1955年4月18日凌晨1時(shí)，76歲的愛(ài)因斯坦在普林斯頓走完了他的一生。幾個(gè)小時(shí)后，普林斯頓醫(yī)院的病理學(xué)家托馬斯·哈維對(duì)他的尸體做了例行解剖，并取走了他的大腦。盡管愛(ài)因斯坦的家人聽(tīng)聞后驚駭萬(wàn)分，但由于不知能夠主張什么權(quán)利，在其后的43年，愛(ài)因斯坦的大腦便成為哈維的“私產(chǎn)”。
哈維的這一瘋狂舉動(dòng)，是希望通過(guò)研究愛(ài)因斯坦的大腦，在大腦結(jié)構(gòu)與科學(xué)成就之間建立某種確定性的關(guān)系。遺憾的是，多年來(lái)，從哈維處獲得愛(ài)因斯坦大腦切片的數(shù)十位科學(xué)家，只有三位發(fā)表了極少量的學(xué)術(shù)論文，且不足以解釋這種關(guān)系。
100年來(lái)，公眾在理解作為相對(duì)論的創(chuàng)立者和作為偶像的愛(ài)因斯坦之間，存在著巨大的鴻溝。一方面，只有極少數(shù)人真正理解相對(duì)論，另一方面，罕有一位理論物理學(xué)家能像愛(ài)因斯坦那樣在活著的時(shí)候受到如此熱烈的追捧，不僅“愛(ài)因斯坦”是天才的代名詞，他睿智的眼神、蓬松的頭發(fā)，也像一塊巨大的磁鐵，吸引著人們津津樂(lè)道。
三次孤獨(dú)的探索
回想100年前，1915年11月，在柏林的一個(gè)普通公寓，36歲的愛(ài)因斯坦正經(jīng)受著婚姻破裂和胃病的折磨，在稿紙上縱情地涂改、演算，最終，他用一套優(yōu)美的方程表達(dá)了一生中最幸福的思想——廣義相對(duì)論。公寓之外，柏林以及整個(gè)歐洲，在戰(zhàn)爭(zhēng)的泥淖中瘋狂而難以自拔，歐洲文明岌岌可危。在歐洲動(dòng)蕩的背景之下，是他個(gè)人生活的悲苦，物理學(xué)是他的慰藉。
1915年廣義相對(duì)論的發(fā)表，既是愛(ài)因斯坦個(gè)人在理論物理學(xué)領(lǐng)域創(chuàng)造力的巔峰，也是當(dāng)時(shí)人類(lèi)智力探索所能達(dá)到的最高成就。愛(ài)因斯坦在科學(xué)上的探索大致分為三個(gè)階段：1895年（16歲）至1905年（26歲）、1905年（26歲）至1915年（36歲）以及1915年（36歲）至1955年（76歲逝世）。
在1905年26歲時(shí)，他發(fā)表了狹義相對(duì)論，事實(shí)上，在同一年，狹義相對(duì)論發(fā)表前后，他還發(fā)表了有關(guān)輻射和光的能量特性、測(cè)定原子的實(shí)際大小、液體中微觀(guān)粒子的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)（布朗運(yùn)動(dòng)）、以及著名的質(zhì)能關(guān)系式E=MC2四篇重要的研究成果。這些發(fā)現(xiàn)中的任何一項(xiàng)在今天看來(lái)都能得一次諾貝爾獎(jiǎng)，但在當(dāng)時(shí)幾乎沒(méi)有引起科學(xué)界的注意，甚至當(dāng)他拿著狹義相對(duì)論去申請(qǐng)一份高中數(shù)學(xué)教師的職位時(shí)，他面對(duì)的是被拒斥的命運(yùn)。三年后，當(dāng)普朗克（量子力學(xué)的創(chuàng)始人，因發(fā)現(xiàn)能量量子化獲1918年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)）這樣的學(xué)界名流開(kāi)始理解他的思想洞見(jiàn)時(shí)，愛(ài)因斯坦已經(jīng)著手將相對(duì)論思想擴(kuò)展到加速系，即廣義相對(duì)論，并于1915年11月完成了他的第二次探索。此后在他輝煌的名人生涯背后，是他的第三次科學(xué)探索，即試圖容納廣義相對(duì)論和量子力學(xué)的統(tǒng)一場(chǎng)論，直至臨終前，他的床邊還放著十二頁(yè)刪改的密密麻麻的方程稿。愛(ài)因斯坦的第三次探索沒(méi)有成功，在他之后的大半個(gè)世紀(jì)，以及未來(lái)的很長(zhǎng)時(shí)間，將解釋微觀(guān)領(lǐng)域的量子力學(xué)和解釋宏觀(guān)領(lǐng)域的相對(duì)論統(tǒng)一起來(lái)的宇宙學(xué)定律，仍將是物理學(xué)領(lǐng)域的“圣杯”。
天才背后的“統(tǒng)一場(chǎng)”
身處當(dāng)下的人，回溯歷史總是百感交集。歷史是一種觀(guān)念，也是一種幻象?！耙粋€(gè)民族，千百萬(wàn)人里面才出一個(gè)天才；人世間數(shù)百萬(wàn)個(gè)閑暇的小時(shí)流逝過(guò)去，方始出現(xiàn)一個(gè)真正的歷史性時(shí)刻。無(wú)比豐富的事件集中發(fā)生在極短的時(shí)間里，一如整個(gè)太空的電流聚集于避雷針的尖端。平素緩慢地先后或平行發(fā)生的事件，凝聚到?jīng)Q定一切的唯一瞬間。”斯蒂芬·茨威格的這段話(huà)道出了人們對(duì)歷史的真實(shí)感受。
是什么造就了天才呢？當(dāng)我們?cè)噲D追溯愛(ài)因斯坦和相對(duì)論誕生的那段歷史，能在歷史的迷霧中尋得一個(gè)清晰的因果鏈條嗎？時(shí)代背景、天賦、勤奮、機(jī)遇……如果將聚焦的鏡頭推得足夠廣闊和深遠(yuǎn)，我們就能看見(jiàn)一個(gè)多維度的“統(tǒng)一場(chǎng)”，它囊括了時(shí)代的危機(jī)與變革、歐洲心靈與智識(shí)的氛圍，以及他個(gè)人成長(zhǎng)、生活和社交的種種細(xì)節(jié)。
在愛(ài)因斯坦成長(zhǎng)的年代，物理學(xué)正處于一個(gè)危機(jī)與變革的時(shí)期。自1687年牛頓發(fā)表《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》，經(jīng)過(guò)一代又一代科學(xué)家200年的推廣和開(kāi)拓，在牛頓力學(xué)的基礎(chǔ)上，發(fā)展了聲學(xué)、光學(xué)和電磁學(xué)等經(jīng)典物理學(xué)，宇宙秘扃，無(wú)不盡辟。一方面，經(jīng)典物理學(xué)的嚴(yán)格決定論，將歐洲心靈推上前所未有的樂(lè)觀(guān)狀態(tài)，另一方面，出現(xiàn)了越來(lái)越多的與理論不符的“反?，F(xiàn)象”，讓科學(xué)家們常感不安。這種表面平靜卻暗流涌動(dòng)的狀態(tài)，似乎迫切需要一個(gè)天才帶著一個(gè)革命性的理論橫空出世。但是無(wú)人知曉會(huì)是何人？在何時(shí)出現(xiàn)？
當(dāng)狹義相對(duì)論問(wèn)世，不存在“絕對(duì)同時(shí)性”的概念顛覆了經(jīng)典物理學(xué)的一根支柱——牛頓的絕對(duì)時(shí)間概念。幾乎與此同時(shí)，量子力學(xué)摧毀了經(jīng)典物理學(xué)的另一根支柱——牛頓經(jīng)典力學(xué)，很快，廣義相對(duì)論與量子力學(xué)以摧枯拉朽之勢(shì)，取代了經(jīng)典物理學(xué)，成為建立現(xiàn)代物理學(xué)的兩根支柱。
與量子力學(xué)領(lǐng)域里那些學(xué)界巨擘不同，愛(ài)因斯坦在提出相對(duì)論時(shí)只是伯爾尼專(zhuān)利局的一個(gè)小公務(wù)員，用今天的衡量標(biāo)準(zhǔn)，只是一個(gè)“超級(jí)民科”。有什么跡象表明，一個(gè)寂寂無(wú)名之輩能成為現(xiàn)代物理學(xué)革命的發(fā)動(dòng)者和創(chuàng)造者呢？
愛(ài)因斯坦傳記作者艾薩克森說(shuō)，要緊的是我們應(yīng)該關(guān)注他的“心靈”如何運(yùn)作，而不是大腦。權(quán)威科學(xué)史家阿瑟·米勒認(rèn)為，愛(ài)因斯坦自由的天性和創(chuàng)造力之間，有著密不可分的關(guān)系。從對(duì)德國(guó)僵硬教育和軍國(guó)主義的天然厭惡，到對(duì)瑞士自由氣氛的熱愛(ài)；從16歲想象自己追著一束光奔跑，到與朋友組建“奧林匹亞科學(xué)院”，系統(tǒng)地研讀和討論文學(xué)、科學(xué)和哲學(xué)經(jīng)典；從專(zhuān)利局公務(wù)員的職責(zé)到工作之余縱情地思考和探索……都可見(jiàn)他天性中無(wú)盡的好奇心、巨大的專(zhuān)注力、挑戰(zhàn)權(quán)威的勇氣和超然于世的叛逆。在他聲名鵲起之后，他反對(duì)不義之戰(zhàn)，因擔(dān)心希特勒擁有核武器，他一面最先建議美國(guó)發(fā)展核彈，一面警告核戰(zhàn)爭(zhēng)的危險(xiǎn)，并建議戰(zhàn)后對(duì)核武器實(shí)施國(guó)際控制。他的一生，一半科學(xué)一半政治。作為科學(xué)家，他是相對(duì)論的創(chuàng)立者，同時(shí)也是量子力學(xué)的創(chuàng)立者之一。作為思想家，他是那個(gè)時(shí)代最卓越的科學(xué)哲學(xué)家們的思想集大成者和發(fā)揚(yáng)光大者，同時(shí)，他對(duì)人性有著深刻的悲憫，對(duì)人類(lèi)文明有著豐沛的激情，是一個(gè)積極反思科學(xué)的人文主義者。或許，他的性格、經(jīng)歷、科學(xué)探索和政治活動(dòng)，與20世紀(jì)之交物理學(xué)的危機(jī)與變革、歐洲文明的浴火與重生、世界秩序和人類(lèi)心靈的混亂與重建，糾纏在一起，構(gòu)成了愛(ài)因斯坦自己的“統(tǒng)一場(chǎng)”，像時(shí)間、空間、質(zhì)量、能量等宇宙的各個(gè)組成部分，上演著一場(chǎng)驚心動(dòng)魄的宇宙之舞！
科學(xué)史和科學(xué)哲學(xué)也應(yīng)是科學(xué)家的任務(wù)
像愛(ài)因斯坦那樣充分地自由探索，對(duì)今天的科學(xué)研究者來(lái)說(shuō)，或許太過(guò)浪漫。一方面，今天的科學(xué)環(huán)境遠(yuǎn)遠(yuǎn)不同于一個(gè)世紀(jì)之前，科學(xué)越來(lái)越離不開(kāi)政治和資本的支持，也離不開(kāi)大量科研人員的合作；另一方面，科學(xué)已經(jīng)演變?yōu)轶w現(xiàn)國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力、引領(lǐng)民族進(jìn)步的期待性力量和指標(biāo)，科學(xué)變得沉重起來(lái)。
不過(guò)，有一點(diǎn)特別值得一提，科學(xué)史家對(duì)愛(ài)因斯坦1905年發(fā)表狹義相對(duì)論時(shí)讀過(guò)的書(shū)和期刊等進(jìn)行系統(tǒng)研究發(fā)現(xiàn)，在“奧林匹亞科學(xué)院”期間，愛(ài)因斯坦和同伴們系統(tǒng)地讀過(guò)索?？死账沟摹栋蔡岣昴?、塞萬(wàn)提斯的《堂吉訶德》、休謨的《人性論》、馬赫的《感覺(jué)的分析》和《力學(xué)史評(píng)》、斯賓諾莎的《倫理學(xué)》、龐加萊的《科學(xué)與假設(shè)》等經(jīng)典著作，尤其是休謨、馬赫和龐加萊等人深刻地影響了他的科學(xué)方法和科學(xué)思想。
這究竟意味著什么呢？
關(guān)于科學(xué)的本質(zhì)和成長(zhǎng)，有不同的科學(xué)哲學(xué)解釋。波普爾的否證主義觀(guān)點(diǎn)認(rèn)為，科學(xué)始于一個(gè)問(wèn)題，通過(guò)猜想提出一個(gè)解釋性的理論，經(jīng)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)和觀(guān)察檢驗(yàn)，被否證掉的理論遭淘汰，經(jīng)受住檢驗(yàn)的理論暫時(shí)留下，成為事實(shí)知識(shí)。暫時(shí)留下的理論，在后來(lái)的觀(guān)察中與某些現(xiàn)象不相容，就會(huì)出現(xiàn)新的理論猜想，再接受檢驗(yàn)和否證，如此循環(huán)往復(fù)，構(gòu)成了一個(gè)科學(xué)理論進(jìn)步的鏈條。否證主義在解釋單個(gè)科學(xué)理論的替代方面有很強(qiáng)的力量，但在解釋不同科學(xué)理論框架的轉(zhuǎn)換方面略顯乏力。
比如，在牛頓思想統(tǒng)治科學(xué)界100年后，越來(lái)越多的實(shí)驗(yàn)觀(guān)察與他的理論不符，即大量的“反?，F(xiàn)象”涌現(xiàn)，為何牛頓理論并不能立即被另一種理論代替？按照庫(kù)恩的范式理論，一種科學(xué)理論代替另一種科學(xué)理論，需要經(jīng)歷一個(gè)危機(jī)和革命的過(guò)程。
大量和牛頓理論不符的觀(guān)察現(xiàn)象出現(xiàn)，恰恰表明，在一個(gè)學(xué)科內(nèi)，對(duì)基本原理的拷問(wèn)和挑戰(zhàn)依賴(lài)于科學(xué)自身的成長(zhǎng)。我們可以將愛(ài)因斯坦描繪成一個(gè)勇于挑戰(zhàn)物理學(xué)基本原理的英雄，但是我們不能忽視，正是科學(xué)家們?cè)谂ｎD理論框架內(nèi)200年的工作，才使得科學(xué)發(fā)展到能讓愛(ài)因斯坦提出創(chuàng)新性理論的地步。除此之外，哲學(xué)著作對(duì)牛頓基本思想持續(xù)不斷地批判，也給了愛(ài)因斯坦啟發(fā)。比如馬赫在1883年發(fā)表《力學(xué)史評(píng)》，對(duì)牛頓力學(xué)進(jìn)行系統(tǒng)地批判，龐加萊在20世紀(jì)初先后寫(xiě)了三本書(shū)，明確、系統(tǒng)而全面論述了物理學(xué)危機(jī)。甚至歷史學(xué)家認(rèn)為，龐加萊離提出相對(duì)論僅一步之遙，而愛(ài)因斯坦正是在洞悉龐加萊的思想后，才獲得相對(duì)論思想的靈感。
長(zhǎng)久以來(lái)，在科學(xué)家那里，科學(xué)史與科學(xué)哲學(xué)被當(dāng)作無(wú)用之物。如果不關(guān)心科學(xué)史和科學(xué)哲學(xué)，我們只能看到科學(xué)的結(jié)果，而看不到科學(xué)的過(guò)程。科學(xué)的結(jié)果，既是一種有益的知識(shí)，也是一種有害的教條。而科學(xué)史和科學(xué)哲學(xué)，則能讓我們看到科學(xué)理論猜想與反駁、繼承與創(chuàng)新的動(dòng)態(tài)發(fā)展。從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，科學(xué)史和科學(xué)哲學(xué)，并非僅僅只是科學(xué)史家和科學(xué)哲學(xué)家的任務(wù)，也應(yīng)該是科學(xué)家的任務(wù)！
本文寫(xiě)作參考文獻(xiàn)：
沃爾特·艾薩克森 《愛(ài)因斯坦傳》
李醒民 《激動(dòng)人心的年代——世紀(jì)之交物理學(xué)革命的歷史考察和哲學(xué)探討》
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