爱因斯坦传(17)

一七

　　当时，普遍认为大自然是一座庞大的钟表，制造出来后，“一上发条”，马上就会按其内在规律走动起来。同时，严格的自然规律预先就决定了每个物质粒子在每一时刻的命运。在那些年代，几乎所有的物理学家都把古典力学看作是全部物理学，乃至所有其他自然科学的牢固的和最终的基础。这种观点从伽里略、笛卡尔和牛顿时代开始，长期被人们所接受，被证明是正确的，而且得到了极大的发展，因而主宰一切。

　　1870年左右，这种自然观达到了它的顶峰，而后逐渐开始走下坡路。80和90年代的种种发现，使机械自然观陷于难以克服的困境和矛盾之中。首先是麦克斯韦场方程和赫兹的研究成果，严重动摇了把力学看作是物理学思想最终基础的信念。不过，这两位物理学家仍然没有从前人的观念中彻底走出来，坚持认为牛顿力学是物理学的可靠基础。

　　马赫是一位奥地利物理学家、哲学家和物理学史学家。爱因斯坦说，他的功劳在于“冲击了这种教条式的信念”。1871年，马赫在布拉格科学院的报告中讲到，不必以机械自然观认识自然现象，它甚至还妨碍了对自然的认识。1883年，马赫在《发展的力学，历史的批判》一书中对于这种在当时是大胆而新颖的想法作了详尽论述。

　　几乎同时，恩格斯在《自然辩证法》片断中，谈到了机械自然观的局限性。恩格斯有力地批驳了自然科学家们把一切都归咎为机械运动的“狂癖”。然而这位辩证唯物主义哲学创始人之一的思想也还只是停留在早期阶段，对于19世纪自然科学研究的实际发展还没有产生影响。恩格斯的《反杜林论》中也有相似论点，不过也未引起自然科学家的重视。甚至连马赫在学术上对古典力学提出批判，最初也没有反响。直到70年代末，大多数物理学家仍然确信自然科学应以机械论作为基础，这是正确的、不可改变的。直到90年代中叶，从伦琴发现“X射线”开始，机械自然观在一系列惊人的重大发现的冲击下，才土崩瓦解了。被法国物理学家彭加勒称作“怀疑阶段”的时期开始了，随即发生了“物理学的危机”。

　　把机械物理学判成为死刑的自然科学成果中，除了伦琴射线的发现，首先应该指出的是放射性和电子的发现。这些发现都是在1896年至1900年期间，也正好是爱因斯坦大学期间。1900年晚秋，普朗克发现热辐射具有原子和量子结构。

　　这个发现动摇了旧世界大厦的地基。

　　由马赫发起的对旧物理学的冲击波直接影响到爱因斯坦物理学新思想形成。1948年1月8日在给M·贝索的信中，爱因斯坦不仅以成熟的思想评价着马赫，而且毫不避讳马赫对自己大学期间的重要影响：“就马赫而论，我想把他的一般影响和他对我的影响区别开来……特别是在《力学》和《热学》中，他总是努力证明概念是怎样来自经验的。他令人信服地采取这样的立场：认为这些概念，甚至是最基本的概念，都只能从经验知识中得到它们的根据，它们在逻辑上决不是必然的……我看他的弱点正在于他或多或少地相信科学仅仅是对经验材料的一种整理；也就是说，在概念的形成中，他没有辨认出自由构造的元素。在某种意义上他认为理论是产生于发现，而不是产生于发明。他甚至走到这样的地步：他不仅把‘感觉’作为必须加以研究的唯一材料，而且把感觉本身当作建造实在世界的砖块，因此，他相信他能够克服心理学同物理学之间的差别。只要他把这种想法贯彻到底，他就必然会不仅否定原子论，而且还会否定物理实在这个概念。

　　至于说到马赫对我的发展的影响，它的确是很大的。我记得十分清楚，在我学习的最初年代里，你曾使我注意到他的《力学》和《热学》，这两本书给了我深刻的印象。它们对于我自己的工作的影响程度，说实在的，我并不清楚。就我所意识到的来说，休谟对我的直接影响还要大些……但是，如我所说的，我没法去分析那些在不知不觉的思想中停泊的东西呀。”

　　苏黎世工业大学的4年生活在爱因斯坦一生中留下了深刻的印象。以致崇尚简洁的爱因斯坦在自己极短的自传中却为这4年留下充分的记录：“1896—1900年在苏黎世工业大学的师范系学习。我很快发现，我能成为一个有中等成绩的学生也就该心满意足了。要做一个好学生，必须有能力去很轻快地理解所学习的东西；

　　要心甘情愿地把精力完全集中于人们所教给你的那些东西上；要遵守秩序，把课堂上讲解的东西笔记下来，然后自觉地做好作业。遗憾的是，我发现这一切特性正是我最为欠缺的。于是我逐渐学会抱着某种负疚的心情自由自在地生活，安排自己去学习那些适合于我的求知欲和兴趣的东西。我以极大的兴趣去听某些课。但我‘刷掉了’很多课程，而以极大的热忱在家里向理论物理学的大师们学习。这样做是好的，并且显著地减轻了我的负疚心情，从而使我心境的平衡终于没有受到剧烈的扰乱。这种广泛的自学不过是原有习惯的继续；有一位塞尔维亚的女同学参加了这件事，她就是米列娃·玛利奇，后来我同她结了婚。

　　我热情而又努力地在H·F·韦伯教授的物理实验室里工作，盖塞教授关于微分几何的讲授也吸引了我，这是教学艺术的真正杰作，在我后来为建立广义相对论的努力中帮了我很大的忙。不过在这些学习的年代，高等数学并未引起我很大的兴趣。我错误地认为，这是一个有那么多分支的领域，一个人在它的任何一个部门中都很容易消耗掉他的全部精力。而且由于我的无知，我还以为对于一个物理学家来说，只要明晰地掌握了数学基本概念以备应用，也就很够了；而其余的东西，对于物理学家来说，不过是不会有什么结果的枝节问题。这是一个我后来才很难过地发现到的错误。我的数学才能显然还不足以使我能够把中心的和基本的内容同那些没有原则重要性的表面部分区分开来。

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