物理學(xué)史發(fā)微
　　 文/孤鴻萬里云
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　　其實(shí)我不想具體談什么物理學(xué)史，或是在圖書館里抄上一段，或是從網(wǎng)絡(luò)上下載一段。我一直以為，我們治史的最大目的不是要對(duì)某段歷史有多么的熟稔，也不是非要把歷史的細(xì)節(jié)考證得多么準(zhǔn)確，而是希望從歷史中獲得智慧，思考前人發(fā)現(xiàn)世界的方法，發(fā)現(xiàn)前人所不曾發(fā)現(xiàn)的世界。
　　
　　物理學(xué)甚或自然科學(xué)發(fā)展的一般過程是假設(shè)，恩格斯在《自然辯證法原理》一書就指出：“只要自然科學(xué)發(fā)展著，它的思維形式便是假說。”有時(shí)候，自然科學(xué)在最初時(shí)并不以假說的面貌出現(xiàn)，例如歐幾里得幾何，但這從來不意味存在著特例。隨著人們對(duì)世界認(rèn)識(shí)的越來越深入，人們漸漸發(fā)現(xiàn)，世界或許并不完全如歐幾里得所描述的那樣，或許三角形的內(nèi)角和并不是180度，于是人們便發(fā)現(xiàn)了羅巴切夫幾何、黎曼幾何，人們發(fā)現(xiàn)世界在我們的經(jīng)驗(yàn)之外可能有另一種描述。后來，人們又發(fā)現(xiàn)，即使是在我們的經(jīng)驗(yàn)世界，仍有很多我們不曾注意到的事實(shí)，比如用歐幾里得幾何同樣無法描述樹的形狀，于是便誕生了分形數(shù)學(xué)?；蛟S有人會(huì)說，這個(gè)世界實(shí)在是荒謬，我們的世界居然是由幾個(gè)彼此矛盾的世界組成，而每一個(gè)世界卻又是自洽的如此完滿。其實(shí)任何符合邏輯的體系都無法在體系內(nèi)部證明自己的合理或是不合理，而到了體系之外，卻又是另一個(gè)世界，同樣無法證明這個(gè)體系是否是合理的。我覺得執(zhí)著于探求世界合理性和完備性的人們其實(shí)沒有意識(shí)到最重要的一點(diǎn)：自然科學(xué)的本質(zhì)是經(jīng)驗(yàn)的。其實(shí)德國(guó)數(shù)理學(xué)家哥德爾早就證明過：任何大到足以包含算術(shù)的邏輯體系一定是不完備的和不自洽的。而自洽的破缺正需要假設(shè)來填補(bǔ)（突然冒出這句話來，自己也很滿意很意外，或許這就是寫作的收獲吧，這也許是單純的思考所不能獲得的）。自然科學(xué)的任務(wù)不是描述世界的完備性，而是從我們的經(jīng)驗(yàn)世界出發(fā)，總結(jié)和發(fā)現(xiàn)隱藏在紛繁復(fù)雜的現(xiàn)象之下的共同規(guī)律。如果從這個(gè)共同規(guī)律出發(fā)來描述我們的經(jīng)驗(yàn)世界，發(fā)現(xiàn)它與我們的經(jīng)驗(yàn)世界符合的很好，那么，我們便認(rèn)為這個(gè)規(guī)律是正確的，我們便稱之為“科學(xué)”。其實(shí)，從經(jīng)驗(yàn)世界出發(fā)，就意味著一種假定性，我們假定了我們的經(jīng)驗(yàn)世界的某種合理性，而這種自為的合理性之中就隱藏著某種難以發(fā)現(xiàn)的局限性。于是當(dāng)愛因斯坦以其驚人的洞察力發(fā)現(xiàn)了狹義相對(duì)論的時(shí)候，我們便發(fā)現(xiàn)了隱藏在牛頓力學(xué)的合理性之中的一貫的局限性。而局限性一旦發(fā)現(xiàn)，我們也同時(shí)發(fā)現(xiàn)了我們不知不覺中的假定，或者可以稱之為預(yù)設(shè)吧，而這種假定性往往由于它與我們的經(jīng)驗(yàn)世界的一致性而一直不為人察覺。
　　有些從事自然科學(xué)工作的人常常喜歡說，這個(gè)是對(duì)的，那個(gè)是錯(cuò)的。我自己常常要避免這么說。或者當(dāng)我說什么是錯(cuò)的，或者什么是對(duì)的的時(shí)候，我不是說它真的是錯(cuò)了或是對(duì)了。我是說，它位于正確與錯(cuò)誤之間的某處，當(dāng)我說它是對(duì)的時(shí)候，它只是比別的什么離正確要近一些，當(dāng)我說它是錯(cuò)的時(shí)候，我只是說，它離錯(cuò)誤要比別的什么近一些。有人喜歡說，愛因斯坦的相對(duì)論否定了牛頓力學(xué)。我想是不是可以換一個(gè)說法，愛因斯坦的相對(duì)論明確了牛頓力學(xué)的適用范圍，使得牛頓力學(xué)更為完備。我想，從來不存在誰否定誰的問題，愛因斯坦沒有否定牛頓，羅巴切夫和黎曼也同樣沒有否定歐幾里得。當(dāng)然，他們做的不是同一類的事情，牛頓的世界包含在愛因斯坦的世界之中，而羅巴切夫的世界、黎曼的世界和歐幾里得的世界是相互平行的。
　　我突然想到了所謂的民間科學(xué)家，他們熱愛他們的事業(yè)，他們用于研究物理學(xué)或是自然科學(xué)的時(shí)間可能比一般純粹的研究人員還要多，我想這或許是值得尊重的，但是，他們往往不了解他們所要探討的問題的全貌，喜歡輕言對(duì)錯(cuò)， ——或許是他們更需要承認(rèn)、更渴望成功的緣故——但正是這使得與他們探討問題變得極為困難。我有時(shí)能在圖書館翻到一些自稱是否定了相對(duì)論的書，但是稍微翻一翻，我就能發(fā)現(xiàn)他們或許是沒有完全了解相對(duì)論，或許是憑借幾本蹩腳的科普讀物建立起對(duì)相對(duì)論的認(rèn)識(shí)。其實(shí)有時(shí)候我真不知道怎么形容這些人，執(zhí)著還是固執(zhí)？我在圖書館里看見過一本聲稱非歐幾何是錯(cuò)誤的書，作者堅(jiān)持認(rèn)為非歐幾何是錯(cuò)的，不該在大學(xué)里開設(shè)相關(guān)課程，沒有出版社，完全是作者自費(fèi)印刷，而且是作為贈(zèng)書進(jìn)入圖書館的。我想他們同樣沒有認(rèn)識(shí)到一個(gè)問題：自然科學(xué)的本質(zhì)是經(jīng)驗(yàn)的。從來就不存在誰否定誰的問題，只要一個(gè)理論可以做到自洽，又能解釋我們的世界，我們?yōu)槭裁床唤邮芩兀?br>　　
　　雖然我認(rèn)為自然科學(xué)發(fā)展的一般過程是假設(shè)，但我自己卻著迷于公理化的世界。比如熱力學(xué)，它的基本原理是公理化的，而且與它所支配的體系的物質(zhì)性無關(guān)。愛因斯坦就把熱力學(xué)稱為“原理理論”，而把洛倫茲的理論稱為“構(gòu)造性理論”。
　　
　　物理學(xué)甚或自然科學(xué)，甚至是人文科學(xué)，我想他們?cè)诒举|(zhì)上在是沒有差異的，它們的目的都在于尋找精神家園，獲得對(duì)世界的審美體驗(yàn)，或者是如楊振寧所說的，藝術(shù)和科學(xué)的靈魂同是創(chuàng)新。真正能體會(huì)到世界之美的人或許真能如孔子所說的那般：“朝聞道，夕死可矣”。出于對(duì)人類文化同質(zhì)性的考慮，我想，或許陸游是對(duì)的： “功夫在詩(shī)外”。一個(gè)人若是只專注于本學(xué)科內(nèi)的東西，他便不能從更為廣闊的世界獲得啟發(fā)。古希臘的亞里斯多德就是一個(gè)百科全書式的人物，他不但是一個(gè)哲學(xué)家、邏輯學(xué)家、美學(xué)家，同時(shí)也是一個(gè)自然科學(xué)家。達(dá)·芬奇不僅是大畫家，而且也是大數(shù)學(xué)家、力學(xué)家和工程師。我想可能有人要誤解我的意思，說只有在科學(xué)處在一個(gè)朦朧的綜合時(shí)期時(shí)，才有可能出現(xiàn)亞里斯多德和的達(dá)·芬奇。不，我并不是這個(gè)意思。我并不是說一個(gè)人一定要在很多學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)成名成家，我想說的是，他能夠從其他學(xué)科獲得的，應(yīng)該是這門學(xué)科的思考方式和把握世界的方法。畢加索若不是研究了盧浮宮的繪畫、非洲藝術(shù)品、以利比亞雕塑、照相術(shù)、高維幾何學(xué)，就不會(huì)有立體畫派的開山之作《亞威農(nóng)少女》的誕生。同樣，愛因斯坦的智力工具箱中的主要部分來自科學(xué)本身之外，涉及到了美學(xué)和哲學(xué)的概念。我非常喜歡阿瑟· 米勒在《愛因斯坦·畢加索：空間、時(shí)間和動(dòng)人心魄之美》一書中的兩段話：
　　“高度創(chuàng)造性的一個(gè)標(biāo)志就是，精通所有技術(shù)細(xì)節(jié)到了這樣一個(gè)程度：能飛越無關(guān)緊要的細(xì)節(jié)，徑直看到問題的核心。”
　　“在創(chuàng)造性開始出現(xiàn)的時(shí)刻，學(xué)科間的障礙就消失了。”
　　
　　什么是天才？或許關(guān)注物理學(xué)史的人們都會(huì)思考這個(gè)問題。物理學(xué)的發(fā)展史或許可以認(rèn)為是天才的集體表演。我常想，天才并不是完全來自于智力，有時(shí)候或許來自智力之外的某些東西，比如耐心、堅(jiān)持不懈和有組織?；蛘哒f，天才同時(shí)來自智力和心靈。有時(shí)候，我甚至覺得，智力在造成天才的作用上甚至低于心靈。我相信對(duì)于世界的直覺，天才善于發(fā)現(xiàn)什么才是最符合直覺。海森堡跟索末菲做博士，索末菲給了湍流這個(gè)幾乎是做不出來的題目，可是卻給海森堡做出來。海森堡做出了方程，數(shù)學(xué)又不好，不會(huì)解，可居然給他活生生猜出一個(gè)解來，我想這便是直覺了。我看過海森堡的解，從對(duì)稱性出發(fā)，猜得實(shí)在是巧妙。這或許是直覺之外的對(duì)于世界本源的基本把握吧。當(dāng)然，天才更重要的一個(gè)標(biāo)志是，在艱苦條件下的持之以恒。其實(shí)有的東西很多人都能做出來，可惜很多人不懂得堅(jiān)持，到手的成果卻發(fā)現(xiàn)不了它的價(jià)值，天才其實(shí)就是在別人放棄的時(shí)候堅(jiān)持下來的那些人。據(jù)說小居里夫婦有三次機(jī)會(huì)能拿諾貝爾獎(jiǎng)，可惜前兩次都錯(cuò)過了，——機(jī)會(huì)只給有準(zhǔn)備的頭腦，而基本的準(zhǔn)備就是認(rèn)準(zhǔn)了就勇于堅(jiān)持。當(dāng)然，必須是“認(rèn)準(zhǔn)了”，比如說現(xiàn)在有人熱衷于搞時(shí)間機(jī)器，我一直很反對(duì)，我堅(jiān)持認(rèn)為這東西違反基本的因果律，破壞了世界的和諧之美，我不認(rèn)為這個(gè)方向會(huì)產(chǎn)生天才，因?yàn)樘觳攀遣粫?huì)選擇這個(gè)方向的。突然之間，我有了一種感悟，——現(xiàn)代社會(huì)的選擇太多，現(xiàn)代人往往多了改變，少了堅(jiān)持，結(jié)果一事無成——我想獲得這種感悟或許正是我們治史的目的所在吧。
　　其實(shí)，更多時(shí)候，天才在于正確的方法。在關(guān)注科學(xué)，關(guān)注科學(xué)史的時(shí)候，我們不應(yīng)僅僅注意于“證明術(shù)”，而更應(yīng)該把焦點(diǎn)放在“發(fā)明術(shù)”上，思考這個(gè)定理是怎么發(fā)明的。從思考中獲得方法論上的啟發(fā)，我相信是很有益處的。
　　
　　人的精華在于他的思想?；蛟S一門學(xué)科的成熟程度與它運(yùn)用了多少數(shù)學(xué)有關(guān)，但我想，一門學(xué)科的動(dòng)人心魄的魅力所在，卻應(yīng)該是它產(chǎn)生了人類多少美妙的思想。愛因斯坦的相對(duì)論的精華不是那些方程，而是他那些美麗的思想實(shí)驗(yàn)。楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)據(jù)說被評(píng)為最美妙的物理實(shí)驗(yàn)，我想它的美妙之處正來自于實(shí)驗(yàn)思想，用雙縫產(chǎn)生難于獲得的相干光源，從而證實(shí)了光的波動(dòng)本性。有了思想，我們就可以找到我們需要什么樣的數(shù)學(xué)，有了思想，我們就可能造出我們需要的實(shí)驗(yàn)儀器。據(jù)說美國(guó)氫彈之父泰勒一天能有10個(gè)想法，但卻有9個(gè)半是錯(cuò)的，但即使有半個(gè)正確的想法，我想，那半個(gè)想法卻是彌足珍貴的。
　　如愛因斯坦所說 "I want to know how God created this world. I am not interested in this or that phenomenon, in the spectrum of this or that element. I want to know His thoughts; the rest are details."
　　
　　 以上是一些我的想法，或許可以稱為治史心得吧。
　　 知易行難。向大師們看齊，還有很多需要學(xué)習(xí)的。