希腊化科学与文化大融合时代

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1、主编： 李芸编辑： 温新红校对： 么辰E-mail押6读 书 2012 年 12 月 14 日星期五Tel押 （010） 82614599阅读分享英国物理学家狄拉克在 1925 年提出了一个 电子的相对论性的波动方程， 这在当时是一件惊 天动地的大事。狄拉克方程 “不从实验出发” 、 不 考虑任何物理模型 （狄拉克对海森伯等人想用建 立模型的方法解决电子自旋的问题嗤之以鼻） ， 但是他得到的方程却连狄拉克本人都极感意外 地自动得到电子自旋， 还得到物质居然还有反粒 子！ 你说他的方程是多么神奇。所以人们才觉得 狄拉克简直是 “神来之笔” 和 “具有魔力” ！1933 年， 狄拉克因为这个方程与

2、薛定谔共同获得诺贝 尔物理学奖。 每一位物理学家， 或者希望了解狄拉克的读 者，都希望知道为什么狄拉克能够有这种令人惊 讶的 “神来之笔” ， 奇迹般地创建了 “别人无法想 到” 的微观粒子运动的方程？ 这显然是一个非常吸 引人而同时又非常难以回答的问题。丹麦当代物 理学家赫尔奇 克劳希望他写的 狄拉克： 科学和 人生 这本书， 能够回答这个问题。 那么克劳是如何解读狄拉克的奥秘呢？不能 说他已经全部揭开了其中的奥秘，但是他的研究 具有很大的价值，是一本相当成功的并具有探索 性的科学家传记。克劳的成功之处在于他深切了 解并描述了狄拉克科学思想的精髓，那就是狄拉 克深信 “数学美学原理” 是了解

3、宇宙奥秘的唯一钥匙。他深信整个宇宙是按照数学美的原理构造出 来的， 物理学家只有深入研究宇宙的数学结构， 才 可能发现宇宙的奥秘，而且他也因此取得了巨大 的成功。 狄拉克之所以有这样的认识是有原因的。 狄拉克方程取得巨大成就后，却意外地经历 了一番挫折。他的方程要求有一种全新的粒 子这粒子的质量与电子质量相同，但却带正 电。狄拉克开始没有胆量提出一个前所未知的新 粒子。他退而求其次想用一个原有的粒子质 子来代替方程所需要的新的反粒子。结果其他物 理学家对他的这一意见立即作了严厉批评，这样 狄拉克才回过头来承认方程自动得到的新粒子是 一个全新的粒子，这个粒子就是现在人所共知的 正电子。 这一挫折

4、使狄拉克潜心思索其中的经验和教 训。狄拉克在构建电子波动方程的过程中， 在本质 上使用的是纯数学方法， 挫折使他认识到物理学家 更应该相信的是数学方程！经过一番努力思索， 他 终于提出此后他特别钟爱的 “数学美原理” 。 1930 年， 狄拉克在他的划时代著作 量子力 学原理 一书中首次明确地提及物理学中的美。 1936 年狄拉克在 相对论波动方程 一文中， 首次使用诸如美、 美丽的、 漂亮的， 或者丑陋的等 字眼。他从量子电动力学的困难中得到进一步启示。我们知道， 一直以来量子电动力学是典型 “丑 陋的” 物理理论例证。 1939 年应该是狄拉克大力发展他的数学美 原理的一年， 这年他在 数

5、学和物理学的关系 一文 中， 详细地阐述了物理学中数学美的关系。他认为 在科学研究中如果将数学推理方法和经验归纳法 作一个比较， 那么前者更加重要， 因为 “数学推理方 法能够使人们推导出尚未做过的实验结果” 。 狄拉克 1956 年访问莫斯科大学时， 他遵照这 所大学的传统， 在黑板上题词并永久地保存下来。 他在黑板上写的是：“一个物理学定律必须具有数 学美。” 1963 年在都柏林发表的拉莫尔演讲中， 狄拉 克说：我们应当把数学美作为我们的指引灯 塔，去建立一些有意义的理论首先它们得具 备数学美。 这已经又进了一步， 要求物理学家 “把数学美 作为我们的指引灯塔” 。 克劳在他的著作中，把

6、狄拉克这一思路描述 得非常清楚和精彩，可以说是对狄拉克最重要的 遗产科学美学， 尤其是数学美学原理， 作了一 次全面细致的总结。 1982 年在庆祝狄拉克 80 寿辰的时候，狄拉 克发表了一篇题目是 美妙的数学 的文章。克劳在书中对这篇文章这样评价道： “这在理论物理学杂志中是个非常罕见的题 目， 但它典型反映了狄拉克的个人倾向。显然他 不仅仅为数学美而数学美。 狄拉克毕竟是一位物 理学家， 而且他坚信， 数学美的方法将促使真正 的物理学， 促使最终能被证实的结果。 他认为， 实 际情况一定会是这样的， 因为自然恰好是按照数 学美原理来构造的。他在 1939 年的阐述和他在 26 年后的阐述完

7、全一致：人们也许可以说， 上 帝是一个非常高明的数学家， 他在建造宇宙时用 了非常高级的数学。 ” 克劳的这本书不仅仅是中国唯一的一本狄拉 克的传记，而且也是世界上少有的狄拉克传记中 最好的一本。他不仅仅让我们前所未有地知道狄 拉克的生平故事，而且使我们学习到很多科学美 学的知识。因此这是一本不可多得的优秀的科学 家传记， 值得读者青睐。 但是克劳这本书也有一个缺陷，他没有仔细 分析狄拉克何以会把他的数学美推向极端，因此 在研究上出错。其实这种研究非常重要。狄拉克： 科学和人生 ， 丹赫尔奇 克劳著， 肖明、 龙芸、 刘丹译， 湖南科技出版社 2009 年 4 月 出版与 院士心语 的主编李

8、浩鸣和蒋晶丽相熟相知， 看到 他们编辑的这部作品， 自然而 然地兴奋，读罢更是情涌胸 臆。 两院院士是我国科技教 育战线的特殊群体， 他们代表 着中国科教事业的最高水准。 最近若干年流行 “软实力” ， 几 多官员靠 “软实力” 青云晋升 拓路， 凡多企业家炫 “软实力” 圈地骗贷有术，几多学者也拣 点便宜拿到课题费，于是乎皆 大欢喜， 甚至 “走出去” 不知扬 了哪家的威风！ 说一千道一万， 凡事皆由人， 凡事皆靠人， 凡事 皆为人。 发展中的中国， 最宝贵 的是人才。新知识、 新技术、 新 产业哪个不是靠人才创造！诺 贝尔奖一百多年，中国至今没 有在科技方面有所斩获，让中 国人盼得眼蓝心痛

9、。没有科技 创造型人才，怎么可能有原创 性的科学成果呢？ 那么人才哪里来？其实非 常简单。当代人最容易忘记常 识， 人才是培养的， 人才是成长的， 不是拔苗助 长而得， 不是金钱堆积而来。中国的院士就是 科教人才之佼佼者，研究他们的学术道路， 我 们可以总结人才培养与成长的经验。 这里的问 题是， 现代社会分工极其细化， 院士之所以成 为院士，其学术道路往往具有强烈的专业性， 说白了，专业性的另一面就是深入与狭窄， 这 也是许多院士淡泊于非专业问题的重要原因。 有人也许责备， 怎么两方面的话全让你说 了， 请君勿急也。 无论院士的专业如何不同， 但 我们可以从个性提炼出共性， 从特殊性提炼出

10、普遍性。 而人才之为人才， 最基础的是态度、 胸 怀、 眼界等等， 而这正是媒体应该担负的使命 与责任。 中国科学报 一直筚蕗蓝缕， 努力将 院士的治学经验变成整个民族的精神要素， 李 浩鸣主持的 中国院士治学格言手迹 就是一 次成功的探索， 我至今感佩国家博物馆收藏时 的盛况， 当时出席的各界贤达皆希望蔚成风气 推向全国。新闻形成历史， 历史又是新闻。现 在， 湖南大学科技新闻与传播研究所李浩鸣教 授和校报编辑部蒋晶丽在 中国院士治学格言 手迹 基础上， 丰富内容、 简化形式， 编辑成 院 士心语 ， 由湖南大学出版社出版， 这确实是新 的科普尝试， 相信一定会让更多读者受益。 党的十八大回

11、应人民对美好生活的新期 待，提出到 2020 年国内生产总值和人均国民 收入翻番的宏伟目标， 全国人民倍受鼓舞。对 于科教工作者来说， 更要看重财富翻番背后的 潜台词， 那就是整个民族科学知识、 科学思想、 科学精神、 科学能力的更大提升， 因为我们不 可能像前 30 年那样支付资源、环境和劳动力 成本。 唯有创新才能破解所谓经济增长方式转 变的难题， 建成创新型国家与建成全面小康社 会是一体两面。 要建成全面小康社会， 就要建成创新型国 家； 要建成创新型国家， 就要大力发展科技和 教育； 要发展科技和教育， 就要弘扬两院院士 的治学精神；要弘扬两院院士的治学精神， 就 要读 院士心语 。

12、是不是这样的逻辑？ 读者以 为然否？这本长达 746 页近 80 万字的希腊化时代 的科学与文化 是科学史奠基人乔治萨顿 （18841956） 的诸多皇皇巨著之一。也是继两年 前大象出版社推出希腊黄金时代的古代科学 后的姊妹篇。 迷恋希腊科学史的人会先读后者再 读前者， 作为对希腊化时代将古希腊的科学进行 了 “化” 的时代感兴趣的人大概会急不可待地先 读前者。 笔者对那个时代的科学文化以及与形成 大融合的时代特征， 世界上第一个博物馆和图书 馆的形成与毁灭以及对后来类似的科学设施的 属性的影响感兴趣。在获得此书之前， 已经下载 和阅读了很多有关资料， 也通过朋友在美国购买 了 The Hel

13、lenistic Age: A Short History。但是， 散 乱的资料到底不如一本专著更让人感到过瘾， 更 何况是萨顿的书呢。 希腊化时代指的是从骁勇善战的亚历山大 大帝在长达 13 年时间内占领了从小亚细亚到印 度的领土，建立了希腊历史从未有过的伟大帝 国。 在他年仅 33 岁去世后， 他的三个主要将领争 夺大帝遗留下的领地， 形成三个主要部分： 由安 提克统治的马其顿和希腊；由塞琉西控制的西 亚； 托勒密控制的埃及。亚历山大的征服使得旧 希腊终结， 新希腊时代开始。希腊化时代大约从 公元前 330 年到公元前 30 年。在这个短短的接 近 300 年的时间内，“他创造了一个遍及世

14、界的 国际帝国， 这个帝国在马其顿人的统治下把不同 种族、 肤色、 语言和宗教的人民联合在一起， 但具 有至高无上地位的文化和语言却是希腊的。 ”“东 方和西方走到了一起， 而且在这些地区东南 欧、 东北非和西亚， 总有或多或少的融合， 并且融 合从未停止。 ” 在这个希腊化过程中， 具有决定性 作用的是在埃及亚历山大里亚创立的博物馆和 图书馆。在笔者教学中有重要的一部分是讲西方科 学传播史， 必定要讲到希腊化以及在希腊化过程 中起到重要作用的博物馆和图书馆。 很多西方教 科书中都将亚历山大博物馆的属性和作用与今 天的科学技术博物馆等同看待， 或者认为今天的博物馆的前身就是亚历山大博物馆。但是

15、， 在查 阅有关文献的时候却发现，两者具有重要的差 异， 甚至是本质上的差异。 在 希腊化时代的科学 与文化 中， 萨顿通过文献档案以及考古研究结 果推断，“这个博物馆是一组准备用于各种科学 目的的建筑， 它的成员们像一所中世纪的学员中 的同事或辅导教师那样生活在一起。 ”“据我们所 知， 这是最早的有组织的集体研究机构， 而且它 不是根据政治或者宗教命令组织起来的， 它除了 追求真理外没有别的目的。” 今天博物馆的英文 名字 “museum” 来源于缪斯女神的神庙 （Musai） ， 又被称为 “知识的神殿”（The Temple of Knowl- edge） 。欧里庇得斯创造了 “mus

16、eum” 这个词是他 曾经提到鸟的 museia （展示厅） ， 是鸟儿们在一起 唱歌的地方。 可见最初博物馆的创意并不是对外 展出科学技术的场馆，而是学者们讨论的场所， 与今天的科技馆没有任何关系。 在希腊化过程中起到更重要作用的是附属 于博物馆的图书馆。萨顿认为：“我们可以假定， 希腊化时代的几乎每一个城市都有自己的图书 馆。这些图书馆一般都由统治者和艺术家拥有， 并且对他们的家族开放。那些能给宫廷增光的学 者、 诗人和艺术家可以使用图书馆， 但没有一家图 书馆是现代意义上的 公共 图书馆。” 亚历山大图 书馆利用了自己得天独厚的地理位置，将出入红 海和地中海的船只扣押， 搜走所有的图书， 由学者 们抄录下后， 将原件留下， 副本交还给主人。从希 腊时代收集的文献和半抢夺方式积攒起来的图书 馆藏书达到 50 万 70 万卷。由于那个时候没有 纸，所有的文献都记录在纸莎草（papyrus, 复数： papyri， 今天英语 paper