爱因斯坦《自述》节选

quantum · 发表于 11.9.2003 08:01:55

爱因斯坦《自述》节选 爱因斯坦写于1946年 我已经67岁了，坐在这里，为的是要写点类似自己的讣告那样的东西。我做这件事， 不仅因为希耳普博土已经说服了我，而且我自己也确实相信，向共同奋斗着的人们讲一讲 一个人自己努力和探索过的事情在回顾中看起来是怎样的，那该是一件好事。稍作考虑以 后，我就觉得，这种尝试的结果肯定不会是完美无缺的。因为，工作的一生不论怎样短暂 和有限，其间经历的歧途不论怎样占优势，要把那些值得讲的东西讲清楚，毕竟是不容易 的——现在67岁的人已完全不同于他50岁、30岁或者20岁的时候了。任何回忆都染上了当 前的色彩，因而也带有不可靠的观点。这种考虑可能使人畏难而退。然而，一个人还是可 以从自己的经验里提取许多别人所意识不到的东西。 　　当我还是一个相当早熟的少年的时候，我就已经深切地意识到，大多数人终生无休止 地追逐的那些希望和努力是毫无价值的。而且，我不久就发现了这种追逐的残酷，这在当 年较之今天是更加精心地用伪善和漂亮的字句掩饰着的。每个人只是因为有个胃，就注定 要参与这种追逐。而且，由于参与这种追逐，他的胃是有可能得到满足的；但是，一个有 思想、有感情的人却不能由此而得到满足。这样，第一条出路就是宗教，它通过传统的教 育机关灌输给每一个儿童。因此，尽管我是完全没有宗教信仰的(犹太人)双亲的儿子，我 还是深深地信仰宗教，但是，这种信仰在我12岁那年就突然中止了。出于读了通俗的科学 书籍，我很快就相信，《圣经》里的故事有许多不可能是真实的。其结果就是一种真正狂 热的自由思想，并且交织着这样一种印象：国家是故意用谎言来欺骗年青人的；这是一种 令人口瞪口呆的印象。这种经验引起我对所有权威的怀疑，对任何社会环境里都会存在的 信念完全抱一种怀疑态度，这种态度再也没有离开过我，即使在后来，由于更好地搞清楚 了因果关系，它已失去了原有的尖锐性时也是如此。 　　我很清楚，少年时代的宗教天堂就这样失去了，这是使我自己从“仅仅作为个人”的 桎梏中，从那种被愿望、希望和原始感情所支配的生活中解放出来的第一个尝试。在我们 之外有一个巨大的世界，它离开我们人类而独立存在，它在我们面前就象一个伟大而永恒 的谜，然而至少部分地是我们的观察和思维所能及的。对这个世界的凝视深思，就象得到 解放一样吸引着我们，而且我不久就注意到，许多我所尊敬和钦佩的人，在专心从事这项 事业中，找到了内心的自由和安宁。在向我们提供的一切可能范围里，从思想上掌握这个 在个人以外的世界，总是作为一个最高目标而有意无意地浮现在我的心目中。有类似想法 的古今人物，以及他们已经达到的真知灼见，都是我的不可失去的朋友。通向这个天堂的 道路，并不象通向宗教天堂的道路那样舒坦和诱人；但是，它已证明是可以信赖的，而且 我从来也没有为选择了这条道路而后悔过。 　　我在这里所说的，仅仅在一定意义上是正确的，正象一张不多几笔的画，只能在很有 限的意义上反映出一个细节混乱的复杂对象一样。如果一个人爱好很有条理的思想，那末 他的本性的这一方面很可能以牺牲其他方面为代价而显得更为突出，并且愈来愈明显地决 定着他的精神面貌。在这种情况下，这样的人在回顾中所看到的，很可能只是一种千篇一 律的有系统的发展，然而，他的实际经验却是在千变万化的单个情况中发生的。外界情况 是多种多样的，意识的瞬息内容是狭隘的，这就引起了每一个人生活的一种原子化。象我 这种类型的人，其发展的转折点在于，自己的主要兴趣逐渐远远地摆脱了短暂的和仅仅作 为个人的方面，而转向力求从思想上去掌握事物。从这个观点来看，可以象上面这样简要 地说出来的纲要式的评述里，已包含着尽可能多的真理了。 　　准确地说，“思维”是什么呢？当接受感觉印象时出现记忆形象，这还不是“思维” 。而且，当这样一些形象形成一个系列时，其中每一个形象引起另一个形象，这也还不是 “思维”，可是，当某一形象在许多这样的系列中反复出现时，那末，正是由于这种再现 ，它就成为这种系列的一个起支配作用的元素，因为它把那些本身没有联系的系列联结了 起来。这种元素便成为一种工具，一种概念。我认为，从自由联想或者“做梦”到思维的 过渡，是由“概念”在其中所起的或多或少的支配作用来表征的。概念决不是一定要同通 过感觉可以知觉的和可以再现的符号(词)联系起来的；但是如果有了这样的联系，那末思 维因此就成为可以交流的了。 　　读者会问，这个人有什么权利，在这样一个有问题的领域里，如此轻率而原始地运用 观念，而不作丝毫努力去作点证明呢，我的辩护是：我们的一切思维都是概念的一种自由 游戏；至于这种游戏的合理性，那就要看我们借助于它来概括感觉经验所能达到的程度。 “真理”这个概念还不能用于这样的结构；按照我的意见，只有在这种游戏的元素和规则 已经取得了广泛的一致意见(约定)的时侯，才谈得上达个“真理”概念。对我来说，毫无 疑问，我们的思维不用符号(词)绝大部分也都能进行，而且在很大程度上是无意识地进行 的。否则，为什么我们有时会完全自发地对某一经验感到“惊奇”呢？这种“惊奇”似乎 只是当经验同我们的充分固定的概念世界有冲突时才会发生。每当我们尖锐而强烈地经历 到这种冲突时，它就会以一种决定性的方式反过来作用于我们的思维世界。这个思维世界 的发展，在某种意义上说就是对“惊奇”的不断摆脱。 　　当我还是一个四、五岁的小孩，在父亲结我看一个罗盘的时候，就经历过这种惊奇。 这只指南针以如此确定的方式行动，根本不符合那些在无意识的概念世界中能找到位置的 事物的本性的(同直接“接触”有关的作用)。我现在还记得，至少相信我还记得，这种经 验给我一个深刻而持久的印象。我想一定有什么东西深深地隐藏在事情后面。凡是人从小 就看到的事情，不会引起这种反应；他对于物体下落，对于风和雨，对于月亮或者对于月 亮不会掉下来，对于生物和非生物之间的区别等都不感到惊奇。 　　在12岁时，我经历了另一种性质完全不同的惊奇：这是在一个学年开始时，当我得到 一本关于欧几里得平面几何的小书时所经历的。这本书里有许多断言，比如，三角形的三 个高交于一点，它们本身虽然并不是显而易见的，但是可以很可靠地加以证明，以致任何 怀疑似乎都不可能。这种明晰性和可靠性给我造成了一种难以形容的印象。至于不用证明 就得承认公理，这件事并没有使我不安。如果我能依据一些其有效性在我看来是无容置疑 的命题来加以证明，那末我就完全心满意足了。比如，我记得在这本神圣的几何学小书到 我手中以前，有位叔叔曾经把毕达哥拉斯定理告诉了我。经过艰巨的努力以后，我根据 三角形的相似性成功地“证明了”这条定理；在这样做的时候，我觉得，直角三角形各个 边的关系“显然”完全决定于它的一个锐角。在我看来，只有在类似方式中不是表现得很 “显然”的东西，才需要证明。而且，几何学研究的对象，同那些“能被看到和摸到的” 感官知觉的对象似乎是同一类型的东西。这种原始观念的根源，自然是由于不知不觉地存 在着几何概念同直接经验对象(刚性杆、截段等等)的关系，这种原始观念大概也就是康德 提出那个著名的关于“先验综合判断”可能性问题的根据。 　　如果因此好象用纯粹思维就可能得到关于经验对象的可靠知识，那末这种“惊奇”就 是以错误为依据的。但是，对于第一次经验到它的人来说，在纯粹思维中竟能达到如此可 靠而又纯粹的程度，就象希腊人在几何学中第一次告诉我们的那样，是足够令人惊讶的了。 　　既然我已经打断了刚开始的讣告而且扯远了，因此，我将毫不踌躇地在这里用几句话 来说明我的认识论信条，虽然有些话在前面已经顺便谈过了，这个信条实际上是在很久以 后才慢慢地发展起来的，而且同我年轻时候所持的观点并不一致。我一方面看到感觉经验 的总和，另一方面又看到书中记载的概念和命题的总和。概念和命题之间的相互关系具有 逻辑的性质，而逻辑思维的任务则严格限于按照一些既定的规则(这是逻辑学研究的问题) 来建立概念和命题之间的相互关系。概念和命题只有通过它们同感觉经验的联系才获得其 “意义”和“内容”。后者同前者的联系纯粹是直觉的联系，并不具有逻辑的本性。科学 “真理”同空洞幻想的区别就在于这种联系，即这种直觉的结合能够被保证的可靠程度 ，而不是别的什么。概念体系连同那些构成概念体系结构的句法规则都是人的创造物。虽 然概念体系本身在逻辑上完全是任意的，可是它们受到这样一个目标的限制，就是要尽可 能做到同感觉经验的总和有可靠的(直觉的)和完备的对应关系；其次，它们应当使逻辑上 独立的元素(基本概念和公理)，即不下定义的概念和推导不出的命题，要尽可能的少。 　　命题如果是在某一逻辑体系里按照公认的逻辑规则推导出来的，它就是正确的。体系 所具有的真理内容取决于它同经验总和的对应可能性的可靠性和完备性。正确的命题是从 它所属的体系的真理内容中取得共“真理性”的。 　　对历史发展的一点意见。休谟清楚地了解到，有些概念，比如因果性概念，是不能用 逻辑方法从经验材料中推导出来的。康德完全确信某些概念是不可缺少的，他认为这些概 念——它们正是这样挑选出来的——是任何思维的必要前提，并且把它们同那些来自经验 的概念区别开来。但是，我相信，这种区分是错误的，那就是说，它不是按自然的方式来 正确对待问题的。一切概念，甚至那些最接近经验的概念，从逻辑观点看来，完全象因果 性概念一样，都是一些自由选择的约定，而这个问题首先是从因果性概念提出来的。 　　现在再回到讣告上来。在12—16岁的时候，我熟悉了基础数学，包括微积分原理。这 时，我幸运地接触到一些书，它们在逻辑严密性方面并不太严格，但是能够简单明了地突 出基本思想。总的说来，这个学习确实是令人神往的；它给我的印象之深并不亚于初等几 何，好几次达到了顶点——解析几何的基本思想，无穷级数，微分和积分概念。我还幸运 地从一部卓越的通俗读物中知道了整个自然科学领域里的主要成果和方法，这部著作 （《伯恩斯坦的自然科学通俗读本》是一部有五、六卷的著作）几乎完全局限于定性的叙 述，这是一部我聚精会神地阅读了的著作。当我17岁那年作为学数学和物理学的学生进入 苏黎世工业大学时，我已经学过一些理论物理学了。 　　在那里，我有几位卓越的老师（比如，胡尔维兹、明可夫斯茨），所以照理说，我应 该在数学方而得到深造。可是我大部分时间却是在物理实验室里工作，迷恋于同经验直接 接触。其余时间，则主要用于在家里阅读基尔霍夫、亥姆霍兹、赫兹等人的著作。我在 一定程度上忽视了数学，其原因不仅在于我对自然科学的兴趣超过对数学的兴趣，而且还 在于下述奇特的经验。我看到数学分成许多专门领域，每一个领域都能费去我们所能有的 短暂的一生。因此，我觉得自己的处境象布里丹的驴子一样，它不能决定究竟该吃哪一捆 干草。这显然是由于我在数学领域里的直觉能力不够强，以致不能把真正带有根本性的最 重要的东西同其余那些多少且可有可无的广博知识可靠地区分开来。此外，我对自然知识 的兴趣，无疑地也比较强；而且作为一个学生，我还不清楚，在物理学中，通向更深入的 基本知识的道路是同最精密的数学方法联系着的。只是在几年独立的科学研究工作以后， 我才逐渐地明白了这一点。诚然，物理学也分成了各个领域，其中每一个领域都能吞噬短 暂的一生，而且还没有满足对更深邃的知识的渴望。在这里，已有的旧且尚未充分地被联 系起来的实验数掘的数量也是非常大的。可是，在这个领域里，我不久就学会了识别出那 种能导致深邃知识的东西，而把其他许多东西撇开不管，把许多充塞脑袋、并使它偏离主 要目标的东西撇开不管。当然，这里的问题在于，人们为了考试，不论愿意与否，都得把 所有这些废物统统塞进自己的脑袋。这种强制的结果使我如此畏缩不前，以致在我通过最 后的考试以后有整整一年对科学问题的任何思考都感到扫兴。但是得说句公道话，我们在 瑞士所受到的这种窒息真正科学动力的强制，比其他许多地方要少得多。这里一共只有两 次考试，除此以外，人们差不多可以做他们愿意做的任何事情。如果能象我这样，有个朋 友经常去听课，并且认真地整理讲课内容，那情况就更是如此了。这种情况给予人们以选 择从事什么研究的自由，直到考试前几个月为止。我大大地享受了这种自由，并把与此伴 随而来的内疚看作是乐意忍受的微不足道的弊病。现代的教学方法，竟然还没有把研究问 题的神圣好奇心完全扼杀掉，真可以说是一个奇迹；因为这株脆弱的幼苗，除了需要鼓励 以外，主要需要自由；要是没有自由，它不可避免地会夭折。认为用强制和责任感就能增 进观察和探索的乐趣，那是一种严重的错误。我想，即使是一头健康的猛兽，当它不饿的 时候，如果有可能用鞭子强迫它不断地吞食，特别是当人们强迫喂给它吃的食物是经过适 当选择的时候，也会使它丧失其贪吃的习性的。 　　现在来谈当时物理学的情况。当时物理学在各个细节上虽然取得了丰硕的成果，但在 原则问题上居统治地位的是教条式的顽固：开始时(假如有这样的开始)上帝创造了牛顿运 动定律以及必需的质量和力。这就是一切；此外一切都可以用演绎法从适当的数学方法发 展出来。在这个基础上，特别是由于偏微分方程的应用，十九世纪所取得的成就必然会引 起所有有敏锐的理解能力的人的赞叹。牛顿也许是第一个在他的声传播理论中揭示了偏微 分方程的功效的人。欧勒已经创立了流体动力学的基础。但是，作为整个物理学基础的质 点力学的更加精确的发展，则是十九世纪的成就。然而，对于一个大学生来说，印象最深 刻的并不是力学的专门结构或者它所解决的复杂问题，而是力学在那些表面上同力学无关 的领域中的成就；光的力学理论，它把光设想为准刚性的弹性以太的波动，但是首先是气 体分子运动论：——单原子气体比热同原子量无关，气体状态方程的导出及共同比热的关 系，气体离解的分子运动论，特别是气体的粘滞性、热传导和扩散之间的定量关系，而且 气体扩散还提供了原子的绝对大小。这些结果同时支持了力学作为物理学和原子假说的基 础，而后者在化学中已经牢固地确立了它的地位。但是在化学中起作用的仅仅是原子的质 量之比，而不是它们的绝对大小，因此原子论与其看作是关于物质的实在结构的一种认识， 不如看作是一种形象化的比喻。此外，古典力学的统计理论能够导出热力学的基本定律， 也是令人深感兴趣的，这在本质上已经由玻耳兹曼完成了。 　　因此我们不必惊奇，可以说上一世纪所有的物理学家，都把经典力学看作是全部物理 学的、甚至是全部自然科学的牢固的和最终的基础，而且，他们还孜孜不倦地企图把这一 时期逐渐取得全面胜利的麦克斯韦电磁理论也建立在力学的基础之上，甚至连麦克斯韦和 H．扬兹，在他们自觉的思考中，也都始终坚信力学是物理学的可靠基础，而我们在回顾中 可以公道地把他们看成是动摇了以力学作为一切物理学思想的最终基础这一信念的人。是 恩斯特·马赫，在他的《力学史》中冲击了这种教条式的信念；当我是—个学生的时候， 这本书正是在这方面给了我深刻的影响。我认为，马赫的真正伟大，就在于他的坚不可摧 的怀疑态度和独立性；在我年轻的时候，马赫的认识论观点对我也有过很大的影响，但是， 这种观点今天在我看来是根本站不住脚的。因为他没有正确阐明思想中，特别是科学思想 中本质上是构造的和思辩的性质；因此，正是在理论的构造的——思辨的特征赤裸裸地表 现出来的那些地方，他却指责了理论，比如在原子运动论中就是这样。　 　　在我开始批判那个作为物理学基础的力学以前，首先必须谈谈某些一般观点，根据这 些观点，才有可能去批判各种物理理论。第一个观点是很明显的：理论不应当同经验事实 相矛盾。这个要求初看起来似乎很明显，但应用起来却非常伤脑筋。因为人们常常，甚至 总是可以用人为的补充假设来使理论同事实相适应，从而坚持一种普遍的理论基础。但是 ，无论如何，这第一个观点所涉及的是用现成的经验事实来证实理论基础。 　　第二个观点涉及的不是关于(理论)同观察材料的关系问题，而是关于理论本身的前提 ，关于人们可以简单地，但比较含糊地称之为前提(基本概念以及这些概念之间作为基础的 关系)的“自然性”或者“逻辑的简单性”。这个观点从来都在选择和评价各种理论时起着 重大的作用，但是确切地把它表达出来却有很大困难。这里的问题不单是一种列举逻辑上 独立的前提问题(如果这种列举竟是毫不含糊地可能的话)，而是一种在不能此较的性质间 作相互权衡的问题。其次，在几种基础同样“简单”的理论中，那种对理论体系的可能性 质限制最严格的理论(即含有最确定的论点的理论)被认为是比较优越的。这里我不需要讲 到理论的“范围”，因为我们只限于这样一些理论，它们的对象是一切物理现象的总和。 第二个观点可以简要地称为同理论本身有关的“内在的完备”，而第一个观点则涉及“外 部的证实”。我认为下面这一点也属于理论的“内在的完备”：从逻辑观点来看，如果一 种理论并不是从那些等价的和以类似方式构造起来的理论中任意选出的，那未我们就给予 这种理论以较高的评价。 　　我不想用篇幅不够来为上面两段括中包含的论点不够明确求得原谅，而要在这里承认 ，我不能立刻，也许根本就没有能力用明确的定义来代替这些提示。但是，我相信，要作 比较明确的阐述还是可能的。无论如何，可以看到，“预言家”们在判断理论的“内在的 完备”时，他们之间的意见住住是一致的，至于对“外部的证实”程度的判断，情况就更 是如此了。 　　现在来批判作为物理学基础的力学。……牛顿啊，请原谅我；你所发现的道路，在你 那个时代，是一位具有最高思维能力和创造力的人所能发现的唯一的道路。你所创造的概 念，甚至今天仍然指导着我们的物理学思想，虽然我们现在知道，如果要更加深入地理解 各种联系，那就必须用另外一些离直接经验领域较远的概念来代替这些概念。 　　惊奇的读者可能会问：“难道这算是讣告吗？”我要回答说：本质上是的。因为，像 我这种类型的人．一生中主要的东西，正是在于他所想的是什么和他是怎样想的，而不在 于他所做的或者经受的是什么。所以，这讣告可以主要限于报道那些在我的努力中起重 要作用的思想。一种理论的前提的简单性越大，它所涉及的事物的种类越多，它的应用范 围越广，它给人们的印象也就越深。因此，古典热力学对我造成了深刻的印象。我确信， 这是在它的基本概念可应用的范围内决不会被推翻的唯一具有普遍内容的物理理论(这一点 请那些原则上是怀疑论者的人特别注意)。 　　在我的学生时代，最使我着迷的课题是麦克斯韦理论。这理论从超距作用力过渡到以 场作为基本变量，而使它成为革命的理论。光学并入电磁理论，连同光速同绝对电磁单位 制的关系，以及折射率同介电常数的关系，反射系数同金属体的传导率之间的定性关系— —这真好象是一种启示。在这里，除了转变为场论，即转变为用微分方程来表示基本定律 外，麦克斯韦只需要一个唯一的假设性的步骤——在真空和电介质中引进位移电流及其磁 效应，这种革新几乎是由微分方程的形式性质规定了的。谈到这里，我情不自禁地要说， 在法拉第—麦克斯韦这一对同伽利略—牛顿这一对之间有非常值得注意的内在相似性—— 每一对中的第一位都直觉地抓住了事物的联系，而第二位则严格地用公式把这些联系表述 了出来，并且定量地应用了它们。 　　………… 　 　　在那些年代里，我自己的兴趣主要不在于普朗克的成就所得出的个别结果，尽管这些 结果可能非常重耍。我的主要问题是：从那个辐射公式中，关于辐射的结构，以及更一般 地说，关于物理学的电磁基础，能够得出什么样的普遍结论呢，在我深入讨论这个问题之 前，我必须简要地提到关于布朗运动及有关课题(起伏现象)的一些研究，这些研究主要是 以古典的分子力学为根据的。在不知道玻耳兹曼和吉布斯的已经发表而且事实上已经把问 题彻底解决了的早期研究工作的情况下，我发展了统计力学，以及以此为基础的热力学的 分子运动论。在这里，我的主要目的是要找到一些事实，尽可能地确证那些有确定的有限 大小的原子的存在。这时我发现，按照原子论，一定会有一种可以观察到的悬浮微粒的运 动，而我并不知道，关于这种“布朗运动”的观察实际上早已是人所共知的了。最筒单的 推论是以如下的考虑为根据的。如果分子运动论原则上是正确的，那末那些可以看得见的 粒子的悬浮液就一定也象分子溶液一样，具有一种能满足气体定律的渗透压。这种渗透压 同分子的实际数量有关，亦即同一克量中的分子个数有关。如果悬浮液的密度并不均匀， 那末这种渗透压也会因此而在空间各处有所不同，从而引起一种趋向均匀的扩散运动，这 种扩散运动可以从已知的粒子迁移率计算出来。但另一方面，这种扩散过程也可以看作是 悬浮粒子因热骚动而引起的、原来不知其大小的无规则位移的结果。通过把这两种考虑所 得出的扩散通量的数值等同起来，就可以定量地得到这种位移的统计定律，也就是布朗运 动定律。这些考察同经验的一致，以及普朗克根据辐射定律(对于高温)对分子的真实大小 的测定，使当时许多怀疑论者相信了原子的实在性。这些学者之所以厌恶原子论，无疑可 以溯源于他们的实证论的哲学观点。这是一个有趣的例子，它表明即使是有勇敢精神和敏 锐本能的学者，也可以因为哲学上的偏见而妨碍他们对事实作出正确解释。这种偏见—— 至今还没有灭绝——就在于相信毋须自由的概念构造，事实本身就能够而且应该为我们提 供科学知识。这种误解之所以可能，只是因为人们不容易认识到，经过验证和长期使用而 显得似乎同经验材料直接相联系的那些概念，其实都是自由选择出来的。

陛陛皑 · 发表于 12.10.2003 13:52:21

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