“想像力比知識重要”

       ——紀(jì)念愛因斯坦誕辰125周年專家座談紀(jì)要      今年3月14日是愛因斯坦誕辰125周年紀(jì)念日，滬上一批專家學(xué)者聚會本報，重溫這位科學(xué)巨匠的科學(xué)思想以及他對教育和社會發(fā)展的卓越見解。與會者的精彩發(fā)言，對我們理解愛因斯坦的科學(xué)貢獻，以他的科學(xué)精神指導(dǎo)我們今天的科學(xué)工作頗有裨益。      沒有廣義相對論就沒有現(xiàn)代宇宙學(xué)      從1917年愛因斯坦第一篇關(guān)于宇宙學(xué)的論文發(fā)表以來，這套理論已經(jīng)歷了約一個世紀(jì)，但是他的宇宙學(xué)的那套理論仍然被物理學(xué)家和天文家廣泛采用，這是很不容易的。      蘇汝鏗（復(fù)旦大學(xué)物理系教授）：我們知道，在20世紀(jì)初，開爾文指出在物理學(xué)晴朗的天空中有“兩朵烏云”。他所說的第一朵烏云，導(dǎo)致后來相對論的產(chǎn)生；第二朵烏云，導(dǎo)致了量子論的出現(xiàn)。20世紀(jì)末，李政道教授在復(fù)旦大學(xué)的一個報告會上指出，21世紀(jì)也有類似的“四朵烏云”：一朵是暗物質(zhì)；一朵是類星體的能源；第三朵是看不見的夸克；第四朵是為什么會出現(xiàn)不守恒。      1999年，特別是微波各向異性探測器（WMAP）上天之后，新的實驗觀測使得在宇宙學(xué)領(lǐng)域中出現(xiàn)了幾大重要發(fā)現(xiàn)。其一，有確鑿的證據(jù)表明宇宙不僅在膨脹，而且在加速膨脹。因此，科學(xué)家十分關(guān)注加速膨脹的機理和原因。其二，觀測發(fā)現(xiàn)2.75°K的微波背景輻射在準(zhǔn)確度更高的情況下出現(xiàn)各向異性，而以前人們觀測到的微波背景輻射是各向同性的。2007年，歐洲空間局還將發(fā)射比WMAP精確度更高的普朗克（Planck）衛(wèi)星探測器，繼續(xù)進行這方面的研究。其三，發(fā)現(xiàn)宇宙常數(shù)是一個很小的正數(shù)，這意味著宇宙空間是一個德西特（deSitter）空間。這些事實，讓科學(xué)家開始思考宇宙加速膨脹是否有新的物理，從而導(dǎo)致了近年暗能量的研究非常紅火。按照目前的研究成果，與宇宙加速膨脹密切相關(guān)的暗能量占整個宇宙的73％，暗物質(zhì)占23％左右。      宇宙學(xué)的創(chuàng)立者是愛因斯坦，可以說，沒有他的廣義相對論就沒有現(xiàn)代宇宙學(xué)。從1917年愛因斯坦第一篇關(guān)于宇宙學(xué)的論文發(fā)表以來，這套理論已經(jīng)歷了約一個世紀(jì)，但是他的宇宙學(xué)的那套理論仍然被物理學(xué)家和天文家廣泛采用，這是很不容易的。      可以說直到愛因斯坦宇宙學(xué)的出現(xiàn)，才真正把宇宙學(xué)從哲學(xué)上的問題變成了科學(xué)上的問題，變成可被實驗驗證，以判別其正確與否的科學(xué)。在這方面，愛因斯坦的貢獻是不可磨滅的。      愛因斯坦的遺產(chǎn)不僅有成果，而且包括他留下的問題      愛因斯坦帶給我們很完美的理論，同時也帶給我們一些挑戰(zhàn)。希望通過愛因斯坦125周年的宣傳，激起青少年對科學(xué)的興趣，對科學(xué)的想像力。      王斌（復(fù)旦大學(xué)物理系教授）：人有很多好奇心，包括我們生活的這個世界是什么樣子的，我們的宇宙是從哪里來的，時間是否有開始和終結(jié)？空間有沒有界限等等都是一些人們想了解的基本問題，而這些問題都與愛因斯坦的相對論有聯(lián)系。      為了解決這些問題，目前認(rèn)為：首先是大爆炸宇宙，宇宙是從大爆炸以后膨脹而來；其二，時空在大的引力場中是彎曲的，例如在黑洞周圍的時空是彎曲的。第三，因為目前宇宙是加速膨脹的，所以對宇宙現(xiàn)象的解釋要與現(xiàn)有的實驗相符的話，必須引進暗能量的概念。暗能量是一種斥力，是一種導(dǎo)致目前宇宙膨脹的力。      但是，愛因斯坦留給文明的遺產(chǎn)并不僅僅是這些成果，他同時還留下了一些問題，包括宇宙爆炸的能量從哪里來，黑洞周圍如此強的引力場時空結(jié)構(gòu)到底是怎么樣的？在黑洞邊緣的物質(zhì)有哪些物理特性？如果說暗能量是提供宇宙膨脹的原因的話，那么暗能量的物理組成是什么，或者說什么是暗能量？這些問題都有待深入探索。圍繞這些方面所做的工作被有些人稱為超越愛因斯坦（Beyond Einstein）。      實際上，愛因斯坦留給我們的這些問題對我們真正認(rèn)識宇宙是非常有幫助的。例如，我們已知的物理學(xué)只能解釋百分之幾甚至零點幾的物質(zhì)，對此我們可以用基本粒子或其他一些物理的規(guī)律來描述，而百分之二十幾的暗物質(zhì)和百分之七十幾的暗能量的物理組成，我們尚不清楚。從這個意義上講，二十一世紀(jì)的物理學(xué)確實面臨著一場新的革命。      愛因斯坦帶給我們很完美的理論，同時也帶給我們一些挑戰(zhàn)。希望通過愛因斯坦125周年的宣傳，激起青少年對科學(xué)的興趣，對科學(xué)的想像力。      中國太缺能寫科普作品的科學(xué)家了      柳延延（上海師范大學(xué)法政學(xué)院哲學(xué)系教授）：      科學(xué)發(fā)展到今天，科普讀物越來越難寫。在愛丁頓觀測證實了廣義相對論后不久，英國政府曾斥資5000美元希望能找到一位能講清廣義相對論的科普作家。我認(rèn)為要大聲疾呼我們的科學(xué)家、特別是在前沿工作的科學(xué)家能夠擠時間寫一些科普作品，中國太缺這種科學(xué)家了。      我們紀(jì)念愛因斯坦不應(yīng)僅僅看到他的輝煌，而是要學(xué)習(xí)他的科學(xué)精神的實質(zhì)，這對我們每個普通人都是有意義的�，F(xiàn)在很多人是把愛因斯坦當(dāng)作一個神，覺得他離我們非常之遙遠，其實他做學(xué)問的態(tài)度，他對待榮譽，對待普通百姓，對待國際政治事物的態(tài)度都值得我們學(xué)習(xí)。我們也許不能像他那樣偉大，但我們至少可以學(xué)做一個真正的人，做一個品格高尚的、有追求的人。      沈銘賢（上海社會科學(xué)院教授）：英費爾德在普林斯頓是愛因斯坦的助手，當(dāng)時為了解決英費爾德的學(xué)習(xí)費用問題，愛因斯坦讓英費爾德從事物理學(xué)科普讀物的寫作，在英費爾德完成初稿以后，愛因斯坦逐字逐句地修改，然后兩人才共同署名出版了這本在70多年后的今天依然影響很大的優(yōu)秀科普書籍——《物理學(xué)的進化》。      沈裛（同濟大學(xué)物理系教授）：現(xiàn)在的學(xué)生對于這種基礎(chǔ)科學(xué)研究不太熱心，這和二十五年以前愛因斯坦誕辰100周年的時候不一樣，那時候的年輕人好像對相對論還很有興趣�，F(xiàn)在的學(xué)生中對科學(xué)懷有好奇心的比較少，他們受社會環(huán)境的影響比較大，面臨更多金錢和名利的誘惑。      一個離經(jīng)叛道的科學(xué)怪人      懷疑和批判的頭腦是科學(xué)家的另一個主要的武器。現(xiàn)在這種離經(jīng)叛道的思想不是太多了，而是太少了。      沈銘賢：愛因斯坦永遠值得我們紀(jì)念。紀(jì)念愛因斯坦70歲的時候，世界上很多人都給他寫紀(jì)念文章，其中有一本書叫《阿爾伯特·愛因斯坦：哲學(xué)家－科學(xué)家》的學(xué)術(shù)自傳，書中寫到：我是一個離經(jīng)叛道的怪人。當(dāng)時牛頓力學(xué)碰到了一些問題，大家都解決不了，但他卻解決了。因為他能夠在某些方面背離牛頓力學(xué)之經(jīng)，叛離牛頓力學(xué)之道。這就很值得我們學(xué)習(xí)。愛因斯坦自己也說，他為什么能夠突破牛頓的絕對時空觀的框架，是受到馬赫懷疑論和經(jīng)驗論的影響。實際上他就有這種懷疑和批判的精神。特別是在有一定的實驗基礎(chǔ)，但實驗觀測和已有的理論有所矛盾的時候，你怎樣來突破，你要有思想的武器，你敢不敢突破。恩格斯也說過，懷疑和批判的頭腦是科學(xué)家的另一個主要的武器。我想這樣一種理念是很需要的，現(xiàn)在這種離經(jīng)叛道的思想不是太多了，而是太少了。      我們現(xiàn)在總是說如果中國能出一個愛因斯坦會怎樣？是不是就可以得諾貝爾獎。但是我們更應(yīng)該思考的是愛因斯坦在那個時期出來的背景和社會環(huán)境。客觀的環(huán)境、個人的條件、文化的條件是怎樣的？我認(rèn)為我們現(xiàn)在的傳統(tǒng)、文化、機制、環(huán)境、培養(yǎng)人的方式，出不了愛因斯坦。不解決環(huán)境、機制、文化、教育方面存在的問題，就很難培養(yǎng)出創(chuàng)新人才。愛因斯坦說過，進行科學(xué)研究要有兩類自由，一個是外在的自由，不會因為發(fā)表不同的觀點而受到壓制，二是要內(nèi)心的自由，內(nèi)心的自由就是要有自由的思想，不要總是拘囿于傳統(tǒng)的理念。      想像力比知識重要      愛因斯坦說：想像力比知識重要�！�…提出問題比解決問題重要。能夠提出問題的人是善于思考的人�，F(xiàn)在的學(xué)生提不出問題，一些權(quán)威、老師不允許提出問題。在這樣的背景下怎樣能培養(yǎng)有思想的人才呢？      沈銘賢：科學(xué)家的社會責(zé)任感也很重要。愛因斯坦成名是在1919年愛丁頓的實驗以后，相對論才跨出學(xué)術(shù)圈，為社會公眾所知�？茖W(xué)家在當(dāng)時的公眾心中是象牙塔中的人，一群埋頭鉆研苦干、和社會保持著距離的人。一談到科學(xué)家承擔(dān)的社會責(zé)任，就認(rèn)為好像脫下了科學(xué)家的帽子，你所扮演的就不是科學(xué)家的角色了。愛因斯坦這樣有名的科學(xué)家卻非常有社會的責(zé)任感。1931年2月16日，他對美國加利福尼亞理工學(xué)院學(xué)生的講話時說：如果你們想使你們一生的工作有益于人類，那么，你們只懂得應(yīng)用科學(xué)本身是不夠的。關(guān)心人的本身，應(yīng)當(dāng)始終成為一切技術(shù)上奮斗的主要目標(biāo)；關(guān)心怎樣組織人的勞動和產(chǎn)品分配這樣一些尚未解決的重大問題，用以保證我們科學(xué)思想的成果會造福于人類，而不致成為禍害。在你們埋頭于圖表和方程時，千萬不可忘記這一點！      愛因斯坦已經(jīng)看到了，科學(xué)如果弄不好，可能會成為禍害。他在上世紀(jì)三十年代就講這樣的話，沒有深刻的思想、遠見是不可能的。在紀(jì)念愛因斯坦時應(yīng)該思考這個問題：重視科學(xué)倫理。如果我們的政治家、科學(xué)管理者、科學(xué)家沒有這樣的理念的話，很可能出問題。      關(guān)心人的本身應(yīng)不應(yīng)該成為人們追求的主要目標(biāo)呢？一些科學(xué)家現(xiàn)在不太考慮這些問題，只是一味考慮技術(shù)的進步，科研的成果。我們的學(xué)生和教師，包括我們的教育都沒有這種理念。如果我們不重視這個問題，到時會受到懲罰的。      我們現(xiàn)在不是缺科技人員和大學(xué)教師，而是缺高水平、高層次的大科學(xué)家。我們對這些人應(yīng)該重點培養(yǎng)，扶持高水平的人，也就是有創(chuàng)新能力的人。愛因斯坦說：想像力比知識重要�！�…提出問題比解決問題重要。有想像力的人才能提出問題。能夠提出問題的人是善于思考的人，對權(quán)威的人和理論有懷疑精神。現(xiàn)在的學(xué)生提不出問題，一些權(quán)威、老師不允許提出問題。在這樣的背景下怎能培養(yǎng)有思想的人才呢？      少一點功利，多一些探索自然的興趣      這種實用態(tài)度，使中國不少學(xué)生的理論興趣和理論視野都過于狹小，對其他領(lǐng)域的探索既缺乏了解，更缺乏興趣和容納的胸懷，讀書的范圍十分狹窄。      柳延延：這里我想特別提出中國的教育問題。愛因斯坦曾一再告誡說：“人們應(yīng)當(dāng)防止向青年人鼓吹那種以習(xí)俗意義上的成功作為人生的目標(biāo)”。他對功利性的學(xué)習(xí)和科學(xué)研究表現(xiàn)出極大的不滿�？墒侵袊鴷r下不少人對知識抱有的是一種非常實用的態(tài)度，這特別體現(xiàn)在對知識的態(tài)度上：對任何一種知識，總要一眼能見其用處，才去學(xué)。      正是這種實用態(tài)度，使中國不少學(xué)生的理論興趣和理論視野都過于狹小，對其他領(lǐng)域的探索既缺乏了解，更缺乏興趣和容納的心懷，讀書的范圍十分狹窄。楊振宇先生曾談到，他到中國一所很有名的大學(xué)里去跟研究生接觸，發(fā)現(xiàn)他們都很聰明，都很好學(xué)，可是過了二十年，就發(fā)現(xiàn)這些人后來的研究成績懸殊很大。有些人非常成功，有些人卻頗令人失望。楊振寧通過調(diào)查后發(fā)現(xiàn)這些中國學(xué)生往往學(xué)一門就不去管另一門，沒有廣泛的興趣。而美國學(xué)生就不同，常常什么都去看看聽聽，常常在亂七八糟中就把東西學(xué)會了。他們的知識面很廣，同時漏洞也多。但這不是什么了不起的事情。怕出錯，不敢接觸新東西，不敢提出自己的見解，是沒有出息的。把自己培養(yǎng)成有獨立思想能力的研究工作者特別重要。這就要求每個學(xué)生盡量使自己的閱讀興趣廣泛些，盡量使自己的知識面廣泛些。      我們今天的問題在哪里呢？比如很多人都在問，為什么中國學(xué)生很少提問？在我看來，中國的教育一直延續(xù)的是“解惑”的功能，教師不能講授暫無定論的并可以加以討論的東西，而必須要給學(xué)生傳授確切的無可置疑的知識，否則就是“以惑傳惑”。這與現(xiàn)代大學(xué)的基本觀念完全不同。按德國科學(xué)家洪堡的觀念：學(xué)生來到大學(xué)后他不僅僅是一個學(xué)習(xí)者，而且是一個知識的探索者；教師們不僅僅是知識的傳授者，而且是與學(xué)生一起來探索真理，發(fā)現(xiàn)真理。探索和發(fā)現(xiàn)與“解惑”是完全不同的。      沈裛：人們并不公認(rèn)愛因斯坦是教育大師，但他對教育本義的理解確實精深不凡，灼見獨具。他曾談到學(xué)校培養(yǎng)科技人才不應(yīng)以純粹功利為目的，也不應(yīng)單純鼓勵學(xué)生以滿足個人的雄心壯志為娛樂方式。他認(rèn)為：如果學(xué)校管理者和教師的言行向?qū)W生有意無意地感染這樣的動機意識，那么明顯表露的便是“追求威信和榮譽的好勝心”，潛伏的乃是有礙社會公益的個人野心的膨脹。歸根到底，“看一個人的價值，應(yīng)當(dāng)看他貢獻什么，而不應(yīng)當(dāng)看他取得什么”。在愛因斯坦看來，從事教育，就要有高度的社會責(zé)任心；從事科學(xué)，就要獻身科學(xué)，而獻身科學(xué)，正是為了擺脫世俗“欲望的桎梏”。因此可以說，愛因斯坦的工作動機是高尚的；而這一點，正是我們最應(yīng)向他學(xué)習(xí)的。      實事求是，堅持真理的典范      愛因斯坦不僅是偉大的科學(xué)家，而且還是偉大的思想家。朗之萬說得很確切，愛因斯坦的偉大是“因為他對于科學(xué)的貢獻更深入到人類思想基本概念的結(jié)構(gòu)中”。      沈裛：20世紀(jì)末，加拿大《環(huán)球郵報》邀請世界各地的讀者評選“從公元1001起的一千年內(nèi)對全世界最具影響的100位名人”，想不到，榮登榜首的不是政治家、軍事家，也不是文學(xué)藝術(shù)大師，更不是富可敵國的大財閥，而竟然是相對論之父愛因斯坦！這說明物理學(xué)的精英代表，對于人類社會進步的影響之大，已為世界公眾所肯定。公眾認(rèn)為：愛因斯坦可算得是人類最高智慧的象征、現(xiàn)代科技文明的偶像！愛因斯坦創(chuàng)建了狹義相對論和廣義相對論，從而確立了相對論時空觀，并加上光量子論的建樹以及對量子理論的多方面貢獻，便促成現(xiàn)代物質(zhì)觀的樹立和升華，相對論又用于宇宙學(xué)研究，則導(dǎo)致現(xiàn)代宇宙觀的形成。所以，愛因斯坦不僅是偉大的科學(xué)家，而且還是偉大的思想家。朗之萬說得很確切，愛因斯坦的偉大是“因為他對于科學(xué)的貢獻更深入到人類思想基本概念的結(jié)構(gòu)中”。      我們紀(jì)念愛因斯坦，當(dāng)然不是為了獵奇、牟利，而是為了發(fā)展科學(xué)事業(yè)而去學(xué)習(xí)愛因斯坦的科學(xué)思想、科學(xué)的自然觀，同時也要學(xué)習(xí)他的科學(xué)精神和科學(xué)方法。愛因斯坦對傳統(tǒng)思想持有“獨立批判、自由思索”的態(tài)度，這是他破除絕對時空觀等觀念的關(guān)鍵。愛因斯坦很坦率、很客觀、實事求是，成名以后照樣敢于承認(rèn)、修正自己學(xué)術(shù)判斷上的錯誤。然而又非常執(zhí)著，認(rèn)為正確的就要堅持下去。諸如質(zhì)能相當(dāng)、引力場中的時空彎曲、光量子概念、光激射思想等等，都是頗為精湛的超前意識，從而導(dǎo)致相對論、光量子論等革命性理論的構(gòu)建，并轉(zhuǎn)化成巨大的物質(zhì)力量。      相對論走過了一百年的歷程，近年來頗有些志士仁人，正在向相對論質(zhì)疑、向相對論挑戰(zhàn)�；蛟S可以說，這也算得是一個革命性的舉動，因為任何科學(xué)理論都會向前發(fā)展、在一定的歷史條件下都會被突破的。同時又覺得，這革命性的舉動也可能是受一些超前意識所驅(qū)使、所激越；當(dāng)然，這超前意識往往未被當(dāng)前公眾所領(lǐng)悟，也可能包含著正確的科學(xué)預(yù)見。我在《自然雜志》近期發(fā)表的兩篇文章中詳細討論了這個問題，這里簡單談點看法。20世紀(jì)的物理學(xué)革命，其主要成果是建立了兩大理論支柱：相對論和量子理論（包括早期量子論、量子力學(xué)和量子場論）；不僅如此，這兩個理論在形式上還已相互結(jié)合，并產(chǎn)生豐碩的成果。所以說，如果要提突破相對論的話，應(yīng)當(dāng)首先考慮如何促使其與量子理論的進一步結(jié)合。這是21世紀(jì)理論物理發(fā)展的主要目標(biāo)和必由之路；如果單方面地討論相對論的突破問題，恐怕未必能明顯地收效。      （本座談紀(jì)要由周小玲整理，江世亮編輯）            愛因斯坦正在向記者介紹他的新質(zhì)－能原理（1934年）。      位于華盛頓的美國科學(xué)院愛因斯坦園已成為對青少年進行科學(xué)教育的場所。 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