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1701053149 19世纪80年代,实用科技的需求的确在很大程度上推动了电磁学的发展。[18]当时许多电磁学的研究者都提出过巧妙的物理模型(模型中有轮子和连接带),来设想在麦克斯韦理论中,电能是如何从一个地方流动到另一个地方去的。许多人对麦克斯韦采用向量势A和静电势ψ都感到特别困惑。
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1701053151 1883年,海维赛德在《电工》(Electrician)杂志上发表了一系列文章,开始研究如何对麦克斯韦的工作加以改写,以便适应电报线和电路中电的流动研究这一实际背景。海维赛德后来写道:“只有改变表述的形式,我才能看得更清楚。”[19]他利用业余时间自学的知识足以够用,可以既不受当代数学知识的局限,也不受盛行的物理观点的影响。他的观点是实用化的,对他来说,重要的是各个点上的能量以及计算能量是如何沿着导线的路径流动的。他倾向于用简单直接的方法如魔法般地将这一观点表达出来,就像海维赛德在一篇科学论文中某段的起始句中所写的那样:“能量从一个地方流动到另一个地方的时候,所穿越的是中间空间。”[20]之后,他大胆改写了麦克斯韦方程组,分别用E和H表示各状态下的电力和磁力,用D和B表示电流和磁流。最后,他把麦克斯韦方程组彻底缩写,变为4个方程。这4个方程有着令人愉悦的对称美——两个是电学方程,两个是磁学方程,很明显是并列的。麦克斯韦方程组的改写如此之彻底,以致人们有时会将新方程称为“海维赛德方程组”。[21]在自由空间中,方程的形式如下:
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1701053156 在电荷存在的情况下,更复杂的形式是:
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1701053161 海维赛德谦虚地把他的4个方程称作“换了新装的麦克斯韦方程组”。[22]其实他也曾热情善辩地宣传这些方程,认为它们比麦克斯韦的或者其他人改写的版本都要好。例如,1888年巴思会议后不久,海维赛德就写了一个简短的评论,毫不留情地攻击在传播方程中还在使用电势ψ和向量势A的做法,并认为这种做法是“形而上学的”(这个词在科学家看来是侮辱性的),是“数学小说”。[23]毕竟人们测量的是电力E和磁力H,而不是势。E和H提供的是场的实际状态信息;电流流动时,两者将随之传播。保留ψ和A将使人陷入“无法穿越的势的迷雾之中”,甚至会产生前后不一致。回顾巴思会议,海维赛德主张“弃用ψ和A”。他得出结论说:“只要把E和H看作变量”,那么麦克斯韦的理论就是可行的。
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1701053163 海维赛德版本的麦克斯韦方程组很快就被包括赫兹在内的著名电磁学研究者所采用。到19世纪90年代,整个科学界也由此焕然一新。自此之后,麦克斯韦方程就几乎再未改变过,本章开头的版本就是取自J.D. 杰克逊(J. D. Jackson)所著的标准教科书《经典电动力学》(Classical Electrodynamics)。
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1701053165 海维赛德改写麦克斯韦方程组所取得的成就其实是通过一次类比获得的。在回顾了海维赛德的工作之后,菲茨杰拉德把麦克斯韦比喻为一个将军。这位将军占领了新的疆土,却没有时间去找出最好的道路,绘制出系统的地图。“这件事正好就留给赫维赛德,”菲茨杰拉德写道,“麦克斯韦的《电磁通论》一书因为战斗中良好的阵形和挖好的营地等,妨碍了内容的表达。海维赛德则对道路进行了清理,开启了一条直通路线,建成一条宽阔的路,并探索了国家的大片领土。”[24]
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1701053167 然而,麦克斯韦是一位在特殊地形上战斗的奇怪的将军。正如费曼所说:麦克斯韦征服的疆土比他的战斗本身更广泛、更有说服力,它对人性所产生的影响胜过任何将军。
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1701053169 历史上最伟大的10个方程 [:1701051618]
1701053170 茶歇 克服病觉缺失,恢复人文活力
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1701053172 西蒙·沙玛(Simon Schama)所著的《不列颠史》记载了英国悠久的历史。该书有1500页之多,一部几集的纪录片就是以此为题材拍摄的。可这本书却丝毫没有提及麦克斯韦,更没有提在20世纪电子革命中,麦克斯韦在电气化、光、热和通信的开创性工作中所作出的世界性贡献。作者还略去了有关英国科学家和工程师科学贡献的所有出处。而正是这些人变革了英国和整个世界。
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1701053174 的确,对科学的忽视已经成为史书的通病。而尤为让人恼火的是,一些打着服务大众、服务贫困、受压迫的人们旗号的书也是如此。比如,1980年首次出版的霍华德·津恩(Howard Zinn)的著作《美国人民史》(A People’s History of the United States)已经卖出了不止一百万本,已经成为美国最具影响的历史著作之一。作为一本在中小学和大学里广为人知的教科书,该书称将把重点放在“那些被隐藏起来的历史上的事件(哪怕只是短短的一瞬)。在这些事件中,人们表明自己有能力去反抗、团结起来,赢得胜利。”
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1701053176 然而,津恩却没有提到人们在研究科学过程中的抵抗、团结和胜利。比如,该书就没有提到人们在降低儿童死亡率、延长人均寿命或者发明公共交通运输系统方面所作出的努力;也没有提到因为领导了“绿色革命”而于1970年获得诺贝尔和平奖的诺曼·布劳格(Norman Borlaug)。诺曼还帮助解决了几百万人的吃饭问题。还有一个被忽略的人是微生物学家莫里斯·希勒曼(Maurice Hilleman)。他发明的疫苗所拯救的生命比在人类全部战争中丧生的人还要多。而津恩却为这些战争着墨颇多,用了几章的篇幅。
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1701053178 津恩在书中也没有提到大规模电气化,尽管他在说明为避免社会底层人们暴动,“应给予他们足够帮助”时讨论了电的单位成本问题。同样没有被提到的还有蒸汽机和内燃机,虽然他在说明有关种族隔离、工会、罢工和剥削美国印第安人时还是讨论了铁路的作用。
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1701053180 简而言之,津恩认为科学上的变革对“人民”是不重要的。在他看来,历史就是意识形态的一场大型表演。如果说科学在这场表演中也能起到一点重要作用的话,只可能是用它能制造武器。然后不同意识形态的党羽们用这些武器相互厮杀。
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1701053182 对科学贡献的省略并不会使这些史书看上去有什么瑕疵。如津恩指出的那样,史学家不可避免地会去选择和强调某些事实,尽管他们有责任尽量不去宣扬意识形态上的倾向(不管是有意还是无意的)。不过,从“人民”的立场上看,津恩的做法的确使《美国人民史》一书有了瑕疵。对一度流行的可怕疾病(如脊髓灰质炎和脑炎)的成功征服从根本上改变了人类对生死的看法。天文学的发展和进化论的发现影响了人们的时空观,以及人类对自身在自然界中的地位的反思。这些事件都是在《美国人民史》一书所讨论的时间框架内发生的。有些科学进展虽然不是由美国人做出的,但它们也同样极大影响了人们去寻找“知道了什么、应该做什么和期望什么”这些问题的答案的途径。
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1701053184 忽视科学影响的不光只有沙玛和津恩。许多当代的科幻作者在书中所写的角色不过是看似不被技术训练和技术装置影响的老小孩儿。有些作者,像乔纳森·弗兰岑(Jonathan Franzen)、伊恩·麦克尤恩(Ian McEwan)、尼尔·斯蒂芬森(Neal Stephenson)和大卫·福斯特·华莱士(David Foster Wallace)有所不同,他们在书中描写了对技术感兴趣,同时也受技术影响的角色。不过这些人可能会遭到评论人的激烈批评。
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1701053186 比如,约翰·班维尔(John Banwille)在评论麦克尤恩的《星期六》(Saturday)一书时,嫌作者“刻意显示自己的技术知识”,还抱怨“书中太多大词”。这其实并不难理解,经过训练成为技术专家的人不光会习惯于用大词,甚至他们的说话、做事的方式也会随之受到影响。技术上有竞争力的人常常会以自己掌握的技术为乐,在行事时也会对其加以运用。这也是麦克尤恩能够如此娴熟地把握住角色的原因。
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1701053188 忽视科学技术对现代生活的影响与“两种文化”并无关联。相反,这表明有些作家和学者的著作中存在盲点。这些人对周围的世界本应有清晰的认识。就严重性来说,忽视科学技术甚至甚于健忘。对于此种状态,我们可以用McEwan《星期六》一书中的角色使用的一个“大词”来描述。这个词就是“病觉缺失”(anosognosia)。它是一个医学词汇,是希腊词agnosia(即“不了解”)和nosos(即疾病)二者的组合,意思是对自己的病态缺少清晰的认识,也就是说不知道自己病了。
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1701053190 那么,导致“病觉缺失”的原因是什么?我认为有四个主要因素。
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1701053192 第一就是戏剧性:科学技术上的变革不像历史上的转折性事件那样有着激动人心的场景。预示科技变革的不是血染的战场或者大人物之间的对抗。科技变革是以另一种方式展示出来的,要把它与战场等之间的不同以戏剧的形式体现出来非常困难。第二,即便是某些所谓的进步学者也还抱着一种马克思主义式的希望,就是人们可以彻底改造自己、重塑世界,通过一次革命性的爆发获得自由。而如果承认人们要依赖于科学和技术的话,无疑会令这一希望黯然失色。第三是人们对要经过额外训练才能习得的专业知识的畏惧。
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1701053194 最后,也是最重要的,人文领域的学者往往把自己看的太重要了。他们以为自己提出的问题都是重要问题,可以帮助人们去应对世上的危险。但如果“人民”的命运和科学技术之间的联系与和意识形态(或者说压迫人民的那些人)之间的联系同样紧密的话,意识形态的主导地位就会被削弱,或者至少会打折扣。对上面所说的学者们来说,这似乎非常要命。所以最好还是集中精力,好好研究人性的特点,而不是“什么是可能的”!这也是为什么会有如此之多的人文项目虽然无懈可击,却显得死气沉沉的原因所在。而且,这种所谓的集中精力其实是伪装了的利己主义。于是,意识形态本身只是没有经验支撑的信仰架构而已。
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1701053196 克服病觉缺失就要承认真正的人性不像我们所希望的那么激动人心,要求我们不要再幻想存在实现自由的捷径,要求我们承认人性的重要问题是要通过许多不同的学科才能得以解决的。承认上述几点不仅不会威胁到人性,反而会使它得到加强。只有清楚了科学所揭示的世界的层面和可能性,并将人性的探究与人的层面和可能性联系在一起后,人性才能最有效地给出“知道了什么、应该做什么和期望什么”这些问题的答案。
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1701053198 [1]P. M. Harman编,《麦克斯韦的科学信件和论文》(The Scientific Letters and Papers of James Clerk Maxwell),第1卷,剑桥:剑桥大学出版社,1990年,第254页。
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