观念与实用-生活经验之外的伟大意义
黄定维口述陈韵琳执笔
谈完天文学、力学,我们要来看看「电」「磁」的发展了。
电的发展比天文学、力学都晚,是因为它比天文学、力学都来的抽象。摩擦生电,很早就被人发现,但是都是用来作魔术表演等娱乐,因为大家对摩擦生电的原理完全不了解,所以很觉得神奇。我们如今都听说了,富兰克林在有闪电的时刻,放风筝来研究「电」。这故事是不是真的呢?没有人知道!但我们可以确知的是,后来有位德国科学家Richmann用同样的方法研究电,被闪电和雷殛死了。
研究电,比研究天文、力,要危险太多了。今天我们因为计算电的单位「伏特」「安培」,而永远纪念这两位研究电学的科学家,焉不知有很多无名的科学家在默默研究的过程中牺牲了呢!
至于「磁」的发展,都要归功于法拉第了。法拉第因为太穷,没办法念书,他此生最大的愿望,就是进大学念书。为了满足他的求知欲,他尽量让自己的工作,可以接近学问研究,譬如说在研究室作实验助手、或在大学里当工友。
法拉第在大学当工友时,经常利用打扫机会偷偷抄笔记,有一次,他斗胆把自己抄的笔记拿给教授过目修改,教授深受感动,决定给他助教的机会好满足他的心愿。就这样,法拉第由帮助教授、最后成为教授,他的实验研究,也把「磁」的领域推展出来。
法拉第最大的贡献,不只是「磁」的研究,还在于他像牛顿一样,将两个本来不相干的领域,找到关连-他把「电」和「磁」关连起来。而我们现在都知道,发电机若能发明出来,绝对必要的条件,就是「电」和「磁」必须产生关连。
当「电」的领域、和「磁」的领域开发出来,又产生关连以后,我们就要谈麦斯威尔(Maxwell1831-1879)这个伟大的科学家了。
麦斯威尔将「电」和「磁」带入「光学」的领域。譬如说,我们今天会在光照射下的CD上、或肥皂泡泡上,看到很多的彩色。但我们都知道,CD和肥皂泡泡原本并没有被涂上彩色。为什么会看到彩色呢?因为光的「干涉」原理。它不是颜色,而是光的「干涉」产生作用,因存诸脑海而产生认知。又譬如后印象派大师秀拉的绘画点描法,是可以随观画者所站的位置的远近不同,产生不同的感觉,这叫做光的「绕射」作用。
当光学领域一这样被开发,马上引发思想界革命。人们明白很多我们「看」到的,其实是我们「想」的。于是马上会问到一个问题:「到底什么叫做看到?」当我们看到苹果时,是苹果主动射出光让我们看到?还是我们的眼波射向苹果因而看到?到底是谁主动呢?
其实这时候多少有冲击到所谓的「客观性」的问题,但是因为所有会冲击客观主观的问题,都挪移到其它正在大力发展中的社会科学诸如心理学领域去了,所以十九世纪末二十世纪初,还是竭力追求着「客观性」,直到量子力学发展出来,「客观性」这三个字就彻底被摇撼了,而出现了「主观论」的论点。
麦斯威尔被誉为「十九世纪最伟大的科学家」「牛顿之后最伟大的科学家」,原本排名第二,但二十世纪爱因斯坦出现之后,麦斯威尔就只能作老三!
麦斯威尔结合了「电」「磁」「光」三个领域。麦斯威尔透过严谨的数学公式,找出电公式和磁公式之间的矛盾,修改数字,然后发现如此修改以后,光公式便可并列。他是透过数学符号的严谨逻辑推理量化,发展出观念。
但是麦斯威尔英年早逝,没有办法验证其理论,是赫兹帮忙验证的,赫兹后来被纪念,成为无线电波段的专有名词。
赫兹也英年早逝,赫兹死后,终于,无线电因这些观念被发明出来。
无线电连发明家爱迪生都没有发明出来,实在是因为它太超乎生活经验之外了。有谁能料想得到,透过数学公式的量化严谨演算,会产生如此伟大的观念,使后人以这观念走出经验生活,发明出无线电这经验事物之外的发明呢!
真正伟大的科学家,很多时候往往就像哲学家,对他们而言,经验生活、看的见摸的着的事物,往往不成为其限制,他们推衍观念,在这当中自满自足,在这样做的时候,并不在乎是否实用,然后他们的观念,却被后世证明了他们增进了人类全体的幸福。
类似的例子,我们将会在二十世纪的爱因斯坦身上看见。他将把「机械力学」、「光」「电」「磁」数学公式并列,找到矛盾,推导出伟大的「相对论」来!