作者:陳學雷
應《環(huán)球科學》之邀,我翻譯了愛因斯坦去世后玻爾和拉比所寫的紀念文章,并寫了一個點評,刊登在該刊《諾獎得主經(jīng)典文集--他們開創(chuàng)了科學的黃金時代》??稀?/span>
人類將永遠感激他
尼爾斯·玻爾
隨著阿爾伯特·愛因斯坦的逝世,一個在我們的整個文化歷史中,就其對科學與人文的貢獻之豐富和有效而言不遜于任何其他人的生命結(jié)束了。 愛因斯坦破解了我們認知中的一個障礙,即關(guān)于絕對空間和時間的原始概念,人類將永遠因此而感激他。他給了我們一個關(guān)于世界的圖景,其一致性與和諧性超過了我們過去最大膽的夢想。
愛因斯坦以他那既有邏輯上的明晰、又充滿創(chuàng)造性想象力的天才成功地重建并拓展了牛頓以他的偉大著作所奠基的莊嚴大廈。在相對論的框架中,通過要求自然定律具有獨立于觀測者的形式并強調(diào)光速的獨特作用,引力效應失去了其孤立的地位,轉(zhuǎn)而成為了一個普遍性的運動學描述中不可或缺的一部分,并可以為精細的天文觀測所驗證。不僅如此,愛因斯坦所認識到的質(zhì)量與能量之間的等價性在對原子現(xiàn)象的探索中被證明是極其寶貴的指南。
愛因斯坦視野之廣闊和思想之開放在下述事實中最明顯地表現(xiàn)出來:事實上就在他拓展了經(jīng)典物理的同一年,他就已完全地認識到,普朗克所發(fā)現(xiàn)的作用量子性揭示了這種經(jīng)典觀念的內(nèi)在局限。在他那無敵的直覺的引導下,愛因斯坦形成了這樣的概念:在單獨的輻射過程中光子是動量和能量的載體。這樣,他就為建立自洽的量子理論方法提供了出發(fā)點,從而能夠為關(guān)于物質(zhì)屬性的巨大數(shù)量的實驗證據(jù)提供解釋,甚至要求我們重新思考一些最基本的概念。
那些使愛因斯坦取得其獨特科學成就的精神也同樣反映在他對人類關(guān)系的態(tài)度中。各地的人們對他的成就和品格都越來越崇敬,但他始終保持著一種自然的謙遜,以一種微妙而可愛的幽默方式表達自己。無論人們遇到了什么困難,他都隨時準備予以幫助。他作為邪惡種族偏見的親身體驗者,把促進不同民族之間的相互理解作為最重要的努力。在我們對大自然力量的掌握迅速增長之際,他對我們所負擔的責任的誠懇告誡無疑將有助于我們以適當?shù)木袢ッ鎸ξ拿魉庥龅奶魬?zhàn)。
對于全人類來說,阿爾伯特·愛因斯坦的逝世是一個巨大的損失,而對于我們這些曾有幸享受他的溫暖友誼的人來說,再也無法看見他溫和的笑容、聽到他講話則令人悲哀。但是,他所留下的回憶,將是鼓勵我們堅持的永久源泉。
他是物理學家中的王子
I. I. 拉比
隨著阿爾伯特·愛因斯坦的去世,一盞物理學界的巨大明燈熄滅了,與任何其他人相比,愛因斯坦都更可以說是為20世紀的物理學奠定了基調(diào)。他的狹義和廣義相對論是經(jīng)典物理學和場論的基石。他以光量子理論及后來對“黑體”輻射漲落的演示提出了波粒二象性的悖論,這一悖論20年后在尼爾斯·玻爾和維納·海森堡的互補原理中才得到部分解決。他1917年的論文介紹了自發(fā)和受激輻射的思想,是對基本原子現(xiàn)象統(tǒng)計性質(zhì)的第一個明確陳述。著名的愛因斯坦A和B系數(shù)導致了對應原理的定量使用和克拉默-海森堡色散公式,這進一步又導致了海森堡的矩陣力學。因此,在一個非常確實的意義上,愛因斯坦是基本原子現(xiàn)象統(tǒng)計性理論的奠基人。在現(xiàn)代物理學中幾乎沒有任何重要的基礎(chǔ)思想,其起源不能至少部分地追溯到愛因斯坦。然而,和許多父親一樣,他對自己科學想象力的孩子并不滿意。他把自己對量子理論的巨大貢獻僅僅視為理出現(xiàn)象頭緒的臨時建議,而隨后的量子力學形式,尤其是其徹底的統(tǒng)計解釋,在哲學上和美學上都是令他反感的。
愛因斯坦-玻色統(tǒng)計和愛因斯坦凝聚現(xiàn)象是他對量子理論的最后一個重要的積極貢獻。隨后在量子理論方面他扮演的角色是批評者。他將自己偉大的想象力運用到理想實驗的構(gòu)建中,在這些理想實驗中理論給出看似矛盾和令人困惑的預測。主要是通過玻爾的努力,這些悖論得以解決,這有助于澄清和完善互補原理,但卻并未讓愛因斯坦完全信服。
他的真愛是場論,在50多年積極的科學生活中,他對此始終不懈地追尋著直到最后。這種關(guān)注在很大程度上是他科學人格的關(guān)鍵。廣義相對論是在對慣性質(zhì)量和引力質(zhì)量在某些簡單情形下等價的物理考察上建立的,此外他的指導原則就是他對簡單和對稱的美學和哲學渴望。他的直覺和品味使他相信等效原理一般是正確的,并且物理方程必須在所有坐標系中都是協(xié)變的。有了這些指導方針,并且運用已有的數(shù)學工具,他就建立了描述萬有引力和宇宙結(jié)構(gòu)的理論。
就像一個得到神啟的神秘主義者一樣,愛因斯坦所追求的理想是一種包含從原子到宇宙所有現(xiàn)象的理論。在一次關(guān)于新發(fā)現(xiàn)的介子的討論中他對我說:“我們已經(jīng)知道電子是按電荷和質(zhì)量量子化的。這對于物質(zhì)理論的經(jīng)驗信息還不夠嗎?”正是這個宏大的目標驅(qū)使他尋求統(tǒng)一場論。
愛因斯坦具有一個獨特的人格。他既不被名譽或財富所吸引,也不被多數(shù)人的意見所左右。他知道自己的天賦,并且嫉妒地防止外界的干擾。雖然無所畏懼地支持他認為值得支持的任何事業(yè),但他只給出這么多的自己而不會再多。物理學是他的生命,他依自己之光所燭照而生活,完全客觀而正直。
他是物理學家的王子,而對于未來幾代人而言,他偉大步伐的印記仍將為他心愛的科學指明方向。
愛因斯坦、玻爾和拉比
陳學雷
丹麥物理學家尼爾斯·玻爾(1885-1962)是二十世紀僅次于愛因斯坦的偉大物理學家之一。他建立了原子的玻爾模型,提出了能級、量子躍遷、對應原理、互補原理等基本概念,為量子理論的研究開拓了道路。而他對量子理論及其哲學意義的深入思考,對泡利、海森堡、狄拉克等人也有很大的影響。他在哥本哈根建立的研究所成為量子力學的研究中心,玻爾和他的合作者們也構(gòu)建了第一個能夠全面解釋實驗現(xiàn)象的量子力學解釋—哥本哈根詮釋,至今這仍是量子力學教科書中給出的標準詮釋。玻爾與愛因斯坦就量子力學有不同的意見,并進行過多次激烈的學術(shù)爭論,但這種爭論并未影響二人的友誼。他們在政治上的觀點則比較接近,都具有自由主義和人道主義理想。在鏈式反應已被發(fā)現(xiàn)、世界面臨納粹威脅的情況下,他們都積極推動美國研制原子彈,但在二戰(zhàn)結(jié)束、冷戰(zhàn)開始后,他們也都為核大戰(zhàn)對人類生存的威脅而擔憂,并努力推動國際和平與裁軍。在頌詞中,玻爾簡明地總結(jié)了愛因斯坦的成就和品格,并肯定了愛因斯坦對人類社會隨著技術(shù)進步面臨的挑戰(zhàn)的關(guān)注,而并未涉及二人在量子力學方面的不同觀點。
美國物理學家伊斯多爾·伊薩克(I.I.)拉比(1898-1988)出生于歐洲猶太人家庭,幼年隨父母移居美國。1926年他獲得實驗物理博士學位時量子力學剛剛建立,他隨即轉(zhuǎn)入量子力學研究并到歐洲游學,與許多量子力學的創(chuàng)立者有所接觸?;孛绹?,他在哥倫比亞大學任教并建立了分子束實驗室。他發(fā)明了核磁共振測量技術(shù),測量了質(zhì)子磁矩并發(fā)現(xiàn)其與當時的理論并不相符,因此而獲得諾貝爾獎。在二戰(zhàn)期間,他在美國的雷達研究中發(fā)揮了重要作用。戰(zhàn)后,他活躍在學術(shù)界高層,寫這篇文章時他正繼奧本海默之后擔任美國原子能委員會主席,之后他又擔任了艾森豪威爾總統(tǒng)的科學顧問等。他推動了美國建立了布魯克海文國家實驗室,并作為美國代表出席聯(lián)合國教科文組織的會議,促成了歐洲核子中心(CERN)的創(chuàng)立。他的政治觀點比較保守,與愛因斯坦的立場有所不同。在致愛因斯坦的頌詞中,他在最后評論愛因斯坦社會活動的部分,沒有如玻爾那樣直接肯定愛因斯坦的觀點,但贊揚了愛因斯坦的正直品格和獨立思想,同時也隱約地表達了愛因斯坦主要還是物理學家而非社會活動者的意思—在當時麥卡錫主義橫行的情況下,愛因斯坦在某些人眼中也是可疑的。拉比提到了愛因斯坦對量子力學的批評,在這方面拉比完全站在主流的哥本哈根學派立場,不過他也指出,愛因斯坦的批評對于人們更深入地理解量子力學的意義是有益的。實際上從現(xiàn)在看來,愛因斯坦的批評和質(zhì)疑,促使人們更深入地理解量子力學,其意義可能比當時人們所認識到的更為深遠。
聯(lián)系客服