普爾教授在讀過有關愛因斯坦相對論的快訊後說:“過去幾年中,整個世界都處在動蕩狀態,無論是精神上的還是物質上的。也許在物質方麵的不安定如戰爭,罷工,布爾什維克的崛起等能被實際察覺到的東西下麵,是深深波及世界的精神困擾。這種精神上的不安定明顯體現在公眾所持的對待社會問題的態度和傾向性期望上。這就是欲以激進的,未曾嚐試的社會實踐來推翻業已確立的,行之有效的政體形式。
“精神上的不安定也侵擾著科學。今天在科學領域恰恰也有一場同政治和社會生活領域類似的衝突。有許多人向往對宇宙進行心理學上的思索,熱衷於各種奇思怪想,他們要我們拋棄已被證實的理論,而實際上恰恰基於這些理論,現代科學和力學的大廈才得以建立”。
接著,這位哥倫比亞大學教授對牛頓到愛因斯坦的引力理論發展史作了進一步的討論,他總結說:
目前已經測量到的(光線受太陽影響)彎曲效應這一事實,在科學上有極為重要的意義。這一結果也許會改變某些迄今已被接受的有關太陽附近物質的密度與分布的觀念。但我不明白這樣的觀察事實何以能證明第四維的存在?或者說怎麼能推翻幾何學的基本概念?
我讀了各種論述第四維空間的文章,包括愛因斯坦的相對論和其它關於宇宙構成的心理推測文章。讀完之後,我的感受如同參議員布朗德哥在華盛頓的一次慶賀晚宴後的感受一樣,他說他感覺到如同和愛麗絲一道漫遊仙境,與狂人一道喝茶一樣。
有位記者曾問起過愛因斯坦如何看待“C.L.普爾教授”的意見,這位教授堅持說愛因斯坦的理論“無法驗證”,而且說“無須愛因斯坦,我們依靠牛頓定律就能解釋一切物理現象,甚至包括水星的攝動”。愛因斯坦機智地回答道(《紐約時報》1921,4,4):“我沒有看到普爾教授的談話”。
英國天文學家A.S.愛丁頓是將廣義相對論介紹到英語國家的第一人。第一次世界大戰中的1916年,他收到了荷蘭天文學家德賽特寄來的愛因斯坦1915年發表的論文。意識到愛因斯坦研究課題的重要性,愛丁頓鑽研了愛因斯坦運用的“絕對微積分”以便弄懂廣義相對論。他在為倫敦物理學會所作的著名的《引力相對性理論報告》(1918)中,稱廣義相對論為“思想上的革命,它深刻地影響到天文學,物理學和哲學,並把它們推上了新的發展道路上且永不逆轉”。後來,愛丁頓發表了一本關於相對論的通俗讀物,題為《空間,時間和引力》(1920)和一部為科學工作者所寫的著作猢對論數學理論》(1923)。1954年,愛因斯坦稱其是“所有語言中介紹相對論最好的著作”(p.281)。因此,令人感興趣的是《愛丁頓對這一物理新觀念的介紹中,談及了人們指責物理學已被一種科學上的布爾什維克主義所侵襲。
愛丁頓在季福德發表廠題目為《物理世界的本質》的演講(1928.愛丁頓在開頭的一段中討論了那些“堅決反對現代科學中的布爾什維克主義,把住舊秩序不放”的思潮,他把“我們關於時空觀的根本變革”(由愛因斯坦和閔科夫斯基於1905-1908年間引入)同盧瑟福1911年引入的“自德謨克利特以來物質觀的最偉大的變革”’作了比較。他說盧瑟福的工作並沒有在廣大公眾中“引起強烈的震動”,而“新的時空觀從各方麵看去,都被認為是革命性的”;;要說所謂布爾什維克主義的話,他傾向認為真正的主角該是盧瑟福而不是愛因斯坦。
像20年代的某些人一樣,愛丁頓深深地意識到革命是科學發展的特征之一。他詳細解釋了為什麼原子結構的奇異新發展通常沒有被打上革命性的發展這一紅色標記。他說:“表示性質特征的形容詞‘革命的’常常被用在兩項偉大的現代發展上,一是相對論,一是量子論”。他解釋說,這兩個理論是揭示世界奧秘的新發現,而且使“我們關於世界的思維方式”發生了根本性的“變化”(同上,2)。
愛丁頓領導了1919年的日蝕觀測,結果證實了廣義相對論的一個預言。他認為相對論革命同原子結構和量子理論革命一樣,隻是表明科學知識以革命的步伐向前進展的具體事例。他在結尾處提出了這樣一個問題:“沒有任何跡象表明下一個三十年不會發生另一場革命,甚或是完全的反革命”?這裏反革命類比政治上的反革命。愛丁頓接著提到了革命的繼承性概念,最後以“科學的發展如同玩一個巨大的拚板遊戲一樣”的比擬結束了他的《物理世界的本質》(1928,352—353)(他作比較時的語言和想像同40年後庫恩所用的很相似)。在他看來,科學革命並不意味著已布排和聯結停當的各個板塊必須拆散,而是在添置新的板塊中,我們必須對將會形成的拚板圖結構的原有想法進行修正。愛丁頓的結束語是:歐幾裏德,托勒密和牛頓的體係“已經完成了它們的使命”,將來愛因斯坦、玻爾、盧瑟福和海森伯的體係“也必然讓位於對世界有更充分認識的體係……但每一次科學思想上的革命就如在舊的曲譜上配上的新歌詞,過去的東西並不是被完全拋棄而是被揚棄,在我們企圖表述真理的所有失誤中,科學真理的內核在穩定增長:關於科學真理我們可以說:它變化得越多,它的真理性也越多”。
在兩次世界大戰之間,有許多別的科學家也提到過革命問題,M.居裏寫了一部回憶她已故丈夫P.居裏的文字(1923,133-134),她說:P.居裏在索伯內榮升教授時,作了一個關於對稱性,向量和張量以及晶體的演講,同時也“提到了在這個新領域(放射性)中所作出的發現,以及在科學上引起的革命”。
本世紀則至30年代,有一位論述新科學的多產作家叫詹姆斯·吉恩斯,他和愛丁頓一樣,是英國天文學家。他在後期寫的一部著作《物理學和哲學》(1943,ch.1)一書的開頭,探討了科學中的革命。該書第一句話回憶了喬治·薩頓和盧瑟福勳爵(同上,ch.1),並聲稱“科學的發展通常是步步為營,逐步推進的”,在科學的征途上有一層未知的“霧”,麵對著它,“即使眼光最敏銳的探索者”,“也看不到幾步遠”。但是,“這層霧有時也會消散,正是在一片較為開闊的視野裏,可以做出令人驚奇的發現”。這樣,“全部科學有可能進行一場萬花筒般的組合”,這就是說,將有一場革命帶來“重新組建的衝擊波,並將深入到各門科學中去”,甚至使“人類目前的全部思想”得到更新。吉恩斯認為,如此典型的“重組”或革命是罕見的,他隻提到“很快深入人心的三次:哥白尼革命,達爾文革命和牛頓革命。第四次這樣的革命目前正在物理學中產生,”這場革命的重要意義“遠遠超出物理學之外”,因為它影響到我們的世界觀。在這個世界中,我們構築生活。總之,“這場革命影響到哲學”。應用卡爾·波普爾的範疇,這四次革命的每一次都包含重要的觀念形態上的革命。吉恩斯(1943,14)認為革命的‘漸物理學”主要包括兩個理論:相對論和量子力學。
物理學家關於科學革命的相反觀點
上麵討論的幾個例子表明,本世紀上半葉,在論及政治和社會革命,科學和文化革命,繪畫,音樂和建築革命時,革命概念的使用及關於革命的隱喻比比皆是。但在本世紀中,始終也有許多人否認科學革命,無論是建設性的革命還是破壞性的革命。早期對革命使科學取得進步的觀點持反對意見的人有物理學家R.A.密立根,長期以來他一直被視為是美國科學界的領袖人物。他的第一篇論述科學革命的文章發表在1912年5月的《大眾科學月刊》上。他的這篇文章是論“物質的運動理論”和“電的原子理論”的,他開門見山地宣稱“非常願意同那些所謂在科學中存在革命性發現的這樣的觀點展開論戰”,“那些聽信這種觀點的人大多是沒有直接從事科學研究的人”。在談及那些所謂“不斷宣告問世的革命性發現”時,密立根說:“這些發現十有八九如同七歲兒童的發現所具有的革命性一樣”,這些兒童在老師“告訴他們5+2=7之前,他們隻知道3+4=7”(p.418)。
密立根攻擊的主要矛頭指向這種觀點:不斷出現的根本性的新發現完全摧毀了現存的知識大廈。在他1917年2月所作的演講中,他的思想更加具體化了。他說:“科學的發展幾乎從來不以革命的方式出現”(1917,175),“報紙的標題”常常是“冠有革命的”,但革命“幾乎從未發生過”。他反複重申:不!“科學的進展通常是一個逐漸積累的過程,幾乎從來不依靠革命”。他接著說:“即使有時我們的某些工作是革命性的,但這絕不是經常的”。可一百多年(或至多一百三十年)間,“人類生活的全部外界條件發生的革命性變化比有史以來任何時代都要充分得多”,科學家們在探討革命是常常注意到密立根的這種典型的前後矛盾(p.172)。
K.K.達羅曾任美國物理學會秘書許多年,他是一位保守主義者,持有同密立根類似的觀點。在他的一部著作《物理學的複興》(1937,15)中,他強調指出:牛頓,拉普拉斯和傅裏葉的“思維方式”今天仍然十分適用,因此應當“讚頌物理學中的保守主義”。而不應宣傳“物理學中全新的觀念,對古典物理學的令人恐怖地破壞,以及許多令人驚訝的發現”。當然,他懂得物理學發生的變化是“如此之大,以至於應用強有力的言辭來描述它”,但這種描述必須掌握分寸,決不應像現在人們常常聽到的那樣過分”。他指出:“認為古典物理學被推翻了,被廢除了,被否定了,被革命了”是很不合適的。他接著說:“任何人都不應該著談物理學革命,除非他立即補充說任何地方都不會有一場革命具有比舊體係的漸進性,嚴謹性,可靠性更多的優點”。他總結道:不!“革命不是一個恰當的詞彙!”現代物理學中沒有革命,有的隻是“極為迅速的進化”(p.16)。
與持有類似觀點的人一樣,達羅認為革命一詞暗含著與過去完全決裂的意思,而“物理學卻從未如此”。他說事實是“物理學家憎恨放棄一直管用的任何理論。實際上我們很少這樣做”。達羅的結論是:作為一條規律,理論物理學的革新者們“至為關切的是他們要使自己成為經典的主導路線的合法繼承者”。我不清楚達羅說這句話是否有所指,但到1937年,科學文獻資料中已到處是革命的詞句。事實上,“革命”和達羅的“極為迅速的進化“也許可以看成是同義語,條件是將“革命”一詞極端政治上的含義以及科學革命隱含著摧毀或掃除舊東西,並以某種全新的東西取而代之。實際上,這類科學革命確已出現過,例如從亞裏士多德體係到牛頓物理學,從托勒密體係到開普勒天文學的更替就是如此。但許多革命並不像達羅所理解的那樣總是同過去作完全的決裂。
具有波蘭-法國雙重國籍的化學家和哲學家A.邁耶森是3O年代在科學史和科學哲學領域有很大影響的一個人。體現在他的著作中的對革命態度同前麵幾位有些相似,但並不那麼偏頗。他很少運用革命的概念,有一次他捎帶著談到量子物理學革命,“它推翻了實在的圖景”(1931,69)。他經常用的是“科學的進化”(p.116)或“數學的進化”(p.326)。他的這種作法同某些持有類似觀點的人如J.德威相似。J.德威曾計劃“解釋科學的進化”(p.416)。邁耶森摘引了一句他非常讚同的居裏夫人(1927,758)在悼念H.A.洛倫茲時所說的關於“量子理論和新力學激蕩的進化”。邁耶森的目的在更大程度上是精確地把握和描述哲學家和科學家的思想過程,並不隻在於寫出科學史。他強調他的目的取決於他的下述信念。這個信念是:“科學進化”是不斷變化著的世界觀的曆史。所謂“科學革命”是指那些使科學家改變基本觀念的大事,如化學家拋棄燃素說,物理學家拋棄熱質說(P.xii)。他關心的是科學家怎樣才能很樂於放棄基本的前提而接受那些常常與已被確信的舊理論完全相反的新理論。在他經曆過的年代裏,相對論引起了他所指的“進化”(不是革命!)。他總結說:科學的“決定性進展”或“革命”表現為一種過程,它與“科學的基本進化”背道而馳。這些“革命”經常發生,因為“偉大的變革者(加拉瓦錫)打碎了那些束縛研究方法和思維方法的枷鎖”。但邁耶森更關心的是進化的過程而不是革命的過程,甚至到了把某些革命看作是進化的程度。
最近的物理學發展引發了許多對科學革命的探討,在1963年春,E.拉比諾維奇——《原子科學公報》的編輯,在芝加哥大學作過四次關於科學革命的公開係列演講。他指出(1963.9.15):隻有我們這個時代“能親身經曆了三次同時發生的革命”,其中頭兩次是“社會革命”(以新的方式取代舊的統治方式)和“民族革命”(廢除殖民地),第三次革命“是科學和它的產兒——技術帶來的”。他強調說“科學革命”的特點同社會和政治革命不同,後者是“區域性的”或“暫時性的”激變,而前者卻是“全球性的,巨大的,無可逆轉的變革”,科學革命告訴人們“貧窮不會持久”。由此可見,他集中探討的主題同前麵的人略有不同:科學革命改變了我們關於“棲息地”的觀念,改變了“我們在宇宙中地位”的觀念。出於對弗洛伊德的不自覺的模仿,他提出了三次革命的見解,頭兩次分別是哥白尼革命和達爾文革命,但第三次革命不是精神分析學的出現而是“宇宙範圍的擴展”(他錯誤地相信“世界同心觀”與居於中心地位的人有關)。然後他討論了他很在行的課題“原子核物理學革命”和“人類已具有自我毀滅能力“的問題。他提醒人們注意的下述科學革命的作用值得我們摘錄如下(p.16-17)