正文 第43章 麥克斯韋的科學、哲學遺產和20世紀物理學革命(4)(2 / 2)

廣義相對論、量子力學、相對主義的量子場論…成為一個係統的數學綜合,都用局域性的微分場方程的綜合來表述。這種數學語言的運用是20世紀物理學的標誌,是把數學介紹進物理學的係統性步驟。在這些方麵,麥克斯韋的成就是最大的,不愧為20世紀物理革命的先驅者。

這正如愛因斯坦講的那樣:

“正是麥克斯韋理解了場概念的重要性,他做出了基本的偉大發現——電動力學的法則應當用電磁場微分方程來表達。”

這又導致了光的電磁理論,這是物理學統一的又一偉大成就。

“關於場的時空法則的建立是由麥克斯韋完成的,請設想一下當他提出的微分方程向他證明,電磁場以光的速度在一切形式的偏振波中傳播時他的心情吧!在我們這個世界上,恐怕沒有人能有他那種感受吧?”

從愛因斯坦以上的話中我們可以看到,麥克斯韋是經典物理學的完成者,但他所探討的問題又遠遠超出了經典物理學的範圍,遠遠超出了他那個時代,所以我們說他是20世紀物理革命的先驅者。

另外,麥克斯韋對自然哲學(理論物理學)的探索在人類認識自然與人的關係上同樣具有革命性的和劃時代的意義。比如,他認為,科學家不能認為科學有一個穩固的基礎,科學知識是不斷變化的,真理是一個認識的過程……科學應該重視實驗的作用,但科學家的想像力更為重要;他強調了數學在科學探索中的重要作用,但數學又是人類理性的自由創造是超感性的,因而他十分強調科學家的主觀能動性和大膽創新精神。立足於實驗和實踐,但又充分發揮人的想像力、創造力,人就會越來越接近對實在的正確完美認識。注意,這裏講的是接近。麥克斯韋告訴我們,企圖完全了解自然隻是一種妄想,“大自然、宇宙不是透明的”,作為人,不應當有“完全認識自然的奢望”,重要的是,人要與大全融合為一。

“不害怕科學有一個不穩固的基礎,反對科學有一個凝固的複雜的基礎”,麥克斯韋提出的這種科學哲學觀已被當代的科學發展所證實。今天已經出現了一種全新的科學世界觀,我們可以把稱之為整體論的世界觀——把世界看成是一個有機的整體,而非部分的組合;生態學的世界觀——在自然過程中,一切現象都是相互依賴的,眾生平等,沒有貴族與平民。從終極的意義上講,這種生態意識是人類精神的自我意識——個人是與大宇宙不能分開的,人隻有與大自然和諧相處,才會過上真正人的生活。在卡普拉看來,20世紀,正在形成中的新的科學世界觀的特點有以下5個:

第一,在科學中,曆來都存在整體與部分之間的關係。經典力學的觀點是:在任何複雜的係統中,整體的動力學可以從構成它的諸部分的性質來理解。一旦你認識了部分的構成與性質以及它們之間的相互作用,原則上就可以演繹出整體的動力學。

這就是說,為了理解複雜的係統,就必須把它們分解成部分(原子論),但這些部分自身是不能作進一步解釋的,除非把它們分成更小的部分。不過,你隻要想把這個過程繼續下去,你就隻能最後得出存在著構成宇宙之磚的結論:分子、原子、粒子,這些磚的性質是不能解釋的。從這些宇宙之磚和它們之間的相互作用的基本規律出發,你就會構造出一個更大的整體,並根據其組成部分的性質解釋其動力學性質。古希臘的德謨克利特就是這樣的。牛頓、笛卡爾隻不過是把這個過程形式化了。一直到20世紀,這都被公認為是科學的觀點。