爱因斯坦的科学思想

爱因斯坦的科学思想

爱因斯坦是德裔美国物理学家，并且还拥有瑞士国籍，是伟大的思想家哲学家，是犹太人，是现代物理学的开创者和奠基人，是相对论——“质能关系”的提出者，“决定论量子力学诠释”的捍卫者（振动的粒子）——不掷骰子的上帝。代表作品有《论动体的电动力学》《广义相对论的基础》，1999年12月26日，爱因斯坦被美国《时代周刊》评选为“世纪伟人”。

爱因斯坦所以能够在科学上做出划时代的贡献，是与他先进的科学思想和科学方法是分不开的。爱因斯坦的科学成就与他的哲学思想密切相关，他坚持了一个自然科学家必然具有的自然科学唯物论的传统，吸收了斯宾诺莎等的唯理论思想以及休漠和马赫的经验论的批判精神，经过毕生对真理的追求和科学实践，形成了自己独特的科学思想和科学研究方法。坚信自然界的统一性和合理性，相信人的理性思维能力，求得对自然界的统一性和规像姓的理解，是他生活的最高目标。统一性思想、简单性思想、相对性思想、对称性思想作为科学活动的指导思想始终贯穿和广泛应用于他的科学探索之中。他也是一位纯熟地运用思实证、想象与逻辑、直觉与数学等科学方法的大师。他一生都非常关注对科学发现中的认识论和方法论的讨论，他晚年在“自述”中写道：“像我这种类型的人，一生中主要的东西，正是在于他想的是什么和他怎样想的，而不在于他所做的或者所经受的是什么。”这说明科学思想和科学方法对于他取得的科学成就的巨大作用。

爱因斯坦的科学思想体现了物质世界统一性的思想。自19世纪能量守恒定律发现后，许多物理学家都相信物质世界的统一性。爱因斯坦则把探索和理解自然界的这种统一性作为他的最高目的，并贯穿于整个探索过程中。正是因为他对自然界的统一性具有强烈的深挚的信念，所以他在1905年发表的几篇文章，都具有同一风格，在文章的起始都提出了不对称性问题，即统一性遭到破坏的问题。狭义相对论的第一篇论文“论动体的电动力学”开头的第一句就是：“大家知道，麦克斯韦方程应用到运动的物体上时，就要引起一些不对称，而这些不对称

似乎不是现象所固有的。”这里说的“不对称”，是指牛顿力学中普遍成立的伽利略变换在电动力学中不成立。他认为这种不对称并不是自然界所固有的，问题出在这一变换所赖以建立的基础——牛顿的绝对时间、绝对空间的概念。经过时空观念上的初步变革，确立了时间和空间的内在联系，建立了洛伦兹变换，这种不对称就消失了。狭义相对论的建立进一步暴露了惯性系和非惯性系在物理理论中的不对称地位，经过时空观念上的彻底变革，确立了时空与运动着的物质之间的不可分割的联系，即建立了广义相对论后，这种不对称又消失了。

爱因斯坦的科学思想体现了构造的和思辨的性质，这是因为感官知觉只是间接的提供了这个关于外在世界或物理实在的信息，我们只能用思辨的方法来把握它，这将导致我们关于物理实在的观念决不会是最终的，这是他的一种思想的创见和洞见。长期的科学实践和哲学思考使爱因斯坦逐渐洞察到，“真理”概念是相当复杂、难以定义的，而“符合”也不是一目了然、唾手可得的。早在1929年，他就认识到：“‘科学真理’这个名词，即使要给它一个准确的意义也是困难的。‘真理’这个词的意义随着我们所讲的究竟是经验事实，是数学命题，还是科学理论而各不相同。”这也许抓住了真理判断的某种指标的质，即真理判断在较大的程度上依赖于探究的前后关系的方式。爱因斯坦也意识到，要把科学理论与赤裸裸的实在或事实直接进行比较是不可能的，因为实在的外部世界像一只密封的、不能打开外壳的钟表一样，其内部的机件在某种程度上永远向我们隐藏着。因此，人们永远也不能完全保证，他的理论化的世界图像是能够说明他的观察的唯一图像。更何况人们的观察和实验本身也是在某些先入之见和理论框架内进行的，根本没有什么中性观察和判决实验。即使理论与经验事实相矛盾，人们总可以用人为的辅助假设来使理论与事实相适应，从而坚持一种普遍的理论基础。加之现代科学的理论前提距直接经验愈来愈远，愈来愈间接，要从中推出那些能够同经验相对照的结论，将需要艰苦的努力，也许还需要新的数学方法。面对这一错综复杂的背景和现状，爱因斯坦修正了他的经典的实在论的真理符合论，而导向一种比较精致、比较现代的真理观。这种新的真理观体现了内在论和整体论的精神。

爱因斯坦的科学思想坚持了自然科学的唯物主义传统观念。表现在他的认识论和自然观上，他相信在我们之外有一个独立于我们的客观世界。据他在“自

述”中回忆说，12岁时读了一部通俗的自然科学读物后，就相信“在我们之外有一个巨大的世界，它离开我们而独立存在，它在我们面前就像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。对这个世界的凝视和深思，就像得到解放一样吸引着我们……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。”爱因斯坦在他整个的科学探索过程中，始终坚持着这一信念，这是他的科学探索方法的一个前提。

爱因斯坦的科学思想还体现在科学研究中坚持以实验事实为出发点，反对以先验的概念为出发点。在大学时代的大部分时间是在实验室中渡过的，提倡“唯有经验能够判定真理”。他在1921年谈到他的相对论时说：“这理论并不是起源于思辨；它的创建完全由于想要使物理理论尽可能适应于观察到的事实。” 他不仅把实验事实作为认识的出发点，而且也把它作为定义基本物理量的方法。他指出牛顿的绝对时间概念之所以错误，就在于它不是以实验事实来定义，不能被观察到。他借助于量尺、时钟和假想的物理实验，得到了“同时”或“同步”以及时间的操作定义。爱因斯坦这一思想方法对后来量子力学的建立产生了很大的影响。海森伯(Heisenberg，1901年—1976年)在创建矩阵力学时就强调要以可观察量为出发点，批判了旧量子论中以不可观察的原子内部的电子轨道为出发点。

爱因斯坦的科学思想还具有追求真理的探索精神。他善于运用思维的洞察力，深入揭露事物的本质。他往往在别人习以为常的现象中看出了不平凡，在别人认为没有问题的地方看出了问题。晚年在普林斯顿时，德国物理学家弗朗克(Frianck)问他是怎样创立相对论的，他回答道：“空间时间是什么，别人在很小的时候早就已搞清楚了；但我智力发育迟，长大了还没有搞清楚，于是一直在揣摩这个问题，结果也就比别人钻研得深一些。”他并不早慧，但想得很深。他从小富有探索精神，“追光”这一问题就使他沉思了10多年。他常用德国剧作家莱辛的一句名言来勉励自己：“对真理的追求要比对真理的占有更为重要。”

爱因斯坦注意发展创造性思维能力，逻辑思维能力和独立思考能力。他曾说：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决一个问题也许仅是一个数学上或实验上的技能而已。而提出新的问题，新的可能性，从新的角度去看问题，