科學(xué)史上12位“全能型選手”

張文靜

提到法國學(xué)者勒龐，很多人馬上會想到他的名作《烏合之眾》。沒錯(cuò)，勒龐是世界知名的社會心理學(xué)家，但你知道他還是一位物理學(xué)家嗎？

包括勒龐在內(nèi)，中科院物理研究所研究員曹則賢在新書《磅礴為一：通才型學(xué)者的風(fēng)范》（以下簡稱《磅礴為一》）中講述了科學(xué)史上12位“全能型選手”的故事。這些學(xué)者研究經(jīng)歷的豐富、涉獵領(lǐng)域的廣泛，可能會刷新你的認(rèn)知。

勒龐生于1841年，1860年進(jìn)入巴黎大學(xué)學(xué)醫(yī)。大學(xué)時(shí)，勒龐就展現(xiàn)出極強(qiáng)的思考能力與寫作能力。1866年，他出版了第一本著作《假死與早葬》，討論了死亡的定義，成為在法律意義上討論相關(guān)話題的先驅(qū)。

1920年，勒龐作為生理學(xué)與相關(guān)科學(xué)教授從巴黎大學(xué)退休。在生命的最后一年，他出版了《歷史哲學(xué)的科學(xué)基礎(chǔ)》一書。

在勒龐諸多學(xué)術(shù)論文中，有一些物理學(xué)論文引起了曹則賢的注意，比如《不可見發(fā)光》《電射線與物體對赫茲波的透明性》《作為太陽熱與電之起源的物質(zhì)去實(shí)體化》《速度在現(xiàn)象中的角色》，等等。

“顯而易見，勒龐考慮的物理問題不僅范圍廣，而且意識超前?！辈軇t賢在《磅礴為一》一書中評價(jià)說，其論文中探討的很多話題都成為后來近代物理的主題。

“勒龐的物理學(xué)專著則更顯學(xué)術(shù)水平。談?wù)摃r(shí)間、空間、物質(zhì)與力的關(guān)系，《力的演化》中一些章節(jié)堪稱經(jīng)典。而在《物質(zhì)的演化》一書中，勒龐將原子內(nèi)能、物質(zhì)—能量轉(zhuǎn)化、放射性物質(zhì)等原子物理和狹義相對論的時(shí)髦主題從容駕馭、娓娓道來。”曹則賢在書中介紹說，“這些著作恰好出現(xiàn)在原子物理和相對論發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，被翻譯成多種文字并被廣泛引用?！?/p>

勒龐是《磅礴為一》一書講述的12位通才型學(xué)者之一，每位學(xué)者的學(xué)識及學(xué)術(shù)成就都令人矚目。

如英國物理學(xué)家托馬斯·楊，不僅第一個(gè)發(fā)現(xiàn)了眼的散光，提出了視覺的三色理論，即楊—亥姆霍茲理論。他還是一個(gè)語言天才，構(gòu)造了“印歐語系”的概念，為破解羅塞塔石碑上的象形文字奠定了基礎(chǔ)。

又如法國數(shù)學(xué)家龐加萊，在相對論和量子力學(xué)方面作出了奠基性的貢獻(xiàn)。他還是一位哲學(xué)家，他的實(shí)用偶然主義哲學(xué)對科學(xué)實(shí)踐具有普遍的指導(dǎo)意義。他還留下了諸多佳句頻出的散文集。

再如奧地利物理學(xué)家薛定諤，又是一位杰出的科學(xué)理論作家、文化學(xué)者，他基于物理學(xué)思考的《生命是什么？》一書開啟了分子生物學(xué)的時(shí)代，他眾多的科學(xué)理論講座和散文為后世物理學(xué)家的成長提供了豐厚的文化營養(yǎng)。

“這12位學(xué)者都對科學(xué)作出了巨大的貢獻(xiàn)，大家一定聽說過他們的名字，但可能了解得并不全面?！辈軇t賢說。

為什么會把眼光聚焦在這些通才型學(xué)者身上？

“牛頓、伽利略自不必說，就拿開普勒來說，大家都知道他提出了行星運(yùn)動三大定律，但其實(shí)他在1611年的一篇論文里就提出對雪花呈現(xiàn)六邊形原因的思考，展現(xiàn)了其幾何學(xué)功底。同時(shí)他對光學(xué)、數(shù)學(xué)也作出了重要的貢獻(xiàn)，是現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)光學(xué)的奠基人?！闭f到通才型學(xué)者，曹則賢一口氣能列舉許多，“商人斐波那契將印度—阿拉伯?dāng)?shù)碼系統(tǒng)引入歐洲，他還對植物學(xué)很有研究，寫過一本書就叫《花》;黎曼19歲上大學(xué)時(shí)學(xué)的是語言學(xué)和神學(xué)，遇到高斯后才開始學(xué)數(shù)學(xué);大文豪歌德，研究過植物變態(tài)和顏色等問題，發(fā)表過科學(xué)專著，說他是一位大科學(xué)家并不為過。”

“我們現(xiàn)在迫切需要產(chǎn)生更多的世界級大學(xué)者，那么就應(yīng)該讓我們的少年早早認(rèn)識到什么樣的人才是真正的大科學(xué)家?！边@是曹則賢寫作這本《磅礴為一》的初衷。

書中選取了伽利略、帕斯卡、歐拉、托馬斯·楊、格拉斯曼、哈密頓、克利福德、勒龐、龐加萊、薛定諤、外爾和彭羅斯等12位學(xué)者，展現(xiàn)了他們的個(gè)人生平與教育歷程、重大成就以及有影響力的著作。

讀者可以發(fā)現(xiàn)，這本書關(guān)注的人物都是具有物理學(xué)家底色的。這不僅是因?yàn)椴軇t賢身在物理學(xué)領(lǐng)域，更是因?yàn)樵谒磥恚苍S沒有任何領(lǐng)域比物理學(xué)更需要通才型學(xué)者了。

“物理學(xué)不是碎片化的，而是一個(gè)不可分割的整體，眾多研究者在不同領(lǐng)域中忙碌著，但針對的始終是同一個(gè)存在。將不同部分連接為一個(gè)有機(jī)的整體，對物理學(xué)的健康發(fā)展太重要了。”曹則賢感嘆說。

通才型學(xué)者多產(chǎn)生于數(shù)理技藝不分家的時(shí)代，在知識生產(chǎn)大爆炸、科研分工日益細(xì)化的今天，還會產(chǎn)生這樣的通才型學(xué)者嗎？

曹則賢的答案是肯定的。事實(shí)上書中最后出場的人物、2020年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者羅杰·彭羅斯仍健在。

羅斯是罕見的精通量子場論、廣義相對論和宇宙學(xué)的數(shù)學(xué)家，他發(fā)明了自旋網(wǎng)格和扭量理論，用數(shù)學(xué)嚴(yán)格證明了黑洞是愛因斯坦廣義相對論的直接結(jié)果，因此獲得諾獎。

此外，他還是一位極富藝術(shù)氣息的哲學(xué)家，在藝術(shù)上受到荷蘭畫家埃舍爾的啟發(fā)，又以自己的幾何知識啟發(fā)了埃舍爾。他寫作了眾多文筆優(yōu)美、內(nèi)容淵博的科學(xué)作品。

“我們應(yīng)該了解世界上存在這樣的人，我們的少年應(yīng)該立志成為這樣的人。”曹則賢說。正因如此，在寫作這本書時(shí)，他尤為注意這些通才型學(xué)者所受到的教育，尤其是早期教育。

《磅礴為一》是曹則賢科學(xué)教育“一”字系列叢書的第三本，語出莊子《逍遙游》中的“旁礴萬物以為一”。

該系列的第一本《一念非凡》講述了科學(xué)史上那些偉大的想法是如何產(chǎn)生的;第二本《驚艷一擊》聚焦于科學(xué)家是如何創(chuàng)造出解決科學(xué)問題的數(shù)理工具的;《磅礴為一》講學(xué)者是如何將知識融會貫通的;正在創(chuàng)作的第四本《得一見機(jī)》則講述科學(xué)研究中個(gè)體與整體、微觀與宏觀之間的微妙關(guān)系。

“希望通過這四本書，和讀者一起從不同的角度看科學(xué)，慢慢接近科學(xué)的全貌?！辈軇t賢說。