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愛因斯坦傳 - 38 / 48
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愛因斯坦傳

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愛因斯坦在完成廣義相對論的探索後還提出了「原理理論」,這一概念也具有普遍意義。要掌握理論的本性,首先需要知道它所依據的普遍原理。在愛因斯坦看來,普遍原理是對各種可能的理論進行選擇並加以限制的形式要求。因此它也稱為限制性原理。

狹義相對論的限制性原理是:物理方程對於真空中的光速之不變的一切坐標系都適用;廣義相對論的限制性原理是:物理方程對於彼此由連續的坐標變換相聯繫的一切坐標系都適用。愛因斯坦說,「不是用假設構造出來的,而是在經驗中發現的,它們是自然過程的普遍特徵,即原理,這些原理給出了各個過程或者它們的理論表述所必須滿足的數學形式的判據」。


  

原理理論使用的是分析方法,而不是綜合方法。其優點是邏輯上完整和基礎鞏固。對於原理理論,「邏輯的簡單性」要求起着十分顯著的作用,並且限制性原理乃是一個能動的因素。愛因斯坦不止一次指出過,狹義相對論指向它本身範圍以外,其所以如此,就依靠它所包含的限制性原理具有的能動性。

限制性原理包含作為邏輯前提的普遍原理又限制了它的普遍性。由於揭示了限制性,「那麼為什麼要這麼限制?」這類問題就是原理本身具有的,因而它又具有啟發性。我們可以從狹義相對論的限制性原理髮問:物理定律的參照系不限制在慣性系不行嗎?這個問題就指向狹義相對論之外。那麼從狹義相對論發展到廣義相對論,依據愛因斯坦的思路,其探索的思路過程在一定意義上可以這樣描述:從限制性原理的限制性出發,經過懷疑、探索和證實,達到對限制性原理的限制性加以否定。

一個限制性原理被突破了,另一個更普遍的原理取而代之。

正如同在擴大相對性的探索中所揭示的那樣:狹義相對論對於它所發展了的理論來說,是一個更加簡單、更加統一、更加普遍的理論。廣義相對論亦然。因此,無論廣義相對論還是狹義相對論,其追求的目標和達到的結果是相同的:不同水平上更加統一的理論。

愛因斯坦探索狹義相對論發展進而探索廣義相對論,其思路和推理的路標是這樣的:1.統一理論是有層次的或分等級的;它的層次或等級與理論普遍性的大小相適應。

2.不同層次的統一理論所組成的系列是有序的、有方向的;它的有序性與其中每一理論所處的位置相關。它的方向性與相鄰理論之間的包含關係相關:一個理論作為一種極限情形而被包含在更高一個層次的統一理論之中。

3.一個統一理論之中有內在因素可以導致更高的統一理論;其中存在的某種相對性和某種對稱性就是這樣的因素;擴大原來的相對性或對稱性就會導致更高的相對性、更高的對稱性,從而導致更普遍、更全面的統一理論。

4.以原來的理論為一個方面,沿著存在於其中的某種相對性或對稱性,引進新的因素作為對立面;找出兩個對立面之間正相反對之點,使兩個相反的東西方面、屬性、關係等並存,協調一致和共同起作用,從而構成新的等價性和對稱性;通過新的對稱性帶來一個新的統一理論,它成為兩個方面兩種力量,兩個領域的統一。

多麼瑰麗又炫人的理論之光啊,無怪乎愛因斯坦滿懷激情地說道:「任何物理理論都不會獲得比這更好的命運了,即一個理論本身指出創立一個更為全面的理論的道路,而在這個更為全面的理論中,原來的理論作為一個極限情況繼續存在下去。」

第三章

傳奇色彩的魅力1音樂魅力啟蒙愛因斯坦不但是一位偉大的科學家,而且還是一位出色的小提琴家,對音樂有很深的造詣。那末他是怎樣開始學習音樂的呢?

愛因斯坦的母親波琳是一位具有文化修養的賢慧母親。她愛好音樂,並是愛因斯坦的音樂啟蒙老師。有一次,母親坐在鋼琴前輕輕地彈着琴鍵,彈出的旋律就如潺潺的溪水。一曲結束,她回過頭一看,小愛因斯坦正歪着腦袋聽琴呢!他聽得是那樣的入迷。


  

年輕的媽媽感到孩子有很強的音樂感。她很高興地對小愛因斯坦說:「礁你一本正經的樣子,像個大學教授模樣!喂!親愛的小傢伙。怎麼不說話呀?」小愛因斯坦沉浸在音樂的世界,不答一句話。那時他只有3歲。

小阿爾伯特愛因斯坦的名字6歲開始正式學習小提琴。他那幼小的心靈就已經進入到優美的旋律之中,傳統的小提琴教授法並不是什麼藝術的享受,而是艱苦的勞動和體罰。甚至一連幾個小時進行反覆的、機械的弓法練習和指法練習。有時小阿爾伯特感到麻煩。

7年之後,他懂得了和聲學和曲式學的教學結構。他體會到演奏莫扎特作品的技巧和奧妙。琴弦和心弦一起共鳴了,他一生中的科學和藝術生涯也開始了。

愛因斯坦學習小提琴的技巧並不是通過正規的小提琴霍曼教程,而是通過莫扎特的奏鳴曲來學習的。他認為熱愛就是最好的導師,從此他愛上了莫扎特。小提琴也成了愛因斯坦科學生涯中的終身伴侶和歡樂女神。她為這位科學家驅散了憂鬱和喧囂,驅走了混亂和邪惡,她為科學家增添了美麗與和諧。

愛因斯坦在伯爾尼專利局作小職員的時候,有一次,一位喜歡和人吵架的同事在和人吵架後,來找愛因斯坦評理。愛因斯坦聽他說話的火藥味兒還很濃,大有一觸即發之勢,便笑呵呵地拿起心愛的小提琴,說:「來,來,我們還是來拉拉韓德爾吧!」這位同事忍不住笑了。因為作為德國古典作曲家的韓德爾的名字,在德語中也有「吵架」的意思。



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