关于迈克耳孙实验、相对论起源等问题的谈话（报道）
——1950年2月4日同R．S．香克兰的谈话⁽¹⁾

〔上略〕

第一次去普林斯顿访问爱因斯坦教授，主要是想弄清楚他对迈克耳孙-莫雷实验的真实感觉是怎样的，以及这实验对于他创建狭义相对论究竟有多大程度的影响。……

〔中略〕

……当我问他，他是怎么知道迈克耳孙-莫雷实验的，他告诉我，他是通过H．A．洛伦兹的著作⁽²⁾知道它的，但是只有在1905年以后它才引起他的注意！⁽³⁾他说：“否则，我会在我的论文⁽⁴⁾中提到它的。”他继续说，对他影响最大的实验结果，是对星的光行差的观察⁽⁵⁾和斐索（Fizeau）对流水中光速的量度⁽⁶⁾。他说：“它们已足够了。”我使他回想起迈克耳孙和莫雷于1886年在开斯以大大改进了的技术对菲涅耳曳引系数（Fresnel dragging coefficient）作了非常精确的测定，并且给他看在我的论文中所引的他们所得到的数值。对此，他点头表示同意，但当我补充说，我认为斐索原来的结果只是定性的，他摇动烟斗，并且笑着说：“哦，它胜过了那个！”他认为塞曼（Zeeman）后来严格地重做这个实验⁽⁷⁾，是做得很漂亮的。我对他讲到我在学生时代从他的狭义相对论的速度合成定律找出了他得到菲涅耳曳引系数的方法，那是多么优美呀，当时他看来实在高兴。

我问爱因斯坦教授，他在1905年以前对狭义相对论进行工作的时间有多长。他告诉我，他从16岁开始，共进行了十年工作；起初作为一个学生，当然只能花一部分时间在这上面，但这问题总是缠着他。他放弃了许多无效的尝试，“直至最后，我终于醒悟到时间是可疑的”！在他早期想得到一个同实验事实一致的理论所作的一切努力统统失败以后，只有在那个时候，才有可能创立狭义相对论。

这引导他相当详细地来评论精神过程的本性，因为它们似乎不是完全一步一步地走向答案的，他强调指出，我们穿越问题的思想路线是多么迂回呀。“只有在最后，才完全有可能看出问题中的条理来。”

我让他看在我的论文中关于迈克耳孙-莫雷实验和狭义相对论是怎么写的。对此，他读得很热心，喷着他的烟斗，点头表示赞许。当我提出，对费兹杰惹德的贡献所给予的注意也许有点过分了，他说：“哦，不，他有试图清除混乱的想法。”

爱因斯坦同迈克耳孙第一次会见是在帕萨迪纳（Pasadena），认为他是“一个伟大的天才——在这一领域中他总是会被这样认为的”。爱因斯坦还补充说，迈克耳孙受过的数学或理论训练很少，又没有理论方面的同事的指导⁽⁸⁾，而能够设计出迈克耳孙-莫雷实验，那是非常惊人的。迈克耳孙完全不理解有关的理论，但对一个判决实验的本质却有本能的感觉，爱因斯坦认为这是他的天才的最实在的标志。他所以能够感觉到这一点，在很大程度上要归功于他对科学的艺术家的感触和手法，尤其是对于对称和形式的感觉。当爱因斯坦想起迈克耳孙的艺术家的性格时，他现出了会心的微笑——在这里两人有着一种血缘的联系。这种艺术家的形象在迈克耳孙-莫雷实验中是显而易见的。爱因斯坦说：“多数人会认为这个实验是愚蠢的。”我评论到迈克耳孙的卓越的眼光，以及它所给他在光学实验中的巨大优点。爱因斯坦眼睛发亮起来，并且说：“哦，可是在这双眼睛后面的是他的伟大的头脑！”

我讲到那些驳倒了里兹（Ritz）光发射学说的实验，尤其是德·席特（de Sitter）的分光双星（spectroscopic binaries）的工作，并且也讲到米勒（D．C．Miller）在开斯改良了迈克耳孙-莫雷实验用太阳光所得到的否定结果。他说他充分了解德·席特，但他又告诉我，他认为沿着这条路线的最有决定性的实验，是勒纳德（Lenard）的一个学生（托马什克（R．Tomaschek）⁽⁹⁾）在海德堡（Heidelberg）用星光来重做的迈克耳孙-莫雷实验；因为在这里，涉及了很大的径向速度所造成的否定结果，对于确立光速同光源运动的无关性，真正是确定不移的。这里我们对爱因斯坦的为人有了一个正确的衡量。勒纳德同斯塔克（Stark）一起，是所有德国科学家中最激烈的纳粹分子，但爱因斯坦讲到他时，语气完全是公正的，没有一点恶意和挖苦的味道。

这导致他来讨论光的发射学说，他告诉我，在1905年以前，他考虑过并且放弃了（里兹）发射学说。他所以要放弃这条路径，是因为他可以料想到，没有哪一种形式的微分方程会具有表示这样一种波动的解，这些波动的速度是同光源的运动有关的。在这种情况下，发射学说会导致这样的一种相关系（phase relations）：传播的光会糟糕地完全“混杂在一起”，甚至可以“向着自己后退”。他问我：“你懂那意思吗？”我说不懂，他仔细地全部重述一遍。当他再讲到“混杂在一起”那部分时，他用双手在他脸部的前面挥动，并且对这种想法纵声大笑。

然后他继续说：“在一既定的情况下，理论的可能性是比较少的，也是比较简单的，在它们中间的选择，往往能够用十分一般的论证作出来。考查这些，会告诉我们什么是可能的，却不能告诉我们实在是什么。”

当我提出，里兹学说是几个关于光的发射学说中的最好一个，他摇了摇头，回答道：在某些方面里兹学说是很糟糕的。但是他马上补充：“当里兹揭示了频率差在光谱系中是决定性的东西时，他是作出了伟大的贡献。”

然后我问爱因斯坦教授，他是否认为迈克耳孙和盖耳（H．G．Gale）用干涉仪对地球转动的量度是重要的。他说：“哦，是重要的，那是关于一个小速度和大面积的萨尼亚克（G．Sagnac）实验。”他认为迈克耳孙-盖耳实验是非常漂亮的，但却补充说，至于它的结果，并“不存在理论上的怀疑”。

接着扼要地谈论到新的统一场论。他说必须设法使它也包括“原子性”（atomicity）。当我问起他是否想到过有什么同这个新理论有关的实验，他说：“没有，一切进展现在都必须等待数学上的巨大发展。”这理论的非线性偏微分方程的解必须是严密的才会有用，任何用近似方法（比如微扰理论）所得出的解都是没有用处的。他觉得，只有等到得出了这种严格解的时候，才有可能看到“原子性的”现象会适合于统一场图像，只要做不到这一点，情况就一直会非常难以令人满意的。

在这里，爱因斯坦对原子论和量子力学作了某些一般性的考查，一开头他就说：“你知道，在量子理论问题上，我同我的大多数同行的意见是不一致的。”他认为，在他们目前的方法中，他们不是“面对事实”的。事实上，他讲的比这还要强烈得多，有几次他说，他们“抛弃了理性”，又说量子力学的物理学“回避实在和理性”。他几次讲到玻尔，对于玻尔他是非常喜欢和称赞的，但是在许多基本路线上他表示不同意。他说玻尔的思想是非常清楚的，可是“当他一写下来，就变得非常晦涩”，而且“他自以为是一个先知”。这里我难以判定爱因斯坦究竟是有点顽固不化，还是他真的确信为了使量子力学有进一步发展的可能，必须在这一基本路线上改变观点。

我们的谈话随后又回到迈克耳孙-莫雷实验和狭义相对论上来。我不得不感觉到，这个优美的狭义理论，这个他青年时代努力的产物，就占据他的心头。我问他，他是不是认为值得把迈克耳孙-莫雷实验的历史写出来。他说：“是的，当然值得，但是你必须像马赫写《发展中的力学》那样来写。”于是他告诉我他对科学史著作的一些想法。“几乎所有的科学史家都是语言学家，这些人不了解物理学家所追求的是什么，他们是怎样思索他们的问题，并且怎样同他们的问题进行苦斗的。甚至关于伽利略的著作，多数也都写得很蹩脚。”必须找到一种写作的方法，它能表达出那些导致发现的思想过程。物理学家在这方面是没有多大用处的，因为他们大多数没有“历史感”。但是他认为马赫的《发展中的力学》是真正伟大的著作之一，并且是科学史著作的典范。他说“马赫并不知道先前工作者怎样考虑他们问题的真实情况，”但是爱因斯坦觉得，马赫有足够的洞察力，因而他所说的无论如何很像是正确的。同他们的问题进行斗争，千方百计地寻找答案，而这种答案最后往往是通过非常间接的办法得到的，这就是正确的图像。对于劳厄的科学著作，他也表示了最崇高的敬意。

〔下略〕

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(1) 香克兰（R．S．Shankland）是美国俄亥俄州（Ohio）克利夫兰（Cleveland）开斯（Case）工学院物理学教授，1950-54年间去普林斯顿访问过爱因斯坦五次，谈话的主要内容是迈克耳孙实验和相对论问题，也涉及了量子力学、科学史和政治等问题。每次谈话，香克兰都做了记录，1962年他把这些记录加以整理，以报道的形式发表在《美国物理学期刊》（American Journal of Physics）1963年1月号中（31卷，47—57页），题名《同爱因斯坦的谈话》（Conversation with Albert Einstein）。这里摘译了其中三次谈话（第一、三、四次），按年代分成三篇参考此处和参考此处，并且分别另加上标题。——编译者

(2) 指洛伦兹1887年和以后的许多论文。——原注

(3) 爱因斯坦所说的这一情况值得注意。通常大家总以为爱因斯坦创建相对论的思想是直接从迈克耳孙-莫雷实验得到启示的，爱因斯坦本人却否认了这种说法。他在1952年12月给克利夫兰物理学会和1954年2月给达文波特（F．G．Davenport）的信中都重申了这一情况。——编译者

(4) 指爱因斯坦1905年发表的《论动体的电动力学》，见本文集第二卷。——编译者

(5) 指1728年布雷德利（J．Bradley）的工作。——原注

(6) 指1851年H．L．斐索的工作。——原注

(7) 指1914年P．塞曼的工作。——原注

(8) 一般说来，这是真实的，但是詹姆斯·克拉克·麦克斯韦的间接影响，使迈克耳孙不把他的兴趣从光速量度转到别的问题上去，却可能是起了决定作用的。当1879年迈克耳孙在航海历书事务所工作时，他有可能读到麦克斯韦1879年3月19日给戴维·彼克·陶德（David Peck Todd）的一封信〔见英国《自然》周刊21卷314页（1880年）；英国《皇家学会会刊》A 30卷109页（1880年）〕，这封信讨论了用光学观测来检验地球通过空间运动的可能性的基本内容。——原注

(9) 见德国《物理学杂志》，73卷，105页（1924年）。——原注