物理学史:一部可歌可泣雄伟壮丽的科学史诗

程民治,朱爱国

(巢湖学院物理与电子科学系,安徽巢湖 238000)

物理学史:一部可歌可泣雄伟壮丽的科学史诗

程民治,朱爱国

(巢湖学院物理与电子科学系,安徽巢湖 238000)

本文以一些典型的案例,简要地从“为了科学而献身、科学创新方法论、思想观与文化观、以科学造福人类、长期执着于教坛”5个篇章,论述了物理学史是一部可歌可泣的雄伟壮丽的科学史诗。旨在揭示它具有素质教育的奇效。

物理学史;物理学家;科学史诗;素质教育

马克思曾精辟地指出:“我们仅仅知道一门唯一的科学,即历史科学。历史可以从两方面来考察,可以把它划分为自然史和人类史。但这两方面是密切相联的;只要有人存在,自然史和人类史就彼此相互制约。”[1]21按照马克思的这一观点,我们不难发现,物理学史作为历史科学的一个至关重要的奠基性组成部分,它就是自然史和人类史的统一。一方面,它反映和描述了自然界中物理学知识的产生和发展的历史;另一方面,它又反映和记载了各个不同时代物理学人才的辈出和不断创新的历史,自始至终都充满着人性。前者反映和体现的是物理学史的科学属性,后者反映和凸现的是物理学史的人文属性。由于人的存在,使得物理学史的科学与人文双重属性密切相关和彼此互相牵制,从而赋予了物理学史是一部可歌可泣的雄伟壮丽的科学史诗,闪烁着素质教育的奇光异彩。现拟就这个问题特作如下论证。这里需要特别指出的是,下文中各个括号内的年份,表示的是某几位诺贝尔物理学奖得主的具体获奖时间。

一、为了科学而献身篇

哥白尼曾信誓旦旦地表白:“人的天职在探求真理”[2],康德在接受博士学位时,也同样发誓:“永远忠诚于真理”[2]。哥白尼与康德的钢铁誓言,表达了物理学史上千百万科学大师立志献身于人类的科学事业共同的心声。这种对科学的情有独钟所表现出的敬业精神,使他们耐得寂寞,甘守清贫,以苦为乐,持之以恒,诚实工作,无私奉献,乃至以牺牲个人的婚姻大事和宝贵的生命为代价。如:以为了破解“皇冠疑案”而最早发明比重定律,并率先用明确而普遍的方式叙述了杠杆平衡学说而著称的阿基米德,面对着一个喝得醉醺醺的入侵者罗马士兵持刀向他奔来时,他先是吃了一惊,然后从容不迫地说:“我的朋友”,“在你杀我之前,让我先画完这个圈圈吧。”[3]10而当这个士兵一刀砍了下去时,这位温和的老科学家,濒死之前还躺在地上用微弱的声音说:“他们夺去了我的身体,可是我将带走我的心。”[3]10布鲁诺为支持和宣扬哥白尼的日心说,于1600年2月17日被活活烧死在罗马鲜花广场,临刑前在听到判词时,布鲁诺用嘲讽的严辞说:“你们对我宣读判词,比我听到判词还要恐惧!我愿为殉道而死。”[4]264伽利略因通过天文观测为哥白尼的“日心说”提供了强有力的证据,而宣称他是哥白尼学说的追随者,因此而最终成为一个学者兼殉道者。虽然当时宗教裁判所的红衣主教们严令禁止他进行科学研究,但伽利略在阿切特里监狱中,不仅无视于反动势力的禁令,而且不顾病魔缠身,依然以坚强的毅力,完成了一部伟大的著作《运动的法则》。直到1642年1月8日临终时,当伽利略终于拿到这部被他偷运到荷兰去出版的书时,感到莫大的安慰,并以模糊不清的语调说:“我认为这是我一切著作中最有价值的,因为它是我极端痛苦的果实。”[3]50开普勒自幼多病,一只手落下了残疾。虽然他因创立了天文学的三大定律而被任命为“皇家数学家”,但长期领不到薪俸,不得不靠为皇室贵族占星算命来维持生活。1630年11月15日,他在前往索取薪俸的途中因贫病交困而死去。笛卡尔、牛顿、惠更斯、卡文迪许等为了科学研究而终生未婚。富兰克林为了研究雷电而冒险进行“费城实验”,达利巴德和里赫曼为同一目的而惨遭雷击身亡。对于开启人类电气时代历史先河的大师特斯拉而言,伟大的抱负压倒了一切,就连金钱与爱情他都在所不惜。1897年,他为了得到一笔充足的资金以便从事更伟大的发明,居然以26.66万美元的低价,一次性将他关于电机的40余项专利权卖给了当时美国的一位电器公司的大老板乔治·威斯汀豪斯,要不然他将会把自己的专利变成成千上万倍的财富。不仅如此,为了从事科学研究,特斯拉无心顾及自己的终生大事,他从未结过婚,甚至没有处过女朋友,而这绝不意味着他缺乏吸引异性的魅力。事实上,确有几个大家闺秀对他颇有意思,但他有自己的志向。他说:“我打算将我的全部生命贡献给我的工作,由于这个原因,我拒绝了一位极好女子的爱情和友谊。”[5]享有“为美国科学大厦奠基的人”之美誉的约瑟夫亨利,曾在电磁学等物理学基础研究方面取得了巨大成就。但他的出身却十分贫寒,父亲是个穷苦的车夫,终日辛劳,全家也难得温饱。特别是他14岁那年,随着父亲的不幸去逝,他只得和寡母相依为命。为了维持生计和挣些钱来交纳学费,亨利曾在小商店做过零活,投师学习过修理钟表和琢磨宝石,当过演员,上过奥尔巴尼市的夜校,在乡下小学教过书,等等。后来他通过自学,于1819年作为一名超龄生被奥尔巴尼学院破格录取,终于系统地学习了数学、化学、物理学、生物学和解剖学,同时还自修了许多其他课程。直至1826年春天,亨利凭借自己的拼搏进取和真才实学,被奥尔巴尼学院正式聘为数学和物理学教授后,才最终摆脱了将近30年的贫困与颠簸的生活,并开始了历时半个世纪的科学生涯。

在20世纪,诸如上述的典型案例比比皆是:居里夫妇(1903年度)为提炼镭而无视于放射性元素对他们身体的侵害……在60年代初,为了铸造共和国的“核盾牌”,我国有一批物理学精英,如“两弹一星”功勋程开甲、“两弹元勋”邓稼先等,曾隐名埋姓,秘密失踪,以视死如归的崇高责任感,在前苏联当局背信弃义、撤走全部专家和资料的情况下,尽心竭力,刻苦攻关,为成功地研制出核武器,而将自己的汗水和智慧挥撒在祖国西部那片号称“死亡之海”的罗布泊戈壁滩上。其中邓稼先还因长期过度劳累加上体内放射性物质的入侵,而身患直肠癌最终献出了宝贵的生命。霍金正值风华正茂之年,因患了一种名为“庐伽雷病”的不治之症,从此被禁锢在轮椅上,但他却以超乎常人的毅力投身于宇宙学的研究之中。不仅神话般活了下来,而且奇迹般地取得了举世瞩目的科学成就,被科学界公认为继爱因斯坦之后,人世间最杰出的理论物理学家和最著名的科学思想家。如此等等,不一而足。所有这些令人可敬可佩的生动史例,无一不充分展示了历代物理学家,毫不利己、为真理而奉献的科学精神。

二、科学创新方法论篇

一部物理学史,实际上就是一部历代物理学家进行机智运筹、不断推陈出新的历史长卷。通过透析各个时代的物理学家的倾心、巧妙、敏锐、坚忍、广博和深邃的研究风格,我们能够充分领略到物理学研究方法的无穷魅力与风采。

我们知道,观察方法、实验方法、假说方法、数学方法、大综合法、理想化方法、逻辑思维方法(比较、分类、归纳、演绎、分析、证明、反驳等)、创造性思维方法(直觉、灵感、类比、想象力、幻想、猜测等)、物理佯谬(或挬论)、美学方法等,是物理学中常用的科学方法。一些伟大而天才的物理学家,正是把这些基本方法创新性地应用于科学实践中,而树立了一个又一个历史的丰碑。例如,1895年11月8日,伦琴在利用希托夫-克鲁克斯放电管进行阴极射线的实验时,他偶然观察到离放电管大约1米远的一块涂有铂氰酸钡的纸屏上出现了一个闪烁的微光。精细入微的伦琴,非但没有对这一纸屏意外曝光的现象不屑一顾,反而引起了高度的关注。后经他反复的观察和进一步的实验,结果发现了一种贯穿性极强的特殊射线,他将其命名为射线,并因此而获得了1901度的诺贝尔物理学奖,开辟了物理学家荣登诺贝尔奖坛和影像诊断学的历史先河。在伦琴之前,同一实验现象曾被克鲁克斯、古德比斯德和勒纳观察到过,可惜的是这3个人均未对此予以重视,只能与首次诺贝尔奖擦肩而过。将科学实验视为发现大自然奥秘的钥匙的戴维斯和小柴昌俊,他们各自通过自制的仪器设备、独创的实验方法或者对已有的仪器设备进行了精心的改良后,一举彼此独立地探测到宇宙中的中微子,而共同分享了2002年度的诺贝尔物理学奖。实验方法在科学发现领域的威力是如此,在技术发明领域和理论创新领域同样带来了无比的辉煌。如2000年度的诺贝尔物理学奖得主之一、集成电路的发明者——J基尔比,他按照达默于1952年提出的创造性设想,即应该能够研制出不需要连接线的、单块整体形式的电子器件。经过反复的实验研究,他终于得出一个技术性结论:利用台面管和硅的体电阻可以实现半导体晶体内各电子元件的相互绝缘,而电路则将其布在半导体的表面。从而成功地研制成第一块集成电路。而泡利则是依据实验结果建立了研究对象的唯象理论——“泡利不相容原理”,而摘取了1945度的诺贝尔物理学奖的桂冠。

恩格斯指出:“只要自然科学在思维着,它的发展形式就是假说。”[6]而彭加勒则提出:“没有假设(假说),科学家将永远寸步难行。”[6]长期以来,一代又一代的物理学家面对着变幻莫测的大自然,出于神圣的好奇心的驱动,他们敏于发现问题,善于解决矛盾,敢于突破旧理论,勇于接受新观点,提出了许多带有革命性品质的假说,如:以克劳修斯等的贡献作奠基的“热动说”,麦克斯韦的“电磁场理论”,普朗克的“能量子假说”,爱因斯坦的“光量子假说”,以及狄拉克的“反物质假说”,等等。后经大量的实验和观察事实的反复论证,均已转化上升为科学理论。其中普朗克、爱因斯坦和狄拉克还因此而分别于1918年、1921年、1933年先后荣膺了诺贝尔物理学奖。即使是那些错误的假说,也能够为日后新假说的形成和新理论的创立,提供科学材料和某些局部的正确原理、方法、公式和定律等。如“以太”的假说是不对的,然而,它不仅使人们懂得:空间不可能是虚无的,物体之间不存在任何超距作用;而且它还为狭义相对论的创立提供了思维的素材。

物理学的发展离不开数学这一重要的工具。在物理学这个博大精深的知识体系中,一个个简洁与对称的数学公式,就像一行行优美、隽永的诗句,准确、深刻地描绘出事物运动的规律。例如,莱布尼兹和牛顿在前人的基础上,经过仔细比较研究,巧夺天工,创造了dy/dx和这两个数字符号。它们既能说明运动的过程,又能说明运动的起始动因和终极结果,既是运算符号,又是运算结果,是静与动的统一,求导与积分的链状规则各自浑然一体,使人感到美不胜收。难怪“微积分被视为人类精神创造的花朵”、“不可思议的事物的艺术”、“无限的交响乐”。[7]但更为重要的是,物理学中的许多重大发现,都与巧妙、合理地应用数学方法有着直接或间接的关系。尤其是到了现代时期,面对物理学理论研究的高度数学化和抽象化的倾向,“理论物理学家越来越不得不服从于纯数学的形式考虑的支配”,[7]并越来越认定理论物理的“创造性原则寓于数学之中”。[7]因此,崇尚和执着地追求数学美,几乎支配着现代物理学家的全部工作。同时他们还将对数学美的不懈追求,看成是一种创造的动机、一种信念,以至于上升为一种信仰。如狄拉克曾于1928年提出了一个电子方程,他在通过求解这个自由电子相对论性波动方程时,得出了在数学上极具对称性的两个根,而直觉地预言出正电子,即建立了如上所述的“反物质假说”。这在当时曾被物理学界的一些著名学者权威看成是一种毫无事实根据的玄想。但对将数学美看成“象是一种宗教”的狄拉克而言,他始终坚持自己的观点。4年后,安德逊在宇宙线中果然发现了正电子,证实了狄拉克的伟大预言。据此,狄拉克由衷地宣称:“一个方程的美比之它能拟合实验更重要……因为,(对实验的)偏离可能是由于一些未被注意到的次要因素造成的,似乎可以这样说,谁只要依照方程的美的观点去工作,谁只要具有良好的直觉,谁就确定地走在了前进的路上。”[8]他甚至要求“必须把简单性原理改为数学美原理。研究工作者……主要应该追求数学美。”[8]

理想化方法是一种突出事物本质的抽象,它既能排除各种次要的或干扰性的因素的影响,又能帮助人们用思辨的方法,去设计一些现实中不存在的模型,以及进行一些无法实现或暂且不能开展的实验,借以求得理论上的突破。所谓的理想模型,诸如质点、单摆、理想气体、点电荷、理想反射面、绝对黑体、各类唯象核模型等等,就是从多维的具体形象中,抓住最有本质特征的主要形象,舍弃一些次要表象,建立起一个轮廓清晰、主题突出的新形象。这如同绘画上的速写,寥寥数笔,勾形达意,人物的风貌神彩跃然纸上。这些模型在令人心悦诚服、深感美在其中的同时,更为关键的是它们能在探索物理现象、揭示物理规律、解决物理问题等方面大显神手。如刚体模型的建立,就为我们研究其中任意两个质点间的距离,不因力的作用而发生改变的特殊质点组,在作机械运动时所遵循的基本规律,提供了可能。所谓的理想实验,虽然不是一种真实的实验而仅仅是一种特殊的思维方式。但鉴于它具有实际实验的最一般特征和让全部的实验过程在完全理想化的状态下进行,使得它在揭示旧理论的局限性和谬误、促进新理论的建立等方面,发挥了真实实验所不能起到的作用。如爱因斯坦用被后人称道为“爱因斯坦列车”的理想实验,形象而生动地揭示了同时性的相对性,从根本上否定了牛顿的绝对时空观,为狭义相对论的创立,找到了一个基本的前提条件。后来又通过电梯的理想实验,爱因斯坦发现了引力的最重要的特性:可以在任何一个局部范围内找到一个参照系,使其中的引力作用被全部清除。由此,他抽象出广义相对论的一个重要原理——等效原理。

人类在认识自然的长期探索中,以不同事物之间潜在的相似性为前提,创造了一种类比的推理方法。许多著名的物理学家都将这一方法作为自己通向创新的桥梁。除了德布罗意(1929年度)在进行电子波动性的理论研究中,曾成功地采用了类比推理法外,汤川秀树在提出原子核结合力的介子理论中,也得益于这种方法,并因此而成为1949年度的诺贝尔物理学奖获得者。诚如他后来在回首往事时所说:“我自己提出介子理论的最初阶段,也是因为把当时熟知的电磁力作了类推,而抓住了当时还不十分清楚的核力的本质……像这样类推的思考过程若能把过去熟知的东西作为线索,对于发现和理解与其类似而性质不同的新事物是很起作用的。”[9]P250

在物理学发展的历史长河中,人们曾遇到过形形色色、五花八门的物理悖论(或佯谬),诸如:“阿拉果之谜”、“引力佯谬”、“紫外灾难”、“孪生子佯谬”,等等。何谓悖论?它是怎样产生的?其本质是什么?如果按照A.A.弗兰克尔所作的比较准确的陈述,即为“‘如果某一理论的公理和推理规则看上去是合理的,但在这个理论中却推出了两个互相矛盾的命题,或者证明了这样一个复合命题,它表现为两个矛盾命题的等价式,那么,我们说这个理论包含了一个悖论’。科学中之所以出现各种悖论,其根本原因在于人们已经发现的逻辑矛盾,也是一种‘二律背反’。”在此基础上,他道出了“悖论在实质上是客观事物的辩证性同主观思维的形而上学性以及方法的形式化特征之间矛盾的一种集中反映。”[10]物理悖论虽然令人绞尽脑汁,但又最能吸引人。因为物理悖论是引起科学风暴的“乌云”,它能够驱动着物理学的不断发展:它们之中有的成了错误学说的送葬曲和新学说的催生婆;有的则使旧的理论框架受到了严重的冲击而几乎濒临坍塌。它在给人带来了迷茫、失望和惶惶不可终日的同时,随着所出现的悖论的被消除,迎来的则是一代壮观的物理学。如:被牛顿称之为开辟道路的拓荒者伽利略,通过对从亚里士多德的运动学说之结论中所导出的“落体佯谬”的有力驳斥,他得到了著名的自由落体定律,并进而触及到了力和运动的真实关系,最终把力学研究引上了正确的方向。为牛顿完成物理学史上的第一次大综合,构筑经典力学的理论体系,奠定了坚实的基础。面对着“ -Q疑难”,杨振宁和李政道冲破了传统的宇称守恒的信条的束缚,于1956年提出了“弱相互作用下的宇称不守恒理论”,后经吴健雄通过严格的实验论证后,杨、李双双走向了1957年度的诺贝尔物理学奖的领奖台。而“在宇宙学发展进程中,一种佯谬被克服并产生着另外的佯谬;其中每一种佯谬的克服都意味着在宇宙构造的普遍规律性上的认识前进了一大步。”[9]P342

此外,物理学史上经典时期的三大科学综合,以及发生在20世纪初的第4次、第5次科学大综合,先后分别迎来了经典力学、热力学与统计物理学、经典电磁学理论、相对论力学体系和量子力学体系的创立。其中,前三大体系共同组成了经典物理学的理论基础,后两大体系则构成了现代物理学的理论根基。它们共同囊括了物理学几乎所有的观察、实验事实和理论研究成果,是物理学自17世纪初成为独立的自然科学学科以来,近400年历史中最辉煌的伟大成就。足见,科学大综合能够起着归并、融汇和升华的作用。这对于构建完整的物理学理论体系、确立重要的物理学概念、变革物理学思想、确保物理知识的传承性,有着不可思议的有效性。

无庸置疑,物理学家在科学研究的艰辛历程中,无论运用上文中所述的哪一种方法,都离不开逻辑与非逻辑的思维方式,尤其是离不开爱因斯坦所说的“那种以对经验共鸣的理解为依据的直觉”。[11]102与此同时,无一案例不体现出物理学家们的自由探索的精神、用于批判的精神、严谨求实的精神和大胆创新的精神。

三、思想观和文化观篇

如上所述的第4次、第5次科学大综合,彻底革新了传统的物理学思想。探寻这一物理学思想进化的脉络,对于思考21世纪科学的走向,具有极其深远的战略意义,它必将为未来物理学的发展,增添新的诗篇。鉴于笔者先前已撰文专门论及过这个问题,故现仅将20世纪物理学思想的进化所包括的11个方面的内容作一下介绍。它们是:“由绝对时空观到相对论时空观;由确定性到不确定性;由连续性到分立性;由‘构成论’到‘生成论’;由‘归一’到‘统一’;由‘细部’到‘整体’;由简单到复杂;由存在到演化;由静观到参与;由实验物理到理论与计算物理;由臻美到达真。”[12]

物理学家们不仅以自己所创立的具有革命性品质的丰硕成果,使20世纪初期的物理学思想令人耳目一新;而且他们还以大力推进“两种文化的联姻”的浪漫之举,为物理学史诗增添了新的内容。自19世纪下半叶以来,随着科技的发展,科学文化与人文文化之间的对立与分裂日趋严重,直接造成了整个人类文化的危机,并导致了科学的滥肆运用和严酷异化。对此,那些力图将科学怎样才能有益于社会,作为贯穿其一生的主题和原动力的诺贝尔奖获得者们,心急如焚,表示了极大的关注。他们以“人类最高的理想境界——追求真善美相统一”为目标,从对“科学文化与人文文化相融合的卓识远见”入手,为消除两种文化的彼此分离作了不懈的努力,并立下了汗马功劳。

其中,最杰出的代表人物主要有:N玻尔(1922年度)、亨利·布拉格(1915年度)和拉比(1944年度),等等。至于他们是如何将这个世界难题摆到头等重要的地位,极力呼吁两种文化融合的紧迫性和可行性等问题,笔者已另外行文进行了较为系统的探讨,故而在此不再赘述。但为了突出科学大师们在推进“两种文化联姻”中的真知灼见,我们不妨再将该文中10余位诺贝尔奖得主关于这个方面的具体构想,简要地归结为:(1)在观念上加强自然科学和社会科学之间的联盟,不断克服作为科学文化代表的科学家和以人文文化为代表的人文学者之间的误解和偏见,是促进科学文化与人文文化的融合发展的有效途径之一。(2)鉴于在科学文化的深层次结构中,蕴含着逻辑的、直觉的、价值的、审美的、道德的等诸多因素。据此,可以在深层底蕴和价值取向上,去努力实现科学文化与人文文化的相互沟通与互补。只有这样,才能构成一个完整的系统。也只有这个融合的文化系统,才能以其人道的、文化的和人生意义等的人文指向和尺度蕴含,表达着人的世界。(3)由于科学精神强调科学方法和科学理性,追求客观真理;而人文精神则主要强调尊重人的价值。而如何将这两种精神融为一炉,正是我们现行的教育理念、教育模式、课程设计等大为忽视的。因而两种文化的分离及其对立,有着深刻的教育原因。为了促进两种文化的交融,一方面必须重视文理兼治,另一方面应该在科学教育实践中,积极探寻和善于利用传统文化意蕴所形成的人文精神与现代科技精神之间的聚集点和契合点[13]。拉比说得好:“我建议科学应该以人文方式去教,而不论是什么水平的,从低级到高级,同时科学应该被传授以某种历史理解、哲学理解、社会理解和人性理解……。”[14](4)N玻尔的伟大创举。[15]即他试图将其用于诠释量子力学的“互补原理”的“概念构架”加以扩充,来消除科学文化和人文文化的彼此分离。虽然他的这种宽容的态度并不能尽然消除“两种文化”的隔阂,但很有必要。

四、以科学造福人类篇

费曼(1965年度)曾强调指出:“科学知识给予人们能力去行善也可以去作恶,它本身并没有附带使用说明”。[16]249翻开物理学史的巨幅篇章,我们不难发现,几乎所有的物理学家都十分关心研究成果必须应用于社会的健康发展,坚决反对科学的应用所造成的负面效应。这不仅是他们献身于科学、将探求真理作为自己的天职的根本原因,也是他们从不同的角度、通过各种途径、采取各种形式,致力于科学与人文之间必须握手言和、大力弘扬人性至上的根本宗旨。如,上文中提及的居里夫人发现镭后,不要商业专利,无私地让镭为全人类服务,并且她还将荣获的第二次诺贝尔奖(化学奖)的全部奖金捐献给了和平事业。又如,自从20世纪初期以来,一些著名的物理学家,还运用了当时物理学的一些新思路、新理论、新技术和新方法,同生物学家携手合作,全神贯注地投入了探求“生命奥秘”的浪漫举动。这一创举所取得的伟大成就主要有:一是开启了分子生物学研究的历史先河。其中N玻尔、薛定谔(1933年度)和德尔布吕克在关于生物学思想方面提出了系列精辟的见解;而劳伦斯·布拉格(1915年度)、肯德鲁和佩鲁兹则在生物大分子结构测定方法方面作出了重大贡献。二是物理学家R.E.富兰克林和威尔金斯拍摄了关于DNA双螺旋结构的清晰而精美的 -衍射图片。三是迎来了伟大的分子生物学时代。其中沃森(生物学家)和克里克(物理学家)在别人所获得成果的基础上,于1953年成功创立了DNA双螺旋模型,撷取了生物学史上一颗璀璨的明珠。沃森、克里克和威尔金斯3人因此而共同分享了1962年度诺贝尔生理学与医学奖。无疑,生物学家与物理学家的优势互补,以及物理学与生物学的交叉渗透与完美结合,为当今基因重组等的发现,进而使生物技术为人类谋福利开辟了广阔的前景。再如,自从上述的J基尔比于1959年成功研制成第一块集成电路之后,J赫尔尼和R诺依斯于同年就全力以赴地发明了独特的“平面工艺”,迅速使集成电路的生产实现了工业化,并且后来R诺依斯和一些同事还组建了一个世界著名的英特尔公司。以此又推动了计算机科学技术和信息与通讯科学技术的突飞猛进,使现代社会的各个领域都发生了翻天覆地的变化。如此等等,不胜枚举。更动人心弦和脍炙人口的是,还有不少的物理学家,运用自己的社会影响,主持正义,关注社会,反对战争。法拉第成名后,曾断然拒绝英国政府请他领导研制用于克里米亚战争的毒气;N玻尔在第二次世界大战后一直致力于促进核能的和平利用;在上个世纪40年代末,拉比和费米(1938年度)一起曾强烈地表示反对美国制造氢弹和超级弹;拉比还曾以驻联合国教科文组织的美国代表的身份,积极促成了欧洲核子研究中心(CERN)的建立,特别是在他的不懈努力下,终于使联合国在1954年12月4日通过一项召开国际和平利用原子能会议的决议,并成立了一个顾问委员会,从而促使了该会议的首届于次年如期在日内瓦举行。当拉比被人问及他对以往的许多行为哪些感到满意并具有特殊意义时,他自豪地回答:“我非常引以为荣的就是日内瓦原子能和平利用国际会议”。[17]245

除上文中所述的之外,物理学史这部雄伟壮丽的科学史诗还包括为了确保科学知识的传承性,一些第一流的物理学家“长期执着于教坛篇”。关于这方面的内容,笔者在已发表的文章中均已经涉及,如:《M普朗克——执著教坛的科学泰斗和音乐家》(物理.1998.6),《物理科学泰斗的执教风范与教育观》(巢湖学院学报.2005.3)、《培养创新人才之方——诺贝尔得主的科学教育观》(物理通报.2008.6)、《试论在基础物理教学中必须给学生“留下空间”》(物理与工程,2009.2),等等。鉴于篇幅所限,在此就不再赘言了。

综上所述,物理学史这部可歌可泣的科学史诗,既是历代物理学家呕心沥血、机智运筹的集体智慧的结晶,又是他们的文化思想、科学精神和崇高品德得到淋漓尽致的发挥的真实写照。由于它蕴涵着极其丰富的素质教育的素材,因此,物理学史对消除两种文化的对立、树立历史感和批判精神、培养创新品质和意识,洞悉科学思想与方法、弘扬高尚的品格等方面,均具有极其重要的作用。的确是一部对学生进行素质教育的不可多得的理想教材。

我们还是以三位卓越的物理学大师爱因斯坦、拉比和亨利·布拉格各自所说的一句至理名言,作为全文的结尾吧。爱因斯坦指出:“第一流人物对于时代和历史进程的意义,在其道德品质方面,也许比单纯的才智成就方面还要大,即使是后者,它们取决于品格的程度,也远超过通常所认为的那样”。[11]339拉比则声称:“科学家在社会上的角色不能仅仅限定在他在科学上的特殊贡献,它(按:指科学贡献)经常表现为个人魅力和工作作风在其中起很大作用。在我们时代,我们对玻尔、爱因斯坦了解很多,不仅仅在于他们的科学贡献。”[18]706-707而亨利·布拉格也强调说:“一些最伟大的科学家,世界从他们的生活中比从他们的发现中得到的更多……他们对真理的崇敬和追求真理的无私奉献……追求知识的精神和应用知识的方式,比知识本身更重要更真实。”[19]11

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O4-09

:A

:1673-1794(2010)04-0075-05

程民治(1945-),男,教授,研究方向:物理学史、理论物理、科学哲学和科学美学。

2009-10-12