爱因斯坦的愿景

时间:2024-07-04 09:44:06

我体验到了“爱奥尼亚式迷情”(Ionian Enchantment)。这个新用词是我从物理学家兼历史学家霍尔顿(Gerald Holton,1922—)那里借来的,指的是一种相信科学具有统一性的信仰——这是一种比单单只有操作的命题更加深入、虔敬的信仰,它宣称世界是有规律的,同时可以用少数自然定律加以解释。这个信仰的起源可以追溯到公元前6世纪、爱奥尼亚群岛米利都的泰勒斯(Thales of Miletus,公元前640—前546,希腊哲学家)。这位传奇的哲学家在两个世纪之后,被亚里士多德推崇为物理科学的创始人。人们对泰勒斯比较具体的记忆是他的信仰:所有物质最终都由水构成。虽然他这个想法经常被人当作例子,用来说明早期希腊人的玄想有多么离谱,然而它真正的重要性,在于表达了有关“世界的物质基础和自然界的统一性”的哲学思想。

爱因斯坦的愿景

从泰勒斯那时开始,这种信仰就愈变愈复杂,现在已经成了支配整个科学的想法。近代物理学集中心力于统一自然界的所有作用力,包括电弱作用力、强作用力和重力。为了使这门科学具有“完美”的思想体系,物理学家想要在理论上达成统一的愿望非常迫切,而且这门科学提供了占有相当分量的证据和逻辑,因此推崇统一理论的想法很难有所更改。但是,这个信仰的迷惑力也进一步延伸到其他的科学领域,少数人认为它同时向外扩展到了社会科学,甚至更进一步触及了人文学科,这点我在后面会加以解释。科学具有统一性这个观点并未停滞,它已经受过逻辑和实验的严密考验,也已经重复地被成功验证。它从来不会遭受任何能够扭转乾坤的溃败,至少到目前为止这种情况还不会出现,尽管根据科学方法的本质,这个观点的中心必定总是脆弱的。我在后面较恰当的地方会进一步讨论这个弱点。

爱因斯坦这位在物理学上建立统一理论的创造者,他的中心思想也是非常爱奥尼亚式的。这种远见可能正是他的特长。他在写给朋友格罗斯曼(Marcel Grossmann)的信中提到:“能从直接观测时看似不相干的事件中,体认到这些复杂现象之间具有统一性,真是令人欣慰。”爱因斯坦在这里所指的,是自己能成功地把毛细血管的微观物理现象,和举世通用的重力的宏观物理现象相配合。他在生命后期的目标是,企图把所有的其他事件结合成一个精简的系统,包括把空间与时间、物理运动相结合,以及把重力与电磁场、宇宙论相结合。他努力地追求这个“圣杯”,但从来没有达到目标。

所有的科学家,爱因斯坦也不例外,都成了坦塔罗斯一般的孩子,对那些看似够得到、实际上却拿不到的东西感到懊恼。从事热力学研究的人就是典型的例子。在过去数十年间,他们已经能够把温度降得愈来愈接近于绝对零度,在这个温度下,原子会停止所有的运动。1995年,当他们把温度降到绝对零度以上几十亿分之一度时,却产生了“玻色-爱因斯坦凝结”(Bose-Einstein condensate),这是物质的一种基本形态,超乎我们平常熟悉的气态、液态和固态。在这种状态下,原子几乎都可处在同一量子态。当温度下降时,压力上升,气体会凝结成液体,之后就形成固体,然后才出现“玻色-爱因斯坦凝结”。然而,绝对彻底的绝对零度,就像一个存在于幻想中的温度,始终没法达到。