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秦麦、孙正凡:关于广义相对论的研究生论文

更新时间:2024-01-11 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

撰文丨斯蒂芬·温伯格()Qge物理好资源网(原物理ok网)

翻译丨秦麦、孙正凡Qge物理好资源网(原物理ok网)

我从1972年开始对科学史很感兴趣,当时我写了自己的第一本书——关于广义相对论的研究生论文。[1]为了讲清楚爱因斯坦假定的动机,我从历史介绍开始,总结了这种看法的前因:非欧几何的历史、万有引力理论的历史,以及相对性原理的历史。Qge物理好资源网(原物理ok网)

那本书中对历史的阐述几乎都基于二手资料和已发表的研究文章,而且我在写第二本书时做得更好一些,那是一本面向普研读者的关于现代宇宙学的书,在1977年出版。[2]为了写这本书,我还访谈了与1965年发觉微波背景幅射有关的化学学家和天文学家,了解她们当时所面临的困难。宇宙微波背景幅射是初期宇宙仅存的幅射。Qge物理好资源网(原物理ok网)

后来我决定尝试向大专生院士化学学的历史。20世纪80年代初,我先是在耶鲁,此后在佛州学院院长了一门课程,内容是人类怎样发觉了原子的组成——电子、质子、中子。那些内容组成了另一本书。[3]因为对历史着了迷,后来我关于量子场论和量子热学的论文也是以历史介绍开始的。不仅解释这种理论背后的思想从何而至,我也希望让使用这种理论的中学生才能觉得到自己是一个宏大历史传统的一部份。Qge物理好资源网(原物理ok网)

这种写作和教学中的大部份都只涉及数学学和天文学的现代史,大概从19世纪末到现今。而我越来越觉得须要更深地挖掘,了解科学史上更早的时代,那时科学的目标和标准还没有弄成现今的形态。为了了解更早的历史,我主动提出在佛州学院为大专生讲授关于数学学和天文学史的课程。基于这种课程的课件,又形成了一本书,在2015年出版。[4]Qge物理好资源网(原物理ok网)

虽然我在这本书中对科学史上的错误、失败的开始,甚至不端行为给与了充分的关注,并且总的来说这算得上一个进步的故事,从古埃及人最初的低效尝试,到意大利化时期天文学家、数学家和数学学家晚熟的科学,此后经过在中世纪穆斯林和基督教世界断断续续的进步,直至科学革命中现代科学的繁荣。我晓得这些进步的故事早已不时兴了,但是我有意对科学史采用了常被非议为“辉格解释”的技巧。所以当有些历史学家——尽管没在书中找到显著的错误——表示不喜欢其主题时,我并不惋惜。Qge物理好资源网(原物理ok网)

这场混乱的结果是,日本数学学会于2016年3月在旧金山举行学术大会的时侯,将一个环节命名为:“对话作者:斯蒂芬·温伯格的《给世界的答案》”(返朴编注:即TotheWorld)。2015年12月,《纽约书评》发表了我提早写好的讲演,也就是下文。以下全部是一篇完整的文章:Qge物理好资源网(原物理ok网)

最早描述并指责所谓“历史的辉格解释”的人是剑桥历史学家赫伯特·巴特菲尔德。1931年,年青的巴特菲尔德在一本借此为名的书中声称,“研究过去的时侯,将一只耳朵——可以如此说——盯着当下,是历史中一切罪恶和雄辩的来源”[5]。他着力批评了包括阿克顿子爵在内的一些历史学家。这种历史学家将过去放在现代的道德评价下,例如她们只把辉格党人查尔斯·詹姆士·福克斯描画成不列颠的自由主义的挽救者,而看不到其他。并非巴特菲尔德个人不乐意进行道德衡量,他只是认为这不是历史学家的事。根据巴特菲尔德所说,研究16世纪的天主教和东正教的辉格式历史学家们,“除非他能说出那个派别是正义的,否则就觉得还有些事悬而未决”。Qge物理好资源网(原物理ok网)

后来的历史学家们热切地采纳了巴特菲尔德的指责。对历史学家来说,被叫作“辉格”,如同被称为“性别歧视主义者”“欧洲中心主义者”一样可怕。科学史也无法幸免。科学史家布鲁斯·亨特追忆,他在20世纪80年代初就读研究生大学时,“辉格派”是科学史中一个常见的蔑称。为了免受这些指控,人们不再讲发展进步的故事或则任何“大局”故事,而是转向小风波的描述,严格地聚焦在一段时间和空间。Qge物理好资源网(原物理ok网)

虽然这么,在我院士化学学和天文学史课程,并随即将我的课件加工成一本书的过程中,我开始觉得,不论在其他各种历史中人们怎样看待辉格论争,在科学史上它是有一席之地的。很显著,在艺术史或潮流史中不能说正确或则错误,在宗教史中也不可能,在政治史中是否可能则可以剖析。并且在科学史上,我们确实可以说谁是对的。按照巴特菲尔德所说,“一个人永远不能说终极问题、后续发生的风波,或则时间流逝证明了路德是正确的而教宗不是,或则说皮特是错的而查尔斯·詹姆士·福克斯是对的”。并且我们可以完全自信地讲,时间的流逝早已证明,关于太阳系,哥白尼是对的,而托勒密的教徒们错了,牛顿是正确的,而笛卡尔的跟随者们错了。Qge物理好资源网(原物理ok网)

虽然科学史因而具有一些非常之处,致使辉格式剖析有其好处,而且关注当下的看法也给一些专业的历史学家引起了困惑。没有从事过科学工作的历史学家们可能觉得到,她们达不到活跃科学家对于当代科学的理解程度。另一方面,像我这样的科学家必须承认,我们不能达到专业历史学家对于史籍的把握程度。所以应当由谁来写科学的历史呢?历史学家还是科学家?答案对我来说很显著:都可以写。Qge物理好资源网(原物理ok网)

我要透漏,这是和我有利害关系的,起码一本书的关系。[6]我提及的这本书基于我在佛州学院奥斯汀校区的讲堂,我在其中谈到“我将会紧靠当代历史学家们特别当心避免的危险区域:使用当前的标准衡量过去”。书评大多是肯定的,并且发表在《华尔街晚报》上的一篇书评(一个专业史学家所写)严厉批评了我对当下的关注。这篇书评的标题是“科学的辉格式解释”。Qge物理好资源网(原物理ok网)

如今,巴特菲尔德等人对于辉格式的批评,要么与科学史无关,要么毫无争议。其实,我们不应当过于简化或则进行道德衡量,例如将个别过去的科学家说成完美无暇的英雄或则永不错事的天才,而把另一些人说成坏蛋或则傻蛋。例如,我们绝不能掩饰伽利略在与耶稣会学院院长格拉希的一次关于慧星的辩论中完全错了,或则牛顿篡改自己的估算以符合对月球自转轴进动的观测。无论怎样,我们应当把现今的标准用在审视看法和实践上,而不是用于评价个人。最重要的是,我们不能假定前人以我们的思索形式思索,以为她们只是缺乏些信息。Qge物理好资源网(原物理ok网)

“研究过去的时侯,将一只耳朵——可以如此说——盯着当下”,这是巴特菲尔德对我们当心当下主义的警告,这对辉格式科学史学家一直是一个严峻的挑战。在1968年列举的重视内在发展的科学史准则中,托马斯·库恩主张“历史学家应当尽可能地(永远不会完全这么,倘若是的话就写不出历史了)放下他所了解的科学”。[7]一些社会学家,包括巴斯学院知名的科学知识社会学研究组,将科学史作为一种社会现象来研究,则愈发坚决地反对使用当前知识。Qge物理好资源网(原物理ok网)

同时,科学史中的辉格派也并不缺乏捍卫者。尤其是以前的科学工作者,例如爱德华·哈里森[8]、尼古拉斯·贾丁[9]、恩斯特·迈尔[10]。我想这是由于科学家们须要这样的科学史——关注当下科学知识的科学史。我们并不觉得自己的工作仅仅是此时此地文化(例如国会制民主或则莫里斯舞)的抒发。我们觉得存在一个可以追述千年的解释世界的过程,而我们的工作是其中的最新阶段。我们怎么抵达了现在的理解(虽然此理解仍不完美)是一个有益的故事,我们可以从中获得观点和动力。Qge物理好资源网(原物理ok网)

其实,历史不应当忽视这些有影响力又被证明是错误的历史人物,否则我们就永远没法理解把事情弄对须要付出哪些代价。并且,只有我们才能认识到有些人错了而有些人对了,故事才有意义,而只有通过现有知识的视角,能够做到这一点。Qge物理好资源网(原物理ok网)

哪些对了或错了呢?只通过对错来给一个过往科学家打分的辉格式历史不会太有趣。在我看来,更重要的是描绘出几个世纪以来人们在学习怎么了解世界这件事上平缓而艰辛的进展:我们可以指望解答哪类问题?哪类概念可以帮助我们找到这种答案?我们如何能够晓得某个答案是否正确?我们可以分辨什么历史实践能让未来科学家走上正确的公路,什么古老的问题和方式不得不被抛弃。人们这么艰辛才获得了如今的理解,假若不考虑这一理解,就难以得到上述问题的答案。Qge物理好资源网(原物理ok网)

举一个对过去进行辉格式衡量的事例,例如古老的基本问题,世界是由哪些物质组成的?好多人将此归功于阿布德拉的德谟克利特,他在公元前400年左右提出物质是由在虚空中运动的原子组成的。现今法国一所顶级学院就是以德谟克利特命名的。但是,从现代角度来看,德谟克利特关于原子的美妙推测不代表任何科学方式上的进步。德谟克利特现存的好多专著残篇中,没有描述可以推断出原子的任何观察,他或则古时世界的任何人也完全无法借助这一看法去证明物质的确由原子组成。虽然德谟克利特关于物质说对了,但他在怎么了解世界上是错的。在这一点上,他并不孤独。早于亚里士多德的人虽然都无法理解,关于物质的猜想性理论须要通过观察来否认。Qge物理好资源网(原物理ok网)

对亚里士多德的评价可以挺好地测试一个人对科学史的心态,由于狭义上讲,亚里士多德是第一位科学家,但是其后科学史的一大部份都是对他的学说的回答。亚里士多德主张月球是球状的,除了由于理论上这一形状容许最多的土元素紧靠宇宙中心,并且也基于观测:日食的时侯,月球投到地球上的影子边沿是弯曲的,而一个人向南或向西行进的时侯,星空看上去会有变化。但是,亚里士多德的工作表明,他并未理解物理应当是自然研究中的重要部份。例如,他完全没有尝试使用不同经度处的夜空观测来计算月球的边长。他的理论是行星在各自的天球上运动,天球又在其他天球支配下旋转,且所有这种天球都以月球为中心。这一理论只定性地符合观测到的行星运动,却不能定量地符合观测。但这未造成他以及其诸多跟随者的疑虑。Qge物理好资源网(原物理ok网)

在西班牙化时期及后来罗马帝国时期的法国,物理开始在科学中得到建设性的应用。大概150年,克罗狄斯·托勒密最终确定了一个与观测结果相当吻合的关于行星视运动的物理理论。(在托勒密理论的最简单版本中,行星顺着叫作本轮的圆运动,本轮的圆心则顺着更大的以月球为中心的圆运动。)按照现有知识可以晓得,这一理论符合观测是预料之中的事,由于托勒密理论的最简单版本所预测的太阳、月亮与行星的视运动,与后来哥白尼理论的最简单版本的预测相同。但是在1500年里,被称为天文学家或则物理家的托勒密的跟随者与被称为化学学家的亚里士多德的跟随者之间的争辩仍在继续。关于太阳系中的实际运动,托勒密是错了,并且在须要定量符合观测方面,他是对的。Qge物理好资源网(原物理ok网)

16—17世纪科学革命的伟大成就之一,就是构建起了物理与科学之间的现代关系。物理对于毕达哥拉斯来说很重要,但那是数字神秘主义的一种方式;对柏拉图也很重要,但那是作为纯粹诠释科学的一个模型,而纯粹诠释科学早已被证明不可能有效。物理与自然科学的现代关系,由惠更斯讲了下来,他在1690年的专著——《光论》的序言中写道:Qge物理好资源网(原物理ok网)

(在本书中)听到的论证,不像几何学中的论证那样反映出很强的确然性,两者的差别甚大,由于几何学家是用确定的、无可辩驳的原理来证明她们的命题,而这儿的原理是由它们引出的推论来检验的。这种东西的性质不容许以其他方法论证。Qge物理好资源网(原物理ok网)

值得一提的并非是惠更斯懂得了这一点,而是在步入17世纪以后,这句话依然须要指出。Qge物理好资源网(原物理ok网)

实验是人工安排的场景,比我们在自然中遇见的情境更能阐明真相。可亚里士多德认为完全没有必要进行实验,这大约是由于他觉得自然与人工之间有重大区别,只有自然世界值得研究。他如同柏拉图一样,觉得一个人只有晓得事物的目的时才有可能理解事物。这种观念妨碍了她们学习如何了解世界。Qge物理好资源网(原物理ok网)

这类对于亚里士多德及其跟随者的衡量就是这样,研究过去的同时关注当下,仍经常被一些历史学家所非议。例如,一位著名科学史家,过世的大卫·林德伯格评论道:“按照亚里士多德在多大程度上预见了现代科学(似乎他的目标是回答我们的问题,而不是他自己的)来评价他的成功,是不公正且毫无意义的。”[11]他还在同一专著的第二版中讲道:“对于一个哲学系统或则科学理论的恰当评估,并不是它在多大程度上预见了现代思想,而应当是它处理当时的哲学与科学问题时的成功程度。”Qge物理好资源网(原物理ok网)

在我看来,这是一派胡言。科学的目标并不是回答某个时代流行的问题,而是理解世界。我们预先并不晓得哪些样的理解是有可能的和令人满意的,了解这一点正是科学工作的一部份。一些问题,例如“世界是由哪些组成的”,是好问题,并且提出的时间过早了。在18世纪末物理质量的精确检测出现之前,没有人能否在回答这一问题上取得任何进步。同样,20世纪初亨德里克·洛伦兹和其他理论化学学家曾企图理解新近发觉的电子的结构,这一努力也过早了:在20世纪20年代量子热学出现之前,没人能否在电子结构上获得任何进展。其他一些问题,比如“火天然的位置在那里”或者“月亮的目的是哪些”,本身就是坏问题,让我们远离真正的理解。科学史的一大部份,虽然是学习哪类问题应当问,哪类问题不该问。Qge物理好资源网(原物理ok网)

我并不是主张辉格史是惟一有趣的科学史。虽然是辉格派史学者,可能也会有兴趣探求大众文化对科学发展的影响,或科学对文化的影响,而不须要害怕这种发展在迈向现代科学的过程中饰演哪些角色。例如,德谟克利特的原子论,演示了世界在没有神的干预下可能如何运作,因而深远地影响了一个世纪以后法国化时期的哲学家伊壁鸠鲁,以及更久以后的罗马作家卢克莱修。这一理论引起的影响物理学史物理科学家的例子,并不取决于它根据现代标准来看是否论点充分,事实也的确是不充分的。同样,你可以从作家安德鲁·马维尔的作品中感遭到科学革命对大众文化的冲击。(非常让我想起的是他的诗《爱的定义》。)反过来的影响也是存在的。社会学家罗伯特·默顿称,东正教教义对于西班牙17世纪的伟大科学进步起到了重要的推动作用。我并不晓得是否果真如此,但这确实很有趣。Qge物理好资源网(原物理ok网)

但即便是这儿,依然有一些辉格式的元素。在西班牙化时期的埃及和17世纪的西班牙,倘若不是一些事让科学向现今的方向进步的话,一个科学史学家为何会专注于那几个时期的知识环境呢?科学史不只是一个关于知识潮流的故事,潮流一个个蜂拥而来却没有方向,科学史则是朝向真理的进步。虽然这一进步被托马斯·库恩否定,但工作在一线的科学家们对此有深切的体味。因而辉格史除了是几种有趣的科学历史之一。现代科学几个世纪以来的进步是一个伟大的故事,和人类文明史中的其他任何事情一样重要和有趣。Qge物理好资源网(原物理ok网)

巴特菲尔德自己其实也意识到了辉格观点在科学史中有其合理智。1948年,他在剑桥的关于科学史的讲堂中,赋于了科学革命以巨大的历史重要性,他永远不会将这样的重要性赋于辉格党人所挚爱的西班牙光荣革命。[12]我发觉他对科学革命的陈述完全是辉格式的,其他人也这样觉得,包括巴特菲尔德的中学生之一A.鲁珀特·霍尔。[13]更早曾经,在《历史的辉格解释》一书中,巴特菲尔德早已表现出自己在个别情况下会接受历史的辉格式解释。他强调,倘若道德是“一种绝对,在所有的时间和地点同样有效”,这么历史学家“就会想去观察人类对于道德秩序的越来越觉醒的意识,或则她们会渐渐发觉它的故事”。虽然巴特菲尔德是虔敬的基督教卫理宗教徒,他却不相信历史或宗教或其他东西向我们阐明了绝对道德秩序。[14]然而他并不怀疑存在自然的律法,在所有空间与时间都有效。数学学的辉格派学者想要述说的正是这一故事——人类对自然律法越来越下降的意识,并且要想讲这个故事,就不得不关注当下关于自然世界的知识。Qge物理好资源网(原物理ok网)

注释Qge物理好资源网(原物理ok网)

[1],and:andoftheof(NewYork:Wiley,1972).Qge物理好资源网(原物理ok网)

[2],TheFirstThree:AViewoftheofthe(NewYork:BasicBooks,1977;ed.,1988).Qge物理好资源网(原物理ok网)

[3],Theof(NewYork:,1983;rev.ed.,:Press,2003).Qge物理好资源网(原物理ok网)

[4],TotheWorld:Theof(NewYork:,2015).Qge物理好资源网(原物理ok网)

[5],TheWhigof(1931;,NewYork:W.W.,1965).我在本文中会遵守巴特菲尔德的习惯,“辉格”指代政党时小写物理学史物理科学家的例子,指代学术倾向时大写。(繁体英文版中则用“辉格党”和“辉格式”来分辨。——译者注)Qge物理好资源网(原物理ok网)

[6]这本书就是《给世界的答案》。Qge物理好资源网(原物理ok网)

[7]T.Kuhn,“Theof,”inofthe,vol.14(NewYork:,1968),76.Qge物理好资源网(原物理ok网)

[8]E.H.,“Whigs,Prigs,andof,”329,no.213(1987).Qge物理好资源网(原物理ok网)

[9]N.,“Whigsand:andtheof,”oftheof41,no.125(2003).Qge物理好资源网(原物理ok网)

[10]E.Mayr,“WhenIs?,”oftheofIdeas51,no.2(1990):301-309.Qge物理好资源网(原物理ok网)

[11]DavidC.,Theof(:ofPress,1992).Qge物理好资源网(原物理ok网)

[12]这种讲堂于1950年由赫伯特·巴特菲尔德收录于Theof,rev.ed.(NewYork:FreePress,1957)。Qge物理好资源网(原物理ok网)

[13]参见A.R.Hall,“On,”of21,no.45(1983)一文的结尾。Qge物理好资源网(原物理ok网)

[14]关于巴特菲尔德的宗教观点,见M.,TheLifeandof(:Press,2011)。Qge物理好资源网(原物理ok网)

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