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金猪宝宝少儿网--故事频道--爱因斯坦传(7-9)[聂运伟]
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爱因斯坦传(7-9)
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作者【聂运伟】 分类 【名人故事
2010-1-23
  可见,爱因斯坦十分俭朴的衣着是通过某种逻辑的和感情的过程同他的内在生活的基本特征联系在一起的。总之,这就是爱因斯坦的特点:生活、习惯、爱好的每个细节,归根到底,通常是相当简单地和明显地同思想家的基本理想联系着的。这就产生了爱因斯坦形象的惊人统一的印象。 
  当勒维·契维塔离去后,爱因斯坦和英费尔德一起回爱因斯坦家。一路上,他向英费尔德讲述了自己对量子力学的态度。爱因斯坦认为,从美学的观点看来,量子力学不能令人满意。 
  英费尔德继续回忆说:“我随他走进一幢房子,走进有一个大窗户的工作室,窗外是一个美丽的花园,充满美国秋天生动的色调,在这里,我听到了他一整天来所讲的第一句,也是唯一的一句与物理学无关的话: 
  ‘从这个窗户望去,景色多么美啊!’” 
  这个评语虽与物理学无关,但离它也不是那么远。在爱因斯坦那里,对自然界的美感和对科学理论的美感是交织在一起的。在从窗户欣赏秋日景色前几分钟,爱因斯坦谈到了量子力学在美学上的残缺不全。爱因斯坦对量子力学的批评在很大程度上是直觉的。 
  爱因斯坦和英费尔德一起搞的工作是关于运动方程问题。这项工作的内容是: 
  在古典物理学中有一个场方程,依据它,知道场的来源,就可以确定场在每一点的强度,即力。场以这种力作用于处于这一点的电荷,例如,已知带电物体的分布,就可借助电磁场方程知道,处于该点的电荷将以什么样的力被吸引或被排斥。可见,如果重力质量的分布是已知的,由引力场的古典方程就可以知道每一点的引力是怎样的。在古典物理学中,与场方程并存,还有一个运动方程。这里,场强是给定的量。当这个量是已知的时候,可以借助运动方程找到物体在以后每一时刻的位置。场方程和运动方程在古典物理学中是独立的。相反,在爱因斯坦引力理论中,不可把场方程和运动方程看成是独立的。运动方程可以从场方程推导出来,但这是一个极为复杂的课题。在30年代末,爱因斯坦在自己学生们的协助下解决了这个课题。 
  从场方程得出运动方程是一个艰巨的数学课题。但是,克服数学困难伴随着某种物理直觉,伴随着关于上述课题对物理世界图像的初始思想的意义的直觉的、纯物理的观念。 
  在广义相对论中,引力场或时空弯曲被看作是物质物体——场的源泉在时空中存在的结果。场方程表面,时空怎样弯曲,或者也可以说,在场源给定的条件下,在引力中心——物质物体的分布是给定的条件下,引力场的强度也怎样。粒子在引力场中运动着,如果它的运动定律(运动方程)依赖于场方程,那么这就涉及两个实在:1.场;2.场中运动并产生场的物体。如果说运动方程不是独立的,而已经包含在给定的场方程中,那么我们面前除开场之外就没有别的实在了。如果粒子的运动归根到底取决于场方程,并且只取决于场方程,这就意味着,我们可以把粒子看作是场的某个中心浓缩点。 
  这一思想过程同场方程得出运动方程课题的解决,不是单值地联系着的。但是,爱因斯坦的这种推论大概含有上述潜台词。它同爱因斯坦建立统一场论的物理学思想的发展线索是联系着的。 
  在1936——1937年间,英费尔德几乎每天到爱因斯坦那里去同他见面,并多次陪他在普林斯顿散步。英费尔德关于这个阶段的回忆,给爱因斯坦的肖像增添了新的细线条和色彩。在试图描述爱因斯坦连续工作的极度紧张的程度时,英费尔德作了一个十分意外的对比。他谈起一架永远旋转的智力机器,但为说明这个过程的不可思议的生命力,他用了另一个比方: 
  英费尔德写道:“在美国,我有生以来第一次看见了充满火和生命力的黑人舞蹈。在哈莱姆‘萨沃依’舞厅装饰成阳光灼灸,郁郁葱葱的非洲热带丛林。空气在颤动。震耳的音乐和充满热情的舞蹈辐射着活力;观者丧失了实在感。和黑人不同,白人们露出半死不活、滑稽可笑和卑微屈贱的模样。他们构成一幅背景,更强烈地衬托出黑人们原始的、无限的生命力。我觉得,这种强烈的运动好像不需要任何喘息,可以永远地继续下去。 
  “当我观察爱因斯坦的时候,这幅画面常常泛现在我眼前。就像一架最富有生命力的机器永远在他的脑子里转动似的。这就是被升华出来的生命力。有时,这种观察是令人难受的。爱因斯坦能谈政治,能以他所特有的极其惊人的好心肠听取种种请求,回答种种问题,但是,在这些外部活动后面能感觉出他在不断地思考科学问题;他的大脑机器不停地开动,只有死才能中断这架机器的永恒运转。” 
  爱因斯坦对宇宙的思考是一股急流,不仅对于一些比较无畏的琐事,就是个人和社会的悲惨事件也无法使它停止或转弯,但这决不说明他对个人或社会的命运漠不关心。爱因斯坦对他亲近的人所发生的一切事是异常敏感的,社会灾难使他深感悲痛,但他总是那样紧张地坚持工作。英费尔德回忆起在爱因斯坦的妻子病危的日子里,他是怎样生活和工作的。一楼变成了家庭医院,她就躺在那里。而爱因斯坦在二楼工作。他极为沉痛地感到将要同他最亲近的人永别了,但他像往常一样地非常紧张地工作。妻子逝世后不久,爱因斯坦就来到了范氏堂,他面色蜡黄,消瘦,也苍老多了。可是,他立即就着手讨论运动工程工作中的困难。看来,极端抽象的思维对爱因斯坦来说就像呼吸一样是不间断的。 
  1937年初,英费尔德在经过长时间的犹豫之后,决定同爱因斯坦商量一个纯个人的问题。他在普林斯顿得到了一年的奖学金。该考虑一下和爱因斯坦下一步工作的可能性了。尽管爱因斯坦力争,英费尔德延长奖学金的申请还是遭到拒绝。这时,他想出了一个同爱因斯坦一起写通俗读物的主意。只要对任何一个出版社说这是爱因斯坦同意的,预支一半稿费,就足够英费尔德在普林斯顿再呆一年的生活费。英费尔德勉强克制住难为情,结结巴巴,前言不搭后语地向爱因斯坦说明了这个计划。爱因斯坦静静地听着,直到英费尔德终于讲出了他想干什么。最后,他小声地说: 
  “这个主意不错,很不错!” 
  然后,他向英费尔德伸出了双手,说: 
  “我们来干吧!” 
  爱因斯坦没有想到写关于相对论的通俗读物,吸引他的,后来甚至使他着迷的是另一个计划——说明逐渐纳入科学的世界图象的基本的物理学概念的逻辑。对物理学的历史的阐述,不可避免地要抓住走在前面的、纯物理的图象,这些图象在进一步严密的和系统的说明中才被公式和计算所代替。探索以及思想冲突的罗曼蒂克就会从历史的观点清晰地展现出来。 
  爱因斯坦对先于严格论述的直观的和半直观的图象的兴趣,是即将要写的那本书的主要内容,而且“这是一出戏剧,思想的戏剧。我们的书应该是一本对每一个热爱科学的人都有意思的、极感兴趣的书”。 
  爱因斯坦关于正是这些图象构成“思想的戏剧”的观念——这一切都是同基本的认识论原理联系在一起的。在直观图象中,以清晰的形式保持着实验验证理论的原则上的可能性,它排除了理论的先验性质。假如科学是认识所固有的先验前提或约定前提的简单的逻辑发展的结果,那么它可以成为任何东西,但就是不成其为戏剧。假如科学是现象学论断的汇集,是“纯粹描述”,是主观“经验”的结果,那么科学中就不存在“逃避显然性”、意外的奇迹、思想的冲突,——所有那些使科学变成戏剧以及科学史上呈现的东西就都没有了。 

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