莎士比亚、牛顿和贝多芬

这本书当然不是写莎士比亚、牛顿和贝多芬的个人故事,而是天体物理学家钱德拉塞卡教授的七篇演讲的合集,这本书的英文名字直译过来应该叫《真理与美》,但译者从吸引读者的角度考量,把名字改为《莎士比亚、牛顿和贝多芬:不同的创造模式》(引用了第三篇演讲的题目)。依据演讲的时间顺序,题目分为《科学家》、《科学的追求及其动机》、《莎士比亚、牛顿和贝多芬:不同的创造模式》、《美与科学对美的探求》、《爱德华・阿瑟・米尔恩和他的现代天体物理学发展中的地位》、《纪念A.S.爱丁顿诞辰一百周年讲座》、《K.史瓦西讲座》、以及最后一部分——《广义相对论的美学基础》。

在这本集子里,钱德拉塞卡教授聊科学的价值与信条、科学与艺术间的关系、科学工作者和艺术工作者的相同与相异之处,文中有些观点和角度很值得记录。

1 天文学的价值

钱德拉塞卡是非常杰出的天体物理学家,当他谈到自己的学科时说,在所有精密科学的学科中,天文学最具综合性,因为它需要综合各个不同时期的学术成就,以便在实践中逐步完善。

研究古代、中世纪精密科学史的著名学者诺伊格鲍尔曾经说过:自从罗马帝国衰亡以来,天文学是所有古代科学学科中唯一完整流传下来的分支。当然,在罗马帝国残存的地域内天文学研究的水平下降了,但天文学理论与实践的传统却从来没有丢失,相反,印度和阿拉伯的天文学者改进了希腊三角学的笨拙方法,新的观察结果不断地与托勒密的观察结果加以比较,等等。人们只有将这种情形与希腊数学的较高分支的完全失落这一情形加以对比,才能认识到天文学是联系现代科学与古代科学的最直接环节。


2 科学的价值

钱德拉塞卡认为,科学永远是一个形成过程,它的真正价值存在于不断的“追求”之中、在于对自然的一致性的不断完善。“某些基本定律的有效范围是不断扩大的。有时我们将同一类思想应用到各种问题中去,而这些问题乍看起来可能毫不相关。例如,用于解释溶液中微观胶体粒子运动的基本概念同样可用于解释星群的运动,认识到这一事实是令人惊奇的。”


3 科学家追求科学的动机和取得成就的原因

钱德拉塞卡以几位伟大科学家为例,认为每个科学家追求科学的动机千差万别,此外,科学家在他们的一生中,追求科学的动机也很容易发生巨大变化。开普勒专注于自己的探求,雪莱的评价是“他是一个极为独特的人物。”但如开普勒般专心的爱丁顿却没有成功,他在后半生花了16年多的时间完善理论,但却在后面的科学发展没有留下任何印迹。

而单一对象和唯一目标,是科学追求的明智之举吗?还是以开普勒为例,他的成功有力的说明,坚持不懈能导致伟大且有开创性的发现。不过也有很多事例表明,许多了不起的想法几乎是自发产生,和坚持不懈的努力没有关系。狄拉克曾写道:“有关泊松括号与电子的相对论性波动方程的研究工作,有些想法突然闪现于我脑海中,我不能够很明确地说清楚这种想法到底是如何出现的,但我感到这种工作时一种‘太容易获得的成功’。”

科学家取得成就的原因千差万别,有的是步步推进得到,而也有很多人是灵感忽现。动机以及成就的取得,没有明确的答案。


4科学与艺术

科学与艺术无疑是有共通性的,它们都追求美。美是什么?海森伯说,美是各部分之间以及部分与整体之间固有的和谐;弗兰西斯·培根说,一切绝妙的美都显示出奇异的均衡关系。钱德拉塞卡在演讲中提到,科学家的动机从一开始就显示出对和谐之美的追求冲动。曾为牛顿和贝多芬撰写过传记的沙利文说,“由于科学理论的首要宗旨是发现自然中的和谐,所以我们能够一眼看出这些理论必定具有美学上的价值。一个科学理论成就的大小,事实上就在于它的美学价值。因为,给原本是混乱的东西带来多少和谐,是衡量一个科学理论成就的手段之一。”

科学和美都追求美,但艺术工作者和科学工作者具有不同的创造模式,钱德拉塞卡从莎士比亚、牛顿和贝多芬三人的经历做出叙述和比较。此外,钱德拉塞卡教授一直对一个问题存在疑惑,那就是一位科学家最重要的发现往往是他的第一个发现,相反,一位艺术家最深刻的创造多半是他最后做出的。能打破这种规律的艺术和科学工作者很少。这种明显的差异让人不解。


5 科学家的信念

钱德拉塞卡用宗教信条做比喻,他认为如果对科学奉行的是宗教式信仰,那么“是一种巨大的障碍”,“如果发现有那么一所大学,那里的学生们需要完成的一项练习就是吟诵自己对牛顿运动定律、麦克斯韦方程和光的电磁理论的笃信和忠诚,我相信你一定震惊不已。即便背诵的是我们自己钟爱的理论,或者是近几年新的理论,我们依然为此遗憾。如果教育学生应将这些结果当作需要背诵和认可的东西,学生们就根本理解不了科学训练的意图。”

科学的真正价值是不断探索以及永远变化的进程,探索精神拒绝将任何形式的信条作为探索目标。钱德拉塞卡同时坚持,拒绝信条与保持生活信念并不矛盾。“科学没有信条,并不等于我们对信仰漠不关心。我们的信念不在于相信已有关于宇宙的全部知识永远正确,而是确信我们仍在前进途中。如果说我们所谓的事实是变化着的阴影,那么这阴影正是永恒真理之光投下的。”

钱德拉塞卡



苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡(Subrahmanyan Chandrasekhar,1910年10月19日—1995年8月15日),在恒星内部结构理论、恒星和行星大气的辐射转移

理论、星系动力学、等离子体天体物理学、宇宙磁流体力学和相对天体物理学等方面都有重要贡献。1983年因在星体结构和进化的研究而获诺贝尔物理学奖。他算过白矮星的最高质量,即钱德拉塞卡极限。“钱德拉塞卡极限”是指一颗白矮星能拥有的最大质量,任何超过这一质量的恒星将以中子星或黑洞的形式结束它们的命运。

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