
     
      鄙人的那些以批判现实学术作品为内容的作品,通过互联网公之于众,这似乎就可以被认为是我意欲开展学术交流的“邀约”。相当遗憾的是:十几年时间过去了,数百篇作品发表了,迄今为止,我还没有收到任何一次接受“邀约”的“承诺”。
     
      也许,我所置身的现实环境,并不需要学术、并不需要学者,那还何谈什么学术交流呢。
     
      也许,鄙人根本就不成其为学者、根本就没有能力从事学术,那还何谈什么学术交流呢。
     
      能够去做自己该干、能干的,就已经相当不错了。
     
      科学,不仅应该超越国界,而且应该超越利益。“战争时期”、“敌国”等,这些都不应该是真正的科学家和科学机关在从事科学工作时应该考虑的因素。
     
      科学家的时间和精力、科学机关的大量金钱,当然都应该毫无保留、绝不吝惜的奉献给科学工作。这就是“科学工作的伟大而光荣的传统”!这就是科学精神的一种表现!
     
      被利益所绑架、为权力所挟持的科学工作,并不是真正的科学工作,只不过就是为自己或者为他人谋取利益、攫取权力的一种手段罢了。
     
      价值无涉,这就是科学的基本属性之一!
     
      请看清楚:是“我的英国同事们”。作为科学事业的同路人,是没有国家界限的。
     
      提出理论是科学工作,验证理论也可以是科学工作。
     
      有很多理论,是由实践和时间共同验证的,是在理论提出者过世之后才得到验证的。
     
      真正的科学工作者,对于自己提出的理论到底能否被验证、何时被验证,是不会特别的在意的。他们只事耕耘,不问收获。那是因为他们没有时间和精力去关心收获几何。
     
      收获,不就是利益那点儿事儿嘛!
     
      我行我素、爱我所爱,任人评说。
     
      “我们可以把物理学中的理论分成不同种类。其中大多数是构造性的。它们企图从比较简单的形式体系出发,并以此为材料,对比较复杂的现象构造出一幅图像。”
     
      从比较简单发展到比较复杂,这应该是绝大多数事物的自然进化过程。
     
      理论,也许是可以构造出来的;但是,规律,却肯定是不可以构造出来的。
     
      发现规律,当然需要借助于各种各样的材料。但是,这些材料未必是“比较简单的形式体系”,而且,规律本身也不必然表现为“比较复杂的现象”的本质。
     
      “同这一类最重要的理论一道的,还存在着第二类理论,我把它们叫做‘原理理论’。它们使用的是分析方法,而不是综合方法。形成它们的基础和出发点的元素,不是用假说构造出来的,而是在经验中发现到的,它们是自然过程的普遍特征,即原理,这些原理给出了各个过程或者它们的理论表述所必须满足的数学形式的判据。”
     
      这两种理论的区别,就是它们形成过程的差异——一种是通过分析的方法,另一种是通过综合的方法。这明显是两种最为常见的思维方式、思考路径。
     
      有没有搞错!形成以综合的方法得到的理论的“基础和出发点的元素”,也“不是用假说构造出来的,而是在经验中发现到的,它们是自然过程的普遍特征”。
     
      科学探索,当然可以有假说,但是,未经验证的假说,还不能算是科学结论。验证假说的方法,就是要通过经验的核实。
     
      被称为“原理”的“自然过程的普遍特征”,其本身恰恰就是由假说经过经验验证的科学结论。
     
      数学表达本身,并不是什么“判据”,而仅仅就是“判据”的表现形式。“判据”本身,也是科学的产物,也是科学的结论。
     
      “构造性理论的优点是完备、有适应性和明确;原理理论的优点则是逻辑上完整和基础巩固。”
     
      以综合方法得到的理论与以分析方法得到的理论,应该各有特点——优点和缺点。爱因斯坦的这一表述,未必周翔、妥帖。
     
      “相对论属于后一类。为了掌握它的本性,首先需要知道它所根据的原理。但在我尚未讲这些之前,必须先指出,相对论有点象一座两层的建筑,这两层就是狭义相对论和广义相对论。为广义相对论所依据的狭义相对论,适用于除了引力以外的一切物理现象;广义相对论则提供了引力定律,以及它同自然界别种力的关系。”
     
      对于这段话,除了忠实的原样照抄之外,我无话可说。之所以在无力解读的情况下还要照抄,是因为我想让一般读者对相对论能够有一个高度概括的了解。
     
      尽管,这样的了解与根本就不了解——区别不大。
     
      “在物理学中,那种为事件在空间上所参照的物体就叫做坐标系。”
     
      这显然只是一个物理学常识。但是,这似乎也应该成为其他所有科学的共同常识。特别是:人文科学和社会科学。
     
      如果没有坐标系的话,那么一切结论、所有理论就一定都会迷失在茫茫宇宙中。
     
      这就是参照意识、坐标意识、定位意识。
     
      “但是,如果要使力学定律有效,坐标系的运动状态就不可任意选取(它必须没有转动和加速度)。力学中容许的坐标系叫做‘惯性系’。按照力学,惯性系的运动状态不是由自然界唯一地确定的。相反地,下面的定义是成立的:一个对惯性系作匀速直线运动的坐标系,也同样是一个惯性系。所谓‘狭义相对性原理’就意味着这个定义的推广,用以包括无论哪种自然界事件:这样,凡是对坐标系C有效的自然界普遍规律,对于一个相对于C作匀速平移运动的坐标系C‘也必定同样有效。”
     
      如何选取坐标系,看来大有讲究。当然不能选取捉摸不定、变幻莫测的坐标系,而要选取相对稳定、恒定的坐标系。
     
      好一个“容许”!那就一定还有不容许。区别容许与不容许的标准又是什么呢?
     
      难道在宇宙中还有什么客观存在的“运动状态不是由自然界唯一地确定的”吗?难道是指人类社会或者其他什么也可以确定“惯性系的运动状态”吗?难道人类社会或者其他任何事物不都是属于自然界的吗?
     
      爱因斯坦所给出的“是成立的”的定义,也并不是与“惯性系的运动状态不是由自然界唯一地确定的”——相反的呀。
     
      这个定义可以进行如下转换表述:一个对力学中容许的坐标系作匀速直线运动的坐标系,也同样是一个力学中容许的坐标系。
     
      虽然有点儿绕嘴、拗口,但内容却没有毛病。
     
      能够将某一定义的适用范围进行推广,无疑是一种重大的科学进步。
     
      真的能够“包括无论哪种自然界事件”吗?也许,这里的“自然界”并不包括人类社会。
     
      受到了上述限制(即必须是“作匀速平移运动”)的自然界的某个规律,似乎就不应该被称为“自然界普遍规律”了吧?
     
      一个结论到底能否适用于某个场合,与适用条件是否吻合——是决定性因素。
     
      “狭义相对论其实就是麦克斯韦和洛伦兹电动力学的有系统的发展,然而又指向它本身范围以外。”
     
      这就是继承与发扬密切结合这一科学发展规律的具体体现。
     
      不站在巨人的肩膀上,是不可能瞭望远方的。
     
      我之所以不能理解该文所阐述的属于物理学专业范畴的那部分内容(篇幅较长、字数较多,恕未抄录),就是因为我根本就没有进行过物理学的基础学习和训练,进而不具备物理学专业的基本素养和能力。
     
      我所关注到的相对论与以往理论的巨大差异:修改了“运动学——即(从物理学的观点)论述空间和时间的规律的学说”和放弃了“欧几里得几何学”。
     
      这,已经足够颠覆、足够震撼了!
     
      “可是人们不要以为牛顿的伟大工作真的能够被这一理论或者任何别的理论所代替。作为自然哲学领域里我们整个近代概念结构的基础,他的伟大而明晰的观念,对于一切时代都将保持着它的独特的意义。”
     
      牛顿及其思想和作品,因其“明晰的观念”、“独特的意义”而堪称伟大、无愧卓绝!不仅是不可替代的,而且也是永垂不朽的!
     
      显而易见:爱因斯坦的相对论并不是对牛顿的经典理论的否定,而只是进一步发展。
     
      超越了伟大的牛顿的爱因斯坦,使自己——走到了智能精英的前列、站在了人类精灵的C位。
     
      下一位是……
     
      2020.07.24.于首都师范大学本部教师公寓


    【作者简介】

    北农讲师


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