首要的几件事情

我要讲的是科学家的基本动机是什么；在我努力成为一个科学家期间，科学家的生活发生了怎样的变化？以及当社会使得一个物理学家能从事物理研究时，他能从社会中得到什么，和他应当为社会做些什么。

首先，我想讲与此有关的几件事情，我从中学得了与我现在要讲的题目有关的知识。我的第一位老师是玻兰义。但是如果我列举我从他那里学到的一切，我将无法深入下去。第二件事是奥斯特瓦尔德的《伟大的人》这本书。这是一本关于几个伟大科学家的故事集，每个故事都有作者的按语，它给出了他研究这些伟大人物时获得的最精萃的想法。在我的记忆中，另一件事是在普林斯顿和詹姆斯 · 弗兰克的三次长途步行。那是在希特勒统治最初的黑暗时期。我们当时讨论的问题正是我今天要讲的问题。最后，有一些最近同历史学家和科学哲学家的谈话，包括现在在我们中间的梅拉博士。这些谈话对于澄清我的一些观点十分有益。

复杂世界的规律性

我的一位朋友喜欢引用我的话作格言：我希望一生中我完成的事情是留下更多的秩序和了解，比我已发现的还要多。我并不记得我什么时候告诉他这句话，但它包含着许多真理。我们周围存在着一个复杂的世界，它充满着难以预料的事件，当我们发现和知道一些事物具有某种秩序和不可改变的性质时，人的灵魂将获得一种安静。这还并非事情的全貌。如果我们深入考虑我们同自然的关系，我们很快会发现如果我们不能发现其中的规律性，我们就不能影响我们周围的事件。我所说的规律性是先后发生事件之间的联系。例如，我手中的黑板擦如果在桌子上方松手放开，它将落到桌面上。如果没有这些规律，我们就不能对事件施加影响，正如我不知道当我松手后黑板擦会掉在桌上，我就不能用黑板擦发出响声，也不会看到它跳起来。因此，我相信我们了解生命，在这种意义上，规律性使生命有可能对事件施加影响。

当然，物理学家感兴趣的规律要比这微妙得多。然而，我相信人们探索发现规律的动机对所有人来说是相同的，事实上，它与生命的本质密切相关。

那么问题就出现了，“我们探索规律性的限度是什么？”如果规律性如此完美以致我们能预见一切，知道一切，我们感到最幸福吗？如果前面我们对研究规律性的原因的分析是正确的话，那么答案是否定的。如果规律性已被完全发现了，如果我们能预见一切，我们将又处在我们不能影响任何事情的境地。在这种情形下，一切都被决定，我们的意志、我们的愿望将无法实现。因此，在这种意义上，目前的世界是最好的：存在着某些规律性，我们的生命需要它们。但这世界上也存在着大量的无规律性，它们同样是我们生命中不可缺少的。

物理定律“不合理的精确性”

这种情况在物理学中表现极为突出。我们有一些初始条件并没有显示出现律性，但许多自然定律却表示出精确得令人惊叹的规律性，然而在规律性和任意性之间仍然有一些我们简直无法预料到的十分明显的差别，也许这是物理理论最令人注目的结论。哲学家皮尔斯评论了物理定律不合理的精确性；现在狄拉克再次强调了这个事实，即我们没有理由，也没有迹象表明物理定律像我们发现的那样简单。因而，更进一步讲，科学远未消除奇迹；相反，科学承认并且注意到势不可挡的奇迹，它使我们科学家远比从事其他职业的人更加感到敬畏和受到约束。

我们渴望寻找秩序，不仅体现在努力认识一系列事件中的自然规律，而且也体现在我们自己已经创造的结构、理论和概念之中，数学完全是用来研究概念之间关系的规律性，而且完全是为了这个目的而创立的。但是，物理理论也有错综复杂的结构。解释这种结构，例如，认识到理论的某些部分可以导致某种结论，会使我们得到巨大的满足。克莱因和诺特发现在任何力学中只要有与时间无关的拉格朗日函数，能量守恒定律就是有效的 · 这一发现一定使他们感到无比快乐和豁然开朗。我们中那些无缘发现基本电荷和金属中电荷载体的存在或者最适合描述这种载体的方程的人们，也许没有弄清事件的结构，但是至少明白了概括事物之间规律性的理论结构，仅此也足以使他们获得并已经得到满足。这样经历的快乐和数学家的快乐是一样的，这是一种真正的快乐。

科学家工作的结果

科学家的活动不是满足他们影响周围世界的愿望，而是满足这种愿望的崇高理想。我相信这是真的。可是很明显，科学家常常令人惊讶地影响了周围世界。没有现代科学，我们就没有无线电、电视机，没有汽车让大学生做路障，也没有反弹道导弹。这些都是科学家的活动的真实结果。可是，我坚持我说过的话。因为效果是科学家活动的结果，而不是科学家的动机。事实上，我们一些科学家同行当得知他们的成果和结论已被用以制造新药或新设备，他们常常感到非常不愉快。他们感到他们纯洁的愿望由于某种原因被压抑，他们感到他们崇高的科学由于被应用于社会的利益而被贬低，而社会本应无条件地支持他们，而不仅是为了谋取这种利益。我并不赞成这种态度，但它无疑证明，科学家纯洁的动机是影响事件进程的一种本能愿望的升华，而不是这种愿望本身。

在科学家的性格中是否有些消极的因素，使他容易脱离他的大多数同伴追求的目标，以至于拒绝加入吸引他的大多数朋友和同伴的研究呢？

虽然我不敢确信，但我觉得科学家对权势的欲望似乎升华到了这样一个高度，他对日常权势的欲望比一般人要小。直到几年前我才认识到，科学家中很少人过多地考虑那种不幸非常流行的对权势的渴望。6~7年前，当这种渴求经常在我脑子里显现时，我开始提出这个问题与同行和物理学界以外的朋友们讨论。我的大多数同伴并不理解我说些什么，而我的大多数物理学界外的朋友则明白我为什么要谈这个问题。因为对他们来说这是如此明白的事实。后来，当我回顾了许多过去我听到的关于这个问题的评论，包括我父亲关于为什么有那么多人觊觎大笔财富的解释以后，许多对我曾十分神秘的事情变得清楚了。

无论如何，我认为至少和我同龄的许多科学家倾向于退出我们社会中正在不断发生的争斗，喜欢过隐士般的生活。这实际上是那些选择科学为他们职业的科学家的特征。在一次同弗兰克散步的路上，他说：我们科学家用科学作麻醉剂，使我们能够忘记我们周围发生的事情，并因此推脱责任。那个年代的科学家想在偏僻地方学习，在幽静和隐蔽地方创立新的思想。

科学的变化

今天的科学家是否像30年前的科学家一样具有隐居的特性和喜欢过隐士般的生活，我不敢肯定。这使得我下面要讲另一个问题：在我的物理生涯中，科学发生的巨大变化。

我记得当我17岁时，父亲问我想一生干些什么，我说我想当一个科学家，最好是一位物理学家。他一定不相信我的话，因为他回答说：“在整个匈牙利有多少物理学家的职位？”我给了一个有点夸大的数字，说：“四个。”他没有仔细考虑我夸大的数字，问我是否想得到那四个位置中的一个。我们两人同意，如果我学习一些更有实用价值的知识，比如化学工程，可能更好。事实上，这是我获得了学位的那个专业。然而，在我17岁和授予我学位这之间较短的时间内，世界发生了很大变化。首先，它变小了，德国和匈牙利之间的距离缩小了，旅行时间再不像想象的那么漫长。在匈牙利外部谋取一个职业的想法不再显得荒唐。其次，物理学家的职位大大增加。玻兰义与我父亲和我有过一次严肃的谈话，他指出科学生涯并不像一般人认为的那么罗曼蒂克，我们应该认真考虑。在上述6年间，科学家的地位确实变化很大、1919年至少在匈牙利科学家被看作一种可爱但是非常古怪的人。到1924年，，在德国它成了一种职业，至少它意味着与世隔绝，但仍然是一种值得认真考虑的职业；即使在匈牙利对科学的轻视也变得宽容了。

这种进展从此一直在继续下去。当我期望人们选择科学生涯不要期望外界过多的报酬，在精神上追求一种学习、希望和创造性的生活时，或许我已不合时宜了。事实上，我们许多年轻人本着这种精神选择了科学生涯，但是也有很多人期望外界的报酬、有影响的职位、很高的荣誉，以及一种所谓的成功的生活。我不知道哪种潮流将最终取得优势。也许将会出现两者的混合物，也许那些坚持己见的人最终将离开科学，在学术界内外担任行政职务。但是可以肯定，本世纪初那种认为一个科学家理所当然的品德和特性，不能再认为是理所当然的了。今天的科学家在生活态度方面，与30年前非科学家的态度更为相近。这不一定好，也不一定坏，它或许比我看来的变化要少一些，但是肯定有一些变化。今日物理学家的自信与昔日物理学家年轻时表现出的自信大为不同。昔日物理学家几乎因为他异常的兴趣和努力而抱歉。

大科学的出现

另一个显著的变化是大科学的出现，现在出现了几千人的实验室。我们都感到东这样的实验室里做一名科学家，大大不同于孤独一人工作的科学家；由加速器管理委员会批准的20位科学家组成的小组使用一个70 BeV加速器，大大不同于本世纪初科学家苦思冥想的工作方式，虽然当时不是所有科学家都这样，但本质上是这样工作的。我不想详细讨论温伯格所谓的大科学，但很明显的是它大大加速了知识的获得；同样清楚的是，它不大需要隐居的科学家，而需要有较多我所说的传统和进取精神。

我已经讲了我成为一个物理学家以前几年的情形，下面讲一讲我的进展和给我最多快乐的工作。然而评价我过去的工作是不容易的。有人说，我对无限多的课题做了无限小的贡献。当然，这是不合理的责备；我没有致力于研究无限多的课题。

猜想的勇气

我的博士论文是试图——后来被证明是正确的——计算化学缔合反应的速率。这是一个像萨尔彼得在这个讲座里提到的那个问题：两个氢原子相碰撞并因而形成一个分子。有两个问题。如果我们在质心坐标系中考虑原子的碰撞，两个原子必然形成一个静止的分子，分子的能量是量子化的。那么，原子的动能不可能恰好有那么大，以至于使系统的能量符合分子能级中的一个。玻恩和弗兰克在一篇合写的文章里也强调了这一点。因此可以得出结论：缔合反应是不可能的，情况更糟糕的是，分子的角动量也是量子化的，碰撞的原子恰好有绕他们的质心那么多的角动量，这也是同样不可能的。当然，这一切是在量子力学建立前的几年的情形。如果没有从化学反应得到大量可信的实验信息，就会很自然地得出结论：简单的缔合反应是不可能的，或者说几率为零。在实验信息和研究化学平衡建立的基础上，我提出那个问题的解决办法是：（a）能级不是非常狭窄，而有一定的宽度，如果碰撞的原子对的能量处于能级宽度之内，反应能够发生；（b）关于角动量的限制应当被取消，两个原子的角动量会自动而神秘地成为普朗克量子h的另一个整数倍。这两个规定保证了电离化学平衡的正确建立，大体上解释了共振反应。像你们大多数人知道的一样，我一直对这些反应感兴趣。我讲这段历史，是因为我认为你们可能对量子力学建立以前人们思想中的某些困惑感兴趣。在那时，科学家的猜想比论证多。他们猜想的勇气比现在当现有的理论缺陷不能解决时猜想的勇气大得多。当然，我所说的没有同萨尔彼得的结论相抵触。萨尔彼得的结论是，两个氢原子碰撞形成一个氢分子，这种简单的缔合反应是非常不可能实现的过程，即氢分子的能级宽度很窄，而且彼此相距很远。很多年以后，我计算出了三个氢原子碰撞形成分子的速率。

探索的乐趣

听完我上面讲的故事后，我敢肯定你们不再想听其它的故事了。我确实说不清是什么给了我最大的乐趣。我总是喜欢科学工作，如果能够得出结论的话，我总是感到科学工作使我的思想更有条理，同样道理，在我阅读了一篇我理解的文章后，在许多情形下，我会感到怡然自得，十分欣慰。而且这种探索的快乐许多年里一直不减。晚年带来的是一种幸福和轻松，而且只要不是总想到自己无能为力，那么晚年将是一生中最幸福的时期。让我补充一下，如若不是涉及工作的成功以及时刻关注战争最终的结果，在战争期间为政府工作也是有趣而令人满意的。由于与其他物理学家合作而形成的友谊，也是快乐和满足的源泉。

最后一个问题是科学家与社会的关系，在700万人中只有4个物理学家的情况下，这种关系并不都重要。然而，现在美国每年花在研究上的钱达200亿美元，而全部国民收入是8000亿美元。因此，在一个2亿人的国家里大约500万人直接或间接地从事各种研究工作，这个问题的重要性就不可同日而语了。

快乐人生的殊荣

我一直提倡的是我们弄清楚我们欠社会的有多少。社会使我们——如果看看周围，我发现社会特别优待我们——能做我们想做的事情，做使我们感到最快乐的事情。我认为我们应当有益于社会而不应当对我们的结论或发现是否被用于实际而感到恼火。奥斯特瓦尔德的那本书指出，他书中的每一位伟人都是致力于解决一些实际问题，如治疗疾病，提高产量，或者其它类似的问题。他还指出，几乎每一位伟人都奉献了一生，向他的政府提出科学事业的管理问题及其实际用途的可能性，我们受到社会慷慨地支持，应当表现出谦虚和感谢，而不是蔑视那些不是科学家的人。我知道这可能引起争论：社会因支持我们而得好处——但是跳进水里抢救他人的人得到了什么呢？因此，我认为那种“社会的价值可以用它支持科学家的程度来判断”的论点，简直是令人讨厌。这种观点自然是对约翰逊观点的挑衅，他说：“那种具有研究天才的人应当受到社会支持的论点，与以前支持土地所有者有舒适生存权力的论点没有什么区别。这种论点伴随着一种类似的假设，即在普通人之上享有特权的人有较高的社会价值。”我认为我们应当尽力避免这种非难；否则只能有害于社会和科学，尤其有害于大科学。

[From A Life of Physics，World Scientific Pub. Co. ，1989]