科学家的双重意识

一个使他在其中失去了自我意识的世界，在这个世界里，他观察自己时，完全依赖于其他被揭示的事物。这是一种特别的感觉，一种双重意识，一种总是用别人的视角看待自己的感觉，一种用面带讥笑的世界的录影带来衡量自身的感觉。

——W.E.B.杜波依斯（W.E.B.Dubois）

海森堡和其他一些矩阵力学支持者不仅怀疑薛定谔的工作，甚至还对其充满敌意。这些人就是贝勒所谓的“教条地认为旧的概念就是好的，而不去作冷静、客观的判断的人”。与笨拙、复杂的矩阵方法相比，薛定谔的方法更加优美、简洁。这也令他们越发地恼怒。^［26］而薛定谔也毫不掩饰自己对矩阵力学的蔑视。的确，量子力学的形成是科学史上的一个标志性的篇章：双方都有敌对情绪，私下里剑拔弩张，就是在正式发表的论文里也常带有“不寻常的情绪化倾向”。^［27］从历史资料中不难发现嫉妒、竞争、愤怒、怀疑、信念、紧张、希望、绝望和沮丧的情绪。然而在历史记载中，科学研究里的这种情绪化倾向却常常被省略掉了。

大多数科学史都是这么写的：有人作出了一个意外发现；于是人们提出了各种解释，不过都不合适；然后又搭建新设备再次测量，但解释仍不完整；之后又从另一个角度，采用其他设备对现象进行测量，如此等等。

这就是可以称为解释科学如何发挥作用的“标准模型”。该模型强调的是科学的集体共有性和客观性，没有考虑特定个人的感受。它的基本组成就是发现、仪器设备、测量和理论。科学概念被认为就是揭开谜题、控制自然。科学家们对这一模型很熟悉，所以他们在介绍自己的工作时往往也是强调上述内容，从而进一步加强了标准模型。在该模型中，情感生活和情感体验以及个人的成功和失望等似乎是一辆行驶在某条轨道上的列车；而科学家的职业——研究项目、所作出的发现和事件等，是沿着另一条轨道行驶的列车。两列列车分别由不同的车头牵引，行驶在各自的轨道上，构成了科学家的两面。

不过，如果用心去聆听科学家讲述自己的工作（很多知名传记作家也是这么做的），也能听到另外一种强调个人感受的讲述。作出发现时的激动，解释无效时的彷徨，考虑如何解释时的好奇心，尝试诸多解释都无效后的困惑，设计新仪器设备时的想象力，“柳暗花明又一村”时的惊喜，甚至是作出根本性发现时的惊愕都可以成为激励因素。科研过程变得浑然一体，反衬出标准模型的局限性。也就是说，在标准模型之外还有其他东西，它注定最终要被取代。取代它的就是大统一的方案：在该方案中，两列列车合二为一，科学是由兼顾生活和工作的个人一手完成的，而不是分工完成。

为清楚起见，不妨看一下几年前费曼发表的书信集。你会发现费曼的性格、做事习惯等都是同他的职业紧密交织在一起的。他的好奇、推测、演讲和清楚地向人们讲解科学的愿望完美地结合在一起。费曼既是一名物理学家，也是一名教育工作者，两种角色与他本人的性格合而为一。他对科学的洞察力和与他人的互动也都因此而收益。费曼写道：“生活真正的乐趣在于不断接受检验，去发现自己有多大的潜力。”

从爱因斯坦身上也可以看到这种“大统一”。科学史学家杰拉尔德·霍尔顿（Gerald Holton）曾写过一篇很好的文章，叫作“爱因斯坦的第三天堂”（Einstein’s Third Paradise）。他的“第一天堂”是幼年时所经历的“具有强烈宗教意识的阶段”。爱因斯坦把它称为“少年时的宗教天堂”阶段，他和姐姐玛佳就是两个例子。12岁的时候，爱因斯坦的“第一天堂”阶段结束了。此时，他读到了大众科普书籍，通过这些书知道了圣经中的故事不全是对的。他在读了别人送的一本欧几里得平面几何的小册子后，从中找到了乐趣。爱因斯坦把这本小册子叫做“圣书”、“奇书”。他还读到了其他科学著作。通过这些著作，他知道世界是一个“伟大的、永恒的谜”。思考这个伟大的谜会给他带来“内心的自由和安全感”。他将此也称作是“天堂”。爱因斯坦这样写道：离开第一天堂，进入第二天堂是一次“将自己从‘纯粹个人化’的锁链中，从满是愿望、希望和原始情感的状态中解脱出来”的尝试。

传记作家们倾向于把这两个天堂相互对比，认为它们是爱因斯坦一生中的两个彼此分离的阶段：从宗教期到非宗教期。但是霍尔顿不同意这种说法。他从爱因斯坦成熟的内心中，看到了两个天堂的融合：“爱因斯坦一生所作出的杰出科学工作的意义所依赖的正是残存下来的年轻人的炽热虔诚。”

在第三天堂中，爱因斯坦似乎代表了这样一个人：他具有人们所谓的宗教式的情感，这种情感对他的工作至关重要，可他并不认为存在这样一位“万物之主”（Master Mechanic）。正如爱因斯坦在一封信中所写的，他“根本不相信宗教”。第三天堂是可以用我所说的大统一来描述的一类事物。回想一下爱因斯坦在纪念普朗克诞辰六十周年上的讲话。他说：找出世界的简单明晰的图像，不仅是科学的目标，还是人们深层心理上的需要。科学家在致力于追寻这一目标时，会把它作为“情感生活的重心”。他还说，研究最棘手的科学问题，需要有“一种与宗教人士或者情人的感觉类似的状态”。霍尔顿曾提到爱因斯坦和其他一些人在科学发展过程中所经历的情绪上的起起落落。这些人的心理投入与他们为自己所设定的任务不能割裂来看。科学与个人投入是紧密相连的。爱因斯坦着手将看似不同的现象统一到一起的做法，被霍尔顿看作是情感生活与职业工作相互渗透的典型。在1901年写给格罗斯曼的信中，爱因斯坦提到了毛细作用（涉及他的第一篇论文），指出物体的对立行为如何联系在一起。他在给康德的回信中说：“在直接感官看来完全不同的各种事物，却能统一起来。认识到这点真是一种奇妙的感觉。”15年后，在另一封信中，爱因斯坦说他“概括事物的动力是自己本身的需要”。霍尔顿指出：实际上“爱因斯坦也有统一事物的强烈冲动”。他厌恶民族主义，希望能建立一个全球统一的政府。霍尔顿总结说：“没有界限，没有障碍——不但生活中没有，而且现实世界中也没有。爱因斯坦的生活和工作如此完美地交织在一起，于是人们顺理成章地认为他在研究大统一的方案（相互融合，达到一致）时二者是齐头并进的。”同样，霍尔顿还说：“爱因斯坦的科学和宗教情感中没有界限和障碍。”晚年的爱因斯坦在写到科学和宗教时，常常用相同的措辞来表达科学和宗教的目的。“我认为宇宙宗教情感是科学研究最强大、最高贵的动力……一位与我同时代的人说：在如今的物质时代，严谨的科学工作者是仅有的极度虔诚的人。这种说法并不过分。”而且，“人们所能拥有的最美丽的体验就是神秘感。这些人们无法参透的关于事物存在的知识、对最深奥的推理和最光芒四射的美的感受，只有以其原始形式出现时才能为人们所理解。也正是这些知识和情感产生了虔诚。从这种意义上说，并且也只有从这种意义上说，我才是一个虔诚的教徒”。于是，从爱因斯坦身上，我们依旧能够瞥见标准模型之外的东西：科学中，性格和个人情感既不是科学过程的边缘，也不是科学工作的序幕。正是它们支撑起了科学，使科学不断向前发展。

注释

［1］能斯特，引自马克斯·詹摩尔，《量子力学概念的发展》（The Conceptual Development of Quantum Mechanics，纽约：麦格劳—希尔，1966年），第59页。

［2］詹摩尔，《量子力学概念的发展》，第170页。

［3］同上，第178页。

［4］巴尔末在论文中预言：“在我看来，氢原子注定要从其他物质中脱颖而出，开启人们了解物质结构和物质属性的大门。”引自詹摩尔，《量子力学概念的发展》，第65页。

［5］爱因斯坦给C.Habicht的信，1905年5月，见《论文集》，第5卷，第20页。

［6］爱因斯坦，“论辐射的量子论”（On the Quantum Theory of Radiation），见《论文集》，第6卷，第220～233页。

［7］同上。

［8］《物理评论》（Physical Review）21（1923），第483～502页。

［9］詹摩尔，《量子力学概念的发展》，第171页。

［10］玻尔，克喇默斯和斯雷特，“辐射的量子论”（The Quantum Theory of Radiation），《哲学杂志》（Philosophical Magazine）47（1924），第785页。

［11］詹摩尔，《量子力学概念的发展》，第196页。

［12］数位科学史学家广泛分析了波动方程非凡的发现过程，其中包括 Martin Klein的“爱因斯坦和波粒二相性”（Einstein and the Wave-Particle Duality），刊于《自然哲学家》3（1964），第3～49页；L.Wessels，“薛定谔是如何发现波动力学的”（Schrödinger’s Route to Wave Mechanics），刊于《哲学科学研究史》（Stud Hist Phil Sci）10（1979），第311～340页；詹摩尔，《量子力学概念的发展》，1966年，第5章，第3节。

［13］Walter Moore，《薛定谔的一生》（The Life of Erwin Schrödinger，剑桥：剑桥大学出版社，1994年），第195～196页。

［14］引自 Mara Beller，《量子力学解释的起源：1925—1927》（The Genesis of Interpretation of Quantum Mechanics 1925—1927），博士论文，马里兰大学，1983年，第124页。

［15］Moore，《薛定谔的一生》，第195～196页。

［16］出处同上。

［17］詹摩尔，《量子力学概念的发展》，第267页。

［18］薛定谔，《波动力学论文集》（Collected Papers on Wave Mechanics，普罗维登斯，罗得岛州：AMS/切尔西出版公司，1982年），第59页。

［19］同上，第20页。

［20］同上，第9页。

［21］詹摩尔，《量子力学概念的发展》，第284页。

［22］波恩，“量子力学的物理问题”（Physical Aspects of Quantum Mechanics），《自然》，119（1926），第354～357页。

［23］引自詹摩尔，《量子力学概念的发展》，第285页。

［24］引自Beller，《量子力学解释的起源：1925—1927》，第144页。

［25］Beller，《量子力学解释的起源：1925—1927》，第105页。

［26］引自Mara Beller，《量子力学解释的起源：1925—1927》，第86页。

［27］同上，第91页。