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    中华读书报 2012年11月14日 星期三

    才子般的科学史家,和圣人般的科学家

    ——吴以义、陈克艰谈戈革和玻尔

    《 中华读书报 》( 2012年11月14日   09 版)
    尼耳斯·玻尔(1885~1962)
    戈革(1922~2007)
    《尼耳斯·玻尔集》(12卷),戈革译,华东师范大学出版社2012年出版

        再过几天(11月18日),是著名物理学家玻尔逝世50周年的纪念日。而不久前由华东师范大学出版社出版的《尼耳斯·玻尔集》(12卷)是对此最好的纪念。值此时机,我们特约请陈克艰、吴以义两位学者谈谈玻尔的科学、哲学,以及他那独特的“风格”。当然,在中国谈玻尔,就不能不提到《尼耳斯·玻尔集》的译者戈革先生。——编  者

        ■吴以义:1984年留学美国,1989年普林斯顿大学历史学博士,师事吉利斯比和马豪尼先生,1990年宾夕法尼亚大学科学史和科学社会学博士后,师事席文先生。辗转美国各校,讲学二十余年。现任复旦大学历史系教授。

        ■陈克艰:上海社会科学院研究员,已退休。

        戈革先生科学史方面造诣精深,他的多才多艺也让人印象深刻。钱锺书先生称赞他说:“爬格生贤友,学人也,亦才士也。精研格致,深造卓尔,余事词翰,工妙足夺行家之席。尤擅治印,杜诗之放笔直干,禅语之单刀直入,庶足以形容其刀笔之雄劲。”

        陈:戈革先生翻译的《尼耳斯·玻尔集》,在他生前出到第十卷,最后两卷,即第十一、十二卷,最近已由华东师大出版社,连同前十卷的新版一起推出。真是大好事。第一卷1986年就出了,翻译出版的过程拖得这么长,是因为原版的编辑旷日持久;戈先生则每收到一卷新书,总是半年左右就译好的。收到第十二卷是2006年的年底,2007年年底,戈先生去世;生命最后一年,八十五岁高龄,病目衰躯,戈先生硬是把整卷书译了出来,才有今日《玻尔集》中文版的全璧面世。2001年,丹麦女王授予戈先生丹麦国旗骑士勋章,表彰他对玻尔的翻译和介绍(戈革是获此殊荣的第三个中国人,安徒生童话的翻译者叶君健先生和林桦先生亦曾获颁此勋章)。

        1990年代末我想收全已出版的戈译《玻尔集》,但第一卷遍寻不着,你把戈先生送你的转送我了,我真是如获至宝。你和戈先生称得上是忘年交,1980年前后,我们读研究生的时候,你给我看过戈先生写给你的信,里面有抄录他的旧体诗,有褒贬时人的话,十分警策,其中几句,我到现在还记得。看戈先生写信的行文语气,完全是在与一位知己朋友说话。那时候,你我才三十出头,戈先生六十了,你正在研究量子物理学史,而这也是戈先生的研究领域。戈先生论人论学,向来有很严的标准,他对你以忘年之交而推心置腹,我猜想,原因是他赏识你在量子史研究上的工作,你们有共同语言。

        吴:可能是原因之一吧。那时我做硕士论文,选题就是量子物理学史,为了硕士论文,之前之后,还写了一系列文章,论普朗克,论玻尔,论德布罗意,论对应原理,论玻尔与爱因斯坦的争论,等等,其中几篇,戈先生当时就曾寓目,也许他认为我的路子对头,所以对我有所奖掖。记得是1981年吧,在华东师大开过一个全国物理学史讨论会,戈先生也来了。戈先生平时对人是少所许可的,但他在会上发言,说:“我今天狗嘴里要吐象牙了”,对我的工作说了几句好话。我的做法是先读量子史上那些重要人物的原始论文,留心基本思想和论证思路,把那些论文的相互关联查清楚,也留意搜集有关的历史资料,然后梳理成文。

        陈:我记得当时你给我们研究生同学们做过一个报告,讲你的研究,资料颇为丰富,思路也清晰,给我印象很深。我觉得,你当时就掌握了真正的学术规范,并且运用自如,而这是现今盛行的只需遵守、无须学习的形式的“学术规范”不可比拟的。我还记得,你不仅大量用英文资料,德布罗意的论文和有关资料是法文的,你还提出一个有趣的问题:“德布罗意是贵族后裔,家境好,学历史,后来转搞物理,他在物理学上的天才创发是否受到之前研习历史的影响呢?”

        吴:当时读书和研究的条件比较差,书就很难弄到,还有人为的规定是障碍,如规定讲师职称以上才能入图书馆书库查书借书。华东师大藏有部分法国《科学院通报》,里面正好有德布罗意的东西,把我乐坏了。我是在目录卡里查到,才借出这些资料的。

        量子史和有关的哲学,当然是重要的科学史专题,但一时间搞的人很多,多少有点“显学”的样子(现在是边缘化,成了冷门了),却是有历史原因的。那就是这之前,特别是文革中对西方自然科学家的“革命大批判”,爱因斯坦首当其冲,玻尔也是重点对象;文革后要翻案,要拨乱反正,所以讨论和关注的人很多。戈先生以前迫于政治大气候的压力,写这方面的文章,也曾说过违心之论,对此他做过自我批评。在更深入地研究后,他很快写出《尼尔斯·玻尔——他的生平、学术和思想》,一本很厚实的书。

        陈:你一提我想起来了,我买过这本书,但没好好读,那是八十年代前期。戈先生九十年代后期又出一本《玻尔和原子》,我认真读过;戈先生不喜欢“科普”的说法,他说他写的是“通俗”读物,“浅显而不浅薄”。是真正深入浅出的通俗,深刻的思想和学理,经他的通俗化,毫不走样,非常少见。  

        吴:虽说拨乱反正,但问题在于,那时候的有些讨论,仍旧是用大批判对大批判,学风上没有根本改变,或者稍好一点,也有一些哲学上的思辨,但流于浅薄,只是把爱因斯坦、玻尔从批判对象变成表扬对象,随意发挥。对于这种学风,戈先生是非常不满的,口讲手写,不免经常有所批评,有时候还十分严厉。我的感受,戈先生实在是用生命投入,用全身心真诚的热爱,来研究和译述玻尔的,所以对没有下过功夫轻易讲说玻尔的做法,认为是亵渎,忍不住要痛下针砭。这就好比《红楼梦》里的贾宝玉,不许人秽嘴讲女儿,讲女儿之前,必须先漱口。

        陈:比方得好。戈先生科学史方面的文章编集成书,书名是《史情室文帚》。他真是以满腔热爱的感情从事量子史特别是对玻尔的研究的。

        吴:戈先生有专精,大学是物理专业,对经典物理学和量子物理学的掌握十分通透,带着深厚的感情研究量子史和玻尔,又有清醒的历史意识,处理史料的功夫到家。他又多才多艺,旧体诗和篆刻,造诣都极高;文章不用说了,一看就知道旧学底子厚,腹笥丰,时不时有警句妙语。这些方面对他的介绍已经不少。

        陈:是的,戈革先生科学史方面造诣精深,他的多才多艺也让人印象深刻。钱锺书先生称赞他说:“爬格生贤友,学人也,亦才士也。精研格致,深造卓尔,余事词翰,工妙足夺行家之席。尤擅治印,杜诗之放笔直干,禅语之单刀直入,庶足以形容其刀笔之雄劲。”戈先生有个笔名叫“爬格生”。戈先生曾先后为钱先生刻过六方印章,钱先生生前钤用的印章,不出这六方范围。  

        吴:说起治印,还有段趣事。我1984年赴美,在普林斯顿读博士,导师是查理·吉利斯皮(Charles C. Gillispie)。后来戈先生和吉利斯皮也通起信来,他们很投缘。戈先生想为吉利斯皮刻一方印,我转达了这意思,吉师很高兴,印文是我建议的:“查理吉”,我为吉师解释了“吉”字在中文里的好意思。吉师很宝爱这份中国友人的特殊礼物。吉师曾送我一套他主编的《科学家传记辞典》,共18卷,除第一卷有他自己的题词外,每一卷扉页均用戈先生所治的这一方印,可见他确实喜欢。

        陈:吉利斯皮称得上科学史的大师,但国内介绍很少,那部卷帙浩繁的《科学家传记辞典》,搞科学史的应该都知道,我八十年代涂鸦作文,也从那里抄过东西。他的《创世纪与地质学》有中译,但译文不尽如人意。我听你说过多次,吉利斯皮最值得引介的著作是《客观性的边缘》,真希望有有心人把它译出来。

        吴:戈先生的旧体诗和篆刻绝无师承,自出机杼,别具一格,上面你引的钱先生的话,“格致”之外,也着重这两项。我记得戈先生写过一篇《赵飞燕玉印》,对历史上关于这颗印的多种说法作了考证,对印的字体和释文作了讨论,他收藏的古印谱里有这颗印的印迹,他就临刻了一方,把两个印迹都在文章里刊出;至于这颗印的真伪,戈先生说难以判断,但设想了如果这颗印在手,怎样进行检验的办法。有趣的是戈先生对我说,他的多种才艺中最出色的是国画,曾寄赠多幅,他的画,我却至今尚未能得其精妙,只是遵先生嘱,束之高阁而已。

        陈:哈哈。这倒有点像金庸笔下的老顽童周伯通了,武功了得,酷爱下棋,棋艺不见高明,却逢人自许棋艺最好。这大概是高人的通性吧。戈先生真是性情中人。我又想起一件趣事,戈先生有一次致信钱锺书先生,请教玻尔多次引用的一句中国古语的出处。

        吴:是的。玻尔讲量子理论中的观测问题,因为人们总是通过仪器来观测微观对象的,仪器,或者说观测行为,对观测对象有不可忽略但又无法描述的作用,所以观测到的其实不是微观对象“本身”的行为,而是观测和对象相互作用后的“现象”,被观测的对象和观测手段常不能判然划分。为了生动形容这一情境,玻尔经常会加一句:“正如中国的古语所说,在存在的大剧中,我们每一个人既是观众也是演员。”

        陈:《史情室文帚》里有钱先生回信的照片,钱先生说:“旁观者即剧中人,观场人亦登场人,此意亦不记吾国古籍有道者;西人常言时髦妇女上剧院‘to see and to be seen’,则颇蕴其旨。”

        吴:当年我写硕士论文时,也考虑过这个问题,我引了《老子》第二十章的一句话:“众人熙熙,如享太牢,如春登台。”认为或可以作为玻尔所引中国古语的底本。

        陈:有点像,有点像。“众人熙熙”,就是“存在的大剧”,“享太牢”就是“被看”(to be seen),“春登台”就是“看”(to see)。《老子》大概是中国古典被译成西文最多的一种了,如果把《老子》的西文译本多搜集几种,看看是否有译本比较接近玻尔所引的那句话,就能检验你的猜想了。玻尔如果读中国古书,也是读的西文译本,而且不会是僻书。

        《孟子》里说:“充实之谓美,充实而有光辉之谓大,大而化之之谓圣,圣而不可知之之谓神”,大概可以作玻尔的写照吧。玻尔的学生惠勒在《宇宙逍遥》一书里说,玻尔周围的人确实是把他看作耶稣、佛陀、孔子这样的人的。

        陈:下面谈谈玻尔吧,你是做过专门研究的。戈先生坚持认为玻尔是比爱因斯坦更伟大的物理学家,你的看法呢?

        吴:从旧量子论到新量子力学,玻尔参予了全过程,起了领导作用。他自己有杰出的研究成果,那篇论原子结构问题的大文,因为分为三部分,被称为“伟大的三部曲”。到他领导的研究所来学习和研究的各国物理学家,无论长期短期,都从他那里得到教益和启发,人们说那段时期是“激动人心的年代”,“二流的头脑到了他那里能做出一流的成果”。量子物理学是对经典物理学的一个带有根本性的革命,而相对论则是对经典物理学的一个充其极的发展,在这个意义上,戈先生的看法是有根据的。不过我认为没有必要执着于对伟大科学家进行比武功、排座次那样的比较,重要的是了解和欣赏他们各自的风格。

        陈:玻尔的风格是怎样的呢?

        吴:玻尔的直觉非常强,无与伦比地强。例如他说:“原子最外层的电子,最多八个。”泡利问:“为什么?”玻尔答:“因为周期表每行八个元素。”这是现在中学物理书里的常识,但当时对原子中的电子排布尚无清晰了解,玻尔是怎么知道的呢?是直觉地“看”出来的。元素周期表是元素化学性质周期性变化的经验规律,与原子的结构有联系,具体地说,与核外电子的分布有联系。在不同的事物之间,不同的规律之间,一眼看出联系,这就是“直觉”,是和计算、推理不同的一种知识能力。

        再举一例。原子核裂变发现以后,自然就出现了核能利用问题,而核能需要链式反应持续地进行,这又需要以铀为原料。玻尔首先意识到,在铀的两种主要同位素中,铀235比较容易发生裂变,从而为早年核裂变的链式反应所必须。自然界富藏的是铀238,铀235非常稀薄。必须掌握从铀238分离铀235,将其浓缩的技术。玻尔的直觉是非常准的,这是一回事;而他估计技术困难长时期里不能解决,这是另一回事,估计后来被事实突破了。

        陈:对了。《玻尔集》第十一卷主要是玻尔政治活动的文件,当他得知分离技术已经可以掌握,马上又直觉到人类命运面临着巨大的变数甚至危险,起而进行了一系列政治活动,见丘吉尔,见罗斯福,致联合国公开信,在媒体向公众呼吁,等等。他的表述是:“人类在大灾难和较幸福情况之间的选择”,“原子能蕴含着人类富饶的福利,但同时包含着致命的危险”。科学认知上直觉敏锐,对人类的前途,同样直觉敏锐。“福利”之于“危险”,多数的科学家可能是乐观的态度,玻尔则明显有悲观的倾向,这是哲人的情怀了。

        吴:继续谈玻尔的科学直觉,这方面最精彩的例子是他对原子稳定性问题的处理。大家都知道原子结构像太阳系,原子核居中,电子们绕核旋转。但按照经典理论,电子在运动中会连续地辐射能量,塌陷到核上去:原子结构不稳定了。当时的主流思路是利用电磁理论的非常复杂的处理力图证明稳定的结构是可能的,然而玻尔的思路与众不同:原子结构的稳定,理论上成问题是吗?那就首先坐实“稳定”的事实,把这个事实作为前提,然后“看”这一事实的物理图景或者说概念上的含义是什么。玻尔看出的图景是电子被束缚在不同的“能级”上,进而假定除非在不同的能级之间“跃迁”,否则不会发生能量的辐射或吸收,所以原子的稳定性是理论的出发点而不是有待证明的问题。这幅“图景”显然只能是直觉到的,任何计算推理都无济于事。

        “事实”等价于“图景”,已经有理论的意味,可以作为进一步理论推导的前提了,并且这个前提与已经知道多年的能量一份一份辐射而非连续辐射的量子概念是协调的,就更得到支持了。原子结构表现于各自的光谱结构,光谱上的谱线分布规律早就有经验性的巴尔末公式,玻尔说:“我一看到这个公式,就一切都清楚了。”又是直觉,使他看到理论假定与经验规律的联系和协调,前者使后者理论化,后者使前者得到经验支持。普林斯顿老物理楼通往爱因斯坦办公室的过道外墙上,饰有巴尔末公式的浮雕,可见其在量子理论发展中的地位了。

        接下来的计算推导,玻尔当时仍用经典物理的办法。玻尔认为,原子核与电子之间的库仑力作为向心力,和电子绕核运行的离心力应该相等,这在中学生就能懂的,而这样做的理由在他提出的“对应原理”那里得到保证。在量子力学数学方案成立之前,“对应原理”是整个研究领域的指导性原理,给了整个领域以某程度的统一性。妙在巴尔末公式里的那个里德伯常数,本来也是经验地测定的,玻尔一开始就断言它必定可以归结为电子的电荷和质量,光速和普朗克常数这些基本常数,这又是一个直觉,理论计算的结果果然可以用那些基本常数来表示里德伯常数,与实验精确测定的数据吻合得非常好。

        玻尔的这项工作,好比一部交响乐,主题是直觉确定的,计算、推导是配器、和声,在对应原理的指挥下,极其优美地演奏出来。多年以后,爱因斯坦在六十七岁时写的自述里仍赞叹不已,他说:“玻尔以独特的本能和机智发现了光谱线和原子中电子壳层的主要定律以及它们对化学的意义,这件事对我来说就像是一个奇迹,即使在今天,在我看来仍然像是一个奇迹。这是思想领域中最高的音乐神韵。”

        陈:听你侃侃道来,我也像听了一曲优美的交响演奏。

        吴:玻尔具有强大的人格力量,富于合作精神,温和宽容,善于引导,周围的人都受到他的感染和启发,在他的身边,每个人都能发挥最大的潜力。高深的创造性的学问研究最需要一种氛围,玻尔就最善于营造这种氛围。

        陈:《论语》里说“温而厉,威而不猛,恭而安”,又说“望之俨然,即之也温”;《孟子》里说:“所过者化,所存者神”;又说:“充实之谓美,充实而有光辉之谓大,大而化之之谓圣,圣而不可知之之谓神”,大概可以作玻尔的写照吧。玻尔的学生惠勒在《宇宙逍遥》一书里说,玻尔周围的人确实是把他看作耶稣、佛陀、孔子这样的人的。

        吴:拿朗道来说吧。朗道是苏联人,投到玻尔门下晚一点,他自己比喻舞会迟到了,姑娘们都已有了舞伴,他未免形单影只,意即他未能作出海森伯、狄拉克那样的大成就来,不是“舞技”不够,而是机运不佳;其实朗道有很多非常出色的成果。朗道天分极高,性格上难免有点恃才傲物,但他就是对玻尔服贴。他描述玻尔的讲课,两手从不空着,右手粉笔,左手黑板刷,解题的时候,在黑板上写写擦擦,玻尔擦黑板是从后往前小心地擦,擦到哪里停下来最值得注意,那就是一个关节点,从擦停的地方开始,再写一条新的思路。朗道说他唯一从别人那里学到物理学的,就是玻尔的写写擦擦。玻尔是把研究的动态过程搬到讲堂里,搬到黑板上了。玻尔访问过苏联,朗道作翻译。在一所中学里对学生们讲话时,玻尔说“我是不惮于说自己笨的”,朗道竟翻译成了“我是不惮于说你们笨的”。

        陈:有趣有趣。回到“直觉”的话题,直觉即是在看似无关的不同事情上看出联系,应该说人人都天生有直觉能力,比方说疑人偷斧,斧头被窃是一事,邻人神情是另一事,看出二者的联系来并不困难,对不对且不论。那么创造性思维上的直觉能力,究竟是天生的呢,还是可以习得的呢?

        吴:应该是两方面都有。朗道有个比方,不是讲天赋和习得的关系,而是讲直觉(头脑敏锐)和基础的关系。他说人有三类,分别用三角形、倒三角形和菱形来代表。三角形表示基础广博,头脑敏锐,玻尔当然是这一类;倒三角形倒过来,没有基础,又头脑迟钝,这种人当然无缘作物理学家。这次朗道比较谦虚,自称是菱形,基础不够广博,头脑尚称敏锐。头脑敏锐如果是天生的,基础广博则应该是可以用后天的努力习得的。

        除了直觉和基础,做学问品位(taste)很重要,不完全是天生,也不出于有意识的努力,是要靠潜移默化,浸润,涵泳,渐渐习得的,玻尔对别人常能起这种作用;而他小时候,家庭环境对他起了作用。玻尔的父亲克瑞斯蒂安·玻尔是生理学家,哲学和文学修养很高,熟读歌德,玻尔自己也能长篇背诵歌德。父亲定期在家里与朋友们聚会,其中有哲学家赫弗丁,语言学家汤姆森,物理学家克瑞斯蒂安森等人。父辈们海阔天空,高谈阔论,玻尔和弟弟哈若德·玻尔就坐在一旁听。这里唯一带点有意识进行教育意思的,是父亲要求他们旁听,必须听,但不许插嘴。古人常说“从某某游,略得其旨趣”一类话,从高人游,确实是受教育的最好途径,尤其是对品位的培养。  

        陈:孔子说:“毋友不如己者”,大概也有这意思吧。

        吴:玻尔从小喜欢哲学,他是丹麦人,精读过基尔凯郭尔,自然也深受德国文化和哲学的影响;研究物理,曾赴英国师从卢瑟福,长期在实验室工作,自然也受经验哲学的影响。二者在他身上有和谐的结合。有人问卢瑟福:“你最讨厌理论家,为什么却最喜欢玻尔呢?”卢瑟福回答:“因为他足球踢得好。” 

        陈:哈哈,王顾左右而言他。卢瑟福一定是在玻尔身上感受到某种英国人不熟悉的气质,并且很欣赏。

        吴:玻尔提出互补哲学,来解决由于量子力学出现导致的“认识论局势”上的困难,互补哲学中有黑格尔辩证法的影响。

        陈:我想补充一点。受黑格尔影响,有一个受了影响往什么方向去的问题。玻尔为了形象说明互补哲学的要点,打过一个比方:“可以让钉子固定,也可以让钉子松动,但不可以让钉子既固定又松动。”我们国人受黑格尔的影响很多,很大,特别是文革中,但都是在“让钉子既固定又松动”的方向上,以至辩证法被讥为变戏法。文革后走向另一个极端,特别是搞科学和技术的,轻视哲学,无视哲学,所谓“科学进一步,哲学退一步”,把哲学视为对科学尚未弄清楚的事情乱说一通的大本营,终将被科学攻克、占领。“自然哲学”也被当作黑格尔的败笔抛弃了,但《玻尔集》里到处可以看到,玻尔始终是以古希腊自然哲学的传人自居的。

        吴:无论科学,哲学,中国人向西方学习,都有如何准确理解和吸取其精华的问题。不能否认,近现代科学是西方的产物,我们学习和研究科学史,也是向西方学习的一条途径,重点应该在理解和介绍科学的思想和科学的精神,通过对比反躬自省,从而对自身传统有更深入的认识,以利更新和前进,在我们的传统中,科学的理性精神是晦晦不彰的。只是崇拜和利用科学的成果并不符合科学的精神,崇拜和利用使科学物化,变成拜物教。即使是应用科学开发技术,也需要科学精神的指导。把科学当作技术成果的博览会,那是吃鱼而不知渔。科学,一言以蔽之,是理性指导下对无知领域的探索。而研习科学史,深刻理解和领会伟大科学家创造他们伟大成果时的精神状态和思维过程,是建立科学理性精神的好办法。戈革先生穷后半生之力,向国人完整地介绍玻尔,其核心价值和主要意义在此。

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