愛因斯坦專題

　　■編者按

　　今 年是國際物理年，在一些國家又被稱為愛因斯坦年。在華人科學家中，最有資格談論愛因斯坦的，大概要算楊振寧先生了。不久前，中科院科學史所的劉鈍在清華大 學高等研究院的辦公室對楊振寧做了一次訪談。在兩個多小時的談話中，大部分的話題竟然與愛因斯坦有關。而楊振寧先生似乎意猶未盡，在結束時透露，7月份在 北京召開的第22屆國際科學史大會上，他還將就愛因斯坦成功的因素做一些個人分析。

　　讀小學時就聽說過他

 

　　在我還是個孩子的時候，愛因斯坦已經非常有名了。所以，我在讀小學的時候就已經聽說過他的名字。當然，那個時候我什麼也不懂。

　 　之后，大約在1934年或1935年，我讀了愛丁頓(ArthurEddington)和金斯(JamesJeans)的兩本書。愛丁頓和金斯是和愛因 斯坦同時代的重要物理學家。20世紀早期的三次科學革命之后，關於這些革命的通俗讀物大量出現，尤其是愛丁頓和金斯的書流傳很廣。他們兩個都是英國有名的 物理學家，也是優秀的科普作者。其中一本叫做《神秘的宇宙》，寫得非常好，我在讀初中的時候就有中文譯本。我讀了此書並被它迷住了。

　　 當我回憶自己和20世紀物理學的那些未解之謎的初次接觸時，至今仍能體會到當時所感受的那份震撼。所以，那很可能是我第一次被愛因斯坦的研究成果所深深迷 住。此后，當抗日戰爭時期、在昆明讀大學的時候以及隨后讀研究生的兩年裡，我開始更深入地了解愛因斯坦的物理學。我在什麼地方寫過，在那些年裡我在物理學 方面打下了非常全面的基礎﹔然而更重要的是，我對於物理學的本質有了一定的認識。

　　普林斯頓的講座

　　1949年，我從芝加哥大學獲得博士學位一年后，應邀前往新澤西州的普林斯頓高等研究院，而愛因斯坦自1933年以來就在那裡當教授。

　 　1949年愛因斯坦已經70歲了，雖然退休，他依然擁有自己的辦公室，並且每天步行前往。他不駕車。他在普林斯頓繼續進行自己的研究，直到1955年去 世。當時，高等研究院有大約30多名博士后，我也是其中的一員。大家都深深地尊敬和崇拜愛因斯坦，但是我們也認為不應該打攪他﹔況且他的興趣是在被稱作統 一場論的方向上，而我們沒有一個人做這方面的研究。

　　我們當時主要是從事現在被稱作核物理的研究。1930年以后，尤其是受到世界大戰的影響，核物理成為一個新領域，人們顯然非常需要了解核子的結構。因而，我們所有人都或多或少地介入了核物理的領域，而這個領域與愛因斯坦的興趣所在相距甚遠，所以我們沒有主動找他談過。

　 　但是就在那個時候，愛因斯坦完成了《相對論的意義》的新附錄。此書篇幅不大，之前已經被多次出版過，此時他又增加了一個附錄。因此，他找到當時擔任研究 院院長的奧本海默，說自己對於統一場理論有了一些新想法，他把這些想法寫在了新的附錄中，並希望就此做一個演講。奧本海默當然很高興。但是他馬上就遇到一 個難題，因為一些不在高等研究院工作的物理學家也一定希望出席這個講座，所以他必須公開發布這一信息﹔但是他知道，一旦透露這個消息，上百個媒體記者就會 蜂擁而至。所以，他把這些記者召集在一起，說：“好吧，我允許你們來。但是你們隻能有五分鐘拍照的時間，然后你們必須離開講演廳。”最后就是這樣安排的。

　 　我記得愛因斯坦在研究院的一間小教室做了三個系列講座。當時研究院很小，現在也小，不過當時更小。那個講演廳裡有，我想，大約有十五排，每排大約有八個 座位。大部分聽眾是研究院的物理學家，大約有三四十個人，還有幾位來自普林斯頓大學的人。愛因斯坦總是穿著一件毛衣，他是個不太在意穿著的人，講話速度非 常慢。我不知道他的健康是不是有問題。他能夠步行到研究所，單程大約兩公裡。但是要知道幾年后他就去世了。所以，當時他的健康可能已經出現了一些問題，這 個我不太清楚。

　　應該說，他的講座不是很成功，因為他想做的是改變廣義相對論中引力場方程的矩陣，這是個最終被証明很難有收獲的方向。演講中他使用了很多德文術語，所以他的講座對我來說也很難懂。

　　兩次更近距離的接觸

 

　 　在1952年，我同愛因斯坦有過一次更近距離的接觸。李政道和我當時發表了關於相變的兩篇論文。相變是物理學中一個非常重要的課題，是指類似於水轉變成 蒸汽或者冰轉變成水這類事情。李政道和我在這個領域有一些很好的結果。愛因斯坦注意到了，而相變也是他最喜愛的領域之一。他對經典物理學的研究主要基於兩 個方面：一是統計力學，其中包含相變理論﹔另一個是電磁學。他在這兩個方面都作出了杰出的貢獻。總之，他看到我們的論文很感興趣，所以他讓當時的助理考夫 曼(BruriaKaufman)過來，找我去跟他談談。我就去了。

　　我跟他談話的時間應該有一個半小時左右。他講了很多內容，還在黑板上畫了一個麥克斯韋曲線圖，但是我沒明白他所說的主要觀點，因為面對這樣一位令人敬仰的偉人我有點拘束，而且他把德語和英語混在一起，使我不大聽得懂。

　 　我和愛因斯坦還有一次近距離的接觸。那是在尼耳斯·玻爾來訪問的時候。玻爾是20世紀最偉大的理論物理學家之一，他是愛因斯坦的朋友，也是對手。那是一 個比較通俗的演講，會場設在一個普通的大屋子裡，由於沒有足夠的椅子，我們很多人就坐在地上。愛因斯坦也參加了這次演講。從傳播知識的角度看，那次演講非 常失敗，因為玻爾的母語是丹麥語，對於多數聽眾來說他的口音很重。如果我沒記錯的話，愛因斯坦最后問了一兩個問題，不是很多。

　　我想我 們大多數的年輕人隻是坐在那裡，觀察這兩位偉大的物理學家的反應，而並不真正懂得發生著什麼事情。要知道，愛因斯坦和玻爾的學術爭論是歷史上最重要的思想 交鋒，他們的對話試圖闡明量子力學的意義。玻爾對於在1927年那次會議中他同愛因斯坦之間不同尋常的對話感到非常自豪，他在此后的那些年裡反復使用他當 年在黑板上所繪出的圖示。據說那幅圖解在他去世的當天還留在辦公室的黑板上，有人還在他剛去世時拍下了照片。

　　愛因斯坦的另一面

　 　戰后愛因斯坦的公眾形象被他的一尊塑像生動地摹畫出來，該塑像矗立在華盛頓特區的美國國家科學院的院子裡。它是一尊巨大的銅像。這座塑像的頭一定有這麼 大(手勢)！塑像可以很好地代表愛因斯坦在公眾心目中的形象，它確實體現了愛因斯坦的精神面貌：他的眼神茫然，好像已經置身世外，專注地思考著什麼。我認 為這個雕塑確實是一件杰作，因為它很傳神，同時又表現出了愛因斯坦在公眾心目中的形象。由於雕像是露天放置的，所以它已經成為一個公眾喜愛的旅游景點，尤 其是孩子們喜歡坐在雕像的膝上留影。

　　愛因斯坦是一個非常和藹的人。鄰居家的小孩子們都認識他，當他向高等研究院走去時，他們有時候會 跑過去問愛因斯坦一些幾何問題。有一本不厚的書不知你看過沒有，這是一本非常不錯的書，名叫《愛因斯坦的人性》。這本書收集了愛因斯坦給那些寫信求教的人 的一些復信，甚至包括對某些幼稚問題的更正。

　　如果你讀過這本書，相信你會看到愛因斯坦的另一面：他的確是一位非常人性的敏銳的觀察 者，這一點與我剛才說的那個雕像形成鮮明的對照：雕像中的愛因斯坦超凡脫俗，心事浩茫連廣宇，與塵世毫無瓜葛。但是，如果你細讀他的文章，就會發現他對世 事與人性的了解洞若觀火。研究過他演講的人都會發現他從來不寫冗長的文章，但是他有很多簡短的作品，其中一些是他的講演稿。如果你讀這些講演稿的話，你就 會意識到：第一，愛因斯坦的文筆特別優雅，遣詞造句恰到好處，特別是，我聽說他的德文更是文採飛揚﹔第二，愛因斯坦對人性了解甚深。當然，這些都是目前大 家已經知道的事實。

　　然而，愛因斯坦似乎不知道如何與女性相處。在他臨終時，他說自己在同女性的交往中不止一次地失敗。關於這方面，在最近幾年，通過有關的研究，如通過分析人們提供的有關愛因斯坦的通信，一個比較清晰的圖像已經初步形成。

　　三次科學革命

　 　愛因斯坦對於整個當代物理學的所有領域都有深遠的影響。我前面提到20世紀早期物理學有三次革命，也就是狹義相對論、廣義相對論和量子力學。愛因斯坦對 於前兩次革命有著百分之百的貢獻﹔幾乎可以這樣說，他單槍匹馬地完成了這兩次革命。第三次革命是很多人努力的結果，其中包括愛因斯坦。如果將他對量子力學 的貢獻用一句話來概括的話，那就是他堅持了電磁波也是粒子這個論點，我們現在將它稱為光子。“光子”這個詞不是愛因斯坦發明的，但是這個概念是愛因斯坦首 先引出的。

　　現在我來談談狹義相對論。1905年，愛因斯坦這位名不見經傳的26歲的專利局職員，能夠得到那種駭世驚俗的理論思考和偉 大貢獻，實在是令人驚異。在不久的將來，我將嘗試討論他為什麼會在那麼年輕的時候就能作出如此重要的貢獻來。但是，我也可以這樣說，以今天的眼光回顧過 去，狹義相對論不僅僅是一個劃時代的革命，它也有某些愛因斯坦最初並未自覺意識到的深遠影響，那就是對稱性原理的應用。

　　愛因斯坦在 1905年發表關於狹義相對論的論文時，他並沒有充分意識到自己所提出的是一個對稱理論。所以，在1905年的時候，愛因斯坦的思想距離對稱性支配相互作 用還是很遠的。然而在兩三年后，偉大的數學家閔可夫斯基(Minkowski)指出愛因斯坦所做的研究，在更深層的角度來看是對稱性原理的應用。

　　愛因斯坦一開始不喜歡這種說法﹔實際上，他認為閔可夫斯基的這種復雜想法是多余的東西，於是他想：“好吧，那又會怎樣呢？”不過他很快就改變了想法。他不僅認識到狹義相對論的理論框架十分對稱這個事實，而且還開始表示應該對對稱性觀念進行推廣。