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研究的原則在普朗克60歲生日慶典上的致辭

1918年4月23日,德國柏林物理學會為著名的物理學家馬克斯·普朗克舉辦了60歲生日慶典。本文是愛因斯坦在慶典上的講話。馬克斯·普朗克在柏林大學擔任理論物理學教授多年,為理論物理學在德國的發展做出了卓越的貢獻。正是在他和另一位科學巨匠能斯特的力邀下,愛因斯坦才來到當時的「世界科學中心」柏林。愛因斯坦總是以尊敬和感激的口吻談到同事普朗克的正直和他對物理學的貢獻。儘管後來的研究表明,普朗克在納粹統治時期,為了保存德國科學的實力,不得已與納粹當局做過一些周旋。普朗克對物理學的最偉大貢獻是他於1900年提出的量子概念,這為整個現代原子物理學的發展奠定了基礎。愛因斯坦繼普朗克之後,在這一新領域裡做出了開創性工作,尤其是他於1905年引入的光量子或光子學說,以及1907年提出的比熱理論。愛因斯坦比任何人都清楚地察覺到量子概念在其所有結果中的重要性和普遍性。

文中提到了奧地利科學家、哲學家恩斯特·馬赫(Ernst Mach,1838—1916)。馬赫對愛因斯坦的科學和哲學思想的發展起到了決定性的影響。愛因斯坦由衷地佩服馬赫的批判精神。1913年秋,當愛因斯坦到維也納參加德意志自然科學家和醫生大會時,還專門到馬赫的家中拜訪了嚴重癱瘓的馬赫博士。

本文中出現的「世界圖景」,德文為Weltbild,意為全面的、綜合的關於世界的觀點,也譯為「世界觀」「宇宙觀」或「對宇宙的認識」。考慮到後面幾種譯法容易產生歧義,這裡取「世界圖景」這一譯法。

科學的殿堂是一座多樣化的建築物。在裡面行走的人以及他們給這個殿堂帶來的精神力量是完全不同的。許多人關注科學,是因為它卓越的精神力量給他們帶來的喜悅;對他們而言,科學是一項適合他們的運動,它獲得生動活潑的體驗以及雄心壯志的滿足;在科學的殿堂裡還有更多的人,之所以將其智力產物奉獻於此,完全是出於功利的目的。如果上帝派一位天使將這兩類人都趕出殿堂,聚集在那裡的人將令人擔憂地所剩無幾,但仍會有人留在殿堂裡,有今人,也有古人。我們的普朗克就屬於其中,這也是我們愛他的原因。

我清楚地意識到,我們剛剛在精神上隨隨便便地趕走了許多優秀的人,他們建造了科學殿堂的大部分,或許是最重要的部分;在許多情況下,我們的天使發現做決定非常困難。但有一件事我可以肯定:如果只有我們剛剛驅逐的那兩類人,那麼這座殿堂將不復存在,正如只有蔓籐植物成不了森林一樣。這些人對於人類活動的任何場所都非常滿意;他們是成為工程師、官員、商人還是科學家,取決於外部環境。現在,讓我們把目光轉向那些得天使寵愛的人!他們大多有點兒古怪、沉默、孤獨,儘管有這些共同點,但他們與之前被趕走的人相比,彼此之間還是有很大不同的。究竟是什麼將他們引到這座殿堂呢?答案不易給出,即使勉強給出,也不是統一的。首先,我相信叔本華所說的,將人們引向藝術和科學的最強烈的動機之一,是擺脫日常生活中令人厭煩的粗俗以及讓人無望的沉悶,遠離反覆無常的個人慾望的枷鎖。它讓生性敏感的人從個人的生存中逃離出來,進入客觀觀察和理解的世界;這種動機,可與城市居民極其渴望逃離他所處的嘈雜混亂的環境,被寧靜的高山景觀所吸引相媲美。在那裡,透過平靜、純淨的空氣自由眺望,抵達那似乎是為專為永恆而營造的寧靜景色。但這種消極的動機卻與一種積極的動機結合在一起。人們總是試圖繪出一幅簡化的和清晰的世界圖景,然後在某種程度上用他們的世界圖景去取代經驗世界,從而去戰勝它。這就是畫家、詩人、思辨哲學家以及博物學家以各自不同的方式所做的事情。每個人都將他們自己的情感生活轉移至這個世界圖景及其結構,為了能以此找到他在個人經驗的狹窄漩渦裡不能找到的平靜和安定。

在所有這些可能的世界圖景裡,理論物理學的世界圖景佔據著怎樣的地位呢?它在描述各種關係時,要求盡可能達到最高標準的嚴密性和精確性,因為這樣的標準只有用數學語言才能達到。另一方面,物理學家對他能夠描述的現象必須嚴加限制,因為他不得不使自己滿足於描述我們經驗可及的最簡單的事件;而所有更複雜的事件就不能按照物理學家要求的那種微妙的準確性和必然性由人類的智力重構。最高程度上的純粹性、明晰性和確定性是以完整性為代價的。到底有什麼吸引力,讓我們為了準確地瞭解自然界的一小部分,膽怯而絕望地放棄所有其他更精細和更複雜的事件?這種卑微努力的結果也配得上「世界圖景」這一驕傲的稱號嗎?

我相信這個驕傲的稱號是當之無愧的,因為,普遍規律作為理論物理學的思想體系得以建立的基礎,應當對任何自然現象都有效。有了它們,就有可能通過純粹的思維演繹找到一切自然過程(包括生命過程)的理論,只要演繹過程沒有超出人類的智力。因此,放棄物理世界圖景的完整性,並不是一個原則問題。

物理學家的最高使命就是要得出那些普遍的基本定律,由此借助純粹的演繹建立起世界圖景。通往這些定律是沒有邏輯通路的,只有基於對經驗的同情直覺才能得到這些定律。由於這種方法論上的不確定性,人們可以認為,有許多個同樣成立的理論物理體系;這個看法在原則上無疑是正確的。但是,物理學的發展表明,任何一個時期,在能想像到的一切構造中總有一個明顯優於其他的。但凡真正對這個問題有過深入研究的人,都不會否認這一點:事實上,唯一決定理論體系的是現象世界,儘管在現象與它們的理論原理之間沒有邏輯通道;這就是萊布尼茨[1]很高興地稱之為的「先定的和諧」[2]。物理學家經常指責認識論者沒有對此給予足夠的注意。我認為,這也是幾年前馬赫和普朗克進行論戰[3]的根源所在。

渴望見到這種先定的和諧,是無窮無盡的毅力與耐心的源泉。我們的普朗克正是具有這種毅力和耐心,不讓自己分心於更令人愉悅和更易達到的目標上去,而是致力於科學中最普遍的問題。我時常聽說,同事們試圖把普朗克的這種態度歸因於非凡的意志力和素養,但我認為這是完全錯誤的。能夠取得這樣的成就的感覺類似於宗教信仰者或者戀愛者的心理狀態;他的日常追求並非來自任何意圖或項目,而是來自直接需要。

我們親愛的普朗克就坐在那裡,內心笑話我像個孩子一樣拿著第歐根尼[4]的燈籠在鬧著玩。我們對他的好感無須牽強的理由。但願他對科學的熱愛讓他的生活道路更加美好,並引領他去解決由他自己提出來的當今物理學上最重要的問題。祝願他能成功地將量子理論與電動力學和力學統一在一個邏輯體系中。

[1] 萊布尼茨(Gottfried Wilhelm Leibniz,1646—1716),德國哲學家、數學家、外交家、歷史學家和早期啟蒙運動的政治顧問。他被認為是他那個時代的「全才」,17世紀末18世紀初最重要的哲學家之一,也是啟蒙運動最重要的思想領袖之一。——編譯者注

[2] 「先定的和諧」(prastabilierte Harmonie),萊布尼茨哲學的一個基本概念,最初是用來澄清「身心問題」的,後來用來作為所有事物固有秩序的一般表達。——編譯者注

[3] 普朗克與馬赫之間的論戰,始於普朗克1908年12月9日在荷蘭萊頓大學所做的題為《物理世界圖景的統一》(Die Einheit des physikalischen Weltbildes)的演講。普朗克最初是馬赫哲學的虔誠信徒,後來通過自己的研究心得,發現實證主義的許多困難,成了馬赫哲學的反叛者。他們論戰的焦點是:是否存在實在的外部世界?物理規律是否具有客觀性?物理學統一的基礎是什麼?經濟思維原則是否是科學的最高目標和科學探索的最有效方法等?馬赫認為普朗克並沒有真正理解自己的觀點。幾次交鋒後,雙方都沒有改變看法。物理學界也相應地分成兩派。——編譯者注

[4] 錫諾普的第歐根尼(Diogenes Sinopeus,人們推測他或許出生於公元前413年,或許出生於公元前323年),古希臘哲學家,屬於犬儒學派。——編譯者注