爱因斯坦曾告诉我,阿尔伯特·迈克尔孙本人并不喜欢相对论。他不仅亲口对爱因斯坦这么说过,爱因斯坦也从旁人那里听到了同样的说法。爱因斯坦笑着补充道:“你可知道,我们是很要好的朋友呀。”
迈克尔孙对爱因斯坦坦言:对于他自己的工作竟然引出了相对论这样一个“怪物”,他感到有些懊悔。爱因斯坦接着向我解释,迈克尔孙会持有这样的态度是非常自然的,这简单地源于一个事实——迈克尔孙钟爱的是直接的实验现象,以及由此带来的直观结果。因此,他本能地不喜欢过于抽象的理论构建。
我评论说,这种态度在某种意义上类似于歌德对于颜色理论的态度。对此,爱因斯坦回答说:“迈克尔孙的态度还没有那样极端,否则他就不会成为一个物理学家了!”
他进一步补充道:在歌德看来,对自然界的任何观察都是一种深沉而直接的个人心理体验,他不容许科学的抽象来干扰这种体验。歌德对颜色的许多描述是很有价值的,尤其是在艺术应用方面,但他同时又盲目地对牛顿的理论进行了粗暴的攻击。可以说,他在艺术感受层面为颜色问题做出了真正的贡献。
引者注:以上内容引自《爱因斯坦文集》第一卷(许良英等译,商务印书馆出版),是美国俄亥俄州克利夫兰开斯工学院物理学教授香克兰在普林斯顿访问爱因斯坦时的谈话报道。
这些谈话发生在1950年至1954年间,前后进行了五次。谈话的核心围绕着迈克尔孙实验与相对论问题展开,同时也涉及了量子力学、科学史甚至政治等话题。香克兰将这些谈话记录整理后,于1962年以报道形式发表在《美国物理学期刊》上。
杨振宁教授曾将物理学的研究划分为四个层次:第一个层次是实验,第二个层次是唯象理论,第三个层次是理论架构,第四个层次是数学。物理学的研究通常从实验现象出发,总结出一些局部的、与现象紧密相连的唯象理论。随后,经由理论物理学家的深入思考,上升到更为普适的理论架构,而这些架构最终通过数学表述得以精确化。不同的物理学家往往对不同层次的研究抱有浓厚兴趣。
迈克尔孙,按照这个框架,纯粹属于实验物理学家。他的兴趣点主要集中在实验本身和其所揭示的现象上,对于那些深邃、抽象的理论则没有太多感觉。爱因斯坦与香克兰的谈话,正是在探讨这一根本性的差异。
杨振宁在评价各位物理学家对不同层次的贡献时,曾这样描述爱因斯坦:“爱因斯坦兴趣广泛,在许多领域中,自二(唯象理论)至三(理论架构)至四(数学)都曾做出划时代的贡献。”换言之,爱因斯坦在唯象理论、理论架构乃至数学层面都取得了划时代的成就,这一点很少有其他物理学家能够与之比肩。
爱因斯坦本人评价道:“我总认为迈克尔孙是科学中的艺术家,他的最大乐趣似乎来自实验本身的优美和所使用方法的精湛。他从来不认为自己在科学上是个严格的‘专家’,事实上确也不是,但他始终是个艺术家。”随后,香克兰与爱因斯坦的谈话转向了歌德与牛顿关于颜色理论的态度对比。
歌德作为一位艺术家,他对现象本身抱有深沉而直接的感受,抗拒用科学抽象来破坏这种个人体验。因此,他对牛顿抽象的光学与颜色理论极度不满,并对其发起了猛烈的抨击。然而,他在颜色的艺术感知层面确实有所建树。这与迈克尔孙喜爱他那精妙绝伦的实验,却对抽象深奥的相对论感到不适,是何其相似!
在物理学界,类似迈克尔孙这样倾向的,除了实验物理学家,还包括那些偏重于唯象理论的理论物理学家,例如尼尔斯·玻尔。玻尔在物理学上的主要贡献集中在唯象层面,因此他对物理学,特别是量子力学的态度与爱因斯坦截然不同。玻尔主要从实证主义角度出发,认为量子力学在解释现象上行得通,他便感到满意。而爱因斯坦则具备从实验、唯象理论、理论架构到数学的广阔视野,因此他认为量子力学虽然有用,但远非完善。两人眼界的差异,注定了他们的争论很难达成一致。
数学家亚历山大·格罗滕迪克在《播种与收获》中,用大量篇幅描述了他的理论(如拓扑斯理论、母题理论)被他的学生及其他数学家所“埋葬”的过程。他在1970年代离开数学界时,已经为这些理论播下了种子,并寄望于后人能够发掘并发展它们。然而,他所珍视的这些极具潜力的理论和概念在很大程度上被忽视了。
这其实与爱因斯坦的处境有相通之处:爱因斯坦能够看到更广阔的理论前景,而他人却难以企及。格罗滕迪克拥有一种深刻而广阔的直觉,能够洞察某些理论和概念未来的可能性,而其他人则可能局限于解决具体的数学问题,类似于物理学中过分看重实验现象而忽视了理论深度探索的情况。因为理论是无形的,必须依靠个人进行深入且长远的思考才能感知。
我常常思考,在科学、数学乃至日常生活中,人们对许多问题的看法各异、争论不休,其根本原因在于,同一个事物在不同人的眼中,实际上呈现为不同的图景。因为每个人内心的世界图景都各不相同,有些偏于一隅,有些则较为广阔。你站在地球上看太阳,与置身于广袤深空中看太阳,所见的景象是完全不同的。
鲁迅先生曾说:“人类的悲欢并不相通,我只觉得他们吵闹。”这正是因为每个人的世界图景各异,对同一事物的感受尚且不同,更何况对不同的事物。因为看法相左,人们便争吵不休;因为感受各异,他们的悲喜自然难以相通。
在云栈社区,我们鼓励开发者与研究者分享各自不同的技术视角与世界观,在碰撞中寻求更深入的理解。无论是醉心于优雅代码的实验艺术家,还是致力于构建抽象模型的理论家,这里都有你的一席之地。