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施特恩的谈话

时间:2022-02-18 百科知识 版权反馈
【摘要】:相对论的创造者阿耳伯特·爱因斯坦已经从普林斯顿高等学术研究院的教授职位中以荣誉退职教授的名义退休了。可是,退休并不意味着爱因斯坦已经放弃今后一切科学活动。爱因斯坦教授不是一个住在象牙之塔里的科学家。在这一问题上,我提醒爱因斯坦,正是他自己的“光子”,即光量子理论,给海森伯带来了他的测不准原理。我提醒爱因斯坦,海森伯曾经排斥在可观察的、统计的世界后面隐藏着一个受因果性支配的实在世界这样的观念。
施特恩的谈话_爱因斯坦文集

相对论的创造者阿耳伯特·爱因斯坦已经从普林斯顿高等学术研究院(Institute for Advanced Study)的教授职位中以荣誉退职教授的名义退休了。这个消息,于1945年4月发表在研究院的公报中,将会使这位伟大的物理学家的敬慕者和弟子们感到遗憾。他的功绩已经被英国科学(2)称为“牛顿以来物理学上最伟大的进步”。

可是,退休并不意味着爱因斯坦已经放弃今后一切科学活动。一个公务人员能够退休,一个有才智的人却不能退休。只要爱因斯坦的非凡的心灵还活着,它就不会停止对宇宙的最后秘密的沉思。他自己的哲学,他称之为“宇宙的宗教”,鼓舞他始终忠诚于他所献身的事业:探索“自然界里和思维世界里所显示出来的〔崇高庄严和〕不可思议的秩序”。(3)

退休以前不久,我有幸得到爱因斯坦教授的邀请,到他在新泽西州普林斯顿的朴素的家里作客。在喝茶时,我们讨论了科学问题以及其他所有各方面的问题。爱因斯坦教授告诉我,他的相对论的某些变化,他现在正在苦心推敲中(他的退休不像会中断这项工作)。

爱因斯坦教授不是一个住在象牙之塔里的科学家。他充分了解到,科学家不是生活在抽象的空间中,而是生活在一定的社会、道德和政治的气候中,而这种气候是受他工作所在的那个国土所制约的。对他来说,那个国土就是他居住了十三年的美国。在开始讨论理论问题之前,他详细地谈到今天科学在美国和全世界的任务。

欧洲成为废墟的结果,知识界的中心正处于从旧世界向新世界的转移中,这不但导致了美国的知识分子增加,而且使欧洲最杰出的知识分子对这个国家有更好的了解。爱因斯坦说:

“我深深钦佩美国科学机构的研究工作的成果。要是把美国科学研究的日益增长的优势归功于美国大学的实验室有较多的可供使用的资金这个唯一的因素,那就错了。在我取得的生活在这个国家的权利这些年中,我终于认识到还有别的因素在起着决定性的作用:研究人员的专心致志,他们的耐心,他们的同志精神和他们的合作的本能。在美国,‘我们’比‘我’更受到强调。这就说明了美国人所以能够比较轻而易举地创建起那些活动起来没有摩擦并且分工完善的机构——这不论是在大学实验室里,在工厂里,还是在慈善事业领域里,都是如此。”

爱因斯坦继续说:“个人在美国比在欧洲有更大的社会倾向性。由于这个缘故,在财富分配上的极端不平等没有导致像在欧洲那样严重的后果。富人的社会责任感在这里有更大的发展,因此,美国的资本家对于把他们的很大一部分财产和事业交给社会感到十分自然。而且强有力的公众舆论也要求他们这样做。在美国,最重要的文化规划——比如大学和研究机构的基金和维持费——能够寄托于私人的主动精神,而在欧洲这总是由国家处理的。”

我们的谈话转向科学的实际后果,在这里,这位伟大的和平主义者看到科学被用于破坏而表示深切的遗憾。他批评在作战技术上的一切重大发明都是为着进攻而不是为着防御,对于我提的问题:原子蜕变究竟会不会在不久就能为战争释放出巨大的原子能,这位伟大的物理学家回答说:“不幸,这样一种可能性完全不是空想。当军事技术能够运用核原子能时,那就不会一栋栋房屋或者一片片房屋在几秒钟里被毁——而将是整个城市被毁。”(4)

但是我们丢开了这个悲惨的话题,转到较为宁静的纯科学的领域。在回答我关于相对论的目前状况时,它的创建者发表了如下的谈话:

“广义相对论一直到现在还不是理论物理学中的最后定论。无疑地,正像当初它明确建立时的那样,会继续保留下来的是:没有绝对的运动,并且必须在物理学定律中把这一点表示出来。但是广义相对论用来描述空间性质的特殊方式却是暂时的,而不是注定永远不变的。”

“相对论就像我当初建立起来的那样,至今还不能解释原子论和量子现象。它也还没有把电磁场和引力场的现象包括在一个共同的数学公式中。这一点就证明相对论的原始形式并不是最后的。它的基础固然是不可动摇的,但是它的表达方法却是在进化的过程之中:我现在正在专心致志地努力于这种进化和相对论的推广。”

谈到这项工作的逻辑运算,爱因斯坦教授说:

“证实一个理论的最困难的任务总是:必须把这个理论的推论发展到使它们成为在经验上可检验的地步。〔理论的〕基础和可检验的推论之间的距离变得越来越大。我现在竭尽全力要去解决引力理论和电磁理论之间的二元性,要把它们归并为同一个数学形式。”

我们谈到了“因果性”的危机,这是由于海森伯的“耸人听闻的测不准原理”使物理学现在正在经历着的。在这一问题上,我提醒爱因斯坦,正是他自己的“光子”,即光量子理论,给海森伯带来了他的测不准原理。

爱因斯坦说:“确实如此。”

“然而,我可不喜欢说什么有一种光子的‘理论’。它并不是一种理论。它是一个简单的发现,使我认为光不仅是由一些波,而且也是由一些叫做光子的微粒组成的。因此有必要考虑这样的事实:光是具有原子结构的(5),并且是有重量的。”

就我们所知,海森伯断定对微粒的一切测量必定都是不准确的,因为在测量时,它受到光子的影响,光子撞击它,使它改变了位置和速度——也就是说改变了它的能量和动量。由此得出了:要准确地知道世界的现状是不可能的。如果我们不能确知世界的现状,也就不能预知它的未来状态。由此,海森伯推断“因果律失效”,而用盖然论(probabilism)来代替古典的决定论(determinism)。

我问他,对于这种根本否定,他的态度如何。爱因斯坦回答说:

“我们必须把作为指向理论的一个公设的因果性和作为指向可观察量的一个公设的因果性区别开来。后者这一要求始终得不到满足——经验的因果性并不存在——而且以后还将仍然如此。我认为,把因果性看成现在和将来之间时间上必然的序列,这样一种公式是太狭窄了。那只是因果律的一种形式——而不是唯一的形式。按照广义相对论,时间失去了它的独立性,变成了称之为世界的四维〔坐标〕系的一个坐标。在四维空间的世界里,因果性只是两个间断(breaks)之间的一种联系。这就构成了因果律,因为它符合广义相对论。”

我提醒爱因斯坦,海森伯曾经排斥在可观察的、统计的世界后面隐藏着一个受因果性支配的实在世界这样的观念。海森伯写过:“物理学只是被假定为用形式的方法描述知觉之间的联系。……既然所有的实验都服从量子力学定律,因果律的无效是确实得到证明了的。”

对于这个观点,爱因斯坦教授说:

“量子力学无可怀疑地是一个富有成效的学说,但是它并没有接触到事物的究竟,我绝不相信它构成真正的自然观。我相信,我们能够描述自然界,而自然界的规律不是只讲可能性及其变化,而是讲实体(entity)在时间上的变化。我不是一个实证论者,我相信外部实在的世界构成一个我们不可放弃的基础。实证论声称:凡是不能观察到的,都是不存在的。但是这种观点在科学上是站不住脚的,因为人们究竟‘能够’观察什么或者‘不能够’观察什么,那是不可能作出有效的断言的。倒是必须说:只有我们观察到的东西才是存在的。但是这种说法显然也是错误的,因为可观察的世界并不‘存在’。我们所观察到的不是世界。”

这位伟大的物理学家继续说:“量子力学不再认为物理学规律是关于存在的规律,并且把它自身限于只讲那些关于存在的某些可能性的规律。当一个体系的几率为已知时,它就能算出另一时间值的几率;于是,按照量子理论,所有物理定律都同几率有关,而同客观的实体无关。”

爱因斯坦补充说:

“可是我相信,我们需要有一个概念世界来把我们的感觉变成可以为思想所利用的东西。认为我们知觉到这个世界,那是幻想。当我们说我们知觉到这个世界,我们就已经把我们的感觉转化成概念的东西了。我的感觉所给予我们的东西,只有通过一种概念的构造,才能变成一种世界观。因此不能断言可观察世界的后面不存在一个〔客观的实在〕世界,因为这种可观察的世界本身并不存在——也就是说,世界并不是由我们的感觉给予我们的。”

爱因斯坦带有几乎是宗教的热忱谈到对宇宙的了解这类根本问题,这使我理解了我在他的一本书中所读过的话:“在我们这个讲究物质享受的时代,唯有那些具有深挚宗教感情的人才是认真探索的人。”

 

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(1) 这是爱因斯坦于1945年1月用德语同阿耳弗雷德·施特恩(Alfred Stern)进行的谈话。施特恩是在马亚圭斯(Mayagüez)的波多黎各大学的哲学教授和美国加州理工学院的哲学退职教授。这次谈话是在爱因斯坦从普林斯顿高等学术研究院正式退休的时候,用英文发表在纽约出版的《当代犹太纪录》(Contemporary Jewish Record),1945年6月,8卷,3期,245—249页。本文在付印前经爱因斯坦本人看过。这里译自阿耳弗雷德·施特恩编的他本人的论文集《意义的探索》(The Search for Meaning),美国田纳西州孟菲斯(Memphis)的孟菲斯大学出版社,1971年,55—59页。标题是我们加的。——编译者

(2) 原文如此,应该是指英国皇家学会。——编译者

(3) 阿耳伯特·爱因斯坦:《宗教和科学》(纽约,Covici Friede, 1931年)。——原注〔参考此处。——编译者〕

(4) 这些话是在广岛长崎上空原子弹爆炸之前七个月讲的。——原注

(5) 指光是由不可分的粒子组成的。——编译者

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