序

——爱因斯坦

许多人献身于科学，但并非都是为了科学本身。有一类人来到科学殿堂，是因为这给了他们展示自己独特才能、过于常人智力的机会。这些人之所以爱好科学，是因为科学是他们自己的特殊娱乐。对这一类人来说，科学就像运动员在体育比赛中获胜一样可以使他们欢欣鼓舞、倍感愉悦，是他们自己雄心壮志的一种满足。还有另外一类人同样也走进了科学殿堂，虽然也同样付出了智慧，但与第一类人的区别在于——这些人是因为纯粹的功利目的。这些人之所以成为科学家，是因为他们在选择职业时的一些特定环境。如果他们当时所处的环境发生变化，那么他们很可能会成为政治家或商界领袖。如果上帝委托一位天使负责将我所描述的第二类人全部赶出科学殿堂，我担心这座科学的殿堂将几乎空无一人。即便如此，依然会有一些科学忠实崇拜者留在殿堂之上，这其中有前人先贤，也有是属于我们这个时代的。本书作者，我们的普朗克就属于我们这个时代中的真正热爱科学的人，这也正是我们爱戴他的原因。

我很清楚，如果简单地把第二类人全部逐出科学殿堂，也有可能会赶走许多做出过杰出贡献的人物，而他们也建造了科学殿堂的很大一部分，甚至可能是最大的一部分。但与此同时，很明显的是，如果致力于科学的人只包括我所提到的第二类人，即那种抱有强烈功利心的人，那么人类的科学殿堂也绝对不可能发展到今天令人仰视的规模，这就好比任何一座森林也不可能只有杂草、藤蔓而没有高大树木。

让我们忘掉他们吧。他们不理智。当我们认真审视、用心体察这些因真正献身于科学而得到了天使青睐的人，会发现他们大多都是古怪、沉默寡言和孤独的人。尽管他们有不少相似之处，但实际上他们彼此之间很不一样、区别很大，不像那些被天使放逐的人那样彼此相似。

究竟是什么把他们引入科学殿堂，并让他们把一生都奉献给了对科学的追求？这个问题很难回答，而且无法笼统地、简单地回答。就我个人而言，首先，我倾向于同意叔本华的观点——把人们引向艺术和科学的最强烈的动机之一，是要逃避日常生活中令人厌恶的粗俗和使人绝望的沉闷，是要挣脱人们自我反复无常的欲望，而如果不将视线从日常生活转移到艺术或科学中，这些欲望的枷锁将会不断地复制和相互替代或叠加。

其次，除了上述略带消极的动机外，还有积极的动机。人们总是试图为外部世界塑造一个可简单概括的形象——总想绘制出一幅简化的和容易理解领悟的图景。这就是诗人、画家、哲学家或科学家所做的，同时每人又都有自己独特的表达方式。他们把创作或创新的过程作为支点，把全身心都投入其中，只有这样他们才能在这里找到安宁和平衡，而这种平衡和安宁恰恰是他们在日常生活中所无法找到的。

在各种关于世界的图景中，理论物理学家绘制的与艺术家、哲学家和诗人的有什么区别呢？理论物理学家在描绘各种关系时，必须尽可能地保证逻辑的严谨、完整、统一和连贯性，以这样的标准只能用数学公式才能表达。另外，物理学家必须极其严格地控制、筛选研究的方向或主题。他只能选择人们直观感受或经验能够理解的最基本事物或运动过程，因为更复杂的过程已经超出人类大脑能直观理解的范畴，而恰恰这些复杂过程对于理论物理学家来说是必不可少的。

即使以牺牲完整性为代价，我们也必须确保表达方式与所要表达的事物之间纯粹、清晰和准确的对应。当一个人意识到自然客观世界中极其微小的一部分可以用精确的公式来理解和表达，而所有微妙和复杂的东西都必须排除在外时，自然会问，这样的成果能有什么吸引力？这种没有包含绝大部分客观世界的结果，能否配得上“世界图景”这个响亮的称号？

我认为确实如此；因为即使在研究自然界中最简单的事件时，也必须考虑其是否基于理论物理学体系中最普遍的规律。如果它们被完全了解，人们就应该能够通过纯粹的抽象推理从它们中推导出自然界的每一个过程的理论，包括生命本身的过程——我的意思是理论上，因为在实践中这样的推演过程完全超出了人类推理的能力。因此，在科学中，我们必须接受物理图景的不完整，这不是基于宇宙本身的性质，而是由于我们自己。

因此，物理学家的最高任务是发现最普遍的基本定律，从这些定律可以符合逻辑地推导出整个世界图景。但要发现这些基本定律，没有合乎逻辑的方法，只有直觉的方式，它是由一种对表象背后秩序的感觉所实现的，而这种共情是由经验发展而来的。因此，有人能说所有物理理论都是同样有效和可能的吗？从理论上讲，这个想法没有任何不合逻辑的地方。但是，科学发展的历史已经表明，在所有可以设想的理论体系中，有一种结构在每一个发展阶段都被证明是优于其他所有理论结构的。

对于每一个有经验的研究人员来说，物理学的理论体系都依赖于感官世界并受其控制，这是显而易见的，尽管没有逻辑的方式可以让我们从感官知觉进入理论结构背后的原理。此外，作为经验世界的文字记录的概念综合，可以归纳为几个基本法则，在这些法则的基础上合乎逻辑地建立起整体综合。在每一个重大的进展中，物理学家都发现，随着实验研究的深入，基本定律也越来越简化。他惊讶地注意到崇高的秩序是如何从看似混乱的事物中浮现出来的。这不能回溯到他自己的思维活动，而是由于感知世界中固有的一种特性。莱布尼茨很好地表达了这种品质，称其为预先建立的和谐。

物理学家们有时会责备那些忙于理论知识的哲学家们，说哲学家们没有充分认识到这一事实。我认为几年前恩斯特·马赫和马克斯·普朗克之间论战的根源就在于此。后者可能觉得马赫没有完全理解物理学家对这种“预先建立的和谐”的渴望。这种渴望一直是耐心和坚持不懈的源泉，我们看到普朗克因此而全心致力于解决物理科学中最根本的问题，而他本可以研究其他更容易的领域并获得更伟大的成果。

我经常听他的同事们说，他们认为普朗克的这种态度是源自他充沛的精力和过人的意志力等个人天赋。但我认为他们错了。为工作提供驱动力的精神状态，类似于笃信信仰的人或恋爱中人的精神状态。这种长期不懈的努力，并不是由任何深思熟虑后确定的计划或目的所激发的，它来源于灵魂深处的挚爱。

我相信马克斯·普朗克会嘲笑我，嘲笑我幼稚的提着“第欧根尼的灯笼”四处寻找。好吧！我为什么要讲述他的伟大？他不需要我微不足道的衬托。他的工作为科学发展提供了最强大的动力。只要物理科学持续发展，他的思想就会一直有效。我希望，他的精神力量对未来科学家产生永恒的影响。