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文：关 洪
出处：中国图书商报 2005年7月

    爱因斯坦１９０５年分别在物理学理论的三个重要领域——原子论、量子论和相对论，发表了具有划时代意义的论文。这几篇论文在验证原子和分子的存在，推进量子理论的发展和创立狭义相对论这几方面都起到了不可替代的奠基性作用。为了纪念爱因斯坦一百年前所创造的这个“奇迹年”，联合国通过决议，宣告今年为“国际物理年”，在全世界展开了多姿多彩的纪念和宣传活动。
    “奇迹年”（拉丁文ａｎｎｕｓ ｍｉｒａｂｉｌｉｓ）这一词组最先用在牛顿身上，指的是老年的牛顿在１７１４年写的备忘录里，说他自己年青时候“在１６６５和１６６６闹瘟疫的”一年半时间里，先后发明了二项式定理、微积分、颜色学说，并且从开普勒第三定律“推出了使行星保持在它们的轨道上的力必定要和它们与它们绕之而运行的中心之间的距离的平方成反比例；而后把使月球保持在它的轨道上所需要的力和地球表面上的重力作了比较，并发现它们与这一关系相当符合”等光辉业绩。
    有据可查的是，牛顿最早在１６６９年就在朋友中散发了小册子《分析学》，又于１６７１年写下书稿《流数法和无穷级数》，接着在１６７２年致皇家学会的一封信里报告了他的分光实验和颜色学说。如果说这些成就都离开那个“奇迹年”不算远，因而他关于这些方面的言辞可信度比较高的话（至少他在那两年里可能有了一些初步的结果），他关于在那两年里就已经证明了行星的椭圆轨道和反平方引力的关系，以及用引力统一解释了月球轨道和地面重力的回忆，却没有得到任何文字资料的支持。与此相反，从１６８０年前后胡克、哈雷同牛顿之间的通信和讨论的记录看来，牛顿对这些问题的解决，不会早于１６７９年年底。例如，那一年里牛顿在同胡克的通信中还明确认为，远处非垂直下落的一个物体受地球引力的影响而运动时，走过的是一条逐渐收紧的螺旋线而不是胡克所主张的一个椭圆。（参看：关洪，《物理学史选讲》，高等教育出版社，１９９４年，１０７～１１０页；Ｒ． Ｗｅｓｔｆａｌｌ，《牛顿传》中译本，中国对外翻译出版公司，１９９９年，１５５～１６１页）
    那么，为什么牛顿偏要那样说呢，是不是他晚年的记忆模糊了呢？考虑到牛顿在发明微积分的优先权上同莱布尼兹有激烈的争吵，在用反平方的引力来解释行星运动的问题上同胡克也有过类似的不愉快经历，晚近的许多研究者认为，牛顿在１７１４年的那段话并非晚年记不清楚了，而是故意把自己的发现年份说得早早的，制造出遥遥领先的假相，好在优先权的论战中占据有利的地位。所以，牛顿自己说在１６６５～１６６６年间里的成就并不那么可信，他的“奇迹年”里确实含有不少的水分。然而，在那２４０年之后的爱因斯坦“奇迹年”里的成果，都是有公开发表的论文为依据的，而且最重要的三篇论文，只是在１９０５年里不到四个月的时间里完成（３月到６月）或者发表（６月到９月）的。所以，只有爱因斯坦的１９０５年才是科学史上绝无仅有的一个货真价实的“奇迹年”。
    最近我进京一趟，访问了许良英先生，承蒙他赠送我一本刚刚出版的《走近爱因斯坦》，这是由他和他的学生王瑞智为“纪念‘爱因斯坦奇迹年’”，“便于广大读者了解爱因斯坦，接近爱因斯坦”而编撰的一本爱因斯坦文集。许先生在１９７６至１９７９年，曾经主持编译了由商务印书馆出版的三卷本《爱因斯坦文集》。这是在１９８７年《爱因斯坦全集》原文版开始陆续推出之前，在世界范围内篇幅最大的一套爱因斯坦的论文选集，在我国对爱因斯坦的介绍和研究上起到了重要的作用。这一套当时属于“内部发行”的文集，在那个精神饥渴的年代满足了许多读者的求知欲，特别在年青大学生当中起到了思想启蒙的作用，亦为科学史和科学哲学的研究者提供了翔实的资料。这套文集的第一卷收集的是爱因斯坦在科学的历史和哲学方面的言论，第二卷是物理学研究论文，第三卷是关于社会和政治的言论。现在这本《走近爱因斯坦》的各篇文章或者片段，都是从原来的《爱因斯坦文集》第一和第三卷选出并且重新校订的；因为这是一本面向广大读者的文集，没有选入第二卷里一般读者难以读懂的研究论文。好在《爱因斯坦全集》中文版前几卷已经由湖南科学技术出版社陆续出版，其中包含了载有他在１９０５年那个“奇迹年”中发表的全部文章的第二卷，可以满足专家们的需要。
    从《走近爱因斯坦》这部文集精选的内容，可以了解到他在人生信念、哲学思考、科学探索、教育思想和对于社会和政治问题等众多方面的看法。正如编者在《前言》里说的那样，可望这本文集能够“唤起人们对作为一个人的爱因斯坦的关注”。此外，书中还载有精心收集的一百多幅图片，包括爱因斯坦各个时期的肖像以及一些珍贵的历史照片。所以，这本文集真是一本图文并茂的高质量普及读物，适宜于收藏到广大读者的书架上面。
    许良英先生在这部文集的附录里，还收进了他编撰的《爱因斯坦年谱》以及他后来在《科学文化评论》今年第二期上发表的近作《爱因斯坦奇迹年探源》。这篇为“爱因斯坦奇迹年”而写的文章，可以看作是他长期孜孜不倦地对爱因斯坦的研究工作的一个简要概括，也可以帮助读者对爱因斯坦的生平作一种全面的了解。
    在许先生这篇文章里，特别引述了爱因斯坦的两句话：“纯粹的逻辑思维不能给我们任何关于经验世界的知识；一切关于实在的知识，都是从经验开始，又终结于经验。”（《走近爱因斯坦》１５６页）和“我们现在特别清楚地领会到，那些相信理论是从经验归纳出来的理论家是多么错误呀。”（《爱因斯坦文集》第一卷，３５２～３５３页）并且认为是爱因斯坦“对知识和理论本性的精辟论断”。我想在这里谈一谈对这两句话的理解。
    上述第一句话引自爱因斯坦的《论理论物理学的方法》一文。我的理解是，如果说数学可以完全是一种不必与经验世界或者实在取得联系的逻辑构造，物理学和其他自然科学部门研究的都是“经验世界”，这一类知识就必须“从经验开始，又终结于经验”，而不能够从纯粹的逻辑思维得到。
这句话还是比较好理解的。如果换成我们熟悉的话语来讲，对于客观世界的认识是从感觉经验开始的，而这种感性认识即“感觉和印象的阶段”有待于上升或者飞跃到理性认识即“概念、判断和推理的阶段”。最终，理论的正确与否，又必须靠同经验世界的比较和检验。讲到这里都没有什么问题。
    然而，爱因斯坦接着问道：“如果经验是我们关于实在的知识的起点和终点，那么纯粹理性在科学中的作用又是怎样的呢？”他的回答是：“物理学理论体系中的……概念和基本原理都是人类理智的自由发明。”（以上引文见《走近爱因斯坦》，１５５～１６０页）
    爱因斯坦在另一篇文章里对这个问题有一段比较完整的阐述：“科学力求理解感性知觉材料之间的关系，也就是用概念来建立一种逻辑结构，使这些关系作为逻辑结果而纳入这样的逻辑结构。对构造全部结构的概念和规则的选择是自由的。只有结果才是选择的根据、那就是说，选择应当造成感性经验材料之间的正确关系。”（《爱因斯坦文集》第一卷，２３５页）
    由此可见，在理论结果必须接受经验的检验这个问题上，爱因斯坦的看法同我们的传统观念没有多少不同；但在感性认识是怎样上升或者飞跃到理性认识的问题上，爱因斯坦的看法与我们习惯的信条之间存在着巨大差别。例如，我们一向被教导说：“人们在实践中引起感觉和印象的东西反复了多次，于是在人们的脑子里生起了一个认识过程中的突变（即飞跃），产生了概念……循此继进，使用判断和推理的方法，就可以产生出合乎论理的结论来。”针对这种说法，我曾经在一篇文章里写道：“单凭感性认识的多次‘反复’就可以产生出理性认识吗？如果真的是那样的话，首先发现万有引力定律的就应该是看守苹果园的老农，而不是牛顿了。”（对２０世纪物理学理论两大变革的反思，科学技术与辩证法，２００２年１期）
    由此可见，爱因斯坦的认识论主张里，既有经验论的成分，也有理性论的成分。或者，如果你愿意的话，也可以说是经验论和理性论的辩证统一。事实上，的确有的学者把他看做是一位“经验主义理性论者”（ｅｍｐｉｒｉｃａｌ ｒａｔｉｏｎａｌｉｓｔ），或者把他的哲学观点看做“理性主义的实在论”（ｒａｔｉｏｎａｌｉｓｔｉｃ ｒｅａｌｉｓｍ）。（出处参看上文）按照这一理解，就不难读懂他的那两句话。
    我们熟悉的哲学信条还认为，理性认识是通过“综合感觉的材料加以整理和改造”而制作出来的。与此相反，爱因斯坦多次强调，“概念同感觉经验有关，但在逻辑意义上，它们决不能由感觉经验推导出来”。（《爱因斯坦文集》第一卷，２５８页）“在我们的思维和我们的语言表述中所出现的各种概念，从逻辑上来看，都是思维的自由创造。它们不能从感觉经验中归纳地得到。这一点所以不那么容易被注意到，那只是因为我们习惯于把某些概念和概念的关系（命题）如此确定地同某些感觉经验结合起来，以致我们意识不到有这样一条逻辑上不能逾越的鸿沟，它把感觉经验的世界同概念命题的世界分割开来。”（《爱因斯坦文集》第一卷，４０９页）
    顺便提一下，爱因斯坦在《对批评的回答》里讲过，“科学家……在构造他的概念世界时”，不会“过分拘泥于一种认识论体系”。“因而，从一个有体系的认识论者看来，他必定像一个肆无忌惮的机会主义者”。爱因斯坦自己接着说，像他那样的一位科学家，就其哲学思想的不同侧面看来，他会被分别看做是一位实在论者，一位唯心论者，一位实证论者，甚至还可以看做是一位柏拉图主义者或者毕达哥拉斯主义者。（《走近爱因斯坦》１９５～１９６页）在这里爱因斯坦并不是像有的评论者所误解的那样，坦白承认自己是一个“机会主义者”；按他说的意思，那只是“从一个有体系的认识论者看来”，即按照哲学家们设置的那些传统框框看起来才会得出的结论。而从爱因斯坦的这段话看来，他并不承认必须按照哲学家们设定的种种框框来思考，而是要跳出所有这些框框来“构造他的概念世界”。我们觉得，这种超越了哲学家种种框框的认识论主张，是真正合乎现代科学理论的发展的。