今年是本世纪最伟大的科学巨匠爱因斯坦逝世40周年，又是爱因斯坦创立的相对论发表90周年，为表示对这位科学伟人及其科学思想的敬意，我刊特约请理论物理学家、对爱因斯坦科学理论素有研究的沈葹先生撰写专稿，本期先以随笔形式发表两篇，以飨读者。
——编者
物理学家郎之万曾这样评价过爱因斯坦：“他的伟大可以与牛顿相比拟；按我的意见，他也许比牛顿更伟大一些，因为他对于科学的贡献更深入到人类思想基本概念的结构中。”爱因斯坦的科学贡献——主要是三项物理理论的伟大创造，即光的量子论、狭义相对论和广义相对论，都使人类思想的概念结构发生根本性的转变，今年是这三项不朽之作建树的90周年和80周年，又是爱因斯坦逝世40周年，在此纪念的日子里，却不由得想起一个令人偶尔会有几分迷茫的问题：抽象的自然科学理论价值几何？
当然，尔今对于众口交誉的爱因斯坦理论，人们不会有半点迷茫。原子能的释放和激光技术的兴起，与人类命运祸福与共；这两项技术开发往往被溯源于爱因斯坦的理论预言，然而应当说，思想观念变革的意义更为深邃。1905年，爱因斯坦提出光量子假说，发表狭义相对论，从此改变了人类的物质观念和时空观念，具体说来，被爱因斯坦称作“革命性概念”的“光量子”显示了光波的内禀粒子结构，披露了微观物质体系的波粒二象性，替代了连续物质的传统观念，而作为狭义相对论的一个重要推论——物质的能量与质量成正比，其数值很大的比例因子c2（c是光速）暗示了即使是静止的物质也蕴藏着巨大的能量；这个质能相当关系不仅为原子能源的探索可能性提供了理论依据，而且对于物质最基本的运动属性亦给出了精确、全面的理解。再则，基于光量子概念，并提炼了辐射体系的量子统计规律，爱因斯坦预言辐射受激发射现象及其提高其发射强度的可能途径；这就是日后激光技术兴起的理论依据，实际上也是对微观物质体系能量量子化和量子跃迁概念的充实和发展。能量量子化、能量与质量相当以及狭义相对论关于物质质量随运动速度按其确定因子增大的结论，从各个侧面丰富和拓宽了现代物质观的内涵。
诚然，狭义相对论最主要的成就是对牛顿力学中绝对时空观念的突破：时间和空间不再是彼此分离、绝对不变、与物质运动相脱离的空架子，而是彼此结合成一个随物质运动变化着的四维时空统一体。所以，狭义相对论使人们开始将运动物质与其所依托的时空构成一个完整的客观实在来加以认识；这就让现代的时空观立足在牢靠的物质基础之上。然而，赋予时空以更直接、更生动的物质内容的是1915年建成的广义相对论。该理论确立了自然科学领域中一种最奇妙、最清新的观念：四维时空随着物质分布及其运动状态的变化而发生弯曲；弯曲时空等同于物质的引力场。于是，爱因斯坦把时空和物质完全统一了起来；那末，现代的物质观和时空观又一次得到昇化。此外，广义相对论的基本原理用于研究宇宙整体运动，则导出宇宙有限无界、不断膨胀的闭合型演化模式，从而把人类对宇宙的朦胧意识引向所谓“诗一般的境界”。
上面勾划了爱因斯坦理论创造中概念变革的主要成果。我们且不去具体谈论其理论预言转化为技术应用而导致社会生产力发展的明显事实，只是探究一下观念上的转变，对于社会进步到底会产生多大影响？用当今方式的语言来说，引发现代科技革命的物理学革命乃发端于爱因斯坦富有革命性内涵的新思想渊源；至于现代科技革命对于当今社会的巨大推动作用，则是有目共睹的。20世纪的物理学革命以相对论的创立和量子理论的创建并不断拓展作为两个鲜明的标志；由此人类对大自然从科学意义上的探讨既扩大到整个宇宙，又深入到亚原子粒子的物质结构层次。所以，科学界公认爱因斯坦为物理学革命的旗手和先导。他的理论所阐明的新物质观和新时空观被当作此后物理学理论研究和实验探案的出发点。例如，狄拉克电子波动方程的“正电子"推论打开了物质世界的另一半——反物质的窗口，这正是从体现对高速粒子的相对论性物质观念的能量-动量关系式所引出的结果。必须指明一-点，爱因斯坦不仅是量子概念的发明，而且为量子概念的深化、量子理论的发展作出一系列积极的贡献。20年代以后他为实践并检验自己创新的物质观念（包括对量子概念的理解），尽心竭力达30年之久；这一段研究经历同样是20世纪物理学革命的一个不容忽视的组成部分。爱因斯坦到晚年仍称赞玻尔在量子理论方面的创造算得上“思想领域中最高的音乐神韵"，则油然流露出他对于量子理论成果的溢美之情。我们认为，爱因斯坦的成就是多方面的。他始终是物理学革命的英勇旗手和卓越先导。
爱因斯坦曾被赞喻为“科学的艺术家"，他的理论像一座座漂亮的宝塔凌空而起，而其新奇的思想观念犹如一颗颗晶莹的珍珠和璀璨的玉丸悠悠然滑入人类思想的概念结构。人们只觉得美不胜收，只觉得神清气爽。且看理论“建筑"的基石，却是一两条逻辑简单的假设公理；此乃根据经验事实、通过形象思维而形成，十分坚固扎实，支撑得起内容丰盈的理论体系，高度对称是主要风格，从基石到"塔身"皆然。四维时空统一体显示一条精确的对称性原理，而时空对称性规定着其他对称性。比如电荷和电流；电场和磁场；能量和动量等等之间都是对称的，彼此可相互转化。相对性原理是相对论的前提性假设，亦便成了一切相对论性理论所遵循的一条基本公理。实际上，相对性原理反映的是物质运动规律在所有惯性参考系（狭义的情况）或一切参考系（广义的情况）的时空坐标之间的变换不变性。所以更确切地说，应称其为不变性原理；它与对称性原理是含义相当的。爱因斯坦描绘这种种对称性以及揭示具有本质意义的不变性原理，是出于对自然界内在和谐一致的基本认识；这凝结成他所有理论的核心原理一一统一性原理。追求统一是其全部工作的宗旨和建成优美理论的关键所在。而统一性的最突出表现是物质场的几何化，场与时空在动力意义上等同；弯曲时空概念和闭合宇宙模式，恰如“猫儿曝”那般撩人心扉，人们赞叹大自然天工自成的奥妙、佩服科学艺术家巧夺天工的锐敏。至于呈现为波粒二象性的量子概念，显露了物质连续性和分立性的统一。却宛若一颗最大的夜明珠，有点儿神秘莫测。爱因斯坦为探明其真谛而孜孜矻矻，后半生执着地谋求电磁场和引力场的统一，搜索连续场峰合分立量子的有效方式，可谓鞠躬尽瘁、死而后已，虽然“统一大业”未竟，但到底使人们领会了他的一片苦心孤诣，明白探索物质间各种相互作用场的统一，是理论物理进一步发展的正确方向。
爱因斯坦的成就，从观念到理论，以及建成理论的科学方法，无不在逻辑合理和美学标准上登峰造极。这符合人们求真求美的热切向往，因此，爱因斯坦的观念。从哲理到物理，都为大众所乐于研讨；他的影响，主要是改变了人类思想的概念结构，并化作后来的物理学家新的理论创造。例如在量子场研究中，对称性的探讨上升到主导地位，用杨振宁的话说，就是“对称性支配相互作用”；强调物质场的几何化、在四维时空和各种内禀空间中讨论场的动力学机制，则成为一种自觉的研究方式；由相对论中时空变换不变性推广得出的所谓规范变换不变性原理，被当作统一物质间电磁、强、弱、引力等各种相互作用场的新前提性假设，幸喜此假设十分有效，从而使爱因斯坦的统一愿望逐步付诸实现。爱因斯坦逝世以后，理论物理曾出现再度的繁荣，他的思想得以发展，在规范场理论和相对论宇宙学等研究领域里结出硕果。他不慕功利，而纯粹为展现“自然界的和谐一致”那样的无私动机，及其以此作为工作中“无穷的毅力和耐心的源泉”，以致艰苦卓绝地奋斗终身的高尚品格，为科学探索者们树立起难能可贵的纯真典范。
可是，物理理论艰深、抽象，尽管优美却离社会现实生活太远；即所谓曲高难觅知音，本是情理中事。记得爱因斯坦获取1921年诺贝尔奖时，授奖者的演说却回避了宏伟的相对论体系；原因是被人视作“理论物理中最典雅的艺术杰作”的广义相对论过于超凡脱俗，授奖委员会不明其日后是否会有实用价值。然而，“美”与“真”往往是联系着的。及至60年代天文学新发现表明，某些天体的强引力坍缩会引起大的能量爆发，于是有人觉得这或许是人类可更大规模利用自然力的一种先兆；但这仅是猜测罢了。对抽象的自然科学理论价值之评判，除了考察其是否可能转化成自然力的释放、技术应用的开拓乃至社会生产力的发展之外，还应辨别其是否对完善人类的自然观（包括物质观、时空观等），进而对锤炼人类的人生观（包括其认识自然、改造自然、促使社会进步的科学态度、科学精神、科学方法等）产生了决定性影响。
我们试问：引导科技革命的科学理论；改变思想概念结构的科学观念；促进科技繁荣的科学方法；激励具有创造性功能的人献身科技革命和社会进步事业的科学精神，这一切所产生的决定性影响，岂能以经济价值和短期效益来予以衡量？它们是现代社会文明的精粹，是人类全部财富中最可宝贵的无价瑰宝。何况如爱因斯坦的理论、思想和方法，更可称得上是人类最高智慧的几个结晶珍品；即便是难于确定其何时可能转化成物质力量的广义相对论，以及爱因斯坦关于统一场论的摸索经验，也会对造福人类、促进社会文明建设有长远的利益。科学理论往往会走在科学实践的前面，有时甚至超前相当大一段距离；不全面理解这一点，实用主义意念就会在几分迷茫中滋生。如今，发扬爱因斯坦的科学精神，坚持他所倡导的理论研究方向，克服一些片面的、不科学的思想倾向，才是对这位理论巨匠最实在的纪念。