| 相对论的厄运 |
| 送交者: 佚名 2003年08月23日16:57:40 于 [教育学术] 发送悄悄话 |
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1905年，在物理学的地平线上，一颗耀眼的巨星腾空而起，像一把利剑，直刺向不平静的科学夜空。 在瑞士的伯尔尼，住在克拉姆胡同49号顶楼里的一个某专利局的小公务员经常向人们侃侃而谈： 一对孪生子，其中一个坐上光子火箭去宇宙空间旅行。1年后，他回到家里，发现自己的孪生史弟已经是白发苍苍的老人，自己却还是那样年轻……。 1千克煤中蕴藏了21万多亿千卡的能量，如果的马这些能量全部释放出来，可供一个大城市消耗几年……。 10年之后，在德国的柏林，还是这个人，以柏林科学院院士的身份，在科学院挤得水泄不通的讲堂里向人们发表演说：空间是弯曲的光线也会拐弯，宇宙在膨胀和收缩……。讲演者那深刻的思想，精辟的论述，在生动、幽默的趣谈陪衬下，具有一种特殊的魅力，使听众为之惊叹，为之倾倒。这位讲演者就是在物理学家中负有盛名的、 被誉为科学巨匠的阿尔伯特．爱因斯坦。（Albert Einstein，1879－1955）。他所讲的就是经过他严格科学推导而创立的、为现代物理学对发展开辟了广阔道路的全新的物理学体系——相对论。 今天，相对论已经成为现代物理学的理论大厦最重要的支柱之一，人们对爱因斯坦及其相对论也有了更广泛地了解。不过，可以肯定地说，从科学史的角度，人们知道的更多的是在爱因斯坦带有神奇色彩的创造性工作，以及他所提出的深邃问题和研究的辉煌成果。随着相对论的问世，爱因斯坦的名字作为“智慧”、“理性”的代名词开始闪耀在全世界报刊上，拨动着人们的心弦。爱因斯坦一下子跃居于群英荟萃的科学圣坛中最显赫的位置。然而，科学鲜花从来都是在疾风暴雨中绽开的。对于相对论的问世，人世间赐予爱因斯坦既有赞颂、钦佩和欢呼，也有讥笑、斥责和咒骂。谁曾知晓，就是这个相对论和自然科学中其他一些改变人们传统观念的理论一样，也有过一段艰难曲折的历程，遭受了厄运，在它身上，深深地烙着对习惯势力阻挠的拚搏，对反动阶级扼杀的抗争的斑斑印迹。 科学的丰碑 19世纪末，物理学已经有了相当的发展，似乎近于完美无缺了：研究物体的运动，有牛顿力学；研究热运动，有热力学和统计力学；研究电磁波和光波，有麦克斯韦的电磁场理论。因而，许多物理学家踌躇满志，叹为观止。他们普遍认为，理论上的一些基本的、原则的问题都已经得到解决，这标志着物理学已经发展到了完整、系统和成熟的阶段，所以，物理学的大厦就算建成了，以后的工作只不过是对大厦地进一步装修——在细节上不断做些修正和补充，使理论更加完备；在计算上再细致一点，使常数更加精确。 但是，正当人们在世纪之交为物理学的空前胜利额手相庆之际，以牛顿力学和麦克斯韦电磁场理论为支柱的无比美好的经典物理学，却在一些新的试验面前显得无能为力。这些试验表现出与经典物理学理论的尖锐冲突，使经典物理学濒临危机，其中之一就是麦克尔逊实验室测定的“以太”相对与地球的漂移速度是零。 在相对论之前，牛顿提出了“绝对空间”、“绝对时间”、“绝对运动”的概念。牛顿认为，空间和时间都同外界的任何事物无关，而且空间和时间二这之间也是互不相干的：时间是一个独立于空间的连续体，空间也是脱离时间而存在，两者都具有绝对意义。而所谓“绝对运动”就是相对于“绝对空间”的运动。那么“绝对空间”是什么呢？当时，物理学家们普遍认为，整个宇宙充满着一种叫做“以太”的物质，这种被认为是不动的“以太”就是“绝对空间”的化身。这样，就可以把“以太”当作绝对参考系，有它可以决定宇宙间的一切物体运动的绝对状态。
二百多年来，建立在绝对空间和绝对时间之上的牛顿力学，再解释宏观低速现象时获得了巨大成功，因此，牛顿关于时间核运动的绝对观点，一直是人们在时空观念上所奉从的信条。对于牛顿的理论，只有莱布尼茨表示过怀疑，马赫提出过诘难，此外，在没有其他物理学家提出过问题。 可是，麦克尔逊实验却判定，以太并不存在。这个试验结果是经典物理学赖以建立的绝对时空观受到了严重的挑战，是经典物理学出现危机的一个征兆，他引起了老一辈物理学家的震惊。这些经过了严格的经典物理学的训练、对经典物理学感情挚深、自己也曾为之做过许多贡献的物理学家们，陷入了难以自拔的思维困境：牛顿的绝对时空观，是经典物理学的根基，根基被破坏，经典物理学的大厦岂不就要倒塌了？ 在深刻的危机，严峻的考验面前，经典物理学家们绞脑汁，、沥心血，去挽救“以太”，挽救绝对时空观，欲以支撑住即将倒塌的经典物理学大厦。但是，年方26岁的爱因斯坦却以叛逆的精神，不拘陈见，敢于创新，摆脱了“以太”和“绝对时间”、“绝对空间”的羁绊，经过深思熟虑，于1905年将他的不朽之作《论动体的电动力学》一文公诸世上，从此产生了人类最宝贵的精神产品之一——狭义相对论。而10年之后，物理学家们还在他的狭义相对论的山顶上徘徊、张望的时候，爱因斯坦却又跑到广义的峰巅上去探视自然界的奥秘了。1916年，爱因斯坦把狭义相对论继续向前推进 ， 发表了《广义相对论基础》，而建立了广义相对论。狭义相对论和广义相对论的问世，改变了人们关于物理学大千世界的图像，令人耳目为之一新！ 爱因斯坦认为， 宇宙中根本就不存在“以太” 这个神秘的物质，而且也没有“绝对时间”、“绝对空间”。时间、空间、运动、质量都是相对的，而不是绝对不变的，它们随着物质运动状态（匀速）的变化而变化，速度越高，变化越大。同时，空间和时间存在着内在的不分分割的联系，二者可以互相转化。这就是狭义相对论。而广义相对论所阐述的是关于时间、空间和万有引力的理论。广义相对论认为，空间、时间不仅与物质的运动速度有关，而且还与物质的质量、分布状态有关。在任何具有质量的物体周围，教师存在引力场，在引力场的作用下，时间和空间发生弯曲，质量越大，时空弯曲得越厉害。 相对论不仅使经典物理学关于时间、空间、物质和运动的概念从内容上得到了充实和完善，丰富了物理学成就的宝库，而且也进一步证实了恩格斯关于时间和空间是物质存在的形式这一英明的论断。所以，相对论是一座不朽的科学丰碑，它的诞生是唯物辩证法的伟大胜利。 重重的磨难 物理学在经历着革命，可是革命者却得不到支持。由于爱因斯坦创立的相对论深深地触动了当时占统治地位的形而上学观，所以，相对论在物理学界和哲学界中掀起了轩然大波，招来了众人的非议。形而上学自然观根深蒂固的那些物理学家和哲学家，对相对论进行了激烈的反对和无情的嘲讽。特别是一些著名的经典物理学家对爱因斯坦奔放不羁的思想、 离经叛道的举动更为反感，难以接受他的理论。X光的发现者伦琴就对承认相对论感到困难重重。他在一封信中写到：“我仍感莫名其妙的是，为了解释自然现象，需要应用这样高度抽象的理论和概念”。经典电动力学的代表人物之一麦克斯．阿勃拉罕也对相对论以驳倒相对论，使“以太”这个概念重新出现在物理学辞典中。还有许多实验物理学家对爱因斯坦的学说抱怀疑态度。迈克尔逊是爱因斯坦深为崇敬的实验工作者，可他对相对论却百思不解，至死不悟, 始终用怀疑和嫌恶的目光来审视相对论。1931年，迈克尔逊79岁的时候，在他们两人平生第一次也是仅有的一次会见中，迈克尔逊曾懊丧地对爱因斯坦说，他的实验竟然对相对论这样一个“怪物”的诞生起了作用，他对此甚至引以为憾。就连洛仑兹这位对狭义相对论的产生起过重要作用的科学家，直到1928年（晚年时）还表示对光的传播没有“以太”作载体难以理解。还有许多人甚至指责爱因斯坦的真知灼见“违背常识”、“玩弄数学游戏”、“标新立异”、“故弄玄虚”，一顶顶压抑科学思想的大帽子接踵而来，重重地扣到了爱因斯坦的头上。 然而，这仅仅是由于爱因斯坦对经典常规的超越和对现实传统的背离，而引起的传统观念和习惯势力的阻挠。由于爱因斯坦科学成就的影响远远超出自然科学范围，因而真理与谬误、黑暗与光明的斗争，也通过社会的渠道渗透到科学领域。在赞成或反对相对论的争论中，爱因斯坦的和平主义和反军国主义以及他的犹太出和身，又给他和相对论招致了灾难：在德国，从本世纪20年代初开始到30年代，竟掀起了一个持续多年反相对论的罪恶运动。爱因斯坦在物理学中所建立的全新理论体系，成了纳粹分子诋毁的箭靶，被列入射程；爱因斯坦也就受到了反动分子的恶毒攻击。科学被卷进了政治漩涡。 1920年，战争的失败使德国的军国主义分子和极端民族主义者恼羞已极，疯狂的心理变态，促使他们四处搜寻发泄内心愤恨和复仇思想的替罪羊，而历来被视为日尔曼民族之世代仇敌的“犹太人”就当然躲不过他们虎视眈眈的眼睛。在这样一个黑暗的政治背景中， 排斥相对论，反对爱因斯坦的敌视行动开始了。2月12日，柏林大学的一些反动学生在爱因斯坦讲课时蓄意捣乱，使爱因斯坦被迫退出课堂，忿然离校。此事闹得满城风雨，后经学生会从中调停，事情虽算平息下去，然实际上对爱因斯坦来说却是某种灾难的前兆。果真不久，更凶猛反相对论的恶浪掀起，诽谤、谩骂迅雷般地向爱因斯坦袭来！ 当时，柏林出现了一个以魏兰德（P．Weyland）为头目的组织。这个组织拉大旗作虎皮，冠以堂而皇之的名字，叫做“德国自然研究者保持科学纯洁工作小组”（爱因斯坦讽刺它为“反相对论公司”）。它的宗旨就是要搞臭相对论，整倒爱因斯坦。用爱因斯坦自己的话说：“它的眼前的目标是要在非物理学家的心目中贬低相对论及其创建者我本人”。万恶的魏兰德四处频繁活动，以其卑劣的手段弄来一些来路不明的钱，以丰厚的报酬招兵买马，而条件是为他们撰写文章、发表讲演，攻击相对论，辱骂爱因斯坦。重赏之下必有勇夫，几个利令智昏的人跑到了魏兰德的旗子底下，为虎作伥，极尽造谣污蔑之能事，利用各种机会向爱因斯坦挑衅和攻击。 1920年8月24日， 经过一番精心筹划，魏兰德和他的组织在柏林交响乐厅召开反相对论大会，并且邀请爱因斯坦出席。会上，魏兰德第一个跑出来发言，他遣责爱因斯坦是“到处叫卖的小贩”，“厚颜无耻的犹太人”。魏兰德挑衅性的演说充满了恶毒咒骂和人身攻击。紧接着发言的是一个叫革洋克（E．Gehrcke）的柏林物理学讲师，他企图从专业角度来贬低而攻击爱因斯坦。他污蔑相结论是“哗众取宠”，并把当时尚未得到验证的孪生子佯谬拿来作为攻击爱因斯坦的证据。魏兰德事先还邀请了一位犹太哲学家，想让他从哲学的角度来证明爱因斯坦的相对论是无稽之谈。但是，当这个人知道此次会议的目的时，便决定不参加会议了。 过了一个月，第86届德国自然科学家会议将在法兰克福附近的瑙海姆温泉举行。会议采纳了爱因斯坦的建议，在会议议程中安排了关于相对论的讨论。爱因斯坦坦然地宣布：“任何想反对的人，都可以到那里去进行反对，把他的意见向一个适当的科学家集会提出来”。 为了在这个会议上再次向爱因斯坦进攻，魏兰德指挥他的“反相对论公司”煞费苦心地进行了准备，甚至干出了无耻之尤的色当：用金钱来收买科学家，以孤立爱因斯坦。爱因斯坦的好朋友埃份弗斯特（P．Ehrenfest）就收到了魏兰德签署的收买信。 9月21日， 会议在温泉疗养院大厅举行参加会议的都是德国的大物理学家以及科学界的一些名流，各界人才济济一堂。会上，德国实验物理学家、1905年度的诺贝尔奖金获得者勒纳（P．Lenard） ，对爱因斯坦和相对论进行了恶毒攻击，妄图当众将对手爱因斯坦彻底驳倒。而魏兰德则在会场上密切注视着事态的发展，推波助澜，配合勒纳的发言频频点头以示赞许。 魏兰德之流更加肆无忌惮了！他们居然在柏林的报纸上狂呔：要“杀死爱因斯坦”。对于如此露骨煽动谋杀的行径，德国有关当局竟置若罔闻，没有采取任何要惩治和制止的措施。 不断升级的反犹情绪和好友们的劝告使爱因斯坦感到自己继续在公开场合露面已经不合适了。 1922年7月5日，他在给普朗克的信里提到，他已经被列入纳粹分子扬言要捕杀的名单中， 他没有其他选择，只好痛苦地离开这个城市。1922年9月18日，德国的自然科学协会在莱比锡举行成立100周年的纪念大会。 会上，勒纳一伙对爱因斯坦和相对论的攻击其激烈和蛮横的程度有增无减，反对的恶浪大有使相对论陷于灭顶之势，但是不少人对这种玷污科学的行为，都报之以强烈的愤慨。 在这样严重的情势下，爱因斯坦被迫离开了柏林。1922年10月，他赴日本讲学，11月中旬途经上海时，他从瑞典驻上海领事那里接到一份海底电报，电报宣告：瑞典科学院已经决定授给他1922年度的诺贝尔物理学奖金。 事实上， 爱因斯坦1905年所发表的三篇论文以及物理学中著名公式E＝mc^2和广义相对论这五项成就，任何一项都是创造性思维的光辉结晶，对人们都有一种神奇而巨大的影响力量。因此，根据正常标准，这些巨大的科学成就都应该获得诺贝尔奖金，其中相对论在整个文明世界更是压倒群芳。可是，当爱因斯坦最后在1922年被授予诺贝尔奖金的时候，却不是因为对于相对论的研究，而是由于提出光量子假说。瑞典科学院对相对论如此讳莫如深，与德国的反相对论运动有直接关系。勒纳、斯塔克早就叫嚷：如果给相对论的创立者颁发诺贝尔奖金，他们就要退回诺贝尔奖金。现在，瑞典科学院把对爱因斯坦的授奖原因谨慎地说成是由于采用光量子假说解释了“光电效应”，这样，德国的那些反相对论分子又可以恬不知耻地向人们宣布：相对论是不配得诺贝尔奖金的。尽管这样，勒纳竟然还向评奖委员会提出抗议，指责对爱因斯坦光量子假说的研究工作给予如此高的嘉奖是太“轻率”了。 1933年1月末， 希特勒爬上了国家元首的宝座，从此，德国的反相对论大合唱更加紧锣密鼓了。虽然爱因斯坦为物理学的发展建立了赫功勋，但这也不能使他免遭希特勒的清洗。还在1931年，希特勒就曾扯着嗓子叫嚷过：即使是爱因斯坦那样的犹太人，也要滚开！残酷的现实逼迫爱因斯坦失去了对德国的最后一线希望，他产生了离国他去的想法。 3月10日，在美国的爱因斯坦向记者发表声明，公开表示不准备再回德国。并在一次为他举行的招待会上，义正词严地遣责希特勒法西斯的暴政。 爱因斯坦对纳粹的抨击，引起了法西斯分子对他更加激烈的反对。他在伯林近郊的避暑寓所遭到了洗劫，他在卡普特的别墅受到了查封。 同时，纳粹政府教育部看到爱因斯坦不回德国的声明后恼羞成怒，立即下令要普鲁士科学院给爱因斯坦以严厉惩罚。 3月30日，普鲁士科学院接受了爱因斯坦3月28日退出普鲁士科学院的辞呈，并在教育部长卢斯特（B．Rust） 的指使下，拟定了一个公开声明。声明宣称：科学院对爱因斯坦的辞职，并不感到遗憾。4月1日，这份声明在报纸上公开发表。同一天， 科学院作出了最愚蠢的举动： 德国最大的科学院开除了最享有盛名的、堪称“国之瑰宝”的院士——爱因斯坦。 爱因斯坦虽然离开了德国，可德国的反相对论运动远未平息。1933年，勒纳还在纳粹党报《人民观察》上发表文章攻击爱因斯坦和相对论：“犹太学术界对自然科学的危险影响的最重要例子就是爱因斯坦先生所提出的东拼西凑起来的数学理论。这个理论包含了某些古老的知识和几点武断的附加物，现在它正像所有违背自然规律的产物的命运一样，正在逐渐分崩离析”。“允许相对论在德国获得立足点”，“把这个犹太人当作是一个好的德国人在科学领域以外也是一样是多么错误！”过了两年，勒纳又一次用恶毒的语言攻击相对论。勒纳这个获得诺贝尔奖金的科学家却成了法西斯的“卫道士”。 法西斯的淫威到了令人发指的程度： 焚书开始了。1933年5月10日，一个沾满了奇耻大辱的日子。那天午夜，在一片欢呼声中，反动学生将几万册书投进柏林国家歌剧院广场中央的火堆里。这些书中既有马克思、恩格斯、列宁、斯大林的著作，也有爱因斯坦关于相对论的手稿。世界上最宝贵、最难得的精神食粮被跳动的火焰无情地吞噬了，科学和文化在火光中化成青烟。 1933年8月， 德国要悬赏、重金收买爱因斯坦的头颅！后来，一位从柏林来的朋友给落难奔走、飘泊异乡的爱因斯坦带来一本棕色封皮的画册。画册的第一页就是爱因斯坦的大幅照片，并附有罗列罪行的说明文字，文字的下面是一个括弧，括弧里面有四个小字：“尚未绞决”。 深刻的启示 相对论发展的历史是真理与谬误斗争的历史，也是进步与习惯、反动势力斗争的历史，从某种意义上讲它又是一部深遭灾难的历史。回顾这段历史。可以从中得到深刻的启示。 首先，爱因斯坦相对论蒙难的史实告诉我们：统治阶级的阶级利益制约着自然科学的发展。列宁指出，期望在雇佣奴隶制社会中有公正不偏的科学，乃是一种极愚蠢的天真。事实上，如果新科学成果与占统治地位的反动阶级的阶级利益之间发生了根本的利害冲突，那么，新的科学成果就必然遭到疯狂的反对甚至扼杀。当然，真理绝不会因为遭到反对而变成谬误，他们对科学的践踏必定是徒劳的，它改变不了事物发展的总趋势。然而，反动阶级的干扰和破坏在历史上确实起过阻碍科学技术发展的作有。这一点，德国物理学的发展在鼎盛时期之后出现大休止符的事实已经作出了见证。如果德国的反动阶级不占统治地位，科学没有成为政治狂人歇斯底里的牺牲品，“物理学的教皇”爱因斯坦以及后来那些影响40、50、60年代科学水平的科学家不被驱赶，那么德国的科学教育事业又会怎样呢？ 其次，爱因斯坦相对论蒙难的史实还可以启示我们：科学发展的道路是艰难曲折的，它每前进一步都要付出巨大的代价，尤其是当科学史处于转捩时期。 生产斗争和科学实验的发展水平决定了自然科学的发展水平。所以，任何自然科学理论都是特定历史条件的产物。正因为如此，它有严格的适用范围和使用条件。从这个意义上说，任何科学理论都是不完备的，是相对真理。它只能从一定的侧面，在一定的深度和广度上反映自然界的客观规律。随着生产斗争和科学实验的发展，科学理论也不断从更高的层次上、更广的范围里得到完善和提高。 但是，实际上科学每前进一步，总要遭到世俗偏见桎梏的束缚。这往往是由于人们对已经获得的科学理论，盲目崇拜，将其绝对化，把本来需要进一步发展的理论当作“终极真理”接受下来。这样，一旦当已有的理论在某一个地方被突破时，人们开始会瞠目结舌，迷惑不解；继而排斥非难，横加指责；甚至肆意抹杀，全盘否定，给科学的发展造成阻碍。 科学史上的历次革命，都要打破许多所谓“终极真理”的旧框框，这种框框越多，进行科学革命就越困难。所以，如果今天我们能自觉地运用唯物辩证法观点来认识自然科学中的一切科学理论，使“思想上不受权威和社会偏见的束缚，也不受一般违背哲理的常规和习惯的束缚”。那么，当新的科学发现问世时，我们就不致感到离奇，并争取把新的科学发现、科学理论立即承继下来，融于我们的科学研究之中，让新理论尽快地显现出它的重要价值和意义，自觉地为科学发现的完善和发展开拓道路。 |
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