近代物理學兩位杰出大師——愛因斯坦與玻爾

於利民

（浙江省黃巖中學，浙江 臺州 318020）

1 兩人的貢獻

兩人都是20世紀物理科學大師，兩人在科學研究上都一樣具有革命性.在量子理論的初期中，普朗克首創(chuàng)，愛因斯坦起了推進的作用，而玻爾又大大發(fā)展了理論及其應用.他們3人被認為是量子理論初期的三大主角.

所謂大師，不僅僅是在某項學術領域中作出了突出貢獻的天才人物，還需要有高尚的品德、恢宏的氣度和廣闊的眼界.他們不僅僅是精深的專家而且還應該是博大的學者.他們德高望重、不驕不躁、誠懇待人，還具有深遠的人文知識積淀.愛因斯坦聲名蓋世，在科學道路上披荊斬棘奮勇前行，他的諸多貢獻都是開創(chuàng)性的和劃時代的，在物理學家心目中的威望遙遙領先，公認為千古巨人；玻爾很長時間里成為量子力學的總指揮，團結(jié)同道，培育英才，影響巨大，亦為一代大師.玻爾自己以廣博的知識、深邃的洞察力，系統(tǒng)運用了分析、綜合、模型、假說、演繹等一系列科學方法，求得量子真諦.

玻爾生在今天也只有500萬人口的小國丹麥，他把量子概念與有核模型結(jié)合起來，提出了定態(tài)量子概念、躍遷理論、對應理論和互補原理，在原子核理論上也有卓越的貢獻.

玻爾關于原子結(jié)構(gòu)的研究，對科學界的全部物理思想和物理意識起到了不可估量的作用，不少科學家認為，如果沒有玻爾關于原子結(jié)構(gòu)的研究，人們對原子的探索也許要在黑暗中持續(xù)很多年.人們贊揚他的對應原理，說它是從經(jīng)典理論通往量子理論的橋梁，在量子力學的關鍵時期起了重要的指導作用.

玻爾創(chuàng)建哥本哈根理論物理研究所，并把它辦成了當時國際最負盛名的學術研究中心，而玻爾也成了量子物理學領域中的“最高領袖”.當時每當學術上出現(xiàn)了新問題新發(fā)展，物理學家們往往自動聚集到哥本哈根到來交流討論，并聽取玻爾的意見.玻爾對他們的思想上哲學上的影響和啟迪是巨大和深遠的.玻爾主持他的研究所達40多年，除短期訪問者外，他大約培養(yǎng)了600名物理學家，其中有10人成為諾貝爾獎金獲得者.人們甚至把他稱為“國際科學合作之父”.歷史上又有多少科學家有如此的號召力和凝聚力呢？

愛因斯坦作為20世紀的科學大師，早已為人們所熟知，在許多方面作出了不可磨滅的功勛，當之無愧地成為最閃耀的科學巨星.他幾乎靠一個人的智慧創(chuàng)建了相對論，在光電效應、分子實在性、光輻射理論、統(tǒng)計物理學、宇宙學和量子物理學等等方面均有建樹.有人統(tǒng)計過，如按照諾貝爾獎的標準，他能獲7次獎.

狹義相對論在很大程度上解決了19世紀末物理學的危機，改變了牛頓力學的時空觀念，以全新的面目揭示了物質(zhì)和能量的相當性，創(chuàng)立了一個全新的物理學世界，是近代物理學領域最偉大的革命，同時也使人類社會跨入利用原子能的時代.

廣義相對論曾受到物理學界的普遍贊賞，被認為是人類思想史上“一切現(xiàn)有物理理論中最美的一個”.著名物理學家狄拉克說：“這些基礎起源于這個事實，即愛因斯坦引進的新的空間思想是非常激動人心的，非常優(yōu)美的，不論將來我們會面臨什么情況，這些思想一定會永遠永垂不朽.”它在物理學上、哲學上、思想上的各個方面帶來全新的革命.

2 濃厚的友誼

兩人關系十分融洽和親密.1920年玻爾第一次到德國講學和愛因斯坦結(jié)下了長達35年的友誼.長期有關學術上的論戰(zhàn)絲毫不影響濃厚的友誼，他們一直相互關心尊重，是真摯的諍友.

1922年12月，年度諾貝爾物理學獎授予玻爾同時也宣布授予愛因斯坦1921年度諾貝爾物理學獎.聽到授獎消息以后，玻爾就給愛因斯坦寫了一封信，表示能與愛因斯坦相提并論是他“從外界所能得到的最大的榮譽和欣慰”，并且表示，在他被考慮授獎以前，愛因斯坦的貢獻得到了應用的承認，這是使他深感幸運的事情.

當愛因斯坦接到玻爾的信后甚為高興，很快回信.回信中則更加親密的稱玻爾為“親愛的或非常親密的玻爾”.收到玻爾的熱情來信，使他和得到諾貝爾獎金同樣的高興.

愛因斯坦在玻爾原子理論問世不久，說：“這是可注意的，在它后面一定有點什么玩意兒.我不相信里德伯常量絕對值的導出是全靠運氣.”從那時起，他玻爾原子理論一直是贊揚的.

愛因斯坦很欣賞玻爾.愛因斯坦曾這樣評論：“當后代人來定我們這個時代所取得的進步的歷史時，必然會把我們關于原子性質(zhì)的知識所已取得的一個最重要的進展同玻爾的名字聯(lián)在一起.他的思辨所大膽選擇的假說基礎，很快成了原子物理學的主要支柱.”玻爾的原子理論是“思想領域中最高的音樂神韻”

玻爾非常珍惜愛因斯坦對量子力學的意見建議，并視為莫大的“財富”.玻爾說：“在和愛因斯坦的每一次接觸中，我們大家都會得到啟示；能夠從這些啟示中獲得裨益對我是何等的地重要??！”

3 深遠的論戰(zhàn)

盡管兩人友誼深厚，感情融洽，但在學術上兩個人往往意見相左.他們初次見面后就在認識上發(fā)生了爭論，隨之經(jīng)常開展論戰(zhàn).

愛因斯坦一直對量子力學的統(tǒng)計解釋不滿，認為“量子力學固然是堂皇的.可是有一種內(nèi)在聲音告訴我，它還不是那么真實的東西……我無論如何深信上帝不是在擲骰子.”在第5屆索爾維會議上，愛因斯坦設計了電子通過單縫衍射的實驗，而玻爾則很快地解決了這個問題.激烈的討論往往從早上開始，愛因斯坦在吃早飯時告訴玻爾等人他隔夜想出來的新理想實驗，而玻爾等人總是到吃晚飯的時候就能給愛因斯坦看，他的實驗是駁不倒測不準關系的.愛因斯坦很不安，第2天又提出新的更復雜的理想實驗.結(jié)果還是以愛因斯坦的失敗而告終.

玻爾還是十分尊重愛因斯坦的這些挑戰(zhàn).他認為，“愛因斯坦的關懷和批評，很有價值地激勵著我們所有的人來再度檢驗和原子現(xiàn)象的描述有關的形勢的各個方面.”

1930年，在第5屆索爾維會議上，兩位巨人之間又開始了新一輪論戰(zhàn).愛因斯坦又用新的論點向玻爾提出了挑戰(zhàn).這一次他提出了新的假想實驗，著名的愛因斯坦光子盒的實驗.經(jīng)過徹夜的苦想他卻發(fā)現(xiàn)這種論點中忘記了愛因斯坦自己的廣義相對論中的一條推論.當把這條推論考慮在內(nèi)時光子盒的實驗就不僅不會駁倒，而且恰恰是支持玻爾的論點了.

后來他們?nèi)栽诓粩嗟仃U述自己的觀點，不斷討論有關實在和完備性的問題.這場爭論是物理學史上最激烈、涉及面最廣的一場大論戰(zhàn)，但也是最友好最尊重對方、最值得稱道的大論戰(zhàn).他們保持著誠摯的友誼，始終尊重對方.在愛因斯坦逝世后，玻爾心里仍然繼續(xù)在同愛因斯坦爭論，并且當深思物理學中一個有爭論的基本問題時，總要自問愛因斯坦對這個問題會怎么想.

他們辯論的聲音好如大山里的洪鐘巨響，久久振蕩著物理學家和哲學家們的思想和心靈，激勵著向未知領域發(fā)動沖擊.

這就是20世紀科學史上和哲學史中頗負盛名的“玻爾—愛因斯坦論戰(zhàn)”之概況.

4 科學的方法

科學家不僅貢獻出知識規(guī)律，還留下了很多寶貴的科學方法.

愛因斯坦探索性的演繹法、邏輯簡單性原則、準美學方法、批判性思維、形象思維等科學方法別出機杼，所向披靡.他關于科學的客觀性、可知性、統(tǒng)一性、和諧性、因果性、簡單性、不變性等的科學思想涵義深邃，意蘊雋永.是現(xiàn)代哲學的思想奇葩和智慧結(jié)晶，在哲學史和人類思想史上濃墨重彩地大書一筆，成為世人取之不盡、用之不竭的精神寶藏.

玻爾的成功又大不相同.他以廣博的學識、深邃的洞察力系統(tǒng)運用了分析、綜合、模型、假說、演繹等一系列科學方法，并將這些方法融會貫通，交叉運用得心應手.

愛因斯坦在20年代曾這樣評論：“作為一位科學思想家，玻爾所以有那么驚人的吸引力，在于他具有大膽和謹慎的這兩種品質(zhì)的難得的融合；很少有誰對隱秘的事物具有這樣一種直覺的理解力，同時又兼有這樣強有力的批判能力.他不但具有關于細節(jié)的全部知識，而且還始終堅定地注視著基本原理.他無疑是我們時代科學領域中最偉大的發(fā)現(xiàn)者之一.”

玻爾總是牽住話頭就由淺入深由表及里地談下去，談到后來才一點一點地談出他的新思想，他的說理是論辯式的、分析性質(zhì).當別人把他的理論看成了天經(jīng)地義時，他總是非常清醒、非常謙虛的聲明他的理論是“暫時性”的是“預備性”的.他有無與倫比的直覺，有迅速接受新思想、洞察學術動態(tài)的能力，竟然靠各種猜想窺見了微觀世界的許多奧秘.這是他科學工作的典型的特征性的風格，為別人所不能企及.

5 和平的期待

作為思想家，愛因斯坦的以開放的世界主義、戰(zhàn)斗的和平主義、自由的民主主義的社會政治哲學以及遠見卓識的科學觀別具只眼的教育觀、獨樹一幟的宗教觀，無一不是人類社會寶貴的思想遺產(chǎn)，它們將永遠充當社會進步和文明昌盛的動力.愛因斯坦熱愛科學，熱愛人類.他沒有因為埋頭于科學研究而把自己置于社會之外，他一直關心著人類的文明和進步，并為之頑強戰(zhàn)斗.他說：“人只有獻身于社會，才能找出那實際上是短暫而又有風險的生命的意義”

當愛因斯坦后來從無線電廣播知道美國對廣島、長崎投下原子彈，殺傷許多平民時，他感到非常痛心.他后來寫了一封告美國公民書，說：“我們將此種巨大力量解放的科學家們，對于一切事物都要優(yōu)先負起責任，必須限制原子能，絕對不能用來殺害全人類，而是用來增進人類的幸福方面.”1955年，愛因斯坦與羅素聯(lián)名發(fā)表了反對核戰(zhàn)爭和呼吁世界和平宣言！

無獨有偶，玻爾也意識到這種武器的出現(xiàn)必將帶來軍事上、政治上、經(jīng)濟上的嚴重國際問題.他認為應該通過國際上的互相信任和合作來預防這些問題.為此，他主張在原子彈制成以前就把消息告訴蘇聯(lián).這種主張不但沒被接受，反而引起了邱吉爾的猜忌，差點被逮捕.

戰(zhàn)后，玻爾繼續(xù)參加了爭取世界持久和平的運動.他仍然宣傳自己的主張，力促東西方的諒解與合作.他要求各國努力造成一個“開放的世界”，消除互相猜忌放棄本國私利而多為全人類著想.他的愿望非常美好，無疑超越時空，因而自私而短視政治領袖就接受不了.進入上世紀八、九十年代后，他的想法才引起了人們的注意.如果他的設想能夠?qū)崿F(xiàn)，那為人類的文明進步、世界的和平安寧帶來莫大的好處！

1 戈革著.玻爾和原子.南京：江蘇教育出版社，1999.

2 殷正坤著.探幽入微之路.北京：人民出版社，1987.