互动科普

来自哲学的启发

撰文 高涌泉

著名天文学家钱德拉塞卡（S. Chandrasekhar， 1983年诺贝尔物理学奖得主）是爱因斯坦的仰慕者，他曾在一场纪念奥本海默的演讲中提出了以下的问题：“大家都认为爱因斯坦在二十世纪物理界的地位是独一无二的。不过或许还是有人要问，为什么如此？因为就物理学家的知识而言，我们其实可以举出好几个人，他们的重要贡献可能比爱因斯坦还有用——无论如何，起码和爱因斯坦的贡献相当，比如以下这些人：洛伦兹、庞加莱、拉瑟福德、玻尔、费米、海森堡、狄拉克、薛定谔。”

钱德拉塞卡自己对这个问题的回答是：“毫无疑问，爱因斯坦独特之处在于：他除了在狭义相对论、布朗运动以及光子概念上的贡献之外，还是广义相对论唯一的发现者。”虽然广义相对论未必和原子论一样，应成为每个物理学家的必备知识，但研读过这个理论的人都会同意大数学家韦尔（H. Weyl）对它的评价：“广义相对论是人类推理性思维能力最伟大的例子。”钱德拉塞卡本人是相对论专家，很能体会爱因斯坦在广义相对论上所表现出来的伟大创造力与卓越思维能力，所以会以广义相对论这项工作来区分爱因斯坦与其他大物理学家。

就爱因斯坦的成就如何超越其他人而言，我当然认同钱德拉塞卡的答案，不过这个答案并没有回答大家其实更感兴趣的问题：爱因斯坦的天才如何与众不同？但这个问题不会有什么客观、有意思的答案，甚至可能有人会觉得爱因斯坦并不比狄拉克等人聪明。可是如果我们问：爱因斯坦在气质上、在提问题的方式上与其他一流物理学家有无什么不同之处？则这个问题就值得讨论。

我以为，爱因斯坦在气质上与其他著名物理学家确有相当不同之处，尤其是小他一辈以上的海森堡、狄拉克、费米，以及二次大战后成名的施温格、费曼、盖尔曼，乃至当红的威尔切克（F. Wilczek）、维顿（E. Witten）等人。相异之处主要在于，爱因斯坦远比他们更像是位哲学家：爱因斯坦的哲学涵养非常深厚，而且这种涵养清楚地呈现在他的物理研究上，例如对于相对论以及量子力学的研究。

爱因斯坦在晚年所撰写的《自传笔记》（Autobiographical Notes）一文中，对如何发现狭义相对论有这样的说明：“我十六岁时已经想到（关于麦克斯韦方程的）一种吊诡：如果我以速度c（光在真空中的速度）去追一束光，则我应该看到一束静止的光，也就是在空间中来回震荡的电磁场。但无论是从经验还是麦克斯韦方程来看，这种现象似乎并不存在。”爱因斯坦在十六岁便能设想出如此出色的“思想实验”，已展现出了哲学慧根。爱因斯坦又继续写说：“狭义相对论的根源已经包含在这个吊诡之中。当然，今天每个人都知道，只要时间的绝对性——即同时性的绝对性——这项假设依然不自觉地留在我们潜意识之中，则一切想要圆满澄清这个吊诡的企图都注定失败。只要能认清时间的绝对性其实只不过是任意的假设，就已看出了问题的答案。发现这个关键点所需的那种批判性思考，就我而言，基本上来自阅读休姆（D. Hume）与马赫的哲学作品。”

早在1915年，爱因斯坦便已在信中对朋友石里克（M. Schlick）说，他的狭义相对论思想受到了马赫的影响，又说“但休姆的影响更大，因为就在发现狭义相对论之前不久，我认真地研读了休膜《论人性》（Treatise of Human Nature）的德文翻译。如果没有研读这些哲学作品，我很可能找不到答案。”

爱因斯坦究竟从休姆与马赫那里得到什么启发呢？我们知道休、马二人的哲学立场是任何观念皆应立于知觉经验之上，一切超越经验之外的观念都必须质疑。绝对时间的概念就是一种没有经过检验的假设，爱因斯坦之所以能毅然抛弃这个大家习以为常的假设，灵感即来自休、马的哲学思想。他于1924年回忆说：“在思考了七年（1898年－1905年）却一无所获后，我忽然间想出了答案，那就是对于空间与时间的观念与定律，除非它们是清楚地基于经验之上，否则是无效的。”一但推翻了绝对时间，光速在各个坐标中都是定值这件事就不再是吊诡之事了。爱因斯坦便是如此想出他的狭义相对论，而来自哲学的启发是关键。