爱因斯坦理论成果

从诺贝尔奖第一次颁奖，至今已一个多世纪了。百年来，历届诺贝尔奖得主，努力张扬格物致知、求真务实、坚韧不拔的科学精神。20世纪最伟大的物理学家阿尔伯特·爱因斯坦尤为杰出。

2－1

宗教视信仰高于一切，禁止对信仰的任何怀疑，而科学的出发点则是怀疑。因为怀疑，所以探索；因为探索，才会有所发现，有所创造。

爱因斯坦的儿童时代曾“深深地信仰宗教”，但是这种信仰在他12岁那年就突然中止了。原因如其所言：

由于读了通俗的科学书籍，我很快就相信，《圣经》里的故事有许多不可能是真实的。其结果就是一种真正狂热的自由思想，并且交织着这样一种印象：国家故意用谎言来欺骗年轻人的；这是一种令人目瞪口呆的印象。这种经验引起我对所有权威的怀疑，对任何社会环境里都会存在的信息完全抱一种怀疑态度，这种态度再也没有离开过我，即使在后来，由于更好地搞清楚了因果关系，它已失去了原有的尖锐性时也是如此。^[3]

从此，爱因斯坦走上了科学探索的实践之路。

2－2

怀疑并非一切不信。科学研究既从怀疑出发，同时也是有所信的，否则，一切不信，科学探索追求什么？

爱因斯坦说：“相信世界在本质上是有秩序的和可认识的这一信念，是一切科学工作的基础。”“在一切比较高级的科学的工作的背后，必定有一种关于世界的合理性或者可理解性的信念，这有点像宗教感情。”但是，这种信念与宗教信仰，在本质上迥然不同。科学的这种信念只给人一种研究的基本预设，并鼓励在这种基本预设前提下，每个人都有权创造理论，进行实验，而不受来自这种信念的任何人为的限制。这种信念“有点像宗教感情”，但爱因斯坦非常明确指出这种信念与宗教信仰的不同：“我信仰斯宾诺莎的那个在存在事物的有秩序的和谐中显示出来的上帝，而不信仰那个同人类的命运和行为有牵累的上帝。”^[4]

同样是相信世界有秩序的，但宗教组织和科学社团的行为方式却天差地别。一些宗教组织（如中世纪的天主教会）借用神的名义，垄断了对世界秩序的理解和认识，取缔一切不同意见。而真正的科学社团则奉行学术自由的原则：面对在本质上是有秩序的世界，任何人皆可自由探求、认识、理解，勾画出自己心目中的世界秩序图。由此可得一重要推论：凡垄断了对世界、社会以及人生的解释权的社会组织，其思想观念都是违背科学精神的，比较接近于宗教，确切地说更像中世纪的天主教。现代健康的宗教，观念开明，并不垄断文化，禁锢人的思想自由。

古往今来，无数仁人志士为探求世界的秩序与和谐，艰苦奋斗、前赴后继，写出了科学史一篇篇辉煌之章，爱因斯坦是其中最为忠诚者之一，他始终为自己选择了以科学的方式理解世界而自豪：

在向我们提供的一切可能范围里，从思想上掌握这个在个人以外的世界，总是作为一个最高目标而有意无意地浮现在我心目中。有类似想法的古今人物，以及他们已经达到的真知灼见，都是我的不可失去的朋友。通向这个天堂的道路，并不像通向宗教天堂的道路那样舒坦和诱人；但是，它已证明是可以信赖的，而且我从来也没有为选择了这条道路而后悔过。^[5]

2－3

认识世界，必须要有概念，有理论。

爱因斯坦认为：“在我们的思维和我们的语言表达中所出现的各种概念，从逻辑上来看，都是思维的自由创造，它们不能从感觉经验中归纳地得到。这一点之所以不那么容易被注意到，那只是因为我们习惯于把某些概念和概念的关系（命题）如此确定地同某些感觉经验结合起来，以至于我们意识不到有这样的一种逻辑上不能逾越的鸿沟，它把感觉经验的世界同概念和命题的世界分隔开来。”^[6]

教条主义的危害在于，教条主义者认为自己所赞成的理论就等同于世界的本质，将这种理论提到至高无上的地位，圣化为教条。如，基督教神学教义宣称，上帝创造万物，世界运动只是上帝意志的体现，圣经则是上帝的启示。中世纪的神学教条主义者认为，凡是真理皆包含在圣经之中，凡是与圣经相悖的都是谬论。一切必须从圣经条文出发，上帝的启示等于上帝的创造物（世界）的本质。黑格尔宣称，绝对精神是世界的本质。绝对精神外化成万物（人、社会、自然）并决定着万物的变化。将黑格尔哲学视为教条者认为，凡真理皆包含在黑格尔的哲学之中，凡是与黑格尔理论相悖的都是谬误，一切须从黑格尔的哲学出发。绝对精神的理论形态——黑格尔哲学，等于绝对精神外化成的世界（人、社会、自然）的本质。其余形形色色的教条主义者，不一定相信上帝，也不一定相信黑格尔的绝对精神，但是，他们无不深信自己的理论等于世界的本质，因此，一切必须从他们所赞成的理论出发，所谓的“按既定方针”和“两个凡是”等，就是这类教条主义的表现。

划清概念和命题的世界与感觉经验世界的界限，彻底抽掉了一切教条主义的理论基础。从逻辑的观点看来，没有一条从感觉经验材料到达概念和命题体系的通道^[7]，反过来，更没有一条从概念和命题世界推导出感觉经验世界的通道。所谓一切从某某理论出发的教条主义，岂不是荒唐透顶么？

2－4

如果由此断言，理论是不应也不能与经验世界发生联系的，显然这是错误的。人们创造理论，不正是为了解决实际问题么？尽管理论皆不等于经验世界，但是，任何一种理论都会讨论经验世界的问题。

那么，怎样跨越概念世界与经验世界的鸿沟呢？

爱因斯坦以几何学与经验的关系为例加以阐述：“数学，特别是几何学，它之所以存在，是由于需要了解实在客体行为的某些方面。几何这个词本来的意思是大地测量，就证明了这一点。因为大地测量必须处理某些自然对象（即地球的某些部分、量绳、量杠等）彼此之间各种排列的可能性。仅有公理学的几何概念体系显然不能对这种实在客体（以后我们称之为实际刚体）的行为作出任何断言。为了能够作出这种断言，几何学必须去掉它的单纯的逻辑形式的特征，应当把经验的实在客体同公理学的几何概念的空架子对应起来。要做到这一点，我们只要加上这样一条命题：固体之间的可能的排列关系，就像三维欧几里得几何里的形体关系一样。这样，欧几里得的命题就包含了关于实际刚体行为的断言。”

为了能用几何概念对实在客体的行为作出断言，必须引进相应的命题。这类命题，布里奇曼称为“操作定义”。“任何出现在公理几何中的名词——比如直线——都必须同这名词所描述的客体的制造工艺程序相对应。每一个这类程序都能用我们日常的语言来描述，所以名之为‘操作定义’。”^[8]那么，操作定义能跨越概念世界与经验世界的鸿沟么？当然不能。爱因斯坦明确地指出：“只要数学的命题是涉及实在的，它们就不是可靠的；只要它是可靠的，它们就不涉及实在。”这里的可靠当然是指逻辑上的可靠性。但是，操作定义能使概念世界应用于经验世界，科学理论的价值也体现于此。爱因斯坦说：“概念和命题只有通过它们同感觉经验的联系才能获得其‘意义’和‘内容’。”后者同前者的联系，并不具有逻辑的本性。科学“真理”同空洞幻想的区别就在于这种联系，即这种直觉的结合能够被保证的可靠程度，而不是别的什么。这种直觉的结合的可靠程度如何，不仅可区分科学“真理”与空洞幻想，同时也可区分科学与宗教。“如果这种对应不能可靠无误地建立起来（虽然在逻辑上它是无法理解的），那末逻辑机器对于‘理解真理’将是毫无价值（比如，神学）。——这一切的中心问题就是思维领域同感官的直接经验之间的永恒存在的有问题的联系。”^[9]

神学及各种宗教学说，都是些对于“理解真理”毫无价值的逻辑机器，因为它们无法与感觉经验建立起比较可靠的直觉结合。科学理论则应与感觉经验建立起比较可靠的直觉结合，虽然这类直觉结合，永远是有问题的。这就是为什么任何科学理论皆不能终结真理，原因在此。

2－5

在科学领域内，怎样评判理论？

第一，是要坚持实证传统。“第一个观点是很明显的，理论不应当同经验事实相矛盾。这个要求初看起来似乎很明显，但应用起来却非常伤脑筋。因为人们常常，甚至总是可以用人为的补充假说来使理论同事实相适应，从而坚持一种普遍的理论基础。但是，无论如何，这第一个观点所涉及的是用现成的经验事实来证实理论基础。”^[10]那么当理论同经验事实相矛盾时，又应该如何应对呢？有两种不同的态度。教条主义的态度是：尽一切力量抹杀事实，百般为教条辩护。科学的态度是：修改理论。“用人为的补充假设来使理论同事实相适应”，亦是一种对理论的修改。如果最终再增加补充假设也无法使理论同事实相适应，那么，必须对理论基础作本质上的修改。用拉卡托斯的话讲，叫做修改纲领，用库恩的话讲，叫变革范式。

第二，是要坚持逻辑分析传统。正如爱因斯坦所言，“逻辑上简单的东西，当然不一定就是物理上真实的东西。但是，物理上真实的东西一定是逻辑上简单的东西，也就是说，它在基础上具有统一性。”世界的本质是有秩序和谐的，而宇宙万象则五彩缤纷，繁复庞杂。当人们力图去理解世界的有序和谐时，当然要用比现象简单的概念去解说，否则，秩序与和谐何在？而且用复杂解释复杂或者用更复杂解释复杂，又有什么意义呢？追求简单性无疑是科学的优秀传统。力学现象无处不有，异常复杂，而牛顿用力学三定律作经典层面的解释，何其简单？化学物质非常复杂，而门捷列夫用元素周期律作深层解释，何其简单？爱因斯坦的狭义相对论更是追求简单性的典范。

第三，是要提倡原创性。“如果一种理论并不是从那些等价的和以类似方式构造起来的理论中任意选出的，我们就给予这种理论较高的评价。”^[11]从库恩的视角看去，爱因斯坦最重视那些可称为范式的概念，以及由这些概念构成的理论。不知库恩是否读过爱因斯坦的上述名言，倘若读过，我认为库恩的范式构想，也许是从此脱胎而出的。

2－6

要充分发挥想象力。爱因斯坦指出“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。严格地说，想象力是科学研究中的实在因素。”^[12]

凡科学研究，必须超越现有知识，否则哪来概念创新、理论突破？显然，从现有知识中很难推导出新的科学理论（偶尔会有，但不会太多，可证之于科学史上各种重要突破），因此，想象力就理所当然成了科学研究中的实在因素，推动着科学进步。

任何新概念都是人类心灵的自由创造。人们凭借想象（可以假想、设想、幻想甚至胡思乱想），自由地构想各种新概念和新命题，然而诉诸科学实验，加以选择，这就是说，必须摆脱任何教条主义的枷锁，陈规陋俗的约束，常识的偏见，求得内心自由。唯有自由的心灵，才能展开想象力的双翅，在精神王国中自由翱翔。

2－7

要保护神圣的好奇心。“现代的教学方法，竟然还没有把研究问题的神圣好奇心完全扼杀掉，真可以说是一个奇迹；因为这株脆弱的幼苗，除了需要鼓励以外，主要需要自由；要是没有自由，它不可避免地会夭折。”^[13]显然，没有好奇心的人，不可能去探索事物的奥秘，追求世界的和谐。

爱因斯坦深恶痛绝那种扼杀好奇心的教育。怎样在教育中，既传授知识又保护学生们的好奇心，这是现代教育的一个重要问题。世界各国的大学之所以不断进行教育改革，就是为了妥善解决这个问题。每个儿童充满神圣的好奇心，而知识比较多的成年人，发自于好奇心的问题少得多。怎样既增进知识，又能始终用好奇的眼光观察世界？这个难题有待心理学和教育学的专家们去探索了。

神圣的好奇心需要自由。怎样为神圣的好奇心这株幼苗的成长提供一个自由的环境？细思之，不难发现，科学精神和政治民主无疑是现代文明的两大重要因素。当然，如果涉及资源配置问题，则市场经济亦是现代文明的一个重要因素。至于涉及审美，则艺术不可少，涉及终极关怀，则宗教不可少。

2－8

1922年，爱因斯坦从欧洲乘船到日本的途中路过上海，但未在中国讲学。他的门生中，中国人也很少，原北大校长周培源1936—1937年期间在美国普林斯顿高等学术研究院参加过爱因斯坦主持的相对论研究班，除此之外，少有所闻。他对中国文化作过多少研究？文献也无详细记载。

然而值得注意的是，1953年他给J·E·斯威策的信中论及中国文明：“西方科学的发展是以两个伟大的成就为基础的，那就是：希腊哲学家发明形式逻辑体系（在欧几里得几何学中），以及（在文艺复兴时期）发现通过系统的实验可能找出因果关系，在我看来，中国的贤哲没有走上这两步，那是用不着惊奇的，要是这些发现果然都作出了，那倒是令人惊奇的事。”^[14]

这惊世骇俗之语，不仅令不少学者瞠目结舌，更引起中国学术界的关注。一向以四大发明自豪的中华民族，在近代科学的发展中为何毫无建树，中国近代科学为什么落后？中国的贤哲没有走上这两步，对此异议不多。中国古代有逻辑（如公孙龙，墨子都是名学大家），但并不全面。有几何学，但也不够完备，特别缺乏明晰的公理系统，而且其在社会上的地位，也不能与欧几里得几何在欧洲备受崇尚和殊荣之况同等而语。至于通过系统实验来找出因果关系，当然也没有蔚然成风。

但是，关于“那是用不着惊奇的”和“那倒是令人惊奇的”事，就令中国的学者争论不休了。中国的贤哲为何没有走上这两步，是什么原因决定了他们不可能走上这两步？仁者见仁，智者见智，各持己见，至今无定论，未来也未必会有定论，于是爱因斯坦的名言必然会引起一代又一代中国学人的思考。

中国是泱泱大国，当我们思考这个问题时，重温爱因斯坦那些智慧之言，解读其中的科学精神，不是可以发人深省的么？