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爱因斯坦一句话,片面理解的话害人不浅! 精选

已有 14244 次阅读 2012-9-10 20:34 |个人分类:生活杂记|系统分类:观点评述| 爱因斯坦

“想象力比知识更重要!”这是爱因斯坦的经典名言,此话道出了想象力,或者说思考在科研创新中的巨大作用,甚至可以认为,爱因斯坦正事靠自己丰富的想象力成为狭义、广义相对论的创建者,成为最伟大的科学家,都知道,爱因斯坦的智商并不突出。

有句话说的好:
人到达不了的地方,眼睛可以到达;而眼睛到达不了的地方,思想可以到达。我们不能登上火星,但我们可以看到火星;我们眼睛看不到无线电波,但我们可以用Maxwell方程组“看到”它。这句话从另一个角度说明了理性思考的力量,可以说和爱因斯坦的那句话是共通的。

但是,想象,或思考是无所不能的吗?绝对不是!
引用我国先贤孔子的教诲:学而不思则罔,思而不学则殆。思考固然重要,但学习同样重要!

我们再来仔细看看相对论的创立过程。狭义相对论,在一定程度上,或者有点传说色彩的说法,源自于爱因斯坦儿时那著名的“追光实验”:如果我们跑的足够快, 能追上光,会发生什么?爱因斯坦生于1879年,当时科学家已经得到光速的大概数值,这种情况下,能有这种想象可谓大胆之极。但爱因斯坦的狭义相对论是想 象出来的吗?或是说爱因斯坦是个不爱学习或不重视知识的人吗?


爱因斯坦学习成绩不怎么好,这是事实,连进入并不特别好的苏黎世工业大学,也是费了一番功夫,在大学中,经常不去听课,最后靠好友格罗斯曼的笔记才勉强大 学毕业。从这里看,爱因斯坦似乎是一个不爱学习的人,其实不然。爱因斯坦不是不爱学习,而是不爱学校里枯燥、死板的学习!早在爱因斯坦进入大学之前,便自 学了欧几里得的几何学、自学了微积分等,在苏黎世工业大学,虽然经常逃课,但实际上,他非常刻苦地自学众多科学家的著作,他的基本功,就算不能说拔尖,但 绝对是一个优秀者。爱因斯坦虽然重视想象力,重视思考,但他同样重视学习!而且自己就很刻苦的学习!


先看看狭义相对论(SR)的创立。SR的基础是两条基本原理,其中狭义相对性原理实际上是伽利略相对性原理的推广,这一个可以说主要来自于爱因斯坦的理想 思考,或者说想象;而光速不变原理,一方面可以认为来自于爱因斯坦的追光实验,是想象,但另一方面,而且更重要的,来自于霍克实验 (Hoek  M,1868)、斐佐实验(Fizeau H,1859)、迈克尔逊-莫雷实验(Michelson A A, Morley E  W,1887)、特鲁顿-诺伯尔实验(Trouton F T, Noble H  R,1903)等试验基础,我不清楚爱因斯坦当时是否清楚的了解所有这些实验,但可以肯定的是,爱因斯坦至少了解一部分。试问:如果迈克尔逊-莫雷 实验表 明相互垂直的两个方向上的光速的不同的,爱因斯坦还会提出相对论吗?至少我认为不会。


再看看广义相对论(GR)的创立。广义相对论基本思想的产生,基本上是纯粹来自于理性思考。SR提出来后不久,爱因斯坦就发现,SR虽然解决了经典电磁理 论中的诸多矛盾,但同时带来了一个新的矛盾:与牛顿引力理论的矛盾。这完全是理想思考,毫无实验支持,至少没有直接的实验支持。解决这个矛盾的一个简单 的、也是最基本的做法是将相对性原理进一步推广,使狭义相对性原理成为广义相对性原理,或者说将洛伦兹协变性的要求推广到一切物理规律。这同样是理性思 考,没有直接的实验证据。这个思考带来的便是GR的基础之一,广义相对性原理。GR的另一个基础是等效原理,这一个原理的提出,理性思考,或者说想象力同 样起到了巨大作用,其中最著名的莫过于爱因斯坦那个著名的升降机理想实验。


具体说来,爱因斯坦在1905年SR提出后便开始这一问题的研究,1907年提出等效原理,1913年和好友格罗斯曼合作,将绝对微分学引进引力理论,1914年提出广义协变原理(即广义相对性原理),1915年几经失败最终建立起正确的引力场方程。


爱因斯坦主要利用理性思考,提出了GR的基本原理,但这只是建立GR的开始。为了建立起严格的、有用的理论,爱因斯坦在好友格罗斯曼(格罗斯曼当时已经是 一个有点名气的数学家)的帮助下,最终找到了黎曼几何这个数学工具,并学习了黎曼几何(当时黎曼几何是物理学家所不熟悉的,不像现在,理论物理专业的研究 生,特别是纯理论方向的,至少要学习一些基本的黎曼几何知识),利用黎曼几何,历经几年的艰苦研究,最终建立起引力场方程,完成GR的基本理论框架。从这 个过程我们可以看到,虽然想象力在GR的建立过程中起到了很关键的作用,但若离开了学习,GR的建立也是不可能的。特别的,即使想象,也来自于先前的学 习,如果爱因斯坦并没有认真学习过牛顿力学,没有弄清楚牛顿引力理论的内涵,又如何发现SR与牛顿引力理论的不相容?


爱因斯坦以自己的亲身经历,告诉我们想象力,或者说理性思考的重要性,但他并没有否认知识,或者说学习的重要性,否则“想象力比知识更重要”中也无需多一个“更”。


  在这一方面,我们不否认爱因斯坦这句话的正确性,但更完整的表述应该是我们自己的经典:学而不思则罔,思而不学则殆。
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附:爱因斯坦“想象力比知识更重要”的出处
爱因斯坦-《论科学》

      我相信直觉和灵感。
        
  有时我感到是在正确的道路上,可是不能说明自己的信心。当1919年日蚀证明了我的推测时,我一点也不惊奇。要是这件事没有发生,我倒会非常惊讶。想象力比知识更重要,因为知识是有限的,而想象力概括着世界上的一切,推动着进步,并且是知识进化的源泉。严格地说,想象力是科学研究中的实在因素。

  相信世界在本质上是有秩序的和可认识的这一信念,是一切科学工作的基础。这种信念是建筑在宗教感情上的。我的宗教感情就是对我们的软弱的理性所能达到的不大一部分实在中,占优势的那种秩序怀着尊敬的赞赏心情。

  科学在发展逻辑思维和研究实在的合理态度时,能在很大程度上削弱世上流行的迷信。毫无疑问,任何科学工作,除完全不需要理性干预的工作以外,都是从世界的合理性和可知性这种坚定的信念出发的(这种信念是宗教感情的亲属)。

  音乐和物理学领域中的研究工作在起源上是不同的。可是被共同的目标联系着,这就是对表达未知的东西的企求。它们的反应是不同的,可它们互相补充着。至 于艺术上和科学上的创造,那么,在这里我完全同意叔本华的意见,认为摆脱日常生活的单调乏味,和在这个充满着由我们创造的形象的世界中寻找避难所的愿望, 才是它们的最强有力的动机。这个世界可以由音乐的音符组成,也可以由数学的公式组成。我们试图创造合理的世界图像,使我们在那里面就像感到在家里一样,并 且可以获得我们在日常生活中不能达到的安定。

  科学是为科学而存在的,就像艺术是为艺术而存在的一样,它既不从事自我表白,也不从事荒谬的证明。

  规律决不会是精确的,因为我们是借助于概念来表达规律的,而即使概念会发展,在将来仍然会被证明是不充分的。在任何论题和任何证明的底层都留着绝对正 确的教条的痕迹。每一个自然科学工作者都应当具有特殊的宗教感情,因为他不能表达他所了解的而且正好是由他首先想出来的那些相互关系。他觉得自己是个孩 子,要由成年人中某个人来领导。

  除了我们的宇宙以外,没有别的宇宙。宇宙不是我们的表象的一部分。当然不应当从字面上去理解用地球仪所作的比喻。我曾用这些比喻作为符号。哲学上和逻辑上的大多数错误是由于人类理智倾向于把符号当作某种实在的东西而发生的。

  我看图画,可是我的想象力不能描述它的创作者的外貌。我看表,可是我也不能想象创造它们的钟表匠的外貌是怎样的。人类理智不能接受四维。他怎么能理解上帝呢?对于上帝来说,一千年和一千维都呈现为一。

  你看这只在地球表面生存过的完全压扁了的臭虫。这只臭虫也许被赋予分析的理智,能研究物理学,甚至写书。它的世界将是二维的。在思想上和数学上,它甚 至能理解第三维,可是它不能把第三维直觉地想象出来。人就同这只不幸的臭虫完全一样,处在这样的情况中,只有一点区别,那就是人是三维的。在数学上,人能 想象第四维,可是在物理上,人不能看到和直觉地想象第四维。对于他来说第四维只是在数学上存在着。他的理智不能理解第四维。



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