红豆杉

开放的思想rdquo第八卷第九章


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第九章世界政府:走向和平的 选择

——对话爱因斯坦

引子

爱因斯坦是一个十足的“怪人”。一“怪”是,20来岁的年纪,几乎毕业就是下岗,好不容易在瑞士一家专利局谋到一份工作,整天除了眼睛发呆思考一些全世界都没有第二个人懂的问题外,什么事也没有干过。但是厚积薄发的爱因斯坦,在年这个“怪”年,竟然以迅雷不及掩耳之势,推出5篇震撼世界的文章,今天即使是最 的科学家也不得不承认,按照诺贝尔奖的颁奖标准,给爱因斯坦五六份绝不过份。但是,自此以后,爱因斯坦再也没有写过什么值得一提的东西,整整几十年的后半生简直就是虚度年华。一些人说得更是极端,爱因斯坦如果没有后半生,他简直就是神。正因为还有后半生,爱因斯坦又从神回到了人。其间的缘由,爱因斯坦百思不得其解,其他人也不知道。二“怪”是,人们把“广义相对论”和“狭义相对论”这两个如雷贯耳的名字套到爱因斯坦理论的头上,或许人们无论如何也不会相信,爱因斯坦的学术性格中丝毫也看不到“相对”的影子。明明宇宙间存在着若干种飞行速度远远超过光的东西,爱因斯坦就是坚持光的速度是万物运动速度的极限。最前沿的量子力学揭示出偶然性是主宰微观世界的至高法则,而爱因斯坦就是坚持从宇宙到微尘,都受制于严格的物理定律,至死都不愿意放弃严格的因果律。还有,量子世界神秘的“心灵感应”现象已经被千万次证明,爱因斯坦就是坚决予以否定。即便是对于大爆炸理论,爱因斯坦也都予以坚决拒绝。“上帝不掷骰子”,是爱因斯坦最常说的一句口头禅。它犹如一柄木制刀剑,被我们现代版的唐吉可德拿来随时刺向那真理的大风车。让我们走近爱因斯坦。

一、作为神性的光

爱因斯坦:

你能告诉我宇宙间最普通同时却又是最奇特的东西是什么吗?

记者:

一下子难以对号入座。你认为是什么?

爱因斯坦:

非光莫属。

记者:

何以见得?

爱因斯坦:

说其最普通,原因在于:光是每个人见得最多的东西,太阳一出、手电筒一打、电灯按钮一按,人们立即就会感知到光的存在。因此,我们说光是宇宙间最原始、最普通的东西。或许正是因为光最原始、最普通,所以光也自然成为人们须臾都离不开的东西。在远古的神话故事中,往往是“一道亮光”劈开浑浊与黑暗,于是世界得以开始运转。在人类的心目中,光永远代表着生命、活力,也代表着希望与未来。从古埃及的阿蒙到中国的祝融,从北欧的巴尔德到希腊的阿波罗,从凯尔特人的鲁到拜火教的阿胡拉·玛兹达,这些代表着光明的神灵,特别受到人类格外的尊重和崇拜。

记者:

《圣经》开宗明义就是这样写的:“起初,神创造大地。地是空虚浑浊,渊面黑暗,神的灵运行在水面上。神说:‘要有光’,就有了光。神看光是好的,就把光暗分开了。神称光为昼,称暗为夜。有晚上,有早晨,这是头一日。”如果我没理解错的,这句话的意思是说,神要创造世界,首先要创造的就是光。

爱因斯坦:

你的理解一点也没错。在神的“作坊”里,光就是“ 元素”。

记者:

那你说光又是一种最奇特的东西,这又是什么意思呢?奇特何在?

爱因斯坦:

光看得见,却摸不着;光没有气味,没有重量;太阳一出来,遍地金光闪闪,太阳一下山,光躲得无影无踪。你说奇怪不奇怪?

二、光是粒子

记者:

从你物理学家的眼光来看,光到底是一种什么东西呢?

爱因斯坦:

我的观点和牛顿的观点一模一样,那就是:光就是粒子。

记者:

粒子?水滴、豌豆、沙子、葡萄一样的粒子?牛顿什么时候说过光是粒子?我读过英国科学史家W·C·丹皮尔写的《科学简史》,根据丹皮尔的考证,牛顿仅仅把光是粒子的假设作为问题放在书后所列举的问题里,他并没有直接了当地断言光就是粒子。

爱因斯坦:

丹皮尔的说法,有几分真理性,不完全是错误的。我也查遍牛顿的著作,牛顿确实没有就光是不是粒子这个问题做过明确无误的结论。但是,只要我给你讲一个关于牛顿的故事,你就会知道牛顿关于这个问题的态度了。他的观点是 的,那就是光只能是粒子,而不会是波之类其他的东西。

记者:

我喜欢听故事,尤其是喜欢你这样的大科学家讲故事。

爱因斯坦:

牛顿是我最仰慕的科学家,一个奇才,29岁刚出头就因为制造出一台杰出的望远镜而当选为英国皇家学会会员。牛顿的信条就是未经实验验证的东西都不能予以相信。牛顿的成功,也首先归功于他对实验的迷念。牛顿做过的最为有名的实验是“色散实验”。

记者:

是不是那个验证白光是由七彩光混合而成的结论的那个实验?

爱因斯坦:

地球人都知道。全世界的中小学生们,或许对这样的一个画面都不应该感到陌生:在一个炎热难耐的夏天,牛顿戴着厚重的假发,把自己关在一个密不透风的小房子里。牛顿在干嘛?他在做实验,色散实验。小房子的窗户全部被封死,所有的窗帘全部被拉上,屋子里又闷又热,漆黑一片,伸手不见五指,牛顿所能看见的,只有一束光从一个特意留出的小孔里面射进小屋来。

记者:

这个画面确实很经典。

爱因斯坦:

在这个小屋里,牛顿不顾身上汗如雨下,全神贯注地在屋里走来走去,并不时地把手里的一个三棱镜插进那个小孔里,通过反复测试,牛顿发现:每当三棱镜被插进去的时候,原来的那束白光就突然消失了无影无踪,而在屋子对面的墙上映射出一束长长的彩色宽带,彩带的颜色从红到紫。牛顿在邮寄给英国皇家学会秘书奥尔登伯格的信,就是对这个实验的分析报告。

记者:

要点是什么?

爱因斯坦:

牛顿在他的信中,我再说一遍,这信就是牛顿提交给皇家学会的 篇科学论文,说光本身是不同颜色微粒的混合体,光的颜色或深或浅,都是因为光的粒子的比例不同而引起的。很显然,依照牛顿的分析,光从本质上讲就是粒子。毋庸置疑!

记者:

皇家学会的专家们都是极其苛刻的科学家,他们不会轻易接受牛顿的观点的。

爱因斯坦:

你说的一点不假。评议会成员包括胡克、波义耳。提到胡克,你或许应该知道,中学物理教科书有一个定律,叫“弹性定律”,就是他提出的,这个定律是力学中最重要的定律之一。为纪念他,这个定律也叫胡克定律。

记者:

不过,包括我,一般人对胡克的了解也仅仅限于弹性定律而已。不过,在我的印象中,如果说牛顿是物理学中的一名巨匠,而胡克不过就是一个普通的研究人员而已。

爱因斯坦:

胡克与顶峰时期的牛顿确实不是一个量级,但在牛顿刚加入英国皇家学会时候,胡克可比牛顿厉害多了。牛顿帮助波义耳发现了波义耳定律,用自己发明的显微镜发现了植物的细胞,他出版的《显微术》堪称17世纪最伟大的著作。此外,胡克还是一位伟大的建筑设计大师和规划师,他亲自主持了年伦敦大火后的城市重建工作,如今伦敦城市里的许多 古迹,都是从他手中留下的。在地质学方面,胡克的工作更是整整影响了这个学科达30年之久。可以说在牛顿扬名之前,胡克在力学和光学上, 算得上是一个 的人物。

记者:

原来如此。那胡克这个伟大的科学家是如何评估牛顿的学术报告的呢?

爱因斯坦:

胡克的评价就是很简单的两条,一条是牛顿论文中正确的部分是剽窃了他的研究成果;一条是属于牛顿“原创性”的微粒说则不值一提,简直就是一种“假说”而已。

记者:

遭到如此批评,牛顿作何反映?

爱因斯坦:

牛顿惊呆了,也愤怒极了。他用了整整四个月时间写了一篇长文,对自己提出的“微粒说”进行了详细的论证。作为报复,牛顿撤回了所有原本准备在英国皇家学会发表的文章,并于年致信皇家学会决定推出学会,其后牛顿就中断了与与外界的联系,专心致志于自己的更加伟大的研究工作。通过这些,我们不难推断出牛顿对于他所提出的微粒说的坚持与执着。不仅如此……

记者:

牛顿还做了什么事?

爱因斯坦:

年,牛顿出版了《光学》一书,此书是一部划时代的作品,几乎可以与牛顿的最伟大著作《自然哲学的数学原理》并驾齐驱,在之后的整整一百年内,都成为被奉为不可动摇的金科玉律。在《光学》中,牛顿详尽地阐述了光的色彩叠合与分散理论,并从粒子的角度解释了薄膜透光以及其他衍射实验中出现的种种现象。不仅如此,牛顿还把自己的粒子学说与力学体系结合起来,从而使自己的理论更加完备强大。因此,我要说,牛顿的观点就是粒子学说,在牛顿的眼中,光就是有一个个光的微粒组成的物质。

记者:

通俗一点讲就是,光是一种粒子流,宛如机关枪射出的子弹一样。是不是?

爱因斯坦:

正是,生动、形象,且非常贴切。我明显感到你的文风比以前好多了,最起码不死板,流畅多了。

三、量子之父——普朗克

记者:

年是你的奇迹之年,就在这一年,你一口气写出了6篇论文,有人说单单这一年的工作,你就应该至少获得三个诺贝尔奖。我想知道,你是哪篇论文中提出了你的“光量子”理论的?我之所以关心这个问题,就是因为这个理论的提出,等于说明你是支持牛顿的粒子说理论的。

爱因斯坦:

我不敢说我应该获得多少个诺贝尔奖,但有一点我是坚持的,我的相对论应该获得诺贝尔奖,可惜诺贝尔奖委员会迫于德国政府的压力不敢授予我这个奖项。为了搞平衡,他们把诺贝尔奖给了我的一篇研究辐射的论文。

记者:

还有这事?

爱因斯坦:

千真万确。这篇论文就是我发表在《物理学纪事》上的文章,题目是《关于光的产生和转化的一个启发性观点》,我就是在这篇论文中提出了光量子理论的。

记者:

你自己都说你的“光量子”概念“非常革命”,因此这个名词肯定不好理解。

爱因斯坦:

没错,与我的其他几个理论比起来,光量子理论确实是极具有革命性,也因而极具有叛逆性。要想说清楚这个概念,我先得从德国 物理学家马克斯·普朗克说起。

记者:

量子理论太深奥,你说得越详细越好。马克斯·普朗克我知道,年4月23日出生于德国基尔的一个书香门第,他的祖父和两位曾祖父都是神学教授,他的父亲是一位 的法学教授,曾经参与普鲁士民法典的起草工作。不过一些资料说,年轻时的普朗克是一个胸无大志、很没有出息的人。

爱因斯坦:

你这是以讹传讹。普朗克在上大学的那个时间,物理学中的所有真理似乎都被发现完毕,当时 的物理学大师开尔文勋爵和麦克斯韦甚至都断言:“物理学的未来,将只能在小数点第六位后面去寻找了”。在这种情况下,普朗克的老师祖利奉劝普朗克不要把宝贵的生命浪费在毫无前途的事业上的。

记者:

在我的记忆中,好像霍金也说过与开尔文、麦克斯韦差不多的话。

爱因斯坦:

没错,你的大脑还真好使。霍金在他的《时间简史》中是这样说的:“在谨慎乐观的基础上,我仍然相信,我们可能已经接近于探索自然的 定律的终点”,真是一种病态的自大狂啊。与浩瀚无际的宇宙比起来,人类所获得的只是“小荷尖尖才露头”,仅仅是冰山之一角,仅仅是九牛之一毛。

记者:

普朗克的反应是?

爱因斯坦:

普朗克不为所动,他对老师说,他研究物理是出于对自然和理性的兴趣,只是想把现有的东西搞搞清楚罢了,并不奢望能够做出什么巨大的成就。一些人就是根据这个事实来断定普朗克是一个没有什么出息的人,实在是对普朗克天大的误解。事实胜于雄辩,普朗克正是从当时死气沉沉的物理学中看到了新的希望,他通过做黑体辐射实验而提出的量子理论,堪称物理学 的突破之一。

记者:

何谓黑体辐射实验?

爱因斯坦:

我建议你不要


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