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周光召談愛因斯坦
送交者: 周光召 2005年06月01日10:25:12 於 [教育學術] 發送悄悄話


  今年是狹義相對論發表100周年,也是聯合國確定的國際物理年,主要紀念偉大的物理學家和社會活動家愛因斯坦對人類所作出的多方面的巨大貢獻。

愛因斯坦是全身心獻身科學和主張科學無國界的理想主義者,是強調科學技術應當以人為本的人道主義者,是具有強烈社會責任感、反對法西斯和主持正義的社會活動家。在人類發展史上,愛因斯坦占有光輝的位置。我們紀念愛因斯坦這位偉人,不僅要了解他在科學上所作出的重要貢獻,更要學習他在任何困難條件下都一心為科學而獻身的精神,學習他為社會公正和反對法西斯戰爭而無私無畏的奮鬥精神。我們還應當通過愛因斯坦成長的道路,分析產生這樣傑出人物的條件,努力為中國青年創造良好的學習和成長的環境,使優秀人才能夠脫穎而出,使中國科學能夠早日躋身世界先進行列。
 
  愛因斯坦對物理學的重要貢獻
 
在20世紀初古典物理學出現危機的關鍵時刻,愛因斯坦是推動物理學革命思想的一面光輝旗幟。他獨自發現了狹義相對論和廣義相對論,從根本上改變了傳統的絕對時空觀念,將時空、物質和作用力通過對稱性統一起來。從狹義相對論出發,他提出了質量和能量等價的公式,開闢了原子能的時代。從廣義相對論和核能出發,他和一批科學家發展了宇宙構造和起源的模式,他提出的宇宙常數預示了產生排斥力的暗能量的存在。他和普蘭克及玻爾一起是量子論的主要奠基人,他提出了集波動性和粒子性於一身的光量子學說,解釋了光電效應,促進了量子波動力學的發現。他發展了原子論和統計力學,解釋了從布朗運動、固體比熱到受激輻射等一系列現象,他和玻色合作,建立了玻色-愛因斯坦量子統計理論,預見了玻色凝聚態的存在。他質疑量子力學提出的量子糾纏態開闢了量子信息學的新領域。他在晚年致力於統一場論,雖然沒有取得他預期的結果,但他提出的從高維幾何局域對稱性出發進行統一相互作用力的思想,至今仍指導着基本相互作用大統一理論的發展方向,在他逝世後的半個世紀中,已經在弱電和強相互作用的統一中得到體現。

他的科學思想遠遠超越當時的時代,具有非凡的前瞻性和深刻性,以至他許多重要的理論發表以後,短期內得不到物理界的普遍認同。他的科學發現不是天才的靈機一動,而是通過自學掌握了當時最前沿的科學成就,經過多年艱苦的思索才完成的。他在高中最後一年,就已經學習了當時大學還未講授的電動力學理論,並對和光一起運動會產生什麼現象進行了思考,10年以後才發現了狹義相對論。他在1908年提出推廣狹義相對論到加速坐標系的任務,1909年開始認識到加速度和重力的等價關係,經過6年的努力和多次的失敗,於1915年才建立了正確的廣義相對論引力方程。

相對論和量子力學是20世紀最重要的科學發現,不僅為我們提供了從微觀夸克到宏觀宇宙的物質和運動的圖像和規律,豐富了我們的物質觀和宇宙觀,而且為20世紀技術的發展提供了科學的基礎。雖然愛因斯坦從事的是基礎研究,他並不知道這些研究有什麼實用價值,但是,越是基本的規律覆蓋的現象越廣泛,潛在應用的面越廣,產生的價值也越大。在光電子、激光、原子能、GPS、傳感器、加速器、信息保密等等廣泛應用的技術中都可以看到愛因斯坦研究成果的影響。
 
  愛因斯坦的人生觀和社會活動
 
愛因斯坦對他自己的人生觀曾經說道:“要追究一個人自己或是一切生物生存的意義或目的,從客觀的觀點看來,我總覺得是愚蠢可笑的。可是每個人都有一定的理想,這種理想決定着他的努力和判斷的方向。就在這個意義上,我從來不把安逸和享樂看作是生活目的本身——這種倫理基礎,我叫它豬欄的理想。照亮我的道路,並且不斷地給我新的勇氣去愉快地正視生活的理想,是善、美和真。要是沒有志同道合者之間的親切感情,要不是全神貫注於客觀世界——那個在藝術和科學工作領域裡永遠達不到的對象,那麼在我看來,生活就會是空虛的。人們所努力追求的庸俗的目標——財產、虛榮、奢侈的生活——我總覺得都是可鄙的。” “當我還是一個相當早熟的少年的時候,我就已經深切地意識到,大多數人終生無休止地追逐的那些希望和努力是毫無價值的。而且,我不久就發現了這種追逐的殘酷,這在當年較之今天是更加精心地用偽善和漂亮的字句掩飾着的。每個人只是因為有個胃,就註定要參與這種追逐。而且,由於參與這種追逐,他的胃是有可能得到滿足的;但是,一個有思想、有感情的人卻不能由此而得到滿足。” “我每天上百次地提醒自己,我的精神生活和物質生活都依靠別人(包括活着的人和死去的人)的勞動。我必須盡力以同樣的分量來報答我領受了的和至今還在領受的東西,我強烈地嚮往着簡樸的生活,並常常為發現自己占有了同胞過多的勞動而難以忍受。”

他不僅是這樣說,也是這樣做的。在他創造力最豐富的青年時代,他的生活非常艱苦,經歷過歧視和失業,但他從不屈服去追求庸俗的目標,而是全神貫注於科學研究。即使到美國定居以後,他主動要求不要給他很高的薪水,繼續過着儉樸的生活。

  在他就職柏林科學院不久,第一次世界大戰爆發,他從開始就公開反對這場戰爭。他說過:“我反對一切形式的戰爭,除非那個敵人以毀滅人類作為它的惟一目的”。為此,他遭到了當局的迫害和部分報紙的譴責。德國的失敗使德國科學家處於孤立的困難境地。戰後,愛因斯坦雖有瑞士國籍,被邀請參加國際物理會議和到其他國家就職,但他認為,科學是全人類共同的事業,不應該因政治原因而孤立德國科學家。在德國科學家不被邀請的情況下,他也拒絕出席會議和離開柏林去他地就職。他說:“我曾對普朗克許下諾言,在這裡的環境沒惡化到普朗克本人承認我的離開是自然而然的和正確的之前,我不離開柏林。如果我不是迫不得已,而是哪怕是部分地出自物質利益便離開我的政治期望正在那裡實現的國家,離開用愛和友誼來溫暖我的人們,而在開始墮落的時期我的離開對他們來說可能會加倍地難受……那我就是忘恩負義了。”很可惜,他的民主和社會主義的政治期望並未在戰後德國實現,法西斯上台後把他視為猶太人的領袖,加大了迫害的手段,迫使他移居美國。此後,他一直以他個人的威望從事反對法西斯和關心弱小民族命運的鬥爭。他深切同情中國人民的苦難,多次支持中國抗日和中國人民爭取民主權利的鬥爭。

愛因斯坦多次告誡科學家要履行自己的社會職責。他說:“任何技術的應用都必須以人為本,關懷人的命運。”“要關心如何安排人的勞動和分配財富,以保證科學的成果用於造福人類而不是用於破壞的那些尚未解決的大問題”。他還說:“國家是為人而存在,而不是相反,科學也是一樣。”
 
  愛因斯坦的教育思想和成長曆程
 
愛因斯坦不是一個通常意義下循規蹈矩的好學生,他厭惡那些不尊重學生主動性和獨立人格的灌輸式教育,他在中學和大學都不為老師所看重。他在自述中寫道:“有時,人們把學校簡單地看作是一種工具, 靠它來把大量的知識傳授給成長中的一代。但這種看法是不正確的。知識是死的;而學校卻要為活人服務。它應當發展青年人中那些有益於公共福利的品質和才能。但這並不是意味着個性應當消滅,而個人只變成像一隻蜜蜂或螞蟻那樣僅僅是社會的一種工具。因為一個由沒有個人獨創性和個人志願的規格統一的個人所組成的社會,將是一個沒有發展可能的不幸的社會。相反地,學校的目標應當是培養有獨立行動和獨立思考的個人,不過他們要把為社會服務看作是自己人生的最高目的。” 他還說:“自由行動和自我負責的教育,比起那種依賴訓練、外界權威和追求名利的教育來,是多麼的優越呀。真正的民主決不是虛幻的空想。”他從小就需要自由的時空和選擇來安排自己的學習,他很少聽課,利用同學的筆記對付強制的考試,他說:“儘管擺在我們面前的課程本身都是有意義的,可是我仍要花費很大的力氣才能基本上學會這些東西。對於像我這樣愛好沉思的人來說,大學教育並不總是有益的。無論多好的食物強迫吃下去,總有一天會把胃口和肚子搞壞的。純真的好奇心的火花會漸漸地熄滅。幸運的是,對我來說,這種智力的低落在我學習年代的幸福結束之後只持續了一年。” “事實上,現代的教學方法還沒有把神聖的求知慾完全扼殺掉,這差不多是一個奇蹟;因為這株脆弱的幼苗,除了需要鼓勵之外,首先需要自由——沒有自由它將不可避免地會夭折。”

愛因斯坦剛畢業後,因失業而使父母擔心。他父親瞞着兒子,給一位教授寫信求情,信中寫道: “親愛的教授: 請原諒一個父親為了他兒子的事情來打攪您。 ……我的兒子目前失業,這使他深感難過。他越來越覺得,他的事業已經失敗,再也無可挽回。而最使他沮喪的是,他感到自己是我們的負擔,因為我們的景況不好……” 這位教授是否給過幫助,現在已無從了解,但可以肯定大學的教授們從未認為愛因斯坦是個做學問的人才。

1902年,在同學格羅斯曼的父親的幫助下,愛因斯坦獲得了瑞士專利局職員的工作,才得以微薄的收入維持一家的生活,而在1905年發表的改變20世紀物理學面貌的5篇重要論文則是他業餘時間的創作。愛因斯坦在專利局工作到1909年,才有大學聘請他為副教授。對這7年的生活,他回顧道:“在我最富於創造性活動的1902~1909年這幾年中,我就不用為生活而操心了。即使完全不提這一點,明確規定技術專利權的工作,對我來說也是一種真正的幸福。它迫使你從事多方面的思考,它對物理的思索也有重大的激勵作用。總之,對於我這樣的人,一種實際工作的職業就是一種絕大的幸福。因為學院生活會把一個年輕人置於這樣一種被動的地位:不得不去寫大量科學論文——結果是趨於淺薄,這隻有那些具有堅強意志的人才能頂得住。然而大多數實際工作卻完全不是這樣……作為一個平民,他的日常的生活並不靠特殊的智慧。如果他對科學深感興趣,他就可以在他的本職工作之外埋頭研究他所愛好的問題。不必擔心他的努力會毫無成果。”

雖然經歷歧視和失業,愛因斯坦仍然樂觀、自信,堅持走自己認定的道路,始終不懈的奮鬥,終於取得了成功。

愛因斯坦的一生多姿多彩,光輝偉大。他在艱苦條件下堅持獻身科學的理想,他維護正義,反對法西斯和強調以人為本的社會責任感,他不唯上,不唯書,不迷信權威,不懼怕困難,不為世俗名利動心,不受傳統制度和觀點的束縛,獨立自主,自由思考,刨根到底的追求科學真理。所有這些都對中國科學界、教育界提供了極其寶貴的啟示。中國要成為科學強國,必須向愛因斯坦學習,改革我們的教育方法,在全社會普及科學思想和科學精神,創造良好的研究環境,培養和造就一代有理想、有道德、充滿社會責任感,善於掌握、創造和運用最新科技成就,敢想敢幹,敢於超越,全身心獻身振興中華的青年英才。讓我們為此而努力吧!

(本文為中科院院士、中國科協主席周光召4月15日上午在北京人民大會堂舉行的世界物理年紀念大會上的講話)


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