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二科学发现纵横谈3（第1页）

二、科学发现纵横谈（3）

我愉快地告诉大家，埃尔萨瑟的建议刚提出不久，显示电子衍射的实验就在纽约开始了。更令人高兴的是，德布罗意论文的复印本到达美国的第二天，这项工作就开始了。实际情况与其说是判断正确，不如说是偶然机会。这项工作实际上开始于1919年的一次偶然的发现：次级电子发射的能谱以初级电子的能量为其上限，即使是用几百伏电压加速的初级电子亦是如此。实际上，这是电子在金属上作弹性散射。

由此便开始了弹性散射电子按散射角的分布的研究，后来又出现了一个纯粹是偶然的发现，弹性散射强度随晶体的取向而异。由此很自然地引起了对在预先确定好取向的单晶上作弹性散射的研究，这方面的工作是在1925年开始的，即德布罗意论文发表的次年，波动力学开始第一次大发展的前一年。由此可见，纽约的实验开始时并不是为了验证波动理论。只是到了1926年夏，我在英国和理查孙、玻恩、夫兰克等人讨论了这项研究工作，才使其具有这种特征。

对衍射电子束的研究开始于1926年秋，但到第二年才发现了一些，先是一例，后来接连发现了20个其他的事例，其中有19个可以用来验证波长和动量之间的关系，而且每次都在测量精确度范围内证明了德布罗意公式=的正确性。

我想扼要讲一下实验的结构。这一系列的实验持续了八九年，而且需要制备和更换复杂的仪器。不用我说大家就会知道，这些工作不是我一个人做的。我的许多同事自始至终都对这项研究作出了贡献，其中主要的有两位：特别能干的··孔斯曼博士和··革未博士。孔斯曼博士在研究工作的早期阶段就和我在一起。革未博士的才能和努力使大部分关键性实验得以成功，他是1924年接替孔斯曼博士的。

借此机会我还想对贝尔电话实验室研究主任，故的··阿诺德博士和对·威尔逊博士表示敬意。·威尔逊博士是我的直接领导人，他非常有远见，他预见到这些研究对通讯科学会有贡献。事实上他的看法是正确的，今天在我们的实验室，也像在其他工业实验室中一样，电子衍射应用于分析物质结构是非常成功和有力的。

但是我今天要讲的既不是这些，也不是从1927年以来在全世界各地的实验室中所进行的关于电子衍射的许多出色的和重要的研究。我只想借此机会对汤姆逊实验表示我的钦佩。这些实验在各方面和我们的不同。汤姆逊在那遥远的亚伯丁用这些实验与我们在纽约同时地证明了电子衍射和验证了德布罗意公式。我还应提到斯特恩和爱斯特曼于1929年卓越地进行了一些很难作的实验，这些实验与我们的研究课题有密切的关系。他们用这些实验说明了氢原子也遵循德布罗意-薛定谔的理论发生衍射。

电子衍射的发现对于增强我们关于物质波的物理真实性的信念是重要的和及时的。大家可以设想，假如没有发现衍射的话，那么，今天我们在这方面的信心就不会有如此之大，建筑在波的概念上的力学就不会如此成功地去说明原子物理和亚原子物理中的现象。

科学史上的东方和西方

作者：乔治·萨顿

乔治·萨顿（1884——1956），美国科学史专家。生于比利时的根特。在大学期间，学习过哲学、化学、数学、结晶学等专业，1911年获博士学位。1912年创办国际性科学史杂志《》，担任该杂志主编近40年，并发起成立国际科学史学会。他为科学史研究作出重要贡献，一生著述甚丰，出版著作15部，发表论文800余篇，代表作是《科学史导论》。

你听过美国西部牛仔的故事吧，一天他突然来到了科拉多大峡谷的边缘，感叹道："上帝，这里发生了什么事情！"你知道，如果这位牛仔指的是在一定时间内迅速完成的事情，那么他错了。在这个意义上，大峡谷什么也没发生。同样，科学的发展虽然比大峡谷的断裂快得多，但它是一个渐进过程。它看上去是革命的，因为我们没有真正看到这个过程，只看到巨大的成果。

从实验科学的角度（特别是在其发展的现阶段）来看，东方和西方是极端对立的。然而，我们必须记住两件事。

第一件事，实际上科学的种子，包括实验科学和数学，科学全部形式的种子是来自东方的。在中世纪，这些方法又被东方人民大大发展了。因此，在很大程度上，实验科学不只是西方的子孙，也是东方的后代，东方是母亲，西方是父亲。

第二，我完全确信正如东方需要西方一样，今日的西方仍然需要东方。当东方人民像我们在16世纪那样，一旦抛弃了他们经院式的、论辩的方法，当他们一旦真正被实验精神所鼓舞的时候，谁知道他们能为我们做什么，谁又知道他们为反对我们（上帝饶恕我）而做什么呢？当然，就科学研究领域来说，他们只能是与我们一起工作的，但是他们的应用可以是大不相同的。我们不要重蹈希腊人的覆辙，他们认为希腊精神是绝无仅有的，他们还忽视犹太精神，把外国人一律视为野蛮人，他们最后衰亡，一落千丈，就像他们的胜利顶峰曾高耸入云一样。不要忘记东西方之间曾经有过协调，不要忘记我们的灵感多次来自东方。为什么这不会再次发生？伟大的思想很可能有机会悄悄地从东方来到我们这里，我们必须伸开两臂欢迎它。

对于东方科学采取粗暴态度的人，对于西方文明言过其实的人，大概不是科学家。他们大多数既无知识又不懂科学，也就是说，他们丝毫也不应享有那种被他们吹嘘得天花乱坠的优越性，而且如果听其自便，他们关于这种优越性的支离破碎的想望，要不了多久就要消灭。

我们有理由为我们的美国文明而骄傲，但是它的历史记载至今还是很短的。只有300年！和人类经验的整体相比是何等渺小，简直就是一会儿，一瞬间。它会持久吗？它将进步，将衰退，抑或灭亡？我们的文明中有许多不健康的因素，如果我们想在疾病蔓延起来以前根除它们，必须毫不留情地揭露它们，但这不是我的任务。如果我们希望我们的文明能为自己辩护，我们必须尽最大力量去净化它。实现这项任务的最好的办法之一是发展不谋私利的科学；热爱真理——像科学家那样热爱真理，热爱真理的全部，愉快的和不愉快的，有实际用途的和没有实际用途的；热爱真理而不是害怕真理；憎恨迷信，不管迷信的伪装是多么美丽。我们文明的长寿至少还没有得到证明，其延续与否，还不一定。因此，我们必须谦虚。归根结底，主要的考验是经历沧桑而存活下来，这一点我们还没有经历过。

新的鼓舞可能仍然、而且确确实实仍然来自东方，如果我们觉察到了这一点，我们会聪明一些。尽管科学方法取得了巨大的胜利，但它也还不是十全十美的。当科学方法能够被利用，并且是很好地被利用的时候，它是至高无上的。但是，若不承认这种利用也会产生两种局限，则是愚蠢的。第一，这种方法不能永远使用。有许多思想领域（艺术、宗教、道德）不能使用它。也许永远不能应用于这些领域。第二，这种方法很容易被错误地应用，而滥用这取之不尽用之不竭的资源的可能性是骇人听闻的。

十分清楚，科学精神不能控制它本身的应用。首先，科学的应用常常掌握在那些没有任何科学知识的人手中，例如，为要驾驶一辆能导致各种破坏的大马力汽车并不需要教育和训练。而即使是科学家，在一种强烈的感情影响下，也可能滥用他们的知识。科学精神应该以其他不同的力量对自身给予辅助——以宗教和道德的力量来给予帮助。无论如何，科学不应傲慢，不应气势汹汹，因为和其他人间事物一样，科学本质上也是不完满的。

人类的统一包括东方和西方。东方和西方正像一个人的不同神态，代表着人类经验的基本和互相补充的两个方面。东方和西方的科学真理是一样的，美丽和博爱也是如此。人，到处都是一样的，只不过是这种特点稍稍显著一些或是那种特点突出一些罢了。

东方和西方，谁说二者永不碰头？它们在伟大艺术家的灵魂中相聚，伟大的艺术家不仅是艺术家，他们所热爱的不局限于美；它们在伟大科学家的头脑中相会，伟大的科学家已经认识到，真理，不论是多么珍贵的真理，也不是生活的全部内容，它应该以美和博爱来补充。

我们怀着感激之情回忆起我们得之于东方的全部东西——犹太的道德热忱，黄金规则，我们引以为荣的科学的基础——这是巨大的恩惠。没有什么理由说它在将来不该无限增加。我们不应该太自信，我们的科学是伟大的，但是我们的无知之处更多。总之，让我们发展我们的方法，改进我们的智力训练，继续我们的科学工作。慢慢地、坚定地、以谦虚的态度从事这一切。同时，让我们更加博爱，永远留意周围的美，永远留意我们人类同胞或者我们自己身上的美德。让我们摧毁那些恶的东西，那些损坏我们居住环境的丑的事物，那些我们对别人做的不公正的事情，尤其是那些掩盖各种罪恶的谎言；但是让我们谨防摧残或伤害那许多善良、天真事物中最弱小的东西。让我们捍卫我们的传统、我们对往昔的怀念，这些是我们最珍贵的遗产。

按照事物的本来面目认识事物——当然如此，但是我的灵魂的最高意向，我对那看不见的事物的怀恋之情，我对于美与公正的渴求，这些也都是真实的和珍贵的东西。那些我所不能理解的东西并不一定是不真实的。我们必须准备经常去探求这些感觉不到的真实，正是它赋予我们的生活以高尚的情操和最根本的方向。

光明从东方来，法则从西方来。让我们训练我们的灵魂，忠于客观真理，并处处留心现实生活的每一个侧面。那不太骄傲的、不采取盛气凌人的"西方"态度而记得自己最高思想的东方来源的、无愧于自己的理想的科学家——不一定会更有能力，但他将更富有人性，更好地为真理服务，更完满地实现人类使命，也将是一个更高尚的人。

（刘珺译）

偶然性宇宙

作者：诺伯特·维纳

诺伯特·维纳（1894——1964），美国数学家。生于哥伦比亚城。哈佛大学哲学博士。长期任马萨诸塞理工学院教授。早期研究概率论和函数论。在第二次世界大战期间，将随机过程理论用于火炮的自动控制系统。1948年前后与人合作，提出了控制论，对现代科学有重要的影响。因此被人称为"控制论之父"。著有《控制论》等书。1933年当选为美国科学院院士，1934年任美国数学学会副会长。

20世纪的开始不仅标志着新旧世纪的更替。从基本上平静的19世纪到我们刚绞历过的半个世纪的战争，是一个政治变动；但早在这种变动之前，人们的思想观点已经发生了真正的变化。这首先反映在科学方面。那些影响科学的因素，很可能还同时引起了19世纪文艺与20世纪文艺之间显著的脱节。

从17世纪末到19世纪末，牛顿物理学一直独霸天下，几乎无人反对。它把宇宙描写成一切都是按照某种定律精确地发生的，宇宙是一个结构严密的组织，未来的一切都是由过去的一切严格决定的。这种描述，从实验上永远是既无法全部肯定，也无法全部否定的。在很大程度上这是对世界的一种看法，它补充了实验的不足，但从某些方面来看，却比实验所能证实的任何东西部更为普遍。用我们的不完备的实验永远也不可能证实这些或那些物理定律是否正确到最后一位小数。可是牛顿的学说却不得不认为物理学是受这些定律支配的。现在这种观点已经不再在物理学中占统治地位了。为摧毁这种观点的垄断地位而作出最大贡献的，是德国的波尔茨曼和美国的吉布斯。

这两位物理学家彻底应用一种令人鼓舞的新思想，把统计学引进物理学。这可能并不新鲜，因为麦克斯韦等人已经考虑过，由大量粒子所组成的世界只能用统计方法来处理。但波尔茨曼和吉布斯的贡献在于把统计学更彻底地引入物理学，使统计方法不仅对极其复杂的系统有效，而且对于像力场中的单个粒子这样的简单系统也有效。