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载《文景》2005年第5期
学术品味(6)

 

爱因斯坦奇迹年:一个针对今天的教训

□ 江晓原  ■ 刘 兵

 

 

  □ 1665~1667年间,牛顿因躲避瘟疫而离开剑桥到故乡度过几年,牛顿在那几年中得出了微分学思想,创立了万有引力定律,还将可见光分解为单色光,在数学、力学、光学三个领域都作出了开创性的贡献。“奇迹年”这个拉丁语词(annus mirabilis)原本就是用来称呼牛顿的1666年的,后来也被用来称呼爱因斯坦的1905年。 
  确实,1905年是“爱因斯坦奇迹年”——这一年中,26岁的爱因斯坦发表了5篇划时代的科学论文,其中最重要的当然是创立狭义相对论的《论动体的电动力学》和《物体的惯性同它所含的能量有关吗?》。一年之内,爱因斯坦在布朗运动、量子论和狭义相对论这三个方面都作出了开创性的贡献,这些贡献中的任何一个都足以赢得诺贝尔奖。牛顿的1666年和爱因斯坦的1905年确实是交相辉映的两个“奇迹年”。
  如今“爱因斯坦奇迹年”又过去100周年了。在纪念这个不同凡响的年份的喧嚣中,我们可以做些什么呢? 

  ■ 前几天,一份报纸的编辑对我做网上访谈,也问到了这个问题。当时我是这样回答的:“应该做的事,以及可以做的事都很多吧。包括对于物理学界自身有意义的事,以及对于物理学界之外的其他学者和公众有意义的事。其中,我想对于物理学知识、物理学精神、像爱因斯坦这样的重要的物理学家事迹的传播,也应该是很重要的该做的事吧。”
  当然,这样的回答有些一本正经。更实际地讲,我们甚至可以设想,人们为什么会要设置那么多的什么什么年、什么什么月,以及什么什么日之类的纪念呢?在这些纪念中,人们又都应该或者可以做些什么呢?
  我注意到,在你的提问中,也即“在纪念这个不同凡响的年份的喧嚣中”这种说法里,似乎另外隐藏着一些潜台词。“不同凡响的年份”,以及“暄嚣”这两个概念,一个提示着我们去作历史回顾,以回答为什么这个年份不同凡,而另一个似乎暗示着对现状的看法。我想,历史与当下的比较,或许是我们纪念“奇迹年”时可以做的重要事情之一吧。
 
  □ 那就先回顾一把吧。我感到,了解在1905之前那几年爱因斯坦的生活和工作状况,对我们今天的科学发展,乃至对所谓的“建设世界一流大学”,都有教益。
  爱因斯坦1900年毕业于苏黎世综合技术学院,该校被认为是当时欧洲最好的学校之一。爱因斯坦进这所学校也不顺利,第一次投考不幸名落孙山,他不得不进入瑞士的一所补习学校(那时就有“高考复习班”了呢),1897年他才如愿以偿。在大学里,爱因斯坦很快就和女同学米列娃堕入情网。米列娃生于奥匈帝国的官宦之家,从小就有才女的声望,爱因斯坦和她珠胎暗结,她不得不回到父母家生下了孩子(一个女儿,可能不久就夭折了),这使她未能通过毕业考试,当然也就无法得到文凭——这是一个典型的女大学生“早恋”并婚前怀孕而导致学业失败的悲惨故事。
  名校毕业文凭并未能让爱因斯坦求职顺利,他到处打零工,晃荡了两年功夫,直到1902年6月,经一位同学的父亲推荐,才在伯尔尼专利局获得一份三级技术鉴定员的工作,年薪3500法郎。任务是鉴定新发明的各种仪器,其中主要是机电产品。1903年他和米列娃结了婚。因米列娃没有文凭,无法找到工作,次年长子汉斯又出生了,相当沉重的家庭负担,使得这位专利局的年轻职员那几年的生活看起来颇有点潦倒落魄。
  一个专利局的小职员,当然没有机会与当时的主流科学家来往。爱因斯坦在伯尔尼只有几个青年朋友,最重要的是哈比希特(Habicht)和索洛文(Solovine),还有哈比希特的一个小弟弟。这一小群年轻人经常在工余和课后聚首,一起散步,或在寓所一起阅读、座谈。他们研读的哲学和科学著作有:斯宾诺莎、休谟的著作,马赫、阿芬那留斯、毕尔生的著作,安培的《科学的哲学经验》,物理学家亥姆霍兹的文章,数学家黎曼的著名演讲《论作为几何学基础的假设》,戴德金、克利福德的数学论文,彭加勒的《科学和假设》,等等。他们也不“重理轻文”——他们还一起读过古希腊悲剧作家索福克勒斯的《安提戈涅》、拉辛的作品、狄更斯的《圣诞故事》、塞万提斯的《唐·吉诃德》,以及世界文学中许多别的代表作品。
  一起阅读的乐趣在于思想的交流,这群年轻人被这种乐趣迷住了,虽然清贫,但是他们充实而幸福,感到“欢乐的贫困是最美好的事”。他们将这难忘的几年命名为“不朽的奥林匹亚学院”。

  ■ 是的,100年前,爱因斯坦正是在这样的背景和环境下,创造出了属于他的“奇迹年”。“奇迹年”中的科学成就,在此后的100年间,再没有一个人能够在一年中(甚至在许多年中)做出如此集中而且如此革命性的成就。不过,我们却看到,爱因斯坦的研究,是完全以他个人对于科学的兴趣而做出的,并无如今这样形形色色的科研基金资助,也不属于什么科研规划的一部分。当然,他的工作,也不是以为了获得什么什么等级的奖励为目的,尽管由于他的工作他后来还是获得了诺贝尔奖,而且只是以他在这一年中的一项工作获得的。人们现在通常认为,他那年的其他几项工作,也可以当之无愧地获得诺贝奖,只是由于当时的某些争议,诺贝尔奖评选者的认识甚至要完备得更迟得多。
  因此,爱因斯坦所需要的,只是对自己负责,对科学负责。在这个过程中,他所获得的,是思考的愉快和探索的幸福。这样的工作,可以说是真正地体现了在纯科学的研究中那种更根本性的、非功利的、纯粹的、以对自然界的认识为惟一指向的科学精神。
  人们回顾历史,总是潜在地有当下的价值取向。当我们回顾爱因斯坦在奇迹年的状态时,我们自然也会禁不住自问,在今天,我们还会有那样一种科学研究的氛围吗?如果有人仍然想以像爱因斯坦当年的方式从事研究,是否还可能?假定如果某人今天在专利局职员的位置上做出了那样的(或者,哪怕是差得多的)成就,还会得到爱因斯坦当年得到的那些承认吗?当我们如今从事科学研究已经离不开各种科研基金的有力资助,工作条件大为改善之后,为什么反而见不到再有像爱因斯坦那样的杰出工作再现了呢?
 
  □ 确实,我们可以追问:一个根本没有进入当时主流科学共同体的小职员,凭什么能创早这样的奇迹?一小群年轻人,三年的业余读书活动,为什么竟能孕育出“爱因斯坦奇迹年”?
  爱因斯坦后来多次表示,如果他当时在大学里找到了工作,就必须将时间花在准备讲义和晋升职称的论文上,恐怕就根本没有什么闲暇来自由思考。他在逝世前一月所写的自述片段中,说得非常明确:
  鉴定专利权的工作,对于我来说是一件幸事。它迫使你从物理学上多方面地思考,以便为鉴定提供依据。此外,实践性的职业对于象我这样的人来说简直是一种拯救:因为学院式的环境迫使青年人不断提供科学作品,只有坚强的性格才能在这种情况下不流于浅薄。
  也就是说,奇迹来自自由的思考。
  杨振宁曾对青年学生说过,应该“经常思考最根本的问题”,才有望在科学上有所建树。爱因斯坦在伯尔尼那几年间的故事,可以有力地证实杨真宁的说法——相对论就是“思考最根本的问题”所产生的最辉煌的结果。
  那么,比如说,今天中国高校中的一个年轻人,还有没有可能象爱因斯坦在1905年那样创造奇迹?我看是太难了。如今中国大学里的职称晋升、年度考核及成果指标之类,已经被许多学者认为是“灾难性的”,其压力恐怕远大于爱因斯坦当年的学院环境。当年爱因斯坦就认为“只有坚强的性格才能在这种情况下不流于浅薄”,那如今要怎样的性格才能“不流于浅薄”?还会有几个人有足够的闲暇去自由思考?
  那么,在学院之外的年轻人,比如说大学毕业后没有进入高等院校或科研机构,而是进了某个公司当小职员,但又愿意“经常思考最根本的问题”,也有二三好友一起读书讨论,有没有可能创造奇迹?
  从理论上当然不能绝对排除这种可能性。但是我们都知道,这种可能性肯定是微乎其微的。除了个人的天赋因素之外,还有许多原因,比如,当时正值物理学伟大变革的前夜,那群年轻人从他们所能阅读到的科学文献中,有机会接触到当时“最根本的问题”(比如上面提到的黎曼的演讲和彭加勒的著作);而如今不是这样伟大变革的前夜,对一个业余爱好科学的年轻人而言,当下的科学论文中的99.99%都将是平庸而匠气的、令人昏昏欲睡的。如果这个年轻人也硬要“思考最根本的问题”,极大的可能是被学者们视为“胡思乱想”、“空谈臆想”;如果他也鼓起勇气将他的思考撰写成学术论文,那要在科学刊物上发表将是极其困难的——如果不是绝不可能的话。

  ■ 就此来说,我们似乎只能得出这样的结论:在目前的情况下,要想有爱因斯坦那样伟大的科学家出现,几乎是不可能的了。当然,这是一种环境决定论的说法。不过,虽然环境决定论也有其问题,但一个人从事科研工作的小环境和大环境,确实是会对其工作有很大甚至决定性影响的。
  可是,那又该怎么办呢?再回到我们为什么以及应该如何纪念奇迹年的问题上来,我们也许可以说,通过对于历史的回顾和反思,再看看今天我们面对的现状,找出差异,寻求可能的解决办法,这大概可以算是我们在纪念奇迹年的一种方式吧。我们当然也应该认识到,现状其实是很难改变的,尤其是我们不可低估体制化的力量,可是我们总得做些什么吧?比如说,在我们自己培养研究生的时候,当我们尽量地排除了那些来自体制的很难抗拒的干扰,尽可能地以应付的方式对之有所妥协之后,我们是不是也还有一定的空间,在小范围内营造一种相对理想的学习和研究环境呢?
  在这种时候,我们就会感到学习和研究历史的一种意义了。因为,倘若只看现在,而没有比较,也许人们会安于现实,但毕竟历史提供了一种参照。实际上,所谓“奇迹年”从本质上讲也是一个历史的概念。在纪念“奇迹年”时,我们应该回避这样一种倾向,即只注重爱因斯坦个人,把“奇迹年”完全作为一种个人的奇迹,只关注爱因斯坦在解决科学问题时的技术性方法,如此等等。相反,我们应以更宽阔的视野,把“奇迹年”的问题放到社会体制环境的背景中来考查。
 
  □ 我一直认为“爱因斯坦奇迹年”为我们提供了针对今天的教训。可惜的是,爱因斯坦的故事所提供的教训,在中国经常是被忽视的。
  比如,前面我们回顾了1905年之前那几年爱因斯坦的生活和工作状况。我们看到,在这样的状况下,作出这样的伟大成就,在我们今天是根本无法想象的。但是,这一点在我们这里谈论爱因斯坦时通常是不会提到的——也许是根本没有注意到,也许是注意到了但是置之不理。我们习惯于将注意力集中在1905时的“物理学的危机”之类的话题上。也就是说,我们只注意物理学,不注意人和人的生活。这样,我们就将我们应该得到的教益从我们的视野中剔除了。
  又如,在我看来(你前面已经注意到了),牛顿和爱因斯坦这两个“奇迹年”,有一个非常重要的共同点,却经常被后来的科学家们有意无意地忽略,那就是——牛顿和爱因斯坦创造奇迹时都没有用过一分钱的“科研经费”!他们的伟大成果也不是任何“发展规划”的产物。事实上,科学史上有许多伟大发现,都是在这样的状况下完成的。而如今那些用掉了纳税人千千万万金钱、编造了上上下下无数“规划”后所取得的科研成果,与万有引力和相对论比起来,绝大多数显得多么平庸、多么匠气、多么令人汗颜!
  用我们今天的套话来说,爱因斯坦毫无疑问是“国际一流”的科学家,但是令人感叹的是,这个国际一流的科学家完全是自发生成的,他既没有得到过什么什么基金的资助,也没有在官方的项目中拿过什么“课题”。“爱因斯坦奇迹年”完全是学术自由、思想自由的产物,而不是计划经济或“计划学术”的产物。
  而我们这里却有“只资助国际一流”之类的荒谬说法——这种说法隐含着一个狂妄的前提:就是官员有能力事先知道谁将是“国际一流”。而爱因斯坦和许许多多科学家的故事告诉我们,“国际一流”是可遇不可求的,只有创造学术自由、思想自由、学者可以安心做学问的环境,“国际一流”才有可能在某个时候出现。

  ■ 我不知道,在我们如今纪念爱因斯坦的“奇迹年”时,有多少人会从这个角度去想,去谈,这样,我们说的观点就显得很有些另类和边缘了。在科学哲学中,有“观察渗透理论”之说,也许,正是因为我们近些年来,特别是在思考学术品味的时候,更加关注思想自由和反对计划学术,所以,容易更突出地看到问题的这个方面。但实际上,就算是偏颇,也有偏颇的价值,你看,物理学中,那些最基本的定律,不都是在讲极端理想化的情况下事物会如何如何吗?但是到了现实中,就与理想化的设想有着很大的差距,就不得不加上诸多复杂的边界条件来加以限定和修正了。看来,在目前的现实中,要想在短期内达到你在前面所说的那种研究环境,显然是不大可能的,不过,即使如此,我们去思考现实中那些不合理的现状,去追求可能的改变,甚至以期盼“奇迹”的心态去向往几乎不大可能出现的“奇迹”,这也可算是一种对于“奇迹年”的有意义的纪念方式吧。

 

 

20050429加入