第18部分(3 / 4)

這個例子表明愛因斯坦思想中的偉大科學革命不能同突發性的、劇烈的政治事件進行嚴格的類比,政治變革是以統治形式的更替為特徵的。

愛因斯坦先前的助手巴納什·霍夫曼曾寫過幾部關於愛因斯坦和現代物理學的書。他告訴我他從未聽到愛因斯坦說過任何反對發生科學革命的話。在霍夫曼同愛因斯坦長期的秘書和朋友合作寫的一本書中,霍夫曼依據大量有關愛因斯坦革命的論述,發現愛因斯坦的科學觀並不自相矛盾。霍夫曼把愛因斯坦曾用於伽利略和麥克斯韋的科學但沒有用於他自己的科學的那些評語照搬於愛因斯坦的科學。英費爾德在他所寫的論述愛因斯坦和相對論的書中,稱狹義相對論是“第一次愛因斯坦革命”(1950,23;40),廣義相對論是“第二次愛因斯坦革命”。英費爾德是愛因斯坦的親密助手,並和愛因斯坦合作完成了《物理學的進化》(1938)一書。英費爾德評價愛因斯坦對量子理論的貢獻是量子理論“這場未完成的偉大革命”的一個主要步驟,它是“革命的同時也是調和的”。記者亞歷山大·莫斯柯夫斯基曾報道過大量同愛因斯坦談話的內容,他說狹義相對論體現了“物理學思想的革命性轉變”(1921,113),廣義相對論要求“革命性的自然觀念”(p.6),“我們中間很少有人意識到沿著愛因斯坦觀念的發展線索,等待我們的是更深刻的內在革命(p.141),普朗克,這位在思想和言論上均比較保守的人在宣稱愛因斯坦工作的極端革命性方面顯然沒有絲毫的猶豫(霍爾頓1981,14):

這種關於時間的新的思維方式極大地要求物理學傢俱有抽象和想像的能力。他遠遠超過在理論科學研究中甚至在知識論中取得的任何驚人的成就……,相對論引起的世界觀的革命,就其影響的深度和廣度來說,只有哥白尼引進的新的宇宙體系所導致的革命可與之相比。

但丹尼斯·西夏馬(1969,ix)發現:“牛頓運動定律其自身的邏輯是不完整的,從中產生的問題一步步導致了極端複雜的廣義相對論”。有許多科學家和歷史學家認同愛因斯坦的觀點,認為相對論是已有科學觀念的擴充套件和改進,同樣也有許多證據表明相對論是本世紀最偉大的革命之一,是一場主要的科學革命。

愛因斯坦在大量文章中以及自傳中都認為,進化和革命均是科學發展的要素,現今已經成為兩項重要的研究課題。吉拉德·霍爾頓(1981)集中研究愛因斯坦關於相對論進化性質的表述和他1947年宣告反對薛定諤宣稱的革命的立場。因此他只是提到了但並沒有討論愛因斯坦致哈比西特的有關量子理論的信,也沒有考察愛因斯坦許多關於麥克斯韋革命的論述。另一方面,馬丁·克萊因(互975)在瞭解到愛因斯坦關於相對論是科學進化過程中的一部分這一思想的同時,他也研究了愛因斯坦關於革命的論述——這類論述同麥克斯韋、薛定諤和愛因斯坦自己的光量子假說聯絡在一起。

愛因斯坦的科學成就

吳 忠 超

愛因斯坦是歷史上繼牛頓之後最偉大的科學家。他是狹義相對論的重要發現者,他對量子理論的創立具有重大的貢獻,而廣義相對論,亦即現代引力論的建立,則應全部歸功於他。

十九世紀末期,麥克斯韋成功地把電學和磁學統一在他的電磁理論中,從他的方程推匯出,電磁波在真空中傳播的速度剛好是光速,於是他斷定光波應是電磁波的一種。麥克斯韋因為家族遺傳的疾病,只活了四十八歲,因此沒有看到電磁波實驗的成功。在牛頓的絕對空間、絕對時間以及伽利略的舊的相對性原理框架中,只有以無限速度運動的物體,在相對勻速運動的座標系中才具有相同的速度,即無限速度。而牛頓的萬有引力認為是以無限速度傳遞的,所以在麥克斯韋之前,牛頓物理學被認為是自洽的,而電磁波是以有限速度傳播的,在舊的相對論框架中,它的速度會因座標系的選取而改變,這樣他的方程只能在一個特定的座標系中成立,這個座標系被認為是相對於一種稱為以太的媒介靜止。於是尋求以太的存在便成為科學的主題。邁克爾遜——莫雷實驗的結果否認了以太的存在。愛因斯坦在1905年發表了一篇題為“運動物體的電動力學”的論文,指出如果將時間和空間組成四維的時空,而在參考系進行相對勻速運動時,時空座標遵照所謂的洛倫茲線性變換,則一切物理定律包括麥克斯韋方程都應採取相同的形式。這樣一來,以太的存在便完全是多餘的。愛因斯坦在發表狹義相對論之前是否知悉邁克爾——莫雷的實驗仍是科學史上的一個懸案。

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