《对玻恩及其学派的系列研究》连载⑥——玻恩与爱因斯坦之间的深厚友谊

厚宇德

(河北大学 宋史研究中心，河北 保定　071002)



《对玻恩及其学派的系列研究》连载⑥
——玻恩与爱因斯坦之间的深厚友谊

厚宇德

(河北大学 宋史研究中心，河北 保定071002)

相对论和量子力学是20世纪物理学的核心贡献.相对论几乎由爱因斯坦一个人缔造，而量子力学的最早形式——矩阵力学则是玻恩率领众弟子共同创造.玻恩与爱因斯坦是终生好友，深入了解他们之间的交往、他们之间的友谊、他们之间的学术争论，今天的人们从中仍然能受到很好的教育.

玻恩 ；爱因斯坦；《玻恩-爱因斯坦书信集》

爱因斯坦(1879—1955)和玻恩(1882—1970)都是犹太物理学家，两人最重要的科学贡献都完成于德国.玻恩认为爱因斯坦是他一生最亲密的朋友，但事实上两人之间交流的频率和深度在不同时期有明显变化.当然交流的减少并不能直接反映二人之间友谊的变化，被迫离开德国后玻恩多年未能安居乐业，之后又是第二次世界大战，况且在新的环境下，自然各自会面临新的问题并形成新的朋友圈，这些都会影响二人之间交流的频率.但是除了这些客观原因,科学思想上的不同取向使二人的世界愈发不同也是事实.相信在很多人眼里玻恩与爱因斯坦无法相提并论.与爱因斯坦深邃耀眼的伟大形象相比，玻恩是平凡甚至暗淡的，但是耀眼和暗淡形象内里各自孕育的科学思想共同构成了20世纪物理学新世界核心的太极“阴阳鱼”，他们分别是缔造相对论和量子力学最重要的灵魂人物.这样说爱因斯坦，不会有人质疑；这样说玻恩，如果读者了解本文作者近年来的一些著述，也不应该再有什么怀疑.

1　玻恩与爱因斯坦的交往

1908年玻恩在与别人交流时才了解到爱因斯坦1905年关于狭义相对论的文章.他被这篇文章深深吸引，并很快投入到对它的研究之中：“我发现了爱因斯坦1905年关于相对论的论文，立刻被吸引住了.将他的思想和闵可夫斯基的数学方法结合起来，我发现了一个新的计算电子电磁自能(self-energy)的直接方法……”[1]闵可夫斯基了解到玻恩研究相对论的情况后，即邀请他来哥廷根协助自己研究相对论.这一契机帮助玻恩后来在哥廷根大学获得讲师资格.因此，玻恩通过研究相对论开启了自己理论物理学家生涯的大门.1909年玻恩在萨尔茨堡科学会议上第一次见到了爱因斯坦，并开始与爱因斯坦之间偶有信函交流.成为哥廷根大学讲师之后，玻恩有成效的工作是与卡门合作研究固体比热问题.他们的研究成果将爱因斯坦此前的研究，推广到了更复杂的情况.这一合作研究，对于玻恩的整个科学生涯具有特殊意义：“固体比热的工作为我以后的研究开辟了两条主要道路：点阵动力学和量子理论.”[1]因此，玻恩在与爱因斯坦还不是很熟识的时候，爱因斯坦多方面的研究工作都已经对玻恩产生非常重要的影响.

1914年在柏林大学做教授的普朗克向政府主管部门申请设立特聘教授(相当于副教授)来分担他的教学工作，并经玻恩同意后向主管部门推荐玻恩担任此职.1915年玻恩到柏林任教后，主动去看望在柏林科学院工作的爱因斯坦.而爱因斯坦也常带着小提琴来玻恩家里.两个人一起或演奏乐器(玻恩是弹钢琴的好手)，或谈论爱因斯坦的相对论等物理问题.1955年7月16日在一个学术报告中玻恩曾说：“只有在这个时期，我经常见到爱因斯坦……我能仔细观察他的心里活动，弄清楚他在物理学以及其他许多方面的思想观念.”[2]

在科学方面爱因斯坦给玻恩留下的印象是这样的：“他最惊人的思考方法是他坚信基本定律的简明性.但他不是‘先验论者’，他的全部理论都直接以经验为依据.他有一种独特天赋，即他能看到不显眼的大家都知道、却又为人们所忽视的事实背后所隐藏的意义.……使他有别于我们所有人的，是他对大自然运行状况的这种不可思议的洞察力，而不是他的数学技巧.”后期玻恩认为爱因斯坦晚年的研究方法出现了问题：“他逐渐成为了一个真正的数学家，却脱离了实际的物理学.量子论的一大部分内容应归功于他，特别是光量子或光子的概念，但是10年后发现了量子力学时，他接受不了量子力学，因为他反对统计解释.他经常表示他不喜欢非决定论……”[3]玻恩对爱因斯坦科学研究天赋以及后期研究方法的认识和批评是准确而深刻的，后辈物理学家中也有人如费恩曼等指出，爱因斯坦后期的科学研究背离了早期的研究道路.

玻恩在柏林期间，德国发生了一场政治革命，成立了社会主义新政府.玻恩因为爱因斯坦而与这次政治运动发生了直接的关联.爱因斯坦支持这一政治革命，但是他不赞成学生们对待大学教授和校长的过激行为，为此他带领玻恩以及心理学家马克斯·韦特墨前去做学生们的工作.玻恩在他的回忆录中引用了1944年9月7日爱因斯坦写给他的信中的一段话：“你是否还记得，大约25年前，有一次我们一起坐着有轨电车到国会大厦，相信我们能够有效地促使人们转变成忠实的民主主义者？40岁左右的我们(那时)是多么天真啊.”[3]这件事情说明这一时期玻恩是爱因斯坦信赖的几个“革命战友”之一.

1919年玻恩离开柏林，成为法兰克福大学物理学教授.这一年爱丁顿在日全食时观测到了光线因太阳质量导致的偏折，验证了爱因斯坦的广义相对论.一时间爱因斯坦誉满全球.这在德国同时也导致了排犹者对爱因斯坦更加反对和憎恨. 这一时期玻恩做了几件与爱因斯坦有关的事情. 其一，这时战后的德国经济情况糟糕，玻恩领导的物理系经费紧张. 玻恩在法兰克福大学最大的礼堂面对社会售票做关于相对论的报告.报告很成功，玻恩借此获得的收入帮助物理系度过了经济危机的难关. 其二，玻恩在关于相对论的报告基础上写了一本名为《爱因斯坦的相对论》的书.该书出版后成了当时的畅销书. 玻恩后来回忆，出版这本书的目的之一是为了反对各种对于爱因斯坦的攻击，以捍卫爱因斯坦的理论.

在玻恩的著述中，他到法兰克福之后，在柏林时二人聚在一起演奏音乐或讨论各种问题这类场景就再没有出现. 玻恩到哥廷根大学任教授头几年，建设哥廷根物理学派需要威廉皇帝学会物理研究所所长爱因斯坦的帮助，因此有书信往来属于正常.[4]但总体而言，二人之间的联系呈减少趋势. 对这一时期二人之间联系的减少，玻恩有过解释：“从那时起，我们的科学道路就越来越分开了. 后来我到了哥廷根，同N.玻尔、泡利、海森伯相接触. 当1927年量子力学发展起来的时候，我自然希望爱因斯坦能同意，但却失望了.”[2]对这种科学思想上的分歧二人毫不避讳，在写给玻恩的信中爱因斯坦曾说：“在对科学的期望中，我们已成为对立的两极.你相信掷骰子的上帝，而我相信客观世界中存在的完备定律和秩序……”[4].

从玻恩在爱丁堡大学稳定工作直到爱因斯坦1955年去世，二人之间仍然偶有书信往来.晚年通信甚至明显增加，个中原因留待下文详谈.

2　从《玻恩-爱因斯坦书信集》看二人之间的友谊

2.1玻恩-爱因斯坦书信统计与说明

今天可以通过玻恩《我的一生》等著述了解爱因斯坦在玻恩的世界里的位置. 但是爱因斯坦没有这样大部头的回忆录. 上个世纪60年代末玻恩整理评述了爱因斯坦与玻恩的(包括少量与玻恩夫人的)往来信函，并于1969年以德文出版. 这本书后来由玻恩女儿伊蕾娜·玻恩译成英文出版. 这些信函可以进一步说明前文玻恩提到的与爱因斯坦在各个时期交往的一些细节，并从爱因斯坦的角度感受他与玻恩的友谊. 收入书中的信函始于1916年，终于1955年. 从1915年到1955年，以6年为一个时间段，本文首先大致统计了爱因斯坦与玻恩彼此写给对方书信的数目.

发函时间爱因斯坦致玻恩玻恩致爱因斯坦1915-192019161921-192612131927-1932581933-1938461939-1944261945-1950861950-1955913

收入本书的不是玻恩与爱因斯坦之间的全部通信.因此这个统计对于任何结论，并不存在量化意义上的决定性.但是收录信函有其代表性,因而统计结果大致还可以佐证玻恩回忆中，对于二人之间交往情况的阶段性划分.在1920年前二人彼此之间书信最多，说明这是玻恩与爱因斯坦二人之间联系最为热络、兄弟情谊最为炽烈时期.这对应玻恩不顾爱因斯坦婉转的否定建议、离开法兰克福大学到哥廷根大学执教之前.玻恩到哥廷根大学执教后，与爱因斯坦之间的通信开始逐渐减少.其原因正如玻恩所说，是由于玻恩与量子物理领域的同仁交往增多，此消彼长而与爱因斯坦的交流减少.从1945年直到爱因斯坦1955年逝世，两人之间的通信又开始增多.这可能与在此时期二人的生活环境均已稳定有关.这一时期的通信，有两大主题.其一是讨论科学的社会问题以及科学家的社会责任问题，其二是围绕量子力学究竟是什么性质的理论而展开的讨论.最为激烈的一次是1954年1月20日，玻恩在写给爱因斯坦的信中说：“我的意图是真诚的和客观的，即使我不赞同你的意见，我对你的尊敬也不会减少.但是如果你以为我已经不可救药，就不需要再给我写信了.”[4]可见此时的玻恩宁可断绝与爱因斯坦的书信往来，也不愿意在科学观点上做出让步.这些讨论仅限于二人之间，而没有影响整个物理界.只是到了这样无法再对话的僵局时刻，才有一位和事佬出面了.玻恩说：“在这样的情势下，幸好泡利作为中间人出现了.”[4]此时泡利正在普林斯顿高级研究院的爱因斯坦身边.他给玻恩写了几封信，解释爱因斯坦的想法与态度，化解了这场危机.不难想象，泡利的及时出现是爱因斯坦授意的结果.

3.2从《玻恩-爱因斯坦书信集》看二人之友谊

随着爱因斯坦成功缔造广义相对论，其声望日隆；主要出于反犹势力的反对他的声音也不断高涨.玻恩始终是爱因斯坦理论的忠实捍卫者.在《玻恩-爱因斯坦书信集》中收录的第一封信是1916年爱因斯坦写给玻恩的.在这封信中爱因斯坦说，他读到了玻恩一篇关于相对论的文章，“因为得到了我最好的同行之一的完全理解和承认而感到愉快.”感动爱因斯坦的不仅是玻恩文章内容，更是因为玻恩的“文章所散发出来的积极而仁慈的精神使我感到高兴——在学者的阴冷灯光下以纯粹的方式表达出这种丰富的感情实在是太稀罕了.”[4]显然这时的玻恩是爱因斯坦难得的知己.

玻恩此时在爱因斯坦世界里的重要性可以从爱因斯坦写给玻恩夫人的一封信中看出.法兰克福大学教授劳厄要到柏林工作，而想与玻恩互换工作.玻恩夫人为此征求爱因斯坦的意见.1918年2月8日爱因斯坦回函，他首先真诚表达了对于玻恩夫妇的不舍；但是出于为好友的事业发展着想，爱因斯坦还是理智地建议应无条件接受这一提议：“我不需要向您保证，我是多么喜欢你们俩，在这片沙漠里有你们作为朋友和志趣相投的人，我是多么高兴.但是任何人都不应拒绝这样一个理想的职位，拥有这个职位意味着拥有完全的独立性.那里有比这里更广泛、更自由的活动领域，它给您丈夫提供了展示能力的更好机会.”[4]

玻恩去了法兰克福，但他继续发挥着声援爱因斯坦的作用.在1919年10月16日写给玻恩的信中爱因斯坦说：“亲爱的玻恩：你是一个了不起的家伙！你的小册子已经邮寄出去，并表示同意，写了几句模棱两可的话给幸运的接收者.”[4]显然这说的是爱因斯坦被请求在玻恩的著作上签名并寄给某读者的一件事.玻恩在对这封信的注解中说：“在原信中，礼节性的德文‘您(Sie)’被叉掉了，代之以更亲切的‘你(Du)’.……我记不得是哪本小册子使我荣获‘了不起的家伙’的称号.我只记得我经常支持他和他的工作.”[4]在1955年代的一次讲演中，玻恩还清楚记得这回事：在法兰克福大学，“我决定做一系列关于相对论的通俗演讲，利用大家渴望得到有关这个问题的知识的狂热，收一些听讲费用作为我们研究经费.这个计划成功了，听讲的人很拥挤，当讲稿付印成书后，很快就售出去三版.爱因斯坦对我的努力表示感谢，在1911年11月9日给我的一封信中对我用友好的‘你’字来代替拘谨的‘您’……”[2],可见爱因斯坦所说的“小册子”就是玻恩这本关于相对论的书.爱因斯坦对玻恩撰写小册子的称赞说明，这时像玻恩这样与他并肩战斗非常难得.今天可以通过玻恩回忆录中的一个细节来进一步感受爱因斯坦当时的处境. 玻恩宣传相对论的书，在第一版中附有爱因斯坦的小传及照片. 这时著名反犹物理学家勒纳德与斯塔克等人对爱因斯坦的相对论及爱因斯坦本人的憎恨，在德国物理界已经尽人皆知. 玻恩的朋友、著名物理学家劳厄写信给玻恩，建议在该书再版时一定要把爱因斯坦的照片删掉. 因为在当时的德国学者看来，这是比较高调的做法，劳厄认为这只能为爱因斯坦招致更多的反对声. 玻恩采纳了劳厄的建议[3].

爱因斯坦重视玻恩，彼此走得很近，不仅仅因为玻恩是一位可以为自己冲锋陷阵的“小弟”；就像玻恩深刻了解爱因斯坦及其理论一样，爱因斯坦也是玻恩的真正知己.1920年初玻恩开始思考是接受母校哥廷根大学的召唤回去做教授，还是继续留在法兰克福大学做教授，他写信征求爱因斯坦的意见.1920年3月3日在写给玻恩的回信中爱因斯坦说：“难以提出什么建议.任何地方只要有你，那里的理论物理就会兴盛起来；在今天的德国，找不到第二个玻恩.因此真正的问题是你在什么地方感到更愉快？现在，假如我自己处于你的处境，我想我会宁可留在法兰克福.”[4]当然对于母校以及那里导师的感情使玻恩最后没有采纳爱因斯坦的婉转建议.爱因斯坦对于尚未进入不惑之年的玻恩的评价，不可谓不高；而5年后玻恩率领众弟子建立了矩阵力学理论，则证实爱因斯坦的眼力透彻而准确.

在玻恩率领弟子们摸索建立矩阵力学的过程中，对于研究的过程及细节，玻恩向爱因斯坦介绍得十分有限，这是一个失误.这使得爱因斯坦和很多人一样，并不了解玻恩在其中起到的重要作用.玻恩一直认为爱因斯坦等大佬不承认他的概率解释应有的理论地位，是他未能较早获得诺贝尔物理奖的原因之一. 实际上玻恩没有向爱因斯坦详细介绍自己在建立矩阵力学过程中的重要领袖地位，因而在爱因斯坦看来建立矩阵力学的主要功劳属于海森伯，这才是玻恩未能与海森伯分享诺奖的更重要的原因. 关于矩阵力学玻恩只是在1925年7月15日写给爱因斯坦的信中，提到海森伯将有一篇重要论文要发表，但未介绍这篇论文实际上是玻恩在数学和思想方法上做了多年准备，带领多位学生和助手尝试建立玻尔理论替代品的一个阶段性成果[4].不仅如此，玻恩其后更是在很多场合过分夸大海森伯的贡献.20世纪60年代末为《玻恩-爱因斯坦书信集》做注解时玻恩说，刚刚建立矩阵力学，他就去美国麻省理工学院讲学，讲学期间写了一本关于量子力学的著作，“在这本书中，我是如此突出了海森伯，以致我自己对量子力学的关系一直很少被人注意到，直到近来才有所改观.”[4]爱因斯坦是不知真相的人之一.

爱因斯坦一直捍卫决定论的根本地位.为此他驳斥建立在玻恩概率解释之上的量子力学不是完备理论时，最著名的说法是上帝不掷骰子.这个说法最早出现于1926年12月4日 爱因斯坦在写给玻恩夫妇的信中：“量子力学固然是令人赞叹的.可是有一个内在的声音告诉我，它还不是那真实的东西.这个理论说了很多，但一点儿也没有真正使我们更加接近‘上帝’的秘密.无论如何，我都深信上帝不是在掷骰子.”[4]爱因斯坦的这种态度是玻恩极不希望的：“爱因斯坦对量子力学的裁决对我是一个沉重的打击：他拒绝它并非出自任何明确的理由，而只是说有一个‘内在的声音’.……这是基于基本的哲学态度的差异，这种差异把爱因斯坦同年轻一代分隔开来了，我感到我属于年轻一代，虽然我只比爱因斯坦小几岁.”[4]在20世纪30年代写给玻恩的一封信里，爱因斯坦说：“我仍然不相信量子理论的统计方法是最终的答案，但目前只有我持这种观点.”[4]此后爱因斯坦仍然固执己见直到1954年.这年玻恩因为波函数统计解释获得了诺贝尔物理奖，从爱因斯坦寄来的贺信可以看出他终于让步了：“我很高兴地听到你因为对当今量子论的基本贡献而荣获诺贝尔奖，虽然这晚得出奇. 当然，尤其是由于是你随后对(量子)描述作出的统计解释决定性地澄清了我们的思想. 在我看来，对这一点已毫无疑问，尽管我们对这个课题有过没有明确结论的通信(讨论).”[4]从此直到爱因斯坦1955年4月逝世，在两人的通信中再没有因为统计解释而引起争执.而随着爱因斯坦的释然，玻恩也看开了很多.1954年11月28日在写给爱因斯坦的回信中，玻恩说：“有人写信告诉我你病了.请接收我最美好的祝福，愿你尽快康复，不要费神写回信.在个人事务方面我们彼此了解.与此相比，我们在量子力学不完备性方面的意见分歧完全是微不足道的.”[4]

自20世纪30年代初二人分别后，玻恩与爱因斯坦就再未谋面.玻恩很想去美国再晤爱因斯坦，但是一直没有机会.1954年3月17日在祝贺爱因斯坦75岁寿辰的信函中，玻恩说：“我非常希望在某个时候再次见到你！”[4]在对于这封信的注释中，玻恩说其实曾有过一次与爱因斯坦再次相逢的机会.他曾收到来自美国加州大学伯克利分校的讲学邀请，但是他拒绝了.拒绝的原因之一是：“特勒住在那里.他曾和我一起在哥廷根工作，但是这时已成为‘氢弹之父’.我不想和他有任何交往.”[4]特勒曾在哥廷根大学给玻恩做过助手，玻恩对特勒也曾很关照.1933年在玻恩自己的工作还没有落实的情况下，他给爱因斯坦、林德曼等人写信，希望他们能够帮助特勒.[4]玻恩不愿意再见到特勒，是因为特勒“作为‘氢弹之父’在美国享有盛名，并总是充满热情地试图影响公众舆论，赞成强权政治，反对在东西方之间做任何妥协.”[4]在玻恩的晚年，他对于两个弟子不能原谅，一个是被玻恩斥为鼓吹强权政治的 “氢弹之父”的特勒；一个是加入纳粹并有错误言论的约当.玻恩与约当之间有信函联系，但玻恩晚年回到德国后，一直不许约当进他的家门.

1955年1月17日玻恩收到了最后一封来自爱因斯坦的信函，4月18日爱因斯坦逝世.玻恩在《玻恩-爱因斯坦书信集》里最后一句话是：“随着他的逝世，我们——我的妻子和我，失去了我们最亲密的朋友.”[4]在这一年的一次报告中，玻恩说：“我最后一次看到爱因斯坦大约是在1930年.……我和爱因斯坦的友谊是我一生中最重要的经历之一”.[2]

3　结语

大哲学家罗素为《玻恩-爱因斯坦书信集》撰写前言中说：“这两个人都是杰出的、谦虚的，而面对公共事务，他们都能毫无畏惧地表达自己的思想观点.在充斥着庸才与道德侏儒的时代，他们的人生闪烁着一种强烈的美.而这可由他们之间的书信反映出来，因此这本文集的出版会使这个世界更加充实.”[4]通过回顾这两位的交往、他们之间的友谊以及他们为坚守各自的科学思想而展开的争论等等，能够使我们对这两个伟大人物有更深入的了解，从而有可能对今天某些人的生活与工作，有所影响与触动. 成为爱因斯坦这样大名鼎鼎的公知与科学明星是一种成功；像玻恩那样埋头教学与科研，即使生前身后没有耀眼的光芒，因为他培养出一批杰出的有作为的人才，因为他撰写那些承载卓越科学贡献的经得起历史考验的著述,以及包含于其中的伟大科学成就,而同样永垂不朽.

[1]Max Born. My Life & My Views[M]. New York: Charles Scribner’s Sons.1968：25.

[2]Max Born. Physics in My Generation[M]. London & New York : Pergamon press, 1956：197.

[3]Max Born. My Life[M]. London:Taylor & Francis Ltd, 1978：167.

[4]Max Born. The Born-Einstein Letters[M]. London:The Macmillan Press Ltd,1971：55.

The profound friendship between Born and Einstein

HOU Yu-de

(The Center for Studies of Song History, Hebei University, Baoding, Hebei 071002, China)

Relativity and quantum mechanics were the central contributions to physics in 20thcentury. Relativity nearly was Einstein’s own work. But quantum mechanics was come from the cooperation by Max Born and his students. In all their life, Born and Einstein were good friends. Understanding their contacts, their friendship, and the academic arguments between them, is a good experiments or education process to today’s people.

Max Born；Einstein；The Born-Einstein Letters

2015-09-21；

2015-10-09.

国家自然科学基金面上项目(11375050)资助

厚宇德(1963—)，黑龙江明水人，科学技术史博士，河北大学科学技术史教授、博导，中国科学技术史学会理事、中国工程史学会理事，主要研究方向为物理学史与物理文化.

《对玻恩及其学派的系列研究》连载

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1000- 0712(2016)02- 0060- 05