科学史上伟大的会晤

作者:刘建林 姜礼鑫    来源:《百科知识》2012年第4期

  纵观历史,那些伟大的贤人先哲们的会晤总是能碰撞出思想的火花,激荡起时代的波澜,从而推动人类文明不断进步。

  18世纪末至20世纪中叶,科学的光辉照耀着欧洲大陆,科学史上的伟大人物层出不穷。科学家之间的会晤也给后人留下了弥足珍贵的历史镜头。

  法拉第与麦克斯韦——相扶相携的科学传承

  那是1860年的一个清和秋日,麦克斯韦在伦敦见到了当时的科学泰斗法拉第。他向这位慈眉善目的老人递上了他的论文《论法拉第的力线》。法拉第微笑地看着这个比他年轻40岁的青年,两个人很快便热烈地讨论了起来。法拉第说:“我从不认为自己的学说就是真理,但你是真正能够理解它的人。”他沉吟片刻后又说:“这是一篇出色的文章,但你不应该停留于用数学来解释我的观点,而应该突破它!”

  从二人的个性和工作方式来看,这确实是一个奇妙的会面。法拉第快活、和蔼,而麦克斯韦严谨、机智;法拉第侃侃而谈,而麦克斯韦却不善言辞;法拉第不擅长数学,而麦克斯韦则是数学物理大师;法拉第善于动手实验,而麦克斯韦却擅长理论归纳,这两位科学巨匠在许多方面的优缺点正好是可以互相弥补的。正如爱因斯坦的比喻,他们就像伽利略和牛顿一样。而麦克斯韦也谈到了这一点:“因为人的心灵各有不同的类型,科学真理也就应该有各种不同的表现形式。不管以具有生动的物理色彩的形式表现,还是以一种朴实无华的符号形式来表现,它都应该被当作是同样科学的。”法拉第是麦克斯韦在电磁学领域的领路人,而麦克斯韦也从内心由衷地尊敬这位前辈。但是,不同的科学方法所发掘科学的深度也不同,法拉第用直观形象的方式表述的真理,麦克斯韦用惊人的数学才能把它概括出来,并最后提高到理论的高度,所以他的认识就更深刻,更深入事物的本质,因而也更带有普遍性。

  爱因斯坦与玻尔——最著名的科学论战

  爱因斯坦与玻尔的量子理论之争,是物理学史上持续时间最长、争论最激烈和最富有哲学意义的争论之一。在1927年的第五次索尔维会议上,爱因斯坦和玻尔又相遇了。这次会议辩论的焦点是量子力学的统计解释,一方是玻尔、波恩、海森堡等,另一方是爱因斯坦、德布罗意、薛定谔等,所以这是一次势均力敌的重量级交锋。但是两派之间的讨论很快就变成了两方盟主,爱因斯坦与玻尔之间的决斗。他们一般在旅馆用过早餐就见面,然后爱因斯坦就描绘一个思想实验,以指出哥本哈根学说的内部矛盾。而一般玻尔到傍晚的时候就对这些思想实验做出了反驳,他会在晚餐时把他的分析讲给爱因斯坦听。

  在这次论战中,“不相信上帝掷骰子”的爱因斯坦输得很狼狈。他的对手玻尔看上去沉默驽钝,可是在他一生中几乎没有输过任何一场认真的辩论。哥本哈根学派最终大获全胜,海森堡在写给家里的信中说:“我对结果感到非常满意,玻尔和我的观点被广泛接受了,至少没人提得出严格的反驳,即使爱因斯坦和薛定谔也不行。”多年后他又总结道:“刚开始(持有这种观点的)主要是玻尔,泡利和我,大概也只有我们三个,不过它很快就扩散开去了。”

  但是爱因斯坦决不是那种可以轻易打败的人,他并没有真正服输。第二次、第三次更大规模的论战又持续拉开。实际上,也正因为这两位大师的不断论战,量子力学才在辩论中发展成熟起来。

  庞加莱与西尔维斯特——与天才相遇的震撼

  庞加菜被公认为19世纪末至20世纪初的领袖数学家,是对于数学及其应用具有全面知识的最后一个人。他一生发表的科学论文约500篇,科学着作约30部,几乎涉及到数学的所有领域以及理论物理、天体物理等许多重要领域。他在天体力学方面的研究是继牛顿、拉普拉斯以来的又一个伟大的里程碑,他也被公认为是相对论的先驱者。

  据说在第一次世界大战期间,英国一些军官向伟大的哲学家、数学家和诺贝尔奖得主罗素询问:“谁是当代最伟大的人?”罗素不假思索地回答:“庞加莱。”“噢,是那个人!”这些对科学一窍不通的军官以为罗素指的是法国总统雷蒙·庞加莱,一个个兴奋地呼叫起来。当罗素得知他们呼叫的缘由时,便解释道:“我指的不是雷蒙·庞加莱,而是他的堂兄昂利·庞加莱。”

  另外一位创办了《美国数学杂志》的大数学家西尔维斯特回忆过他和庞加莱初次会晤的情景:“当我最近在盖·吕萨街庞加莱的休息处拜访他时,……在那个被抑制的智慧的伟大积蓄者面前,我的舌头一下子失去了功能,直到我用了一些时间(可能有两三分钟)仔细端详和承受了可谓他思想的外部形式的年轻面貌时,我才发现自己能够开始说话了。”当西尔维斯特辛辛苦苦地爬上通往庞加莱那“通风的休息处”的三层狭窄的楼梯以后,停下来,擦着他那硕大的秃头时,看到的不过是一个孩子。当时他惊奇得不知所措,这个“如此美貌,如此年轻”的孩子,竟然是那些洪水般涌来的论文的作者。

  普朗特与冯·卡门、钱学森——师徒三代相聚首

  1945年第二次世界大战结束前夕,钱学森随他的老师冯·卡门率领的科学考察团赴德国去考察航空与火箭研究的发展情况,同时拜访和审问已成为美军战俘的普朗特。普朗特被公认为近代应用力学之父,是哥廷根大学教授,流体力学中边界层理论的创始人。正是他和着名的数学家克莱因开创了哥廷根的应用力学学派。

  普朗特是冯·卡门的老师,而冯·卡门又是钱学森的老师,这次战后的会面是师生三代应用力学家的一个尴尬的时刻,也标志着世界力学的研究中心由哥廷根转移到了加利福尼亚。冯·卡门回忆道“我发现,是钱(学森)和我在哥廷根共同审问我昔日的老师路德维希·普朗特。这是一次多么不可思议的会见啊!现在把自己的命运和红色中国连接在一起的我的杰出的学生,与为纳粹德国工作的我的亲密的老师会合在一起。现在我们经历的是一个多么奇特的境遇,它把对生活毫无追求,只希望和谐地共同工作的三代空气动力学家分割了开来”。虽然此次会面时间短暂,而且无实质性学术探讨,但力学史上的三个巨人站在一起的照片至今令世人为之动容。