汉译名著（27）| 相对论的先驱、最后一位全才数学家

昂利·彭加勒 商务印书馆 2015-05-13

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数百年旧家无非积德，第一件好事还是读书。

昂利·彭加勒（1854-1912），法国伟大的哲人科学家，最后一位数学全才大师，杰出的天文学家，理论物理学所有分支的大家。他是首屈一指的相对论先驱：他先于爱因斯坦提出了相对性原理和光速不变原理。

“他的权威现在已被公认，他能够进入所有时代最伟大的数学家行列之中，未来的几代人将不可能修改这一论断”

“数学家、哲学家、诗人、艺术家的昂利·彭加勒也是一位作家。他的唯一目的是用他的全部诚意表述他的思想，并把他的激情和崇高的热忱传达给他的读者。”

科学方法不外乎观察和实验；如果科学家有无限的时间供他支配，那只需要对他说：“看吧，请充分注意”；但是，因为没有时间看每一事物，尤其是因为没有时间充分看每一事物，而且因为不看比看错了还要好些，所以他必须做选择。因此，第一个问题是，他应该如何做这个选择。这个问题不仅摆在物理学家的面前，而且也摆在历史学家的面前；它同样也摆在数学家的面前，能够指导他们的原则是类似的。科学家本能地遵循它们，人们通过深思这些原则，就能够预言数学物理学的未来。

如果我们观察一下正在做工作的科学家，首先必须了解发明的心理机制，尤其是必须了解数学创造的心理机制，那么我们就能更明确地理解这些原则。观察数学家工作的过程，对心理学家特别有启发。

科学家研究自然，并非因为它有用处；他研究它，是因为他喜欢它，他之所以喜欢它，是因为它是美的。

在所有观察的科学中，由于我们的感官和仪器不完善，因此叙述必然会出现误差。所幸的是，我们可以假定，在某些条件下，这些误差部分地自我补偿，以致在平均值中消失了；这种补偿是由于偶然性。但是，什么是偶然性呢？这种观念很难被证明是合理的，甚或很难定义它；不过，我刚才就观察误差所说的话表明，科学家不能忽略它。因此，有必要给这个如此不可缺少、而又如此难以捉摸的概念下一个尽可能精确的定义。

偶然性并非是我们给我们的无知所取的名字。在我们不知其原因的现象中，有一种是偶然发生的现象，概率运算将会暂时给出他们的信息，另一种不是偶然发生的，只要我们未决定支配它们的定律，我们就无法谈论它。

总而言之，这是一些适用于整个科学的通则；例如，数学发明的机制与一般发明的机制并没有明显的差异。

最后的数学全才大师

我首先必须谈谈空间概念；每一个人都知道，空间是相对的，或确切地讲，每一个都这样说，但是许多人还以为，仿佛他们相信空间是绝对的；只要稍微思考一下不管用什么方法察觉到他们面临什么矛盾，这就足够了。

要想象空虚空间是不可能的；我们设想把物质客体的变化图像从中排除出去的纯粹空间的一切努力，只能导致例如用浅色的线代替深度色的面这样的描述。

总而言之，我是说：明天我将再次看到先贤祠的圆顶和三角饰，而如果先贤祠不存在，我的话便毫无意义，空间也会消失。

所讲授的问题有其重要性，首先在于这些问题的本身，其次是因为，思考使新观念渗透到未开发的心智中的最好方式，同时就是思考这些概念是如何被我们的祖先获得的，从而也就是思考它们的真实起源，也可以说，实际上是思考它们的真实本性。为什么儿童通常一点也不理解科学家满意的定义呢？为什么必须给他们其他东西呢？

相对论的先驱

力学似乎就要经历一场彻底的革命。原来似乎牢固建立起来的观念受到大胆的革新者的攻击。的确，要马上决定赞成他们恐怕为时尚早，只因为他们是革新者。

当速度趋近于光速时，活劲、运动量和两种质量便超越所有限度而增加。

没有什么物体能够以任何方式获得超越于光速的速度。

开创天文研究的新纪元

天文学向我们展示了宏伟的景象，提出了庞大的问题。我们不能梦想直接把实验方法用于它们；我们的实验室太小了。但是，通过与这些实验室容许我们得到的现象进行类比，仍然可以指导天文学家。例如，银河是为数众多的恒星的集合，这些恒星的运动乍看起来似乎是变幻莫测的。但是，由于气体运动论使我们了解到气体分子的特性，我们难道不可以把恒星的集合与气体分子的集合加以比较吗？这样一来，正是通过迂回曲折的道路，物理学家的方法最终可以帮助天文学家。

我们必须相信银河的演化开始于物质还是暗的时候吗？但是，由暗物质构成的恒星是如何同时都达到持续时间如此之短的成熟期呢？

大地测量学

我表明，通过什么样的持续不懈的努力以及经常蒙受什么样的危险，大地测量学家为我们设法取得了我们具有的关于地球外形的知识。然而，这是一个方法问题吗？是的，毫无疑问，这个历史事实上教导我们，为了完成严肃的科学操作．必须多么谨慎，为了获得一位新的小数，要花费多少时间和精力啊。

以上摘自《科学与方法》，该书是彭加勒的科学哲学经典名著之一。全书由四编十四章、外加一总论组成。