愛因斯坦科學(xué)思想的當(dāng)代啟示

岳玉榮

（連云港師范高等?？茖W(xué)校質(zhì)量監(jiān)督處，江蘇連云港 222006）

中國正在由科技大國向科技強(qiáng)國轉(zhuǎn)型，關(guān)鍵核心技術(shù)的突破是我們國家科技發(fā)展面臨的重大課題。習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)，“實(shí)踐反復(fù)告訴我們，關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來、買不來、討不來的。只有把關(guān)鍵核心技術(shù)掌握在自己手中，才能從根本上保障國家經(jīng)濟(jì)安全、國防安全和其他安全”[1]。有學(xué)者提出，核心技術(shù)突破的關(guān)鍵在于原始性創(chuàng)新、基礎(chǔ)研究的長期積累、人才的培養(yǎng)尤其是領(lǐng)軍人才的培養(yǎng)等[2]?；诖?，深入研究愛因斯坦的精神境界與科學(xué)思想就有著特別的現(xiàn)實(shí)意義。

一、愛因斯坦科學(xué)思想的基本內(nèi)容

近現(xiàn)代科學(xué)發(fā)端于西方，其思想源頭來自古希臘哲學(xué)。在希臘自然哲學(xué)各種本原論中，無論是泰勒斯的水本原論還是德謨克利特的原子論，都在尋找自然界多樣性背后的統(tǒng)一性。求“多中之一”是科學(xué)發(fā)展的重要?jiǎng)恿Γ瑹o論是人工合成尿素還是電磁場理論、能量守恒定律，都是這一動(dòng)力催生的科技成果。愛因斯坦的相對論、質(zhì)能方程、光量子假說，及至終其一生未完成的統(tǒng)一場理論，將這一自然科學(xué)的傳統(tǒng)精神發(fā)展到了一個(gè)新高度。

（一）統(tǒng)一性：愛因斯坦相對論的核心觀念

統(tǒng)一性是愛因斯坦在其物理學(xué)中貫穿始終的科學(xué)信念。在統(tǒng)一性信念的指導(dǎo)下，愛因斯坦提出了時(shí)間、空間、物質(zhì)三者密不可分的狹義相對論。愛因斯坦的統(tǒng)一性思想方法論是在馬赫等物理學(xué)家、科學(xué)哲學(xué)家的影響下形成的，旨在揭示世界本質(zhì)是統(tǒng)一的。在這一思想的指導(dǎo)下，愛因斯坦創(chuàng)立了狹義相對論，提出了狹義相對性原理和光速不變原理，“揭示了作為物質(zhì)存在形式的空間和時(shí)間在本質(zhì)上的統(tǒng)一性，深刻揭露了力學(xué)運(yùn)動(dòng)和電磁運(yùn)動(dòng)在運(yùn)動(dòng)學(xué)上的統(tǒng)一性，而且還進(jìn)一步揭示了物質(zhì)和運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)一性”[3]2。狹義相對論的提出，標(biāo)志著物理學(xué)的一次偉大綜合。統(tǒng)一性還是愛因斯坦使用的一種科學(xué)研究方法，他慣常用統(tǒng)一性這把“剃刀”審視已經(jīng)確立的理論觀點(diǎn)和研究結(jié)果，甚至對已經(jīng)廣泛得到科學(xué)家公認(rèn)的理論進(jìn)行懷疑、猜測、批判，力求探尋世界的本質(zhì)，洞悉不和諧性、矛盾性，堅(jiān)持并創(chuàng)建新的理論統(tǒng)一性，為新理論、新時(shí)空觀的誕生做出了重要的貢獻(xiàn)。

（二）基于光量子假說形成的量子化信念

量子化思想是現(xiàn)代物理思想的基礎(chǔ)。愛因斯坦的光量子假說一經(jīng)提出，便對物理學(xué)的發(fā)展起到了革命性的貢獻(xiàn)，為現(xiàn)代物理學(xué)發(fā)展立下汗馬功勞。量子化信念的內(nèi)涵是具有統(tǒng)一性的客觀實(shí)在，其特殊之處在于它對各種光的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化現(xiàn)象都適用。光的不連續(xù)性不僅存在于光的發(fā)射與吸收過程中，而且存在于光的傳播過程中，這是光量子假說中的統(tǒng)一性思想的具體表現(xiàn)?；诠饬孔蛹僬f，愛因斯坦的光學(xué)理論提出了光的波粒二象性（光具有粒子性又具有波動(dòng)性）的觀點(diǎn)，使人們對光的認(rèn)識(shí)有了質(zhì)的變化。愛因斯坦光量子假說形成的量子化信念在產(chǎn)生與實(shí)踐過程中，不斷改變著人們對光的認(rèn)知。愛因斯坦把光量子假說用在原子結(jié)構(gòu)研究時(shí)，遭到了許多物理學(xué)家的反對，甚至與玻爾在量子化原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)方面產(chǎn)生了爭論。但是，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了愛因斯坦理論的正確性，引發(fā)了物理學(xué)界對原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)觀念的根本變化。

（三）統(tǒng)一場論：愛因斯坦邏輯簡單的物理學(xué)信念

統(tǒng)一場論是關(guān)于電磁場與引力場統(tǒng)一的理論設(shè)想，這是愛因斯坦重要的物理學(xué)假說。統(tǒng)一場論是愛因斯坦相對論發(fā)展的第三個(gè)階段，前兩個(gè)階段是研究物質(zhì)統(tǒng)一性的理論，而這一階段是研究作用統(tǒng)一性的理論。三個(gè)階段構(gòu)成了愛因斯坦關(guān)于世界統(tǒng)一的整體圖景。從物理學(xué)意義上看，愛因斯坦之所以提出電磁場與引力場統(tǒng)一的設(shè)想，是因?yàn)槲锢韺W(xué)理論發(fā)展的推動(dòng)。牛頓力學(xué)統(tǒng)攝了各種力學(xué)現(xiàn)象，改變了經(jīng)典物理學(xué)的傳統(tǒng)，也改變了人類的認(rèn)識(shí)觀念。愛因斯坦的狹義相對論化解了牛頓力學(xué)與電磁學(xué)的矛盾，統(tǒng)一了牛頓力學(xué)與電磁學(xué)理論，使新的時(shí)空觀橫空出世。在廣義相對論中，愛因斯坦進(jìn)一步提出了引力場與時(shí)空的統(tǒng)一，用來證明他關(guān)于物質(zhì)世界統(tǒng)一性的信念。愛因斯坦力圖把電磁場與引力場統(tǒng)一起來，體現(xiàn)了物理學(xué)發(fā)展的趨勢，使人類對世界的認(rèn)識(shí)發(fā)生了一次從宏觀到微觀的飛躍。

二、愛因斯坦科學(xué)思想的巨大影響

愛因斯坦一次又一次地改變了人認(rèn)識(shí)世界的方式。他的物理學(xué)思想蘊(yùn)含著特殊的思維方式，其重要性不亞于他的科學(xué)成就，甚至有學(xué)者認(rèn)為這種思想方法的影響是更為本原性的[4]。

（一）引發(fā)了人類認(rèn)識(shí)自然方式的變革

“科學(xué)思想是關(guān)于科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，是世界圖景的思想。一個(gè)時(shí)期的科學(xué)思想代表了人類知性生活的最高成就。一個(gè)科學(xué)家的科學(xué)思想代表了他的科學(xué)研究理性自覺的程度和水平?！盵5]愛因斯坦的科學(xué)思想在實(shí)踐中具體為探索性演繹法、準(zhǔn)美學(xué)思想、形象思維法、邏輯簡單性原則等。

探索性演繹法是以前提為基礎(chǔ)進(jìn)行科學(xué)推理的邏輯方法。有些公理或原理不是經(jīng)驗(yàn)歸納的，也不是自明的，而是在少數(shù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)的啟示下經(jīng)過自由思維的創(chuàng)造而得出的。這個(gè)創(chuàng)造需要一定的知識(shí)背景，即少數(shù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)。例如，光速不變原理就是探索性演繹的結(jié)果。愛因斯坦對歸納主義的認(rèn)識(shí)論進(jìn)行了挑戰(zhàn)，改變了人們常用的從感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)、由經(jīng)驗(yàn)歸納到事實(shí)驗(yàn)證的思維方式，從而將思維的自由創(chuàng)造帶入科學(xué)研究并發(fā)揮了重要作用。

愛因斯坦的形象思維方法具有高度的概括性，它以表象為材料，通過想象、類比、聯(lián)想、猜想、直覺、頓悟等心理活動(dòng)，以及綜合、分析等方法，不經(jīng)知覺就概括出自然背后隱藏的客觀規(guī)律。愛因斯坦在創(chuàng)立相對論中提出的思想實(shí)驗(yàn)的說法，就充分體現(xiàn)了他以想象為主導(dǎo)方式的形象思維的作用。在愛因斯坦看來，“想象力比知識(shí)更重要，因?yàn)橹R(shí)是有限的，而想象力概括著世界上的一切，推動(dòng)著進(jìn)步，并且是知識(shí)進(jìn)化的源泉。嚴(yán)格地說，想象力是科學(xué)研究中的實(shí)在因素”[6]284。在愛因斯坦的自由創(chuàng)造活動(dòng)中，想象和思維沒有普適的規(guī)律可循，都是“他在科學(xué)認(rèn)識(shí)活動(dòng)中所獲得的關(guān)于‘實(shí)在’的感覺經(jīng)驗(yàn)的許多單個(gè)形象，以不同的方式進(jìn)行排列組合所形成的許多圖像中的一個(gè)蘊(yùn)含著對象本質(zhì)和規(guī)律的形象系統(tǒng)”[7]。這對社會(huì)公眾的科學(xué)認(rèn)知產(chǎn)生了沖擊，因?yàn)樵诠娍磥砜茖W(xué)意味著確定性和規(guī)律性，“無規(guī)可循”的科學(xué)是難以想象的。

實(shí)踐表明，愛因斯坦不僅善于想象和開展自由創(chuàng)造，更善于發(fā)現(xiàn)已有的特殊理論之間的矛盾所在。他常常表現(xiàn)出敢于批判、敢于突破、敢于超越的精神，用美學(xué)的、假設(shè)的、猜測的直覺手段去揭示事物本質(zhì)，在特殊理論之間架起橋梁，實(shí)現(xiàn)認(rèn)識(shí)上的飛躍。愛因斯坦說：“理論越向前發(fā)展，以下情況就越清楚：從經(jīng)驗(yàn)事實(shí)中是不能歸納出基本規(guī)律來的（比如，引力場方程或量子力學(xué)中薛定愕方程）。一般地可以這樣說：從特殊到一般的道路是直覺性的，而從一般到特殊的道路是邏輯性的。”[8]

（二）促使人類重新審視科學(xué)

愛因斯坦宇宙宗教的科學(xué)信念，是指他堅(jiān)信宇宙最終的統(tǒng)一性、客觀世界的可知性、宇宙中普遍的因果性，以及自然本身及其邏輯形式的簡單性。這些科學(xué)信念引領(lǐng)他開展理論創(chuàng)造，并使他深信自然界是有規(guī)律的，“相信真理是離開人類而存在的，我們這種自然觀是不能得到解釋或證明的。但是，這是誰也不能缺少的一種信仰”[9]。同時(shí)，愛因斯坦深信自然規(guī)律是可以認(rèn)知的，“要是不相信我們的理論構(gòu)造能掌握實(shí)在，要是不相信我們世界的內(nèi)在和諧，那就不可能有科學(xué)。這種信念是并且永遠(yuǎn)是一切科學(xué)活動(dòng)的根本前提”[9]。

愛因斯坦的科學(xué)信念來源于他的宇宙宗教情感，有人認(rèn)為這是他科學(xué)信念和內(nèi)心自由的依據(jù)，也是其科學(xué)原創(chuàng)性的價(jià)值之源[10]，“宇宙宗教不僅僅是愛因斯坦從事科學(xué)研究的前提條件和獻(xiàn)身科學(xué)的動(dòng)力，而且也是愛因斯坦的一種獨(dú)特的思維方式”[11]。愛因斯坦曾說過，宇宙宗教感情是科學(xué)研究的最強(qiáng)有力、最高尚的動(dòng)機(jī)，只有那些做了巨大努力，尤其是表現(xiàn)出熱忱獻(xiàn)身精神（要是沒有這種熱忱，就不能在理論科學(xué)的開辟性工作中取得成就）的人，才會(huì)理解這樣一種感情的力量，唯有這種力量，才能做好那些確實(shí)是遠(yuǎn)離直接現(xiàn)實(shí)生活的工作[6]282。

可見，愛因斯坦關(guān)于世界合理性和可知性的科學(xué)思想，“是對宇宙和諧與秩序的根本性信賴，也是對自然本質(zhì)及規(guī)律的理解與反省，它生發(fā)出具體的原則和方法，指導(dǎo)科學(xué)的創(chuàng)造和理論建構(gòu)。科學(xué)信念建立在宗教感情的基礎(chǔ)上，并為其所加強(qiáng)和支撐，指導(dǎo)和推動(dòng)著愛因斯坦的科學(xué)探索活動(dòng)，成為激發(fā)他直覺和靈感的創(chuàng)造性力量”[12]27。他的理論創(chuàng)立過程使人意識(shí)到，科學(xué)基本概念和基本原理的得出過程是思維自由創(chuàng)造的過程，非邏輯的直覺方法在其中具有重要意義。

（三）使得科學(xué)與人文統(tǒng)一成為可能

愛因斯坦的科學(xué)研究有深厚的哲學(xué)理論基礎(chǔ)，因此有學(xué)者把他稱為“20 世紀(jì)最偉大的哲學(xué)家”之一。愛因斯坦的哲學(xué)理論基礎(chǔ)不是說他有哲學(xué)愛好或哲學(xué)理論特長，而是指他的哲學(xué)素養(yǎng)。愛因斯坦的科學(xué)研究實(shí)踐印證了他敏銳的哲學(xué)感受和睿智的哲學(xué)思維，反映了他受到哲學(xué)家斯賓諾莎、馬赫、康德等人的影響。愛因斯坦繼承了馬赫批判、懷疑的經(jīng)驗(yàn)主義方法，繼承了康德的超驗(yàn)的實(shí)在論，由此形成的哲學(xué)素養(yǎng)使他在科學(xué)研究中把科學(xué)方法與人文方法結(jié)合在一起，建立了新的物理學(xué)理論。在相對論的創(chuàng)立過程中，他將思辨方法與經(jīng)驗(yàn)歸納法結(jié)合在一起，即承認(rèn)經(jīng)驗(yàn)是知識(shí)的源泉，同時(shí)也強(qiáng)調(diào)思辨可以把握實(shí)在，二者缺一不可?！叭魏我环N經(jīng)驗(yàn)方法都有其思辨概念和思辨體系；而且任何一種思辨思維，它的概念經(jīng)過比較仔細(xì)的考察之后，都會(huì)顯露出它們所由產(chǎn)生的經(jīng)驗(yàn)材料?！挥凶畲竽懙乃急娌庞锌赡馨呀?jīng)驗(yàn)材料之間的空隙彌補(bǔ)起來?！盵6]585顯然，愛因斯坦打破了理論只能通過歸納來建立的觀念，打通了科學(xué)方法與人文方法之間的聯(lián)系。科學(xué)與人文作為兩種文化主體曾經(jīng)在很長的一段時(shí)間內(nèi)存在沖突和抵牾，然而愛因斯坦通過科學(xué)實(shí)踐將兩種文化有機(jī)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)了科學(xué)思想的創(chuàng)新。

三、愛因斯坦科學(xué)思想的重要啟示

（一）批判性思維是科技創(chuàng)新的核心要素

“批判性”的英文為“critical”，這個(gè)詞源自希臘文“kritikos”，是指辨別力、洞察力、判斷力，引申義有敏銳、精明的意思。批判性思維是指“對于某種事物、現(xiàn)象和主張發(fā)現(xiàn)問題所在，同時(shí)根據(jù)自身的思考邏輯地作出主張的思考”[13]。從這一定義來看，批判的目的在于發(fā)現(xiàn)問題與矛盾，從而提出新的主張與建議，正如科學(xué)哲學(xué)家波普爾所說，“科學(xué)的精神就是批判，不斷推翻舊有理論，不斷做出新發(fā)現(xiàn)”[14]56。也就是說，要想在科學(xué)研究中有新發(fā)現(xiàn)，必須對原有理論進(jìn)行科學(xué)批判。因此，批判是科學(xué)創(chuàng)新中必不可少的能力與手段。愛因斯坦是創(chuàng)立現(xiàn)代物理學(xué)的領(lǐng)軍人才，具有批判性、懷疑性精神，是20 世紀(jì)的杰出代表。對當(dāng)時(shí)已被科學(xué)家公認(rèn)的牛頓理論的懷疑與批判突破了傳統(tǒng)知識(shí)的拘囿，創(chuàng)立了新的物理學(xué)理論。當(dāng)下，我國正處于科技創(chuàng)新的關(guān)鍵時(shí)期，核心技術(shù)要有所突破，人才尤其是領(lǐng)軍人才是關(guān)鍵。“領(lǐng)軍人才分為兩種：領(lǐng)軍企業(yè)家和領(lǐng)軍科學(xué)家。領(lǐng)軍企業(yè)家的戰(zhàn)略理念可以決定企業(yè)的經(jīng)營理念和經(jīng)營模式，領(lǐng)軍科學(xué)家能在多種技術(shù)路徑以及研發(fā)無人區(qū)決定技術(shù)走向。因而領(lǐng)軍人才是否具備高超的批判性思維，決定著突破的成敗?！盵2]

（二）交叉學(xué)科研究是原創(chuàng)性思維的源泉

交叉學(xué)科是指不同學(xué)科領(lǐng)域之間經(jīng)過相互滲透、交叉、融合而催生的新興學(xué)科。20 世紀(jì)以來，科學(xué)與技術(shù)迅速交叉、融合，相互依存、相互促進(jìn)，產(chǎn)生了越來越多的新興學(xué)科。學(xué)科的交叉并不限于自然科學(xué)與自然科學(xué)之間，或人文科學(xué)與人文科學(xué)之間，從近代科學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)來看，自然科學(xué)與人文科學(xué)也存在交叉和滲透的現(xiàn)象。

緊隨現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的步伐，我國在“十四五”期間提出了科技自立自強(qiáng)的戰(zhàn)略。科技自立自強(qiáng)的關(guān)鍵在于加強(qiáng)原創(chuàng)性科學(xué)研究，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)的突破，這關(guān)乎我國能否如期進(jìn)入創(chuàng)新型國家前列，以及能否成為世界科技強(qiáng)國。對此，許多學(xué)者提出了建設(shè)性的意見。郝鳳霞、張春美認(rèn)為，“從科學(xué)發(fā)展史可以發(fā)現(xiàn)，每一次學(xué)科交叉都會(huì)給人類帶來新的技術(shù)機(jī)遇，不同學(xué)科的交叉和互動(dòng)成為趨勢。因?yàn)樵诮徊骖I(lǐng)域更容易發(fā)現(xiàn)新問題”[15]。胡旭博，原長弘提出了關(guān)鍵核心技術(shù)的7 個(gè)主要突破因素，其中之一就是國際科技合作與開放創(chuàng)新[2]。

（三）堅(jiān)定的科學(xué)信念是科技創(chuàng)新的動(dòng)力

信念是人們在一定的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上，對某種思想理論、學(xué)說和理想所持的堅(jiān)定不移的觀念和真誠信服與堅(jiān)決執(zhí)行的態(tài)度?？茖W(xué)信念是以對事物發(fā)展規(guī)律的正確認(rèn)識(shí)為基礎(chǔ)，在實(shí)踐中不斷受到檢驗(yàn)、完善，具有不可抗拒力量的一種觀念和態(tài)度[16]239。新時(shí)期，我們要想建設(shè)科技強(qiáng)國，就必須以對科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)律的正確認(rèn)識(shí)為基礎(chǔ)，以謀求人類福祉為目標(biāo)，樹立一種在實(shí)踐中不斷接受檢驗(yàn)、不斷走向完善的科學(xué)技術(shù)觀念和態(tài)度，突破對中國經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展具有重大戰(zhàn)略價(jià)值的核心技術(shù)[17]?？茖W(xué)家是科技創(chuàng)新的主體，科技創(chuàng)新離不開科學(xué)家的信念。愛因斯坦就是在他的科學(xué)信念引領(lǐng)下創(chuàng)立了現(xiàn)代物理學(xué)理論。他的科學(xué)信念不是一般的科學(xué)態(tài)度與觀念，而是在宇宙宗教感情基礎(chǔ)上建立起來的科學(xué)信仰。這種信仰使他勇于向權(quán)威挑戰(zhàn)，勇于懷疑、批判，最終成為他創(chuàng)造完美理論的力量源泉。