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我的愛因斯坦夢

進入物理學的人在年輕時都或多或少地做過一個夢,就是將來要成為新的愛因斯坦。愛因斯坦和牛頓是物理學史上兩個肩挨著肩的巨人,用中國的傳統話來說,是兩位並肩王,目前還沒有見到哪個第三位人物想和他們攀比的。這兩位不僅是物理學中,也是整個科學中的並肩王。這麼說也許會引起小小的一陣騷動,因為有人會拿出萊布尼茲、達爾文等人來比。牛頓開啟了整個現代科學,包括現代科學方法(當然還有先驅伽利略等人),建立整個經典物理學體系以及發明了微積分,即使是同時發明微積分的萊布尼茲這樣的偉大的哲學家也會覺得稍有不如。愛因斯坦則改變了經典物理體系,包括改變了人們的時空觀以及參與了量子力學的發現,使得整個現代物理在他的陰影裡發展,和牛頓的成就大致相仿。

愛因斯坦距離我們更近一些,所取得的成就對我們造成的影響和震撼更大一些。這麼說並不是說牛頓的成就不會給人造成震撼,其實瞭解科學史的人知道,牛頓的三大定律以及萬有引力定律,完全改變了當時人對地上和天上的物體運動規律的看法。也許是我們在中學就接觸到牛頓力學,以及在日常生活中經常接觸到牛頓力學的應用,所以對牛頓力學體系造成的震撼有了一定的免疫力。相反,愛因斯坦的相對論效應在日常生活中看不到,中學也不怎麼教,所以一個在大學或者研究生階段剛剛接觸相對論的學生,會有從難以置信到徹底信服的感受過程。這樣,愛因斯坦就很難不成為令人仰慕和企羨的偶像。

我們這一代人,現在大概40歲以上吧,都被20世紀70年代末所謂科學的春天的宣傳影響了,都有所謂的英雄情結,或者說,都是理想主義者。那時還宣傳陳景潤這樣的人物,以為是為國爭光,所以理想主義裡還摻雜了一些民族主義,都想有朝一日成為英雄。時至今日,我想絕大多數人都在現實面前低下了「高昂」的頭。牛頓和愛因斯坦這樣劃時代的人不會像春天中的雨後筍,今天冒出一個明天又冒出一個。事實是,幾十年也冒不出一個,牛頓和愛因斯坦的出生日期就隔了差不多250年,何況,能否出現這樣的人也和科學是否處在適當的時代有關。

至於今天選擇物理作為專業的年輕人,我不十分瞭解。我想大多數是沒有那麼大的志向的,只想做一個普通的物理學家,說得更俗一點,只想做一個物理學中的從業者,有一個飯碗。而選擇高能物理甚至弦論作為自己研究領域的年輕人會有很大不同,可能很多人還懷揣著做愛因斯坦的理想。你想,高能物理很多年來實驗變得越來越困難,理論也是玄想的多,很快得到實驗驗證的少,與之相應的是就業市場的越來越不景氣。選擇這個領域安置自己的前途,無疑是要賭一把的,沒有一點英雄主義還真的難以堅持。

國內和國外的一個普遍現象是,民科很多。這裡民科指的是沒有經過正常的專業訓練而進行研究的人。由於推翻愛因斯坦或者其他什麼物理學中的主要定律吸引力太大,特別對那些想成為英雄的人吸引力太大,研究相對論和量子力學基礎的民科就特別多。我想對這些人說的一句話是,好好學習和消化前人經過千辛萬苦的努力得來的成果,再下決心走上這條艱難的路。畢竟物理學不是湖南衛視的超女試場和舞台,何況,那些脫穎而出的超女大多數都有正規訓練的背景。

有人會拿愛因斯坦本人作為反例,愛因斯坦發現狹義相對論的時候是瑞士專利局的職員。我們需要對歷史做一個調查,在愛因斯坦的時代,大多數物理學知識在大學裡就能學完。那時還沒有愛因斯坦的相對論,也沒有量子論,更沒有量子場論,物理學需要的最高數學也局限於微分方程。其次,愛因斯坦在專利局上班時並沒有閒著,他和其他兩位朋友一起下功夫學習當時最新的物理學,包括洛侖茲的電子論。打一個比方,就像現代的學生已經至少得到一個碩士學位,同時在自學最新的粒子物理和圈量子引力,甚至弦論。

最近美國的流行科普雜誌《發現者》(Discover)有一篇文章,他們自以為是地發掘了6位新愛因斯坦的候選人,我個人覺得沒有一位靠譜。這6位准愛因斯坦中年紀最小的也有36歲了。當然時代不同了,我們肯定不能將一百年前做出發現的黃金年齡作為今天的標準,所以36歲是可以接受的。其餘五位准愛因斯坦的年紀都超過40歲,包括霍金和威滕。霍金今年(註:2008年)66歲,威滕今年57歲,這兩位肯定列於我最佩服的同行之列。霍金髮現了黑洞的量子蒸發,威滕是當今最好的數學物理學家,如果不是最好的物理學家。即使我們放低年齡的要求,這兩位也應該過了創造的黃金時代。他們過去的成就和牛頓或愛因斯坦比當然有很大的距離,所以他們要成為下一個愛因斯坦就得有更大的貢獻。