（科学技术哲学专业论文）爱因斯坦科学探索动机分析.pdf

南京航空航天大学硕士学位论文 i 摘 要 爱因斯坦是20世纪最伟大的科学家， 他非常重视并多次论及科学探索的动机 问题。本文首先分析了爱因斯坦科学探索的大环境背景，考察爱因斯坦科学探索 历程，引出爱因斯坦科学探索的动机问题。然后从以下三个方面研究了爱因斯坦 的科学探索的动机： 一、 “宇宙宗教感情”是爱因斯坦科学探索的最强烈动机。他的一生是坚持 不懈地追求宇宙宗教感情、 探索宇宙和谐性和追求物理学理论基础的和谐统一的 一生。爱因斯坦追求统一性的哲学思想是他科学探索实践的总结概括，同时也为 他的科学探索提供了指导思想。 二、造福人类的社会价值观是爱因斯坦科学探索的崇高动机。它是最强烈动 机的体现和升华。爱因斯坦不仅希望看到自然规律的和谐统一，而且希望看到人 类社会的和谐统一。这种崇高动机促使他用思维去把握客观世界，用自己的科学 成就造福人类。 三、寻求身心的安定和宁静是爱因斯坦科学探索的深层动机。德国和世界的 种种不合理现象以及爱因斯坦历经坎坷、艰辛辗转的生活和学术道路，使他经常 处于痛苦的身心折磨之中。为了求得身心的宁静和怡悦，他摆脱了世俗世界的羁 绊、粗俗和沉闷，投入到了探索大自然奥秘的纯客观的壮丽事业中去。 最后，总结全文，概括了爱因斯坦的科学探索动机，并对本课题的未来发展 提出期望。 关键词：爱因斯坦，科学探索动机，最强烈动机，崇高动机，深层动机 爱因斯坦科学探索动机分析 ii abstract einstein is one of the greatest scientists in 20th century. he took great concerns on the science exploration motive problem. this thesis analyzes firstly einsteins science exploration microenvironment background and explores einsteins science exploration course, drawing out einsteins science exploration motive. then the thesis studies einsteins science exploration motive from three aspects below: a. “universe religion sentiment” is the most intense motive of einsteins science exploration. his life was a life pursuing the universe religion sentiment relentlessly, exploring universe concordance and physics rationale harmonious unification. einsteins thoughts of pursuing the unified philosophic is the summary of his science exploration practice and guidance for his science exploration. b. the social value that benefits the human being is the noble motive of einsteins scientific exploration, which is the embodiment and sublimation of his most intense motive. einstein wanted to see not only the harmony of nature, but also the harmony of human society. the noble motive prompted him to grasp the physical world in thinking and to make scientific achievements to benefit mankind. c. seeking physical and spiritual peace and quiet is the deep-seated motive of einsteins science exploration. inequalities in germany and other countries, his frustrated experiences, harsh life and academic path, these all made him suffering from pain both physically and spiritually from time to time. in order to obtain tranquility and happy, he devotes himself to the pure objective and grand exploration -probing the mystery of nature. finally, the author summarizes einsteins science exploration motive, and prospects the future developments of this subject. key words: einstein, motive of scientific exploration, most intense motive, noble motive, deep-seated motive 承诺书 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立 进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容 外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本 论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体， 均已在文中以明 确方式标明。 本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件， 允 许论文被查阅和借阅,可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 (保密的学位论文在解密后适用本承诺书) 作者签名： 日 期： 南京航空航天大学硕士学位论文 1 第一章 绪 论 作为 20 世纪最伟大的科学家和思想家，爱因斯坦很重视并多次论及科学探 索的动机问题。本文就是从动机心理学的角度来研究爱因斯坦的科学探索动机 的。因此，就本文的研究情况简述如下： 1.1 研究目的和意义 本文通过对爱因斯坦科学探索动机的系统分析，探究爱因斯坦科学探索的心 路历程。 这不仅可以使我们弄清楚爱因斯坦科学探索动机是怎样形成的以及在动 机的推动下是怎样进行科学探索的； 而且使我们大家认识到科学的发展不仅仅是 科学自身的事情，科学的发展要有一个适合它发展的大文化背景；并且也要告诉 大家要成为一位伟大的科学家要具备哪些优秀的心理素质。 那么我们怎样创造适 合科学发展的大文化背景， 促进我国的科学发展和培养出自己的优秀科学家呢？ 本文试图通过对爱因斯坦科学探索动机的探讨来谈谈自己的一些看法， 以开拓大 家的思维，这也是本文研究的目的和意义所在。 德国政治经济的雄厚实力，追求自由和理性内在价值的文化传统，注重人的 全面发展的教育环境，大家辈出、繁荣开放的学术环境，物理学的危机等因素构 成了爱因斯坦科学探索动机形成的社会因素。在世界科学技术一日千里的今天， 国人满足于引进外国的科学技术或单纯地对科学本身进行投入， 而忽视科学发展 的大文化背景的培育；对科学工作者和学生单纯进行技能的培训，而忽视科学精 神和人文精神的哺育；科学家只注重本学科的发展，而忽视科学的社会价值和自 己的社会责任感与内在心理素质的培养等等短视的做法仍然很普遍。 本文也是主 要针对这些方面对爱因斯坦的科学探索动机的形成以及爱因斯坦科学探索三个 方面的动机进行论述的。希望本文的一孔之见能抛砖引玉，使大家更多地关注和 探讨以上问题，这对我国科学家的培养和科学发展肯定是有益的。 1.2 学术界研究现状及存在的问题 国外对爱因斯坦科学探索动机的研究，据笔者所进行的力所能及的和有限的 查询，没有对此问题专门展开系统论述的。对爱因斯坦物理学成就和思想、科学 哲学、社会哲学和人生哲学的研究则浩如烟海、洋洋大观，但这些不属于本文的 研究范围。国外学者对爱因斯坦科学探索动机的研究散见于他们的著作之中，有 的只是只言片语或直接引用爱因斯坦的有关论述。例如，亚伯拉罕派斯在其名 著爱因斯坦传中分析了爱因斯坦追求物理学理论基础的统一这一科学探索动 爱因斯坦科学探索动机分析 2 机， 但只是在分析爱因斯坦科学探索历程时附带提及； 海伦 杜卡斯、 巴纳希 霍 夫曼在爱因斯坦谈人生中提到了爱因斯坦造福人类的社会价值观和对大自然 的敬畏等动机因素，但那只是爱因斯坦自己的论述；前苏联的库兹涅佐夫在其名 著爱因斯坦中认为爱因斯坦不仅要看到自然界的和谐，还希望看到人类社会 的和谐，还提到了爱因斯坦的悲剧意识等动机因素；法国的安东妮娜瓦朗坦在 爱因斯坦和他的生活 中认为对大自然的敬畏和谦卑是引导极度痛苦的宇宙探 索者，引导为真理而战的追随者的灯塔。国内对爱因斯坦科学探索动机的研究也 大致如此。 李醒民在科学的精神与价值 、张九庆在自牛顿以来的科学家：近现代 科学家群体透视等著作中直接引用了爱因斯坦的文章探索的动机中关于科 学探索动机的原文；董光璧在伟大孤独者的遐想中提出了爱因斯坦科学探索 的深层心理动机。大量的关于爱因斯坦“宇宙宗教感情”的文章从“宇宙宗教感 情”这一角度论述了爱因斯坦的科学探索动机。值得注意的是，朱亚宗在伟大 的探索者爱因斯坦中较为简略地从“宇宙宗教感情” 、摆脱烦恼和逃避痛 苦的消极动机和造福人类的社会价值观等内在动机方面提到爱因斯坦献身科学 的动机，但他没有深入地加以论述。 1.3 本文的创新点 对于爱因斯坦这样一位人类历史上最伟大的科学家，单从一个或个别的角度 分析他的科学探索动机是不够的，也是对历史不负责任的。实际上，任何动机都 不是凭空产生的，爱因斯坦的科学探索动机的产生也是这样。本文就是基于对上 面研究现状的分析，在前人的基础上，对爱因斯坦的科学探索动机进行全面系统 的分析。 本文从回顾爱因斯坦的科学探索历程入手，分析了爱因斯坦科学探索动机形 成的社会历史因素， 引出他的科学探索动机。 学术界前辈关于德国历史文化传统、 教育科研环境的论述， 对 19 世纪末 20 世纪物理学革命的背景的描绘大多是从自 己的学科譬如历史学、文化学、教育学、物理学等等角度来研究的，而 本文则是从动机心理学和科学创造心理学的角度来看待这些因素， 分析这些因素 怎样哺育了爱因斯坦这位科学大师以及怎样促成了他的科学探索动机的形成， 这 是本文的创新点之一。然后本文从最强烈动机、崇高动机和深层动机三个层面作 系统的论述。在最强烈动机这一章中，本文认为“宇宙宗教感情”是爱因斯坦科 学探索的最强烈动机。虽然关于爱因斯坦的“宇宙宗教感情”的论著很多，但主 要是就“宇宙宗教感情”这个问题本身的单一角度来论述，本文则是从动机心理 学的角度出发，挖掘其中的科学探索动机这一因素。在崇高动机一章中，前人有 南京航空航天大学硕士学位论文 3 关爱因斯坦人生观、 价值观和世界观的论述也很多， 本文不是对前人的概括总结， 而是用动机心理学这条红线来贯穿爱因斯坦的人生观、价值观和世界观，分析其 中蕴涵的科学探索动机因素。在深层动机一章中，本文试图找出叔本华的悲剧意 识对爱因斯坦的深刻影响， 论述爱因斯坦为了消解痛苦而投身到探索大自然奥秘 的壮丽事业中去的深层心理动机，这也是本文的创新点之一。 以上分析的爱因斯坦科学探索三个方面的动机不是彼此孤立的，而是一个有 机的统一整体。最强烈动机是最主要的动机，崇高动机和深层动机是最强烈动机 的体现和升华，崇高动机和深层动机又强化了最强烈动机。它们是爱因斯坦科学 探索动机的三个方面，虽有主次之分，但是紧密结合在一起。对爱因斯坦科学探 索动机作全面系统地分析是本文的主要创新点。 1.4 本文的研究方案、要解决的主要问题及主要工作 本文运用心理分析、归纳、演绎等研究方法对爱因斯坦的科学探索动机作详 细的论述。 爱因斯坦从青少年开始就相信在我们之外有一个巨大的和谐统一的物 质世界，这个世界最大的神秘性就在于它的可理解性，从此从思想上把握这个和 谐统一的世界就成为他的崇高目标，这也是爱因斯坦科学探索的最强烈动机。同 时爱因斯坦又是一位富有社会责任感和有着很深内心修养的科学家， 因此造福人 类的社会价值观、寻求内心的怡悦和宁静也是推动爱因斯坦科学探索的动机。 最强烈动机是怎样推动爱因斯坦科学探索的，崇高动机和深层动机又是怎样 促进爱因斯坦科学探索的？这是本文要解决的主要问题，这一问题的研究，对于 人们对科学发展规律认识的深化也很有启发意义。 本文按照爱因斯坦科学探索从 主到次的动机，主要做了如下工作： 第一章 绪论 对本文的研究目的和意义、 国内外的研究现状及存在的问题、 本文的创新点、 研究方案和需要解决的问题作简要地说明。 第二章 爱因斯坦科学探索历程 对爱因斯坦从事科学探索的文化、教育、科研和物理学背景作了深入分析， 同时这也是爱因斯坦科学探索动机形成的重要因素。 然后简要介绍了爱因斯坦的 科学探索历程，进而引出爱因斯坦的科学探索的动机问题。 第三章 爱因斯坦科学探索的最强烈动机“宇宙宗教感情” 爱因斯坦继承了前人的宇宙和谐性思想，他的一生是坚持不懈追求宇宙宗教 感情、 探索宇宙和谐性的一生。 他的主要科学贡献， 如狭义相对论、 广义相对论、 统一场论等，都是爱因斯坦最强烈动机的直接产物。他的哲学探索则提供了指导 思想。 爱因斯坦科学探索动机分析 4 第四章 爱因斯坦科学探索的崇高动机造福人类的社会价值观 在科学探索中，爱因斯坦把自己的研究工作与人类的命运紧密地联系起来， 时刻关心人类的命运。他的世界观、人生观、教育观都体现了他追求社会和谐性 的思想，这不仅是最强烈动机的升华，也是爱因斯坦科学探索的崇高动机。 第五章 爱因斯坦科学探索的深层动机寻求身心的安定和宁静 德国社会和世界的种种不合理现象以及爱因斯坦历经坎坷、艰辛辗转的生 活和学术道路，使爱因斯坦经常处于痛苦的身心折磨之中。爱因斯坦为寻求身心 的安宁而许身科学，投入对客观世界的探索之中，从而也找到了身心的宁静和快 乐。 结束语 总结全文，分析了爱因斯坦科学探索动机对后世的影响，并且展望了本课题 的发展的前景。指出了研究的不足之处，以期同仁指点。 1.5 几个需要说明的问题 关于动机和科学探索的关系问题在对爱因斯坦科学探索动机展开论述之前 需要加以说明。 1.5.1 科学产生于人类的动机 美国心理学家约翰p霍斯顿认为“动机是起动 和指导 行为的因素，以及 决定行为的强度 和持久性 的东西。 ” （着重号是原作者所加）动机具有多样性， 任何给定的行为都可以从许多合理的观点来考察和研究。 科学家作为现代社会的 不可缺少的重要成员也不例外，他们在科学探索和技术发明中也存在着动机因 素。人本主义心理学家马斯洛认为： “对科学的心理学解释起源于这样一种敏锐 的认识，科学是人类的创造，而不是自主的、非人类的或者具有自身固有规律的 纯粹的事物 。科学产生于人类的动机，它的目标是人类的目标。科学是由人 类创造、更新、以及发展的。它的规律、结构以及表达，不仅取决于它所发现的 现实的性质，而且还取决于完成这些发现的人类本性的性质。 ” 科学产生于人类 的动机；科学主要是科学家从事的活动。因此，我们可以说，科学主要产生于科 学家的科学探索动机。 1.5.2 爱因斯坦科学探索动机的提出 爱因斯坦于 1918 年 4 月 23 日在柏林物理学会举办的麦克斯 普朗克六十岁 美约翰p霍斯顿.动机心理学m孟继群，侯积良，译.沈阳:辽宁人民出版社，1990： 3. 美马斯洛.动机与人格m.北京:华夏出版社，1987：1. 南京航空航天大学硕士学位论文 5 生日庆祝会上发表了探索的动机的讲话。他说，在科学的殿堂里有各式各样 的人，而他们走到一起的动机各不相同。根据科学探索的动机可以把所有的科学 家划分为三种类型：第一种类型的人是从纯粹的功利目的出发，把科学作为获取 生活报酬的一种手段；第二种类型的人则是把科学作为一种特殊的娱乐，因为科 学能够给他们以超乎常人的智力上的快感， 他们在这种娱乐中寻求生动活泼的经 验和雄心壮志的满足；第三种类型的人既不是出于功利目的，也不是为了消遣， 他们之所以要把自己的一切无私地奉献给科学事业完全是出于一种不可遏制的 想要探索大自然奥秘的欲望。 爱因斯坦认为，那些富有造诣的真正的科学家必定都是这样的人。纵观爱因 斯坦的科学探索生涯，探索大自然奥秘的不可遏制的的欲望，对宇宙和谐性的迷 恋和渴望是爱因斯坦科学探索的最主要、最强烈的动机。 “渴望看到这种先定的 和谐，是无穷的毅力和耐心的源泉。 ” 爱因斯坦.爱因斯坦文集（第 1 卷）m.北京:商务印书馆，1976：103. 爱因斯坦科学探索动机分析 6 第二章 爱因斯坦科学探索历程 2.1爱因斯坦科学探索的文化、科学背景 爱因斯坦作为当代最伟大的物理学家，他深爱着物理学，把毕生献给了物理 学的理论研究。人们称他为20世纪的哥白尼、20世纪的牛顿。爱因斯坦的辉煌成 就的取得不是偶然的，有着深厚的德国文化底蕴和科学背景。 2.1.1德国的文化传统 纵观西方科学史，我们不难看出： “自然科学的繁荣总是有一个潜在的伟大 前提：深厚的文化土壤和宽广的大文化背景。如果没有康德、歌德、席勒、巴赫、 莫扎特、贝多芬和马赫创造了这样一个大文化背景，在德国的国土上能出现一个 普朗克或爱因斯坦？” 人类创造了文化，文化又孕育了人的心理状态。爱因斯 坦科学探索动机的形成有着深厚的德国文化背景。 虽然爱因斯坦曾就读于瑞士联 邦工业大学，并于1901年加入了瑞士国籍，但就广义上讲，都属于广义的德语世 界，深受德国文化的影响。德意志民族意识的觉醒开始于16世纪的宗教改革。 1517年10月31日，马丁路德发表九十五条论纲 ，公开抨击罗马教皇出 卖赎罪券违背了基督教的教义，由此揭开了宗教改革运动的序幕。 “宗教改革直 接的要求是消解教会的权威，变奢侈教会为廉洁教会，而从哲学上看，其内在的 要求则是由外在权威返回个人的内心信仰。 ” 就是说上帝并不在人之外，上帝就 在人的心中。路德认为： “世间生存是在一切感官的和外在的东西绝对观念性 的深处是在精神和心之中那颗心，它先前因为教会提出了最无 聊和肤浅的手段，来满足最内在和深刻的欲求，受到了无从说起的创伤，它现在 把绝对的真理关系被歪曲的地方，发觉得纤毫毕露，并且设法把这种歪曲彻底摧 毁。路德简单的理论就是说，上帝的世间生存就是无限的主观性，也就是真实的 精神性，就是基督并不显现在一种外在的形式里，而是根本属于精神的，只有同 上帝和解后才能够得到是在信仰 和享受 里。 ” （着重号为原文所加） 宗教改革诉诸个人内心信仰，在某种意义上为近代哲学之主体性的觉醒准备 了条件。它是真理与个人的存在在“主观性”基础上得到了“和解” ，统一了起 来。黑格尔认为： “按照这个信仰，人与上帝发生了关系，在这种关系中，人必 须作为这个人出现、生存着：即是说，他的虔诚和他的得救的希望以及一切诸如 赵鑫珊普朗克之魂m上海：文汇出版社，1999：12 张志伟西方哲学史m北京：中国人民大学出版社，2002：313-314 德黑格尔历史哲学m上海：上海世纪出版集团，上海书店出版社，2001：410 南京航空航天大学硕士学位论文 7 此类的东西都要求他的心、他的灵魂在场。 ” 因此宗教改革的根本内容就是“人 类靠自己是注定要变成自由的” 。 “宗教改革在基督教内部发动了一场革命， 消解了它的外在权威，走向了人的内在性，从而为近代哲学的主体性原则和自由 原则奠定了基础。 ” 虽然宗教改革有其历史局限性，但是在新教中， “一个以大美、自由和道德 的圣光普照的精神王国渐次出现在日耳曼民族的意识中。 自德国宗教改革运动以 来， 日耳曼人已习惯把自由看成是内在价值的东西。 在这种价值观的长期熏陶下， 德国人对自由和理性的要求内向化了。 ” 宗教改革的成果之一，就是使德国 人把对自由的要求和理性的主张从外部现实世界“转移”到了自己的内心世界。 “于是， 耽于幻想、 内向和深沉便渐渐成了德国人的性格的一个重要侧面 。 ” （着 重号为原作者所加） 从此， 在德意志民族中， 由路德所确立起来的基督教的自由， 被看成是一种不依赖于外在世界而能得以实现的一种内在价值。 对于多灾多难的 德意志民族，这种对内在价值的追求，超越了现实世界的悲惨和苦难，在个人心 灵深处回响着上帝的福音。基督教的自由，即把德国人熏陶为对自由和理性的追 求变成内向化的动力， 为德国的数学和物理学家们从事纯粹科学研究活动提供了 必要的心理基础和背景；提供了一个不可或缺的心理出发点。 爱因斯坦的科学探索动机与宗教信仰的内在关系就能说明这一点。据爱因斯 坦在自述中的回忆，当他还是相当早熟的少年的时候，他就深切地意识到了 尘世间的对名利的追逐是不能满足一个有思想、 有感情的人的精神要求的， 这样， 爱因斯坦便求助于宗教，这是他的第一条精神出路。但是这种信仰在他12岁那年 就突然中止了。由于读了通俗的科学书籍，爱因斯坦很快就相信圣经里的故 事有许多不可能是真实的。于是，他少年时代的宗教天堂就这样失去了，而代之 而起的是另一种被爱因斯坦叫做“宇宙宗教感情”的真正崇高的、极其壮美的、 某种哲学上和心理上的宗教信仰： “在我们之外有一个巨大的世界，它离开我们 人类而独立存在，它在我们面前就像一个伟大而永恒的谜，然而至少部分地是我 们的观察和思维所能及的。对这个世界的凝视深思，就像得到解放一样吸引着我 们，而且我不久就注意到，许多我所尊敬和钦佩的人，在专心从事这项事业中找 到了内心的自由和安宁。 ” 从此从思想上掌握这个在个人以外的世界，就成为了 爱因斯坦心目中一个最高目标。虽然通向这个天堂的道路，并不像通向宗教天堂 的道路那样舒坦和诱人；但是，它已经证明是可以信赖的，而且他从来也没有为 德黑格尔哲学史讲演录（第 3 卷）m北京：商务印书馆，1978：378. 德黑格尔.历史哲学m.上海：上海世纪出版集团，上海书店出版社，2001：413. 张志伟.西方哲学史m.北京：中国人民大学出版社，2002：340. 赵鑫珊.普朗克之魂m.上海：文汇出版社，1999：102 赵鑫珊.普朗克之魂m.上海：文汇出版社，1999：102. 爱因斯坦.爱因斯坦文集（第一卷）m.北京：商务印书馆出版，1976：2. 爱因斯坦科学探索动机分析 8 选择了这条道路而后悔过。由此可见，爱因斯坦的物理学探索之路也是一条宗教 探求，通往上帝的道路，只是两者追求的目标和内容不同而已。但是就心理基础 和本质而言， “爱因斯坦的物理学研究也是一种对内在价值的追求；也是德国人 对自由和理性要求的一种内向化的表现，而且是一种最高形式。 ” 正是这种“宇宙宗教感情”是自然科学研究最强有力的、最持久的动机。它 推动科学家不顾多年的孤寂、 艰辛和无尽的挫折而坚定不移地忠诚于他们的崇高 志向，去献身于那种远离直接现实生活的工作。德国的大思想家和艺术家们 如开普勒、莱布尼兹、康德、莱辛、歌德、黑格尔、贝多芬、海森伯和玻恩等人 几乎都是热衷献身于宇宙上帝的人物， “因为如果没有这种类似于宗教狂的 热忱，就不可能在理论思维和艺术领域开创性的工作中取得最高成就。德国人热 忱献身于理论的思维和艺术， 正是德国人对自由和理性要求的一种最深沉的内向 化，一种内向化的最高形式。 ” 因此，德国知识分子不是向外部现实世界，而是 向自己的内心世界渴求世界观的满足，寻求满足自身潜力的机会，探求生命的自 我完善。 爆发于1789年的法国大革命对德国的哲学、艺术和科学的发展比16世纪的宗 教改革具有更加深远和决定性的影响。 它进一步加深了德国人对自由和理性需求 的内向化倾向。 18世纪末19世纪初的德国在政治、经济上都落后于英法两国。经济的落后， 使得德国不可能像英国那样发起一场工业革命。 但由于社会意识发展的相对独立 性，在经济发展比较落后的国家，往往可以在数理科学、哲学和艺术方面占有主 导地位。当英国人赞扬工业是实现自由和理性的决定性的手段时，德国的哲学家 只能坐在那里，让思维自由地在内部进行活动，回到自己的内心，去精心营造他 们的哲学体系，追求内在价值。用思维去把握世界，在哲学的王国中得到整个世 界。德国的精英们“回到自己的内心世界去寻求一种内在的财富和价值，追求精 神世界的深邃和丰富，追求哲学观念、数学方程、物理概念和旋律的丰富宝藏。 ” 尽管德国人没有积极参加这场社会革命，但他们却用他们特有的抽象思维活动 伴随了近代各国的发展。 “德国哲学家们从德国软弱的资产阶级立场出发， 汲取、 消化英法革命所提供的丰富的经验材料。可以说，德国古典哲学乃是英法革命的 德国理论。 ” 在此同时，德国资产阶级既向往革命又软弱无力，不可能像法国那 样发动一次反封建专制主义的革命。 当法国革命已经宣布在人间实现了自由的时 候，德国唯心主义者们还仅仅是在热衷于自由的思想。英国人用工业革命，法国 赵鑫珊.普朗克之魂m.上海：文汇出版社，1999：104 赵鑫珊.普朗克之魂m.上海：文汇出版社，1999：104-105 赵鑫珊.普朗克之魂m.上海：文汇出版社，1999：105 冒从虎.德国古典哲学m.重庆：重庆出版社，1984：14. 南京航空航天大学硕士学位论文 9 人用政治革命使世界为之震撼， 而德国人只好用自由的理性的哲学思维建立起庞 大的哲学体系令世界刮目相看。按照恩格斯的说法， “在法国发生政治革命的同 时，德国发生了哲学革命” 。 也就说，当时德国知识界所追求的最高原则是用头 脑、思想和理性去建造自己的天堂。德国的社会环境使这个原则逐渐演变成了德 意志民族的精神和心理特征。因此，对壮美、自由与和谐的思想王国的追求成了 精神活动的最高标准，成了真理的美学标准。 “一个民族想要站在科学的最高峰，就一刻也不能没有理论思维。 ” “德 国理论物理学传统从它一开始就是德国人追求精神世界的深邃性和丰富性， 追求 精神财富和精神自由的一个重要组成部分，或者说，它是日耳曼民族精神追求最 高原则用头脑、思想和观念去建造自己的天堂的一个重要表现；是理性 自由创造出来的一种绝对美。 ” 正如爱因斯坦所说，理论物理学是人类头脑用其 自由发明出来的观念和概念所做出的创造。同德国的思辨哲学和音乐艺术一样， 理论物理学研究也是适合德国人的气质和性格的富于幻想、爱好做“白日 梦” 、内向和深沉。以普朗克和爱因斯坦为代表的一批优秀的德国物理学家追求 人类纯粹精神的自由创造，醉心于物理科学世界，执着于发现自然界中一些普遍 的和基本的原理，从而建构起一幅合理的世界图景。在某种意义上也是这种民族 心理特征为其深远背景的：对自由和理性的要求内向化。这种内向化正是德国的 历史观念的继续的一个重要侧面。因为黑格尔认为，科学是精神的现实化。 德国追求“自由和理性”内在价值的文化传统与理论物理学追寻宇宙和谐性 的使命是相通的。同时， “也只有德国理论物理学家才会从一开始就明确地怀有 这种浓厚的哲学色彩物理认识论的动机去从事物理学研究。 这个动机既 是许多德国卓越物理学家科学生涯的出发点，也是他们生涯的终点。 ” 2.1.2德国的教育、科研环境 19世纪初，德国的教育改革，不仅对教育本身，而且对科学的发展、科学精 神的弘扬，乃至对德国社会的发展都有着特殊的意义。 “若没有教育的改革，任 何改革都是不彻底的。 ” 德国科学界的泰斗、伟大的地理学家和探险家洪堡在1810-1814年间着手对 普鲁士的教育事业进行了改革，并取得了很大成效，对后世影响深远。 首先，洪堡教育改革以新人文主义为指导思想，关注人和文化的协调发展， 强调从人的生存、发展、自由和解放的高度来理解和把握“人文”概念。洪堡认 马克思，恩格斯.马克思恩格斯全集（第三卷）m.北京：人民出版社，1979：213. 恩格斯.自然辩证法m.北京：人民出版社，1971：29. 赵鑫珊.普朗克之魂m.上海：文汇出版社，1999：107 赵鑫珊.普朗克之魂m.上海：文汇出版社，1999：108. 李伯杰德国文化史m北京：对外经济贸易大学出版社，2002：171 爱因斯坦科学探索动机分析 10 为“教育的目的是按照自然本性发展个人的所有天赋和能力，使受教育者成为希 腊人。 ” 洪堡改革的目的就是要充分发展人的个性，使受教育者成为全面、和谐 发展的人。 其次，洪堡给教育制定了目的，就是把教育、新人文主义和理想主义统一起 来，强调教育的非目的性，反对教育的功利化。 “教育的任务，是把受教育者塑 造成全面发展的人，使受教育者的各种能力得到全面开发，成为完人 。 ” 尤 其是对信念和个性的培养。洪堡认为： “听大学讲座本身其实只是偶然的；真正 所需要的是， 年轻人在学校和进入社会生活之间有几年能专心致志地在一个汇集 了许多教师和学生的地方进行科学的思考。 ” 因此，大学也不该再是学校，因为 在那里不应该再由教师和学生之分，而只有“受到指导的研究者” （大学生）和 “独立的研究者” （教授） 。洪堡依据的就是两项新人文主义的原则： “第一，学 术和教学自由， 第二， 教学与学术研究相统一。 ” 正如麦克莱兰在 德国的国家、 社会和大学，1700-1914年一书中指出的：科学及其进一步发现是学者的手段， 而非目标。全面提高个人素质和培养一种全面、敏捷、清晰和富有独创性的思维 习惯才是目标所在。 “物理学革命之所以发端于德国， 政治上的统一和经济上的繁荣是坚实的基 础。 ” 1871年1月18日统一的德意志帝国成立，资本主义经济获得了突飞猛进的 发展。雄厚的经济实力促进了技术和自然科学的迅猛发展，国家和私人有可能把 较多的资金用于科学和教育事业，建立各种设施，建造和更新实验设备。交通和 邮电事业的发达，又大大方便了科学交流和信息的传播。德国社会名流也倡导科 学，德国国王及政府向来就庇护、奖励和支持科学事业的发展。著名科学家赫尔 姆霍兹说： “一个用自己的力量和智慧在文明民族中得到优越地位的国家，假如 它还想保持它的既得地位， 那么它就不应该把解决科学根本问题的责任推到其他 国家或个人的头上去，因为这是它的耻辱。 ” 德国学术中心星罗棋布，这些学术 中心成为各种思想荟萃交融之地，这使得德国学术思想纵横交错，新的学说层出 不穷，形成了百家争鸣，求同存异的局面。为新思想和新理论的提出创造了一种 自由的气氛和温床。 德国科学界有着优良的学风，科学家们博采众长，独辟蹊径，自成一家；对 李伯杰德国文化史m北京：对外经济贸易大学出版社，2002：171 李伯杰德国文化史m北京：对外经济贸易大学出版社，2002：171 洪堡，转引自李伯杰德国文化史m北京：对外经济贸易大学出版社，2002：172 韩水法谁想要世界一流大学？j读书，2002，3：140 中国科学院科技政策与管理科学研究所科学哲学室，中国科学院自然辩证法通讯杂志 编辑部科学与社会m北京：科学出版社，1988：130 中国科学院科技政策与管理科学研究所科学哲学室，中国科学院自然辩证法通讯杂志 编辑部科学与社会m北京：科学出版社，1988：132 南京航空航天大学硕士学位论文 11 于科学问题，务求彻底，绝不半途而废，苦心孤诣、潜心学术、淡泊名利，把追 求真理视为人生最大的目标和最有意义的事业。 这种品质在爱因斯坦的身上表现 得尤为突出。从18世纪起，德国科学界的泰斗就不乏其人，进入19世纪更是人才 荟萃，灿若群星。在这些伟大人物周围又聚集了一大批才华出众的人才。在19 世纪末20世纪初，德国理论物理学和实验物理学的实力是相当雄厚的，成为很多 国家的物理学者的向往中心。 2.1.3爱因斯坦科学探索的物理学背景 1687年，艾萨克牛顿出版了他的自然哲学的数学原理 ，标志着物理学 的真正诞生。到了19世纪后半叶，继牛顿力学之后又完成了有关热现象和电磁现 象的两个理论体系。 这样， 以牛顿力学为基础统一了声学、 光学、 电磁学和热学， 有效地支配着小到超显微粒子、大到宇宙天体的物理世界。诚如德国物理学家劳 厄所说，当时经典力学和经典物理学已经“结合成一座具有庄严雄伟的建筑体系 和动人心弦的美丽的庙堂” 。 19世纪末，许多物理学家对当时物理学的状况感到 满意，认为物理学大厦的主要框架已经构建起来了，剩下的工作只需墨守成规， 修修补补使这座大厦更加完美而已。至于发现新事物，创造新原理，前人没有给 后人留下施展才华的空间，根本无须为此劳心竭力。物理学的现有理论已经完美 无缺了，物理学的前景已经暗淡无光了。 但实情并非如此，在经典物理学晴朗的天空上已经乌云翻滚；在物理学平静 的湖面之下正在涌动着物理学革命的岩浆。 19世纪中叶，被誉为电磁波之父的麦克斯韦在研究分子运动的时候，发现经 典物理学的能量均分定理与实验事实不符这个经典物理学的内在矛盾， 发起了对 经典物理学的第一次挑战。同样是在19世纪中叶，法国天文学家勒维列通过对水 星轨道的深入研究，发现了水星轨道近日点进动的超差现象。水星近日点的进动 问题在牛顿的经典物理学框架里无法得到解决， 这暴露了经典物理学在天文学方 面的缺陷与漏洞。在热力学中，热力学第二定律的不可逆性同牛顿力学的可逆性 相对立。 电磁场理论中电磁波以有限速度传播的结论与引力的瞬时超距作用又是 相对立的。此外，麦克斯韦的电磁场方程和伽利略相对性原理也是不协调的。还 有电磁现象中质量和电动力的速度相关的发现同牛顿力学中的质量和力的速度 无关的观点也是相矛盾的。 为了解决这些矛盾， 少数有战略眼光的物理学家开始探索新的物理学认识论 和方法论。独具慧眼的马赫就看出了经典理论框架的局限性，他于1883年出版了 他的力学及其发展的批判历史概论这部历史性著作。马赫以怀疑的经验论哲 学为武器，对经典物理学理论体系的内在矛盾进行批判，最击中要害的是对牛顿 转引自李醒民激动人心的年代m成都：四川人民出版社，1983：13. 爱因斯坦科学探索动机分析 12 力学绝对时空观念、绝对运动观念和惯性观念的批判。 牛顿认为，时间和空间都是绝对的， “绝对的、真正的和数学的时间自身在 流逝着，并且由于它的本性而均匀地，同任何一种外界事物无关地流逝着” ， “绝 对空间由于它的本性，以及它同外界事物无关，它永远是等同的和不动的。 ” 马 赫认为，牛顿的绝对时空观是一种先入为主的纯粹的思辨产物。时间和空间都是 相对的，是与事物的变化相联系的，是我们从事物的变化中所得到的一种抽象。 马赫认为，我们在考察一个物体的运动时，我们是就这个物体与其他物体的关系 而言的，谈论物体在绝对空间中的行为，要犯双重错误。一是我们就不能知道物 体将怎样运动；二是无法判断物体的行为，来验证我们的论断。这样的论断也就 没有任何自然科学的意义。一个物体的运动总是只有在相对于别的物体时，才能 加以判断。对于惯性，牛顿认为是物体自身所固有的性质。马赫反对说，惯性是 反映物体与整个宇宙相互关系的一个物理量。 一个处于虚空空间中的物体是没有 惯性的，谈论孤立的物体的惯性是毫无意义的。 马赫之后， 法国科学家彭加勒敏锐地觉察到了伽利略相对性原理与麦克斯韦 电磁理论这个经典物理体系的内在矛盾。 他明确指出了相对性原理不仅对力学现 象而且对所有的物理现象都应该适用，即具有普适性。相对性原理对于固定的观 察者或者对于作匀速运动或平移运动的观察者来说， 物理现象的定律都必定是相 同的。此外，彭加勒还第一个讨论了假设光速不变性的必要性。最让人惊叹不已 的是他超前地预见到了物理学未来的发展轮廓： “也许我们将要建立一门崭新的 力学，我们已经可以窥见这门力学的一鳞半爪，在这门力学中，惯性随速度而增 加，光速会变成一个不可逾越的界限。 ” 可见，伟大的彭加勒早在爱因斯坦之前 就提出了可作为狭义相对论基础的两个基本思想相对性原理与光速不变原 理。只是囿于他的狭隘眼界，没有认识到这两个原理在未来新物理学中应具有的 基础原理地位， 因而没有把它们从一般的物理学原理提升为基本的物理学原理而 已。经过马赫、迈克耳逊-莫雷、彭加勒等人的探索和发现，经典物理学革命的 相对论方面的酝酿和准备工作已经就绪。 “新物理学一批成熟的果实已隐藏在绿 叶丛中微笑，等待着独具慧眼的物理学大师去发现和摘取。 ” 而幸运的爱因斯坦 正处在这个科学的转折时代。 在认识论上，马赫指出： “用力学来解释一切自然现象是一种偏见，应该揭 穿力学神话 ，任何特殊类型的自然现象的规律都没有资格作为解释其他现象 的基础，应该寻求对各种现象的统一解释” 。 彭加勒“从非欧几里得几何学的成 爱因斯坦.爱因斯坦文集(第一卷) m北京:商务印书馆出版，1976：86. holton:thematic origins of seientific thought.,harvard uninersity press,1973,p.177. 朱亚宗伟大的探索者爱因斯坦m北京：人民出版社，1985：16 董光璧科学历史的沉思m石家庄：河北教育出版社，2001：33 南京航空航天大学硕士学位论文 13 功看到了科学原理是可以改变的真理，提出理论的一部分具有约定的性质，人们 可以自由构造理论，由经验去选择。 ” 这些思想的提出和影响，为物理学革命准 备了认识论的条件。 1895年，德国物理学家伦琴发现x射线；1896年法国物理学家贝克勒尔发现 了放射性；1897年英国物理学家汤姆逊发现了电子。这三项发现震动了整个物理 学界，在经典物理学沉寂的水面上激起了千层巨浪，物理学的理论基础遭到了危 险。这猛烈冲击着物理学家们对经典物理学的“深厚感情” ，在物理学家心中造 成了极大的焦虑和恐慌：物理学何去何从？动机心理学认为，焦虑和恐慌是一种 强有力的动机因素，它推动科学家去探索解决危机的途径和方法。 综上所述，德国政治经济的高速发展、深厚的追求内在价值的文化底蕴、教 育、科研环境、世纪之交物理学的危机再加上爱因斯坦温馨、开放、追求智力享 受的家庭环境构成了爱因斯坦科学探索的大背景。 动机心理学认为： “在任何给定的文化或社会中，人们的行为方式都有相似 之处。在某种意义上，所有这些显而易见的共同之处都代表着从众。它表明 习得的行为是群体活动或文化的根本。 ” 动机是可以学习的，心理学家格列高 里 金波认为： “学习是指行为可能性发生相对持久的变化， 是强化练习的结果。 ” 科学家生活和从事科学研究的社会环境对科学家科学探索动机的形成是至关重 要的。爱因斯坦的科学探索动机正是在这个大背景下促成的，爱因斯坦也是在这 样的背景下从事科学探索的。 正如赵鑫珊形容普朗克何以有那么大的成就时所说 的： “以有为之人，逢有为之时，据有为之地 。 （三者缺一不可） ” （着重号原文 就有）用这句话来形容爱因斯坦也是很恰当的。 2.2爱因斯坦科学探索历程 2.2.1 爱因斯坦生平简介 爱因斯坦于 1879 年 3 月 14 日出生在德国南部小城乌尔姆一个温馨、 开放的 犹太家庭。 他的父亲母亲具有较高文化艺术修养， 爱因斯坦从小受到父母的熏陶， 他热爱大自然，对科学知识和大自然的奥秘有着强烈的好奇心。在他的叔叔雅各 布爱因斯坦和医科大学生塔尔梅的帮助下，爱因斯坦自学了大量的自然科学和 哲学知识，为他以后的科学探索打下了坚实的基础。 董光璧科学历史的沉思m石家庄：河北教育出版社，2001：33 美约翰p霍斯顿动机心理学m孟继群，侯积良，译沈阳：辽宁人民出版社， 1990：265 美约翰p霍斯顿动机心理学m孟继群，侯积良，译沈阳：辽宁人民出版社， 1990：106 赵鑫珊普朗克之魂m上海：文汇出版社，1999：19 爱因斯坦科学探索动机分析 14 1894 年，爱因斯坦因厌恶德国学校窒息自由思想的军国主义教育，自动放 弃学籍和德国国籍，只身去米兰与父母团聚。1895 年他到自由、开放的瑞士阿 劳中学补习功课；1896 年进苏黎世联邦工业大学师范系学习物理学。1900 年毕 业后由于他的落拓不羁的性格和独立思考的习惯，为教授们所不满，大学一毕业 就失业，两年后才找到固定职业。1902 年在朋友的帮助下被伯尔尼瑞士专利局 录用为技术员，从事发明专利申请的技术鉴定工作。他利用业余时间开展科学研 究，于 1905 年在物理学三个不同领域中取得了历史性成就，特别是狭义相对论 的建立和光量子论的提出，推动了物理学理论的革命。1914 年，应普朗克和能 斯特的邀请，回德国任威廉皇帝物理研究所所长兼柏林大学教授，直至 1933 年。 1914 年第一次世界大战爆发，他投入公开的和地下的反战活动。经过 8 年艰苦 探索，爱因斯坦于 1915 年