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爱因斯坦投下的石子  

2015-10-04 20:43:48|  分类: 文化 |  标签: |举报 |字号 订阅

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    今年,是爱因斯坦逝世60周年,广义相对论发表100周年。重要科学发现的问世,好多都历经复杂的过程。但像爱因斯坦在广义相对论发表前遭遇的痛苦与磨难,则很鲜见。艾萨克森传神地叙述了爱因斯坦在家庭生活矛盾和科学竞赛对手追击这双重煎熬的巨大心理压力下,最终在短时间内戏剧性地取得了伟大的科学突破,完成广义相对论的完美数学表述。

    阅读这段科学历史,相隔100年的时空,我们好像仍能听到爱因斯坦的怦然心跳,感受到人类在科学创造中挑战自我心智极限的巨大勇气。

爱因斯坦的成就,同时代的物理学家马克斯·玻恩(Max Born)称之为“人类思考自然的伟大壮举,哲学思辨、物理直觉和数学技巧三者最令人惊艳的结合”。

    这不是溢美之词。一个世纪过去了,基于相对论及其推论的各种猜想与预测,还在一个一个被不断证实,新的科学疆土由此不断开拓。爱因斯坦思想的光芒,将长久照亮人类社会。

    而人类社会对爱因斯坦和相对论的认识,也会不断加深。100年前,尽管爱因斯坦取得如此辉煌的成就,但对于相对论,仍然存在巨大争议。反映这些争议最清晰的镜子是诺贝尔物理学奖。那些年,每年都有世界著名的物理学家不断提名爱因斯坦获取这一奖项,但他却连年落选。这样的结果,让诺贝尔奖委员会自己也感到为难。于是,出现戏剧性的一幕,诺贝尔奖委员会先是宣布1921年诺贝尔物理学奖空缺,然后在1922年把1921年的奖项补授予爱因斯坦,授奖的原因却不是他创立相对论,而是他发现光电效应。诺贝尔奖委员会因此蒙羞百年,但可以从中看出当时人们对相对论的不同认识。

    爱因斯坦和相对论在中国的际遇则有所不同,中国科学家和中国社会,几乎是毫无保留地热情拥抱他和他的理论。从1917年开始,中国杂志就开始出现对相对论的报道。中国人对爱因斯坦和相对论的兴趣,在1922年掀起高潮。那年的1113日,爱因斯坦乘船从日本抵达上海。当天,瑞典驻上海总领事正式通知他获得了1921年诺贝尔物理学奖,热情的中国学生,因此在南京路上托起爱因斯坦热烈欢呼。1231日,爱因斯坦再次来到上海,次日在公共租界工部局礼堂讲演相对论。爱因斯坦一个多月间两次到上海,虽然停留的时间总共只有3天,但在他和其他人(如英国著名哲学家罗素等)的影响下,相对论在中国开始了长久传播。

    中国物理学,也在爱因斯坦和其他物理学家创造的20世纪物理学辉煌中得到蓬勃发展。

1918年北京大学建立中国第一个物理系,1926年清华大学设立物理系,1928年中央研究院物理所成立。到1931年,中国设立物理系的高校已经达到27所,中国的物理学工作者超过300人,其中不少人有海外学习、得到名师授业的经历。在这样的厚度上,中国物理学也注定要在20世纪后半叶爆发。在国外,杨振宁、李政道、吴健雄、丁肇中等华裔物理学家跻身全球最顶尖的科学家之列,有的还摘取诺贝尔物理学奖桂冠;在国内,钱学森、王淦昌、邓稼先、周光召等物理学家同样赫赫有名,他们自力更生建立起中国两弹一星的坚强国防盾牌。

    由于杨振宁、李政道等一批华裔科学家的本科学历差不多都是在抗日战争烽火中完成的,当时中国西南联大和其他高校学习环境动乱而信息相对封闭,他们后来的成功被认为是一个奇迹。中国的两弹一星则是另外一个奇迹,在外部的政治高压和经济封锁环境中,信息同样封闭,能迅速地自主取得成功,被认为是一个谜。但是,如果仔细分析一下,中国物理学届创造的奇迹不应该那么令人意外。

     先说“西南联大现象”。抗战中,西南联大等中国著名高校条件艰苦异常,但这些大学的物理教师中,却名师辈出。他们学养深厚,了解世界物理学最新动态,紧跟当代物理学潮流,同时怀抱科学报国、科学救国的理想,培养出杰出的物理人才。杨振宁在西南联大本科毕业论文的指导老师吴大猷博士毕业于美国密歇根大学,他把杨振宁引到对称与群论领域;硕士论文指导老师王竹溪博士在英国剑桥大学师从福勒(指导过三位诺贝尔奖得主)研究统计力学。李政道在浙江大学(当时在贵州湄潭)的物理启蒙老师束星北则游学过欧美的爱丁堡、剑桥、麻省理工等著名学府,根底深厚。吴健雄在中央大学读本科时的物理老师施士元是居里夫人为中国培养的唯一博士;而吴健雄在浙江大学任助教时,束星北、王淦昌都曾对她有学术方面的帮助。一位优秀教师对学生日后的学术发展所产生的影响难以估量,杨振宁、李政道、吴健雄后来对世界物理学的贡献与影响,与在国内时老师为其打下的深厚基础密切相关。

    两弹一星的奇迹同样如此,创造奇迹的领军人物几乎毫无例外都曾经在本土打下良好基础,然后在国外学习和工作过。中国物理学,从来没有自外于世界物理学,在最艰苦的环境中依然如此。中国物理学在20世纪创造的奇迹,不应该令人感到意外。

    进入21世纪,全球科学技术令人眼花缭乱地迅猛发展,新兴学科不断异军突起。但是,物理学仍然是自然科学最重要的基石,爱因斯坦等伟大科学家创造的20世纪物理学辉煌,在新世纪得以延续。人类社会依然有大量的难题,需要以物理学为基础的学科群去解决,需要科学家们去突破,去创新。

    在纪念广义相对论发表100周年的今天,中国科学家尤其感到任重道远。理解和吸纳爱因斯坦的精神遗产,对于我们十分重要。10年前,我曾参加中国科协期刊考察团,访问德国。当我们发现行程中要路过乌尔姆时,坚决要求在小城住一夜,因为那是爱因斯坦的出生地。第二天清晨,我们在小城寻找爱因斯坦遗迹,无奈故居已不存在。但城里有一处爱因斯坦喷泉,喷泉雕塑是爱因斯坦伸出舌头的招牌式鬼脸。对面墙上,醒目镶嵌出一块石头,下面的文字是Einstein。这是德文,Ein是“一个”,Stein是“石头”,Einstein的意思是一块石头。乌尔姆人很风趣,称出生于斯地的伟大爱因斯坦是一块石子。是啊,爱因斯坦真是一块石子,在人类社会激起了千年涟漪。

(作者陈宗周系《环球科学》杂志社社长)《光明日报》( 20151004 05版)
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