主题：【原创】为什么汉语是世界上最先进的语言（上） -- 冷酷的哲学

1.

I have read some of the posts by

witten1, changshou, and many others, very good postings on key

concepts such as 系综, 么正性, gauge, 測度, 度規, etc, the key physics/math aspects of the core of the white logic, I hope we have more of those kind of postings

2.

"90岁高龄的彭桓武先生在一次访谈时坦诚地说，对爱因斯坦两段论及哲学的话，他至今未能真正理解其意义"

3.爱因斯坦 is an "also" technology guy, we Chinese like technology, thinking technology= "real value"

联合国大会决议中所说的爱因斯坦于1905年作出的开创性科学发现，指的是在物理学3个领域中的4项历史性贡献：（1）提出光量子论，揭示微观客体的波动粒子二象性，推动量子论的发展。（2）由液体中悬浮粒子运动推出测定分子大小的方法，彻底解决了原子是否存在的争论。（3）创建相对论，开创物理学的新纪元。（4）由相对论推出质量与能量相当性，预示核能时代的来临。这4项具有划时代意义的成就，都是年仅26岁的爱因斯坦于1905年3月至9月这7个月内完成的。这一年他共完成了6篇论文，都发表在当时国际物理学界最有声望的刊物《物理学杂志》（Annalen der Physik，德国莱比锡出版；它是月刊，却常被人误译为“年鉴”或“年刊”）上。

4. how did 爱因斯坦 accomplish those 物理学3个领域中的4项历史性贡献?

logic, theory =extremely important, and we Chinese normally don't like "pure" physics/math theory and logic behind it,不实在, we tend to like "实事求是" kind of methodology much better, etc..

"爱因斯坦幼年时虽然发育迟缓，但少年时却相当早熟，爱好穷根究底地思考各种问题，包括大自然的奥秘和人生价值问题。在一位医科大学生引导下，12岁就读过康德的代表作。1902—1905年的“奥林比亚科学院”的活动中，他和两位大学生一道阅读并认真讨论了理性论哲学家斯宾诺莎（Spinoza）的代表作《伦理学》，经验论哲学家休谟（Hume）的《人性论》，物理学家兼经验论哲学家马赫（Mach）的《感觉的分析》和《力学》（此前他自己已读过这两本书），以及其他一些哲学家的著作。爱因斯坦通过自己的独立思考，以独立的批判精神，认真吸取各派哲学的精华，而不拘泥于任何一派哲学体系，不盲目附和任何哲学教条。他的哲学思想，是通常的物理学家难以企及甚至无法真正理解的。最近我国著名理论物理学家，90岁高龄的彭桓武先生在一次访谈时坦诚地说，对爱因斯坦两段论及哲学的话，他至今未能真正理解其意义（见2005年1月6日《大众科技报》）。这两段话正是爱因斯坦对知识和理论本性的精辟论断，值得向读者介绍：

1．“纯粹的逻辑思维不能给我们任何关于经验世界的知识；一切关于实在的知识，都是从经验开始，又终结于经验。”（1933年6月10日在牛津大学的演讲《关于理论物理学的方法》）

2．“我们现在特别清楚地领会到，那些相信理论是从经验归纳出来的理论家是多么错误呀。甚至伟大的牛顿也不能摆脱这样的错误（‘我不作假设’）。”（《物理学和实在》，1936年；“我不作假说”是牛顿的话，他认为他的理论全部来自经验。）"

---爱因斯坦奇迹年探源---

by 许良英

http://xu-liangying.hxwk.org/2013/04/13/%e7%88%b1%e5%9b%a0%e6%96%af%e5%9d%a6%e5%a5%87%e8%bf%b9%e5%b9%b4%e6%8e%a2%e6%ba%90/

爱因斯坦所以能在1905年迸发出惊人的科学创造力，掀起一场物理学革命，考其原因有三。

首先，是他始终保持对自然界奥秘的惊奇，对科学探索的执著，不顾任何困顿险阻，始终信守为科学奋斗的信念和决心。

其次，是他的不愿随波逐流，不愿固步自封，敢于向旧传统和任何权威挑战的反叛精神。他生前的研究助手霍夫曼（B. Hoffmann）和秘书杜卡斯（Helen Dukas）合写传记《阿耳伯特爱因斯坦创造者与反叛者》（Albert Einstein Creator and Rebel, 1972, Viking Press），这个不同凡响的书名，正是对他这种精神的中肯表述。

最后，也可能是最重要的是，他具有深邃的哲学探索精神，使他与同时代的物理学家相比，在思想境界上站得更高，看得更远，眼界更广。正如他在逝世前5天对一位科学史家所说的，20世纪初只有少数几个科学家具有哲学头脑；而今天的物理学家几乎全是哲学家，不过“他们都倾向于坏的哲学”。既要有哲学头脑，又要不倾向于坏哲学，并非易事。他自己是怎样走过来的？对他的科学探索产生影响的哲学思想又是什么？

爱因斯坦幼年时虽然发育迟缓，但少年时却相当早熟，爱好穷根究底地思考各种问题，包括大自然的奥秘和人生价值问题。在一位医科大学生引导下，12岁就读过康德的代表作。1902—1905年的“奥林比亚科学院”的活动中，他和两位大学生一道阅读并认真讨论了理性论哲学家斯宾诺莎（Spinoza）的代表作《伦理学》，经验论哲学家休谟（Hume）的《人性论》，物理学家兼经验论哲学家马赫（Mach）的《感觉的分析》和《力学》（此前他自己已读过这两本书），以及其他一些哲学家的著作。爱因斯坦通过自己的独立思考，以独立的批判精神，认真吸取各派哲学的精华，而不拘泥于任何一派哲学体系，不盲目附和任何哲学教条。他的哲学思想，是通常的物理学家难以企及甚至无法真正理解的。最近我国著名理论物理学家，90岁高龄的彭桓武先生在一次访谈时坦诚地说，对爱因斯坦两段论及哲学的话，他至今未能真正理解其意义（见2005年1月6日《大众科技报》）。这两段话正是爱因斯坦对知识和理论本性的精辟论断，值得向读者介绍：

1．“纯粹的逻辑思维不能给我们任何关于经验世界的知识；一切关于实在的知识，都是从经验开始，又终结于经验。”（1933年6月10日在牛津大学的演讲《关于理论物理学的方法》）

2．“我们现在特别清楚地领会到，那些相信理论是从经验归纳出来的理论家是多么错误呀。甚至伟大的牛顿也不能摆脱这样的错误（‘我不作假设’）。”（《物理学和实在》，1936年；“我不作假说”是牛顿的话，他认为他的理论全部来自经验。）

三 奇迹的创造及其所借助的哲学工具

爱因斯坦曾经说过：“物理学的当前困难，迫使物理学家比其前辈更深入地去掌握哲学问题。”他又曾对人说过，“与其说我是物理学家，不如说我是哲学家。”对他一生影响最深的是两种相互对立的哲学思想：理性论与经验论。

爱因斯坦的理性论思想主要来源于17世纪荷兰哲学家斯宾诺莎。他多次宣称，他信仰斯宾诺莎的上帝：“我信仰斯宾诺莎的那个存在于事物的有秩序的和谐中显示出来的上帝，而不信仰那个同人类的命运和行为有牵累的上帝。”他也像斯宾诺莎一样，把“对神的理智的爱”，即探求对自然界统一性和规律性的理解，奉为自己生活的最高目标。用他自己的话来说，“斯宾诺莎的思想对我始终是亲切的，我始终是这位哲学家及其教导的诚挚的赞美者”。“我的见解接近于斯宾诺莎的见解：赞赏秩序与和谐的美，相信其中存在的逻辑的简单性，这种秩序与和谐，我们能谦恭地而且只能是不完全地去领悟。”作为理性论标志的自然界统一性的信念，是他探索科学，尤其是创建相对论的路向。

爱因斯坦的经验论思想主要来源于18世纪英国哲学家休谟和19世纪奥地利物理学家马赫，特别是他们的怀疑精神和独立批判精神。休谟对传统观念采取彻底的怀疑和批判态度，要求一切被认为先验的东西（如因果关系）都回到经验基础上来。马赫从经验论出发对牛顿的绝对空间概念的批判，给爱因斯坦很大启发，使他在创建相对论时找到了突破口。因此他在早期十分推崇马赫，但他坚决反对马赫顽固反对原子论的态度。后来他更远离马赫哲学，认为它“不可能产生任何有生命的东西，它只能消灭有害的虫豸”。这是对怀疑的经验论的历史贡献和局限性的最精辟、最中肯的评价。同样，他对休谟哲学的消极面也有中肯的评论。他指出，随着休谟的批判，“产生了一种致命的‘对形而上学（指本体论的研究）的恐惧’，它已经成为现代经验哲学的一种疾病”。

1905年爱因斯坦发表的第一篇论文，提出光量子理论，是对1900年普朗克（Planck）首创的量子论的重要发展。普朗克发现，物体在发射辐射和吸收辐射时，能量不是连续变化的，而是以一个最小单元值的整数倍跳跃式地变化的。能量的这个最小单元被称为“量子”。由于能量不连续性概念与当时公认的物理理论不相容，普朗克一直忐忑不安，竭力设法用传统的连续性理论来解释跳跃式的量子现象，但始终未能遂愿。深信自然界的统一性并具有独立批判精神的爱因斯坦，却从普朗克的发现中意识到，量子概念所带来的，将是整个物理理论的根本变革。他不满足普朗克把能量的不连续性只局限于辐射的发射和吸收过程，而认为即使在空间的传播过程中，辐射也是以量子的形式组成的。他把组成辐射的单元称为“光量子”（以后称为“光子”）。他进而发现，作为统计的平均现象，光表现为连续的波动；但作为瞬时的涨落现象，光却表现为不连续的粒子。这把以前认为是水火不相容的光的波动理论和光的微粒理论统一起来，揭示了微观客体的波动粒子二象性。以此为契机，1923年法国物理学家德布罗意（de Broglie）提出物质波理论，1926年奥地利物理学家薛定谔（Schrdinger）进而建立了波动力学。可是，光量子理论一提出来就遭到几乎所有物理学家的反对。1913年普朗克与3位物理学家联名推荐爱因斯坦为普鲁士科学院院士，在推荐信中高度评价了爱因斯坦的科学成就，但又声称“光量子假说”是一种“迷误”。

1905年3月爱因斯坦写出光量子论论文后，4月写了一篇向苏黎世大学申请博士学位的论文《分子大小的新测定法》，5月又写了一篇对上述论文进行理论诠释的论文，讨论静液体中悬浮粒子受液体分子碰撞的运动（称为“布朗运动”，是1827年英国植物学家布朗 [Brown] 发现的）。他希望通过这次研究来彻底解决半个多世纪以来哲学家和科学家一直争论不休的原子、分子是否存在的问题。

19世纪中叶以后，科学思想界深受法国哲学家孔德（Comte）的实证论哲学的影响，认为未经实验证实的理论都是“形而上学”，在科学领域中无立足之地。因此，看不见、摸不着的原子、分子都是虚妄的幻想，不是实在的科学概念。由此出现了一股反对原子论、分子论的浪潮，其中最有影响的是马赫和德国化学家奥斯特瓦耳德（Ostwald），后者还提出“唯能论”，主张用能量取代原子作为实在世界的基元。在实证论思潮不可一世之时，致力于热的分子运动论研究并取得巨大成就的奥地利物理学家玻耳兹曼（Boltzmann）处处受到排挤、打击，深感压抑、孤单，1906年于忧郁中自杀身亡。爱因斯坦在大学时就读过玻耳兹曼的著作，这两篇论文中采纳了玻尔兹曼的研究成果。持有理性论的世界统一性信念的爱因斯坦，对原子、分子的存在深信不疑，他借助热的分子运动论，算出分子的大小，企求实验验证。一年后，瑞典化学家斯维德伯（Svedberg）就以实验初步证实了爱因斯坦的理论预测。1908年法国物理学家佩兰（Perrin）利用1903年才问世的分辨率比普通显微镜高20倍的超显微镜，进行了一系列观测，结果完全证实爱因斯坦的预测。他发表了5篇论文，其中有长达114页的《布朗运动与分子的实在性》。这使各国科学家一致认为，分子和原子的实在性已没有怀疑的余地了。1906年还断言“原子不过是假说性的东西”的奥斯特瓦耳德，到1908年就断然改变了态度，公开明确宣布：“原子假说……已经成为一种基础巩固的科学理论。”以后他还建议爱因斯坦把历年发表过的有关布朗运动的论文汇集成册出版。这就是爱因斯坦一生最早的文集《布朗运动理论研究》，收在奥斯特瓦耳德编的《精密科学经典》丛书中。奥斯特瓦耳德还是第一个向诺贝尔委员会提名爱因斯坦为物理学奖候选人的科学家（1910年）。这样一位光明磊落、知错必改的科学家却被人（如列宁）说成是“伟大的科学家渺小的哲学家”，实在是历史悲剧。

1905年9月，爱因斯坦用5~6个星期完成了经10年酝酿的30页长论文《论动体的电动力学》。这是一篇开创物理学新纪元的经典文献，以其简洁、明晰、透彻、完整的形式提出一个关于电动力学和力学基础的新理论，克服了19世纪末出现的物理学的危机，揭开了物理学理论的革命。

以牛顿力学为基础的经典物理学理论体系，发展到19世纪70年代似乎到了顶峰。不少人认为，物理学理论已经接近完成，今后最多只能在枝节上作些细小的补充，在数值测定上在小数点后面加上几个数字。普朗克在青年时就有人劝告他不要学物理，因为物理学已到了头，没有发展前途了。可是事与愿违，80年代美国物理学家迈克耳逊（Michelson）用精度极高的干涉仪来测定地球在“以太”中漂移的速度，结果却与理论预期完全相背，使经典理论出现无法克服的危机。以洛伦兹（Lorentz）为代表的老一辈物理学家采取补漏洞的办法，提出各色各样的假设，结果漏洞越补越多。年轻的爱因斯坦，发扬从经验论哲学家休谟和马赫学来的怀疑精神和独立批判精神，对旧理论体系不是采取因循迷恋的态度，而是根据新实验事实，对它进行大刀阔斧的改造。而关于自然界统一性的理性论信念，又为他指明了创建新理论体系的路向。通篇论文处处闪耀着这两种哲学思想的光芒。

这篇惊世骇俗的论文，开宗明义宣告自然界统一性的信念不可动摇。论文开头指出，在运动相对性问题上，麦克斯韦（Maxwell）电动力学与牛顿、伽利略（Galileo）力学之间出现“不对称”，即统一性遭到破坏。运动相对性是伽利略于三个世纪前发现的，它表明：对于任何静止的或匀速运动的观察者，力学运动定律是完全一样的。可是这种运动相对性在麦克斯韦电动力学中并不成立，因为麦克斯韦方程只适用于静止的坐标系。论文接着指出，“这种不对称似乎不是现象所固有的”，理由是，法拉第（Faraday）1832年发现的电磁感应现象证明运动相对性还是成立的。因为感应电流的方向与强度只同电路与磁场之间的相对运动有关，而同它们的绝对运动状态无关。怎样消除这种不是现象所固有的“不对称”？经验论者马赫对牛顿的绝对空间概念的批判给了他启示。他在从未引起人怀疑的“同时”问题上找到了突破口。

依据经验论的信念——用他自己的话来说，就是：“唯有经验能够判定真理”；“一切关于实在的知识，都从经验开始，又终结于经验。”——他发现，两个在空间上分隔开的事件的“同时”，取决于它们相隔的距离和光信号的传播速度。在静止的观察者看来是同时的两个事件，在运动的观察者看来就不可能是同时的。这就是同时的相对性。由此可见，对于不同运动状态的观察者，时间的量度是各不相同的。因此，不可能存在牛顿所说的绝对时间。同样，也不可能存在绝对空间。他还进一步指出：既然测不出地球在绝对静止的“以太”中漂移的速度，被作为光传播媒质的“以太”也是不存在的。

为了建立一个体现自然现象统一性的新的理论体系，他以两个“基本实验事实”作为构建理论的基础（逻辑前提），也就是论文中所说的“原理”。一个是“相对性原理”，是把伽利略发现的运动相对性的适用范围从力学扩展到整个物理学。另一个是“光速不变原理”，是所有以太漂移实验所显示的光在真空中总是以一确定速度传播的事实。从这两条原理出发，通过逻辑推理，建成了一个把力学和电动力学统一为一体的理论。在这个理论中，运动的尺要缩短，运动的钟要变慢；它改变了传统的空间、时间概念。牛顿力学因而成了它在速度与光速相比接近于0时的一种极限状态的特例。尽管普朗克对爱因斯坦的光量子假说十分不满，认为是一种“迷误”，但对这篇论文却非常赞赏，亲自带了两个青年人投身于发展这个理论的研究，并把这个理论命名为“相对论”。他对相对论的评价极高，认为它“所带来的物理世界观的革命，在广度和深度上，只有哥白尼的世界体系的提出所引起的革命可以相比拟”。

这篇震撼世界物理学界的长论文写成后三个月，爱因斯坦又写了一篇短论文，作为上述理论的一个推论，提出质量与能量的相当性（E = mc2）。它的发现，使当时困惑所有物理学家的问题：放射性元素（尤其是镭）为何能不断释放大量能量？太阳为何能长久发出如此强烈的光和热？都迎刃而解了。质能相当性是20世纪30年代开始蓬勃发展起来的核物理学和粒子物理学的理论基础，也为核能（早期称为“原子能”）的释放和利用准备了条件，使人类利用能源的历史从漫长的（几十万年）化学能（以火为标志）时代进入核能时代。

四 第二个高峰与诺贝尔奖

爱因斯坦对1905年建成的相对论并不感到满足，执意要进行根本性的发展，企图把相对性原理的适用范围从匀速运动扩展到非匀速运动。1907年他发现引力场与参照系相对应的加速度在物理上是完全等效的。经历了8年艰辛的努力，后期还在数学上得到大学同学格罗斯曼的协助，终于在1915年建成了广义相对论。它是关于引力的理论，是对牛顿的引力理论的根本性修正。他提出有3项天文观测可以检验广义相对论与牛顿引力理论的歧异。其中之一是：存在引力的空间必然弯曲，日全食时，可以观测到太阳边缘的恒星位置要发生1.7’’的偏转。在英国天文学家爱丁顿（Eddington）大力倡导下，1919年5月29日日全食时，英国派出两个观测队分赴西非和巴西。当年11月6日，英国皇家学会会长汤姆逊（J. J. Thomson）宣布两地观测结果都证实了爱因斯坦的理论预测。他声称：爱因斯坦的工作是“人类思想史中最伟大的成就之一，也许就是最伟大的成就”。“它不是发现一个外围的岛屿，而是发现整个科学新思想的大陆。”世界各国报刊竞相报道这一革命性新闻，爱因斯坦顷刻间成为家喻户晓的传奇性新闻人物。一项科学成就能成为轰动全世界的新闻，历史上没有先例。

1915—1917年是爱因斯坦科学创造的第二个高峰时期，类似1905年，他也在3个不同领域取得历史性成就。

在1915年建成广义相对论后，1916年他由这一理论推断，一个力学体系变动时必然发射以光速传播的引力波。由于引力波强度太弱，难以检测。但从1974年开始，美国两位射电天文学家对新发现的一对射电脉冲双星进行连续4年的观测，终于从脉冲周期的变化推算出确实存在引力波。两人由此获得1993年诺贝尔物理学奖。

也在1916年，他回到量子辐射研究，提出关于辐射的吸收和发射过程的理论，发现能态变化过程中存在“受激辐射”过程。受激辐射概念后被人发展成光放大的设想，是60年代开始迅速发展起来的激光技术的理论基础。激光技术是20世纪三大新技术之一，另两个是电子学和计算机。

1917年，爱因斯坦根据广义相对论提出宇宙学理论，认为宇宙在空间上是有限而无边界的，即自身是闭合的。这项研究使宇宙学摆脱纯粹猜测性的思辨，进入现代科学领域。经众多天文学家和物理学家的后续努力，相继出现了宇宙膨胀理论和宇宙大爆炸理论，并已得到了一系列天文观测的验证。

按照公认的诺贝尔奖的标准，爱因斯坦一生至少有8项成就可以得到诺贝尔物理学奖。这8项成就是：1905年4项，1915年—1917年4项。也就是说，他应该可以得到8个诺贝尔物理学奖。此外还应该可以得到一个诺贝尔和平奖。可是爱因斯坦直至1922年11月13日赴日本讲学途中经过上海时才接到通知，诺贝尔委员会决定授

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