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文集

《從牛頓定律到愛因斯坦相對論》前言

現在,越來越多的歷史事實證明,人類文明之所以有今天,是同一些傑出物理學家的工作分不開的。其中尤其以創建了經典力學的伽利略、牛頓及創建了狹義和廣義相對論的愛因斯坦最具有代表性。

當我們回顧這幾位劃時代的科學家的時候,就會發現,雖然他們生活在極為不同的時代,從經典力學到現代物理學也已經發生了巨大變化,但是,在這些人身上,我們卻可以看到許多共同的特徵。

首先,他們都是不受成見或傳統思想所束縛的探索者。他們的科學研究工作,往往是從那些被認為早有定論、不容懷疑的地方打開缺口的。他們研究的問題,就是我們今天看來,也會覺得是“太”基本了,“太”抽象了。比如,什麼是時間?什麼是空間?什麼是相對?什麼是絕對?什麼是天體運動的規律?什麼是宇宙的起源?等等。這些問題對於人們日常關心
的現實世界來說,似乎是另一個世界的事。然而,事實證明,由於在這些“學院式”問題上的進展所帶來的技術進步,是不能用任何其他東西代替得了的。

其次,他們都堅持自然科學的研究方法。儘管他們關心的是抽象的問題,但是他們並不進行思辨式的空談。相反,他們是採用理論和物理實驗或天文觀測相對比的方法來考查每一個概念、每一種假說,由此來判斷理論的是非成敗。

再次,他們大都不僅僅是狹義的自然科學家,而且是具有崇高胸懷的人。例如,愛因斯坦就是一位崇尚理性、崇尚科學和民主的代表。他曾經說過:“人只有獻身於社會,才能找到那實際上是短暫而有風險的生命的意義。” 他還憤慨於那種懾於強權而懼談科學精神的態度,他說:“試問,要是喬爾丹諾•布魯諾、斯賓諾莎、伏爾泰和洪保德也都這樣想。這樣行事,我們會在哪裡呢?”

正因此,他們和他們的理論往往不見容於當時的統治者。伽利略遭到宗教法庭的迫害,愛因斯坦遭到德國法西斯的迫害。可笑的是,甚至在七十年代,不學無術的“四人幫”大搞法西斯文化專制主義時期,相對論還在中國遭到了圍剿!儘管這些歷史,都已像惡夢一樣地過去了,但是,今天回顧一下,不僅對了解物理學的進展是有益的,甚至是必需的。因為,如果我們只瞭解學術的細節,而不掌握科學的精神和科學之成為真正科學的靈魂,那我們就不可能真正把科學移植過來,讓她生根、開花、結果。

這本小冊子的目的,是打算介紹從牛頓定律到愛因斯坦相對論的一些主要發展線索。由於篇幅有限,加之不用(或僅少量用)數學工具,所以,我們僅僅想把最基本的思想和概念交待清楚。也許這也是主觀的願望,實際上並沒有達到,或沒有完全達到。很希望讀者批評指正。

這本小冊子是去年秋天在叢書編委會建議下才開始籌劃的。後來,我和褚耀泉同志陸續寫出了一個初稿。現在,趁我在意大利講學期間,又抽出一些時間從頭重新改寫了一遍。這幾天,我住在林琴科學院,窗外一眼看到的就是印在伽利略《對話》一書上的那個林琴科學院的院徽。雖然,這個世界上最老的科學院的徽記已經十分陳舊了,可是,每當寫到伽利略的時候,它都不能不使你肅然起敬。明天就是一九七九年三月十四日,即愛因斯坦誕生整整百週年的日子,今天終於趕完了全書,謹以此作為對伽利略和愛因斯坦這兩位永遠值得人們景仰的科學巨子的紀念吧!

方勵之
1979.3.13 於羅馬