主题：自牛顿以来的科学家 -- foundera

第17章 古典型科学与浪漫型科学家

　　费因曼虽然从事物理学研究但“一如常人”，他把他的玩笑的内在意义、他的不敬言行以及对冒险的和意外奇遇的爱好，带进了科学界。费因曼从事物理学研究的方式，是采取他自己的方式，任何一个我们所知晓的物理学家与他大不一样。　　――格里宾《迷人的科学风采――费因曼传》

　　奥斯特瓦尔德（W.Ostwald,1853-1932）曾将自然科学家分成两类：经典派和浪漫派。他在《伟大的人们》一书中写道：“那么，浪漫派第一件关心的事是解决现有的问题，以便为新问题腾出位置，而经典派第一件关心的事是彻底地研究现有问题，以便无论是自己还是同代人中的其他任何人都不可能再去改善所得的结果。”[1]

　　很多古典型科学家具有那种古老的、值得尊重的、与怪僻的个性相联系的科学天才的传统。他们一生专注于科学事业，对社会生活漠不关心。古典型科学家往往会被认为是社交中的科学呆子。其原因之一是，这些在与别人交往中缺乏天赋的科学家会把兴趣转移到那些无需与人打交道的事业之中，比如数学和物理学的研究领域中，在这些领域里不需要社交技巧，只需要科学思维的自由驰骋。还有一个原因是，进行艰苦的科学研究需要太多的时间和精力，使得科学家分身乏术，难有闲暇去参与社会交往。古典型科学家崇尚谦虚精神，不特意追求名利，甚至不爱在科学共同体的会议上抛头露面，而喜欢独自沉湎于科学问题之中。他们对发现的优先权、专利权等比较淡漠，对发表论文极其谨慎。

　　而浪漫型科学家则在科学上往往是全能型科学家，他们一生涉及多个科学领域或者一个领域的多项课题并都有所建树，在生活上是开放的、活泼的，对社会生活的多个方面也非常感兴趣。也就是说，浪漫型科学家有合理支配时间和精力的能力，能够做到工作生活两不误。也许他们认为，暂时从冥思苦想、殚精竭虑的研究活动中抽身出来投入到其他领域或者社交场合，是一种很好的休息和调节方法。

　　按照以上描述，我们可以做一个简单的举例式归类。例如，物理学家中，卡文迪什、伦琴、狄拉克等是古典型科学家；薛定谔（因提出量子力学的波动方程而获得1933年诺贝尔奖，他把物理学观点应用到生物学中出版的一本《生命是什么》影响了许多天才的年轻物理学家）、费因曼(R.P.Feynman,1918-)、朗道等是浪漫性科学家；化学家中，卢瑟福、阿斯顿、居里夫人是古典型科学家，门捷列夫、阿伦尼乌斯(S.A.Arrhenius,1859-1927)（因提出电离理论获得1903年诺贝尔化学奖，研究领域涉及物理化学、免疫化学和毒物学、宇宙物理学和气象学）、艾根(M.Eigen,1927-)（1967年获得诺贝尔奖，在物理化学、生物化学、生物物理学、分子生物学等多个研究领域有不少建树和成就）、鲍林（研究化学键和复杂分子结构方面的贡献获得1954年诺贝尔奖，后来转向生物学、生理病理学和医学研究）是浪漫型科学家；生理学家中，孟德尔、摩尔根、麦克林托克是古典型科学家，巴甫洛夫(I.P.Pavlov,1849-1936)（因在消化系统生理学方面取得的开拓性研究成果获得1904年诺贝尔奖，研究领域广泛涉及到药物学、实验病理学、治疗学等）是浪漫型科学家。数学家中，陈景润是古典型科学家，希尔伯特是浪漫型科学家。

1、卡文迪什：终身未婚的孤独者

　　亨利?卡文迪什(H.Cavendish,1731-1810)是18世纪英国杰出的物理学家和化学家，他的一生为科学的发展做出了重要的贡献。由于早年丧母，他形成一种过于孤独而羞怯的习性。

　　由于这种古怪的性格，卡文迪什长期深居独处，整天埋头在他科学研究的小于地。他把他家的部分房子进行了改造。一所公馆改为实验室，一处住宅改为公用图书馆，把自家丰富的藏书供大家使用，1733年他父亲死后，他又将他的实验基地搬到乡下的别墅。将别墅富丽堂皇的装饰全部拆去，大客厅变成实验室，楼上卧室变成观象台。甚至在宅前的草地上竖起一个架子，以便攀上大树去观测星象。至于践踏了那些名贵的花草，他毫不在乎。这些都表明，对于科学研究简直像着了魔一样。

　　在社交生活中，他沉默寡言，显得很孤僻。卡文迪什不善言谈，很不喜欢那些慕名而来的客人打扰他的研究工作。在他奉陪客人时，常常眼睛盯着天花板，脑子里思索着自已实验中的问题，一言不发，为此常常使客人十分尴尬。他虽然喜欢孤独的生活，但对于别人所作的研究工作却不是不感兴趣的。例如，他曾将一些铂送给青年科学家戴维(H.Davy,1778-1829)作实验之用，有时还亲自跑到皇家学会去参观戴维的实验。然而在科学研究中，他思路开阔，兴趣广泛，显得异常活跃。上至天文气象，下至地质采矿，抽象的数学，具体的冶金工艺，他都进行过探讨。特别在化学和物理学的研究中，他有极高的造诣，取得许多重要的成果。

　　卡文迪什在40岁时，先后继承了父亲和姑妈的两大笔遗产，于是他成为了一名百万富翁。正如法国科学家比奥所说的：“卡文迪什在一切学者中最富有，在一切富翁中最有学问。”但巨额的财富并没有使卡文迪什的生活方式发生丝毫的变化。他仍然过着俭朴的生活，不讲吃穿，每天都穿一件褪了色的上衣。他的钱大部分都花在了购置科学仪器和图书上。他利用自己继承来的财富购买了一大批很有用的图书，除自己用外，还慷慨地供其他学者使用。而且他对金钱毫无兴趣，甚至不知道1万英磅究竟是多大一笔财富。一次他的一个仆人病了，要花钱治病，他随手开了一张1万英磅的支票给他，使仆人惊讶得不知所措。

　　另外，卡文迪什最厌恶和害怕两件事物，一是奉承，他听到奉承的话常常十分窘迫、不知所措；一是女人，他最怕和女人接触，所以终生未婚，而且他每天和女管家之间都用纸条来联系。

　　卡文迪什从事科研不图名、不图利。他的许多论文和实验报告，没有急于发表，特别是关于自然哲学的许多论述基本上没有公开发表。也许由于他慎重，也许由于他羞怯，他自认为没有足够实验依据的手稿大部没有发表。所以在他将近50年的科研生涯中，他没有写一本书，这对于促进科学研究的发展是很可惜的。

　　1810年2月24日，这位79岁的老人感到临近死亡了，就吩咐身边一位护理的仆人离开房间，而且非到规定时间不得擅自回来。当仆人回来时，卡文迪什已经孤独的离开了人间。卡文迪什一生性情孤癖。他在科学界没有形成一个学派；在民众心中也缺少声望。但他以学识广博，推理清晰，才智罕见而在皇家学会会员中倍受崇敬。

2、伦琴：谨慎的实验者

　　伦琴是以发现X射线闻名的物理学家。伦琴于1845年生于德国的一个商人家庭。1865年进入苏黎世高等技术学校学习机械制造，1869年获得苏黎世大学博士学位。1870年进入维尔茨堡大学。

　　伦琴在发现X射线时，已经是50岁的人了。当时他已担任维尔茨堡大学校长和该校物理研究所所长，是一位造诣很深，有丰硕研究成果的物理学教授。在这之前，他已经发表几篇科学论文，其中包括热电、压电、电解质的电磁现象、介电常数、物性学以及晶体方面的研究，都只涉及到实验研究。

　　19世纪末，阴极射线研究是物理学的热门课题。许多物理实验室都致力于这方面的研究，伦琴也对这个问题感兴趣。1895年11月8日，正当伦琴继续在实验室里从事阴极射线的实验工作，一个偶然事件引起了他的注意。当时，房间一片漆黑，放电管用黑纸包严。他突然发现了位于实验台的一块亚铂氰化钡做成的荧光屏发出闪光。他很奇怪，就移远荧光屏继续试验。只见荧光屏的闪光，仍随放电过程的节拍断续出现。他取来各种不同的物品，包括书本、木板、铝片等等，放在放电管和荧光屏之间，发现不同的物品效果很不一样。有的挡不住；有的起到一定的阻挡作用。伦琴意识到这可能是某种特殊的从来没有观察到过的射线，它具有特别强的穿透力。于是立刻集中全部精力进行彻底的研究。他一连许多天把自己关在实验室里，连自己的助手和家人都不告知。为了排除视力的错觉，他进行了多次不同物体的实验。他把密封在木盒中的砝码放在这一射线的照射下拍照，得到了模糊的砝码照片；他把指南针拿来拍照，得到金属边框的痕迹；他把金属片拿来拍照，拍出了金属片内部不均匀的情况。他深深地沉浸在这一新奇现象的探讨中，达到了废寝忘食的地步。通过7个星期的独自观察，伦琴已经确认这是一种新的射线。1895年12月22日，他邀请夫人来到实验室，用他夫人的手拍下了第一张人手X射线照片。

　　伦琴发表了三篇简短的关于他的x射线的论文。1895年12月末第一次报告“一种新的射线”，证明了x射线诞生；1896年3月发表了第二篇简讯，分析了x射线是空气和其他气体成为电流的能力。1987年3月，他发表了第三篇也是最后一篇报道，叙述了他对x射线在空气中的散射进行的观察。

　　对于伦琴来说，他没有料到在重复阴极射线实验时，会发现一种新的性质特殊的射线，但是他的发现并不是因为交上了好运，而是由于几十年的精心实践培养了良好的观察和判断能力，对这一偶然现象不轻易放过，务必研究至水落石出，所以，发现X射线对于他来说既是偶然的，也是必然的。

　　1901年，首届诺贝尔物理学奖授予德国物理学家伦琴，以表彰他在1895年发现了X射线。作为第一个诺贝尔物理获奖者，公众希望听到他的演讲报告。也许是由于他的谦虚和孤僻，伦琴却没有去作报告。他认为关于发现的一切要点已经在3篇论文阐述清楚了。

　　伦琴治学严谨、观察细致，并有熟练的实验技巧，仪器装置多为自制，实验工作很少靠助手，工作时也不喜欢别人在场，更不喜欢与别人谈论实验进展的细节情况。他力求抛弃投机取巧和匆忙下结论的做法，因此对待实验结果毫无偏见，作结论时谨慎周密。伦琴一生60多年的研究工作中发表著作不超过60篇，与开尔文勋爵的600多篇、普朗克的250多篇、奥斯特瓦尔德的几千篇著作比起来，实在太少了。

3、狄拉克：心无旁骛的理论家

　　保罗?狄拉克是英国著名的物理学家。他长期从事科学研究，创立量子电动力学，建立“狄拉克方程”，预言存在正电子，还预言存在反粒子，提出存在反物质。 1933年，狄拉克获诺贝尔物理学奖。

　　狄拉克于1928年建立狄拉克方程。这个貌似简单的方程式被认为是惊天动地的成就，是划时代的里程碑：它对原子结构及分子结构都给予了新的层面和新的极准确的了解。狄拉克方程指出为什么电子有“自旋”，而且为什么“自旋角动量”是π/2而不是整数。当时极负盛名的海森伯看了狄拉克的论文，为狄拉克竟有如此神来之笔而惊叹不已。

　　狄拉克方程的妙处虽然很快被同行所认同，可是它所提到的一项前所未有的特性――“负能现象”，却是许多人绝对不能接受的。狄拉克的论文发表以后的3年间关于“负能现象”有了许多复杂的讨论，最后于1931年狄拉克又大胆提出“反粒子”理论来解释“负能现象”。他在1928年以后的4年间受到玻尔、海森堡、泡利等当时的大物理学家的质疑，但他始终坚持自己的理论，而最后得到全胜。1932年，美国物理学家安德森在研究太空宇宙射线时，发现当高能射线穿过铅板时，会从铅板中轰击出与电子质量相等、电荷数量相同、但电荷性质相反的粒子。这正好与狄拉克对自然界存在带正电荷的电子的预言一致，安德森把它称为正电子。安德森发现的正电子不能长久存在，它刚出现不久就会与邻近的电子碰撞，从而结合成光子，这就是“湮灭”现象。大家才渐渐认识到“反粒子理论”确实是物理学的又一个里程碑。

　　诺贝尔物理学奖获得者杨振宁推崇狄拉克是20世纪一位大物理学家，说他有一个特点：话不多，而其内涵则有简单、直接、原始的逻辑性。一旦抓住了他独特的别人想不到的逻辑，他的论文读起来便很通顺，就像“秋水文章不染尘”，没有任何渣滓，直达深处，直达宇宙的奥秘。

　　狄拉克一生从事纯理论研究，从未参加过军事研究，对学术行政工作等也不插手，他对文艺、哲学很少关心。在他看来，物理学本身也是一种艺术。他性格内向，不善社交，喜欢独自工作。

4、费因曼：爱出风头的多情种

　　许多人认为，费因曼是本世纪诞生于美国的最伟大的物理学家，一个独辟蹊径的思考者，超乎寻常的教师，尽善尽美的演员，一个热爱生活和自然的人。

　　1918年5月11日，费因曼出生于纽约市。高中毕业之后，费因曼进入麻省理工学院学习，最初主修数学和电力工程，后来他在物理学中找到了最适合自己的位置。1939年，他以优异的成绩毕业于麻省理工学院，又到普林斯顿大学念研究生。1942年6月，他获得了理论物理学博士学位。

　　曼哈顿计划是费因曼研究生涯的起点。在洛斯阿拉莫斯，刚刚研究生毕业的费因曼跃跃欲试，他获得了一个难得的机会，同一批最伟大的物理学家和数学家一起工作，他们包括奥本海默、贝特、费米、特勒和冯?诺依曼等。

　　曼哈顿工程结束后，费因曼在康奈尔大学任教。在这里，他致力于研究量子电动力学中所出现的发射问题。1950年，费因曼接受了加利福尼亚理工学院的邀请，担任了托尔曼物理学教授，此后他的全部时间都是在加州理工学院度过的，在那里他进行了最有成果的研究工作。在加州理工学院，费因曼作为一个传奇人物的名声确立起来。随着他越来越显示出在数学上直觉性的才能和对物理学的深刻的洞察力，“天才”这个词也越来越多地与他联系在一起了。

　　1965年，因在量子电动力学方面所做的对基础粒子物理学具有深刻影响的基础工作，费因曼与施温格和朝永振一郎一起分享了诺贝尔物理学奖。

　　除了量子动力学外，费因曼还在低温超导研究、弱相互作用研究都有过杰出的贡献，费因曼的这些研究足以使他获得多次诺贝尔奖，如朗道获得1962年诺贝尔奖时，很明确地提到了费因曼在液氮理论方面的工作；1969年盖尔曼因为基本粒子的相互作用获得诺贝尔奖，而其他几位科学家费因曼、马沙克（Robert Marshak）和苏达山（George Sudarshan）却被遗漏了。

　　费因曼具有一种奇特的性格。第一次遇到费因曼的人马上会为他的才华所倾倒，同时又会对他的幽默感到吃惊。第二次世界大战后不久，物理学家弗里曼?戴森在康奈尔大学见到了理查德?费因曼，他说他的印象是：“半是天才，半是滑稽演员。”后来，当戴森对费因曼非常了解之后，他把原来的评价修改为：“完全是天才，完全是滑稽演员。”

　　费因曼在生活方面更是显得浪漫多彩。他喜欢坐在酒吧内做科学研究，当那酒吧被控妨碍风化而遭到取缔时，他上法庭辩护。他的桑巴鼓造诣很高，巴西嘉年华会需要领队贵宾，本来预定的大明星缺席，临时由费因曼取代，他引以为豪。他一向特立独行，以不负责任闻名。领了诺贝尔奖之后，一个同事和他打赌10元，在10年之内费因曼先生会坐上某一领导位置。费因曼在1976年拿到10元。事实上，费因曼几乎从不参与任何行政工作，以保卫自己创造自由的方式。 他甚至连续5年努力辞去美国国家科学院院士的荣誉位置，因为选举其他院士的责任颇困扰他。

　　1986年，“挑战者”号航天飞机发生了灾难性的爆炸，费因曼加入了负责调查工作的罗杰斯委员会，并赋予它科学上的权威性。然而费因曼的调查方式很快就跟委员会产生了分歧。费因曼一度违背委员会主席的意愿，直接去跟设计、制造、操作航天飞机的技术人员和发射人员交谈。收集到有关航天飞机史上遇到的所有问题的第一手资料。他确信爆炸是由橡皮环设计不合理引起的。他用富于戏剧性和说服性的方式演示了寒冷天气对橡皮圈的影响，他的发言抢尽了委员会的风头，这是典型的费因曼作风。

5、门捷列夫：百科全书式的人物

　　在化学教科书中，都附有一张元素周期表。看到这张表，人们便会想到它的最早发明者、俄国最伟大的化学家门捷列夫。

　　专门研究门捷列夫著作的学者瓦尔登说：“如果按照奥斯特瓦尔德的分类法，门捷列夫属于浪漫性人物，从他那热情奔放而又带有棱角的性格可以看出，他不是经典派，而是属于戴维、李比希式的浪漫派。”

　　在彼得堡大学，门捷列夫以异教徒和不正派而闻名。他的个人习惯受到稳重的上流社会的指责，他的惊世骇俗行为包括抛弃年已50岁的结发妻子并娶了一位17岁的鞑靼族姑娘。在学术上，1880年他被提名为帝国科学院院士候选人，却由于他的自由主义的政治信念遭到学术界保守派的批评，因而在选举中落选。1890年，他因支持方政府的学生运动而受到大学当局的打击，愤而离开执教了33年的彼得堡大学。

　　门捷列夫的思想包罗万象，涉及到众多的学科。他一生发表的作品由500多部，内容涉及化学、力学、哲学、教育学、工艺学、天文学、宇宙学、气象学、地质学、生理学、农业、经济、度量衡、航空学、炮兵学等，是一位百科全书式的多学科科学家。例如，除了他的著名的《化学原理》一书外，1877年他写了《关于北美宾夕法尼亚与高加索石油工业》，为俄国石油工业早期的发展做出了贡献；1891年他写了《关税解说》医术，提倡国家实行保护关税；1899年在短短的两个月里，他就完成了770页的庞大报告《1899年的乌拉尔钢铁工业》。1893年门捷列夫被任命为度量衡局局长，实际上担任了政府科学顾问的角色。

6、朗道：朗道十诫

　　朗道是典型的浪漫科学家，其特点是对多种多样的科学领域都有百科全书式的知识，特别是对边缘科学表现出强烈的兴趣，思维和概念纷至沓来，但通常不深究其细节。特别是，其创见和逻辑思维的过程富有直觉性，常常由奇妙的联想引申而来，思维相当发散、自由。除了科学工作之外，在生活的许多方面，朗道也喜欢标新立异，以其独特的风格别树一帜。

　　1958年，为了庆贺朗道50寿辰，苏联原子能研究所送给他一块大理石平板，平板上刻着朗道一生工作中德10项最重要的科学成果。人们借用宗教上的名次，把这些成果称为“朗道十诫”。这10项成果是：

　　量子力学钟的密度矩阵和统计物理学（1927）；

　　自由电子抗磁性的理论（1930）；

　　二级相变的研究（1936-1937）；

　　铁磁性的磁畴理论和反铁磁性的理论解释（1935）；

　　超导体的混合态理论（1934）；

　　原子核的几率理论（1937）；

　　氦Ⅱ超流性的量子理论（1940-1941）；

　　基本粒子的电荷约束理论（1954）；

　　费米液体的量子理论（1956）；

　　弱相互作用的CP不变性（1957）。

　　朗道的生活经历也展现出他多姿多彩的一面。30年代初在列宁格勒物理研究所工作时，因撰文指出前苏联物理学界权威人物阿布拉木?约飞（A?F?Joffe）关于用极薄的分子层做电气绝缘体的文章存在理论上的原则性错误，还在一次学术报告后对约飞有意挟嫌贬损和挑剔他的学术发言表示不驯服，并以“理论物理学是一门复杂的科学，不是任何人都能理解的”这种极富刺激性的语言反唇相讥，因此深深地伤害了约飞的感情而不得不离开列宁格勒。1932年，朗道来到哈尔科夫，担任了理论物理研究部门的领导，稍后又兼任了新建的哈尔科夫技术物理学院理论系主任，但为时不久又因工作问题触犯了院长的尊严而被学院违规免职。1937年初，朗道来到专为大物理学家、科学院院士卡皮察建立的莫斯科物理问题研究所工作。1938年春天，朗道因有德国间谍嫌疑而被逮捕。一年之后，在卡皮察以人格作担保，并且以辞职相要挟，朗道才于1940年获释。其实，介入营救朗道活动的远不止卡皮察一个人，玻尔曾为此给斯大林写过言辞至为恳切的求情信，要求斯大林运用自己的权力和个人影响，赦免朗道。朗道被释放的确是幸运之事，在那些年月里，许多其他的人就没有这种幸运，包括朗道的许多同事，有的失踪了，有的不得不在集中营里渡过许多不堪忍受的时光。

7、西蒙：穿行于认知与人工智能领域

　　西蒙（Herbert Alexander Simon，1916）1958年获得美国心里学会颁发的心理学领域的最高奖―心理学的杰出贡献奖，1975年获得计算机领域的最高奖――图灵奖，1978年获得诺贝尔经济学奖，1986年获得美国总理科学奖――科学管理的特别奖。从西蒙得过的这些重要科学奖就可以看出，西蒙在一系列广泛相关的领域中都有过杰出贡献，是当代少见的博学杂家。

　　西蒙1916年出生于美国威斯康星州，1934年到芝加哥大学攻读经济学和政治学，1943年获得芝加哥大学政治科学哲学博士。曾先后在加利福尼亚大学伯克利分校、伊利诺斯理工学院、卡内基大学等校执教，其间还多次担任企业和政府机构的顾问。

　　西蒙的主要著作有《管理行为》、《组织》、《人的模型》、《管理决策新科学》、《人工科学》、《有限理性模型》等，这些著作的内容涉及到政治学、经济学、管理学、社会学、心理学、运筹学、计算机科学等众多领域。

　　西蒙在《人的模型》一书中第一次提出了人只有有限的合理性作为建立行为模式的基础。他还形成了电子计算机能模拟人的思维的思想，开始了人工智能的系列研究。西蒙和其他两位科学家合作第一次用计算机证明了罗素在《数学原理》提出的若干“命题逻辑”，说明计算机模拟人类思维的可能性，直接有力地推动了人工智能科学的诞生。在人工智能研究的基础上，西蒙进行了心理学的研究，提出了物理符号加工假说，形成了解释思维过程的信息加工学派。

　　在管理科学和经济学研究中，西蒙根据对心理学的深入研究，以有限理性理论与满意性原则代替传统的完全理性和最优化原则，使管理决策大大实用化，避免繁琐无用的计算。他从理论上论证了只假定人的有限理性，采取满意性原则，市场自动平衡的机制仍然成立。这种理论的使用价值非常大，因而获得诺贝尔经济学奖。

　　西蒙的学术思想对中国的影响也很大。他多次来中国讲学，担任多所大学的名誉教授，1994年成为中国科学院首批外籍院士之一。为表达对中国的感情，他给自己去了个中文名字“司马贺”。

注：

　　1、转引自《原子时代的先驱者：世界著名物理学家传记》，p74，科学技术文献出版社1981年（德）弗里德里希?赫尔内克著　　徐新民等译