“还早,同志们,还早呢。太危险!……”代表答道。
但是科学家们实在忍耐不住了,不由自主地纷纷坐上汽车,出发上路了。 第一辆车里是库尔恰科夫,他把帽子歪到一边,大胡子随风飘动。从一个敞 开的小窗口向外观察那些破烂不堪的技术装备,被毁坏的建筑物,塌陷的掩 体。在震中区内,塔架和砖楼不存在。一切都遭到彻底毁灭。只可见到因灼 热而变成玻璃状的大地。
当以库尔恰科夫为首的科学家们返回检查站时,仪器发出了有污染的信 号。科学家们染上了X射线,检查站站长邀请他们去洗澡。
洗完澡后的科学家们身穿减活化作用服,回到小镇。
现在,对于苏联科学家来说,核裂变的链式反应以及一切表现形式—— 可控形式和爆炸形式——揭开了自己的秘密。
1949年10月29日,库尔恰科夫荣获“社会主义劳动英雄”的称号。同 时,他还被授予国家奖金。
与往常一样,他将获奖的消息告诉妻子后,第二天就去考虑其他事情了。 现在的一个新课题——轻核的合成问题已占据了他的心头。
库尔恰科夫为巩固国防做了许多工作,他甚至称自己为士兵。他在某些 笔记上签字:“士兵库尔恰科夫。”
祖国高度评价了自己的忠诚“士兵”。1951年12月他第三次获国家奖 金,第二枚“镰刀和锤子”金质奖章在他胸前闪闪发光。
但他丝毫没有满足,从早到晚地在办公室和实验室里工作。
九、闪电——氢弹
在氘核作用下进行的那些反应是库尔恰科夫所研究的首批反应之一。
为了使反应不断发展,需要越来越新的快速氘核。高温能保障氘核的形 成,这种高温在此过程应该发展。于是从热这个词就产生了这种反应的名称 ——热核反应。热核反应是在氢弹爆炸时不到百万分之一秒的时间内产生 的。
科学家和工程师们在库尔恰科夫的领导下制出了氢弹的结构。
不管他怎样加重负担,不管他如何挑剔和苛求,谁也不会埋怨他,因为 他所做的一切都出自事业的利益,是为了更好地进行试验的一种体现。他经 常到靶场的科学部队去,跟普通工作人员谈心,帮助他们出主意,他也了解 全部控制技术,精通监视仪器。
第一个热核装置的爆炸准备工作正在全速进行着。
运载飞机被漆成白色,以使它少受光辐射作用。当飞机载着氢弹升入高 空时,扬声器将这一消息传遍了全城。
1953年8月12日,靶场主任注视着秒表。3分钟以后冲击波就应该到来。
冲击波的第一次“齐射”响了,接着是第二次,在冲击波的压力下,房 屋、树木、柱子似乎都摇晃起来。楼房里的门扇和窗玻璃都掀掉了,墙壁出 现了裂缝。而这一切都是在距离爆炸震中很远的地方发生的。
爆炸前四天,苏联报刊发表了制成氢弹的说明,美国官方人士像对待 1947年苏联已揭开原子武器秘密的第一个声明一样,对此也持怀疑态度。半 年后,美国才完成了制造用于军事目的的热核炸药的任务。
苏联苏维埃会议的崇高讲坛向一切敢于进犯美丽而强大祖国的人发出警
“苏联人民已用一切必要种类的原子炸药和氢炸药武装了自己的军队。 一切敢于动用原子剑反对苏联人民的人必然遭到原子剑的毁灭性回击。”
十、为了和平
“他身材高大,体态匀称,身边总是围着许多人。走起路来大步流星, 别想追上他。……他那双会笑的黑眼睛和一把宽直均匀的大胡子——这张脸 似乎是从旧文选里取下的。这个大人物总是那么和蔼可亲,谁不记得他清晨 或者深夜同你打电话开头或结束时常说的那句‘致以运动员的敬礼’的话。” 这是维诺格拉多夫院士描绘对库尔恰科夫留下的印象。
库尔恰科夫片刻未忘科学的前景问题,他自己深刻了解并不知疲倦地使 别人相信,要想迅速顺利发展技术,就要求最广泛地发展科学,并且鼓励那 些在近期内似乎不能直接产生实际结果的研究工作。在那些最紧张的日子里 当他日理万机,干练地解决那些刻不容缓的科学技术问题时,他仍能拿出时 间帮助组织宇宙线的研究,建造加速器,发展生物学。
凡是同他一起工作过的人,无不为他的激情所感染。这不仅表现在事业、 行为及工作决定上,而且表现在难得的休息时间里。他能游到水流湍急的西 伯利亚河流中间,并且顺流畅游许多公里,时时发出兴奋的呼喊声。他能游 到别人连划船都不敢去的大海里,一去就是数小时,让朋友们焦急不安。
青年人被他那激奋、积极、热情的工作精神所感染。有成千上万的青年 人在他的领导下被提拔到科学的前沿。有多少科学家远在上大学时就为他的 思想所吸引,满怀信心地迈上最高科学轨道!
库尔恰科夫在苏联核动力的第一个产儿——原子能发电站的建立中同样 发挥着最重要的作用。他同样勇敢地承担了至关重要的试验结果的责任,不 顾一些人的怀疑和反对,鼓励人们“不要动摇,要继续工作”,他满怀信心 地预言,原子动力在未来将具有宏伟的规模。
奥布宁斯克城的一切电站的电源均被切断,该城完全用由原子核提供的 能量。苏联的和平利用原子能就这样开始了,它是由库尔恰科夫那双关怀备 至的双手培育出来的。
1956年4月,库尔恰科夫作为政府代表团成员前往英国访问,作为最有 权威的学者来到剑桥大学。
“一位身材高大的苏联原子科学家在阵阵欢呼声中受到欢迎,他蓄着一 把黑色大胡子,长达20厘米,飘散在胸前,令人惊叹不已。”这是合众社记 者的描写。
在原子中心——哈鲁艾尔,库尔恰科夫获得了巨大的成功。
4月25日,在那里的原子中心大厅有300名英国科学家听他讲课。库尔 恰科夫的讲演分为两部分:关于苏联原子动力发展的若干问题,有关在气体 放电中得到热核反应的可能性。
库尔恰科夫一开始就向英国人介绍了苏联解决原子动力问题的广泛的方 法,这不能不使英国科学家感到震惊。他所阐述的建造原子电站的真正科学 的和全面论证的纲领,对英国物理学家来说,真可谓是一个意想不到的启示。 库尔恰科夫讲述了业已开始建造的三种类型的大功率电站的情况。他讲了热 核反应的问题,可控热核反应,这足以令听讲者震惊,这种可控反应在美国 和英国处于绝密状态,连提都不敢提。
库尔恰科夫从容不迫地讲演着。他说,为了在可控反应得到氢爆炸的能 量,需要两个条件,一是高温,二是热核燃料——氘或者氘和氚的混合物。
除了库尔恰科夫这些大胆的报告之外,他那富有艺术表达力的、逻辑的 严密、精确的叙述形式也吸引了听众。他的发言刚一结束,大厅内顿时响起 暴风雨般的热烈欢呼声。兴奋的英国科学家们争先恐后地提出问题,大厅内 气氛融洽而热烈。他十分详细地回答了一切提问,谈到了科学家们从未预见 到的有关原子的一些事实,正如他所说的那样,这项工作所追求的是纯和平 目的。哈鲁艾尔的科学家们对他报以热烈的欢呼。
库尔恰科夫引起了轰动,他在世界上首先揭开了这些工程的秘密。
在库尔恰科夫家的客厅里摆放着一个纪念品柜,里边摆着各国赠送的礼 物。研究所的科研人员在这些国家里点燃了原子火花——使反应堆运转,帮 助他们进行核研究,库尔恰科夫无论在国内、在国外,都不遗余力地推广“核 文化”。1957年,一批社会主义国家的各种型式的研究性反应堆,在苏联的 帮助下,已投入运转。
库尔恰科夫有一段名言:“我感到幸福,因为我出生在俄罗斯并将自己 的毕生精力献给了伟大的苏维埃国家原子科学!……我深信,并且坚信不移, 我国人民,我国政府一定会把这些科学成就造福于人类。”
十一、与疾病搏斗
库尔恰科夫在哈鲁艾尔演讲时,感到头晕、全身无力,但谁也没有看出 来。
1956年5月16日他彻底病倒了,确诊为中风,左脚和左手已不听使唤, 他顽强地同病魔作斗争,7月底,他拄着拐杖出现在办公室和实验室,从此, 热核研究实验室经常响起手杖突突的声音。他开始催促自己,催促大家,工 作速度和紧张程度更高了,尽量使他的更多计划尽快得以实现。
但致命的疾病已悄悄地向他袭来,他在床上度过了整整一个月,库尔恰 科夫家里设了一个固定医疗所。待办的事情不仅没有减少,相反倒增加了。
1958年3月,库尔恰科夫在最高苏维埃会议上作了发言。作为一名代表 和共产党员,他向全世界宣布:“在伟大的共产党领导下,用列宁主义的共 产主义思想教育出来的我国人民,过去是,将来仍然是争取和平的忠诚斗士, 将是争取使一切科技成就造福于人类的忠诚战士。”
作为库尔恰科夫生活的座右铭,这个发言的最后祝词说:“为祖国,为 我们人民和我们的党,为世界和平!”
这位热爱生活的人,生活简朴,从不为自己考虑,其唯一的生活目的就 是造福于祖国,为祖国昌盛而努力。
1960年2月4日,卡皮察院士和托普奇耶夫院士带着紧急问题来见库尔 恰科夫。他们谈了很久。那天晚上,库尔恰科夫欣赏音乐,他前往音乐学院 大厅去听莫札特的“安魂曲”。有人认出了他,演员们受到极大的鼓舞,使 演出十分热烈。但这竟是这位伟大科学家一生中最后一次来欣赏音乐会。
2月6日晚上,叶夫列莫夫来见库尔恰科夫,他俩久久地改写着公文, 只是偶尔走出房间,看一眼电视,站立片刻之后又去工作。
后来两人干完了工作,库尔恰科夫从玛林娜手里接过了安眠药,她问道:
“我们什么时候起床?”
“随便。11点左右我要到巴尔维哈去看一位朋友。”
这竟是夫妻俩的最后一次谈话。
第二天一早,为了说服一位朋友继续在医院治疗,为了减轻一下朋友的 烦忧心情,库尔恰科夫去找他。于是,他们来街上,一排排整齐的树木蒙着 白雪,犹如仪仗队的士兵一般亭亭玉立。双脚踩到雪里,留下深深的脚印。 他俩扫尽了凳上的积雪,坐了下来。就在这时,库尔恰科夫发出一种微弱的 嘶哑声,头一仰靠在长凳的靠背上。
他就这样死了,死在行动中,死在一肚子话没有说出来的时候,死在关 怀事业,关怀同事的场合。
苏联人民失去了一位伟大的物理学家。
你从莫斯科乘坐舒适的列车经过3小时之后,抵达杜布纳科学城,这座 科学城是在库尔恰科夫倡导和帮助下,建立起来的世界上最大的科学中心— —杜布纳联合原子核研究所。你踏上的第一条大街就是И.B.库尔恰科夫大 街,当你沿着这条大街走向研究所管理处时,你会想起库尔恰科夫为我们大 家而建立的事业那无与伦比的功勋。现在印有联合原子核研究所标志的著作 已名扬世界。
1964年,联合原子核研究所的物理学家在Г.H.弗廖罗夫的领导下发现 了门捷列夫周期表的第104号元素。该元素以“库尔恰科夫”命名。
现在,库尔恰科夫的名字已被选入月球图上的地址命名——月球上的一 个地方以这一名字命名。
世界上最大的一艘研究船“库尔恰科夫院士号”——苏联科学船队的新 的指挥船正航行在广阔的洋面上。
苏联设立了И.B.库尔恰科夫专门奖章和奖金,以奖励核物理学方面的杰 出的研究工作者。
为И.B.库尔恰科夫建立了最好的纪念碑。
中外科学家发明家丛书:莱布尼兹
莱布尼兹
一、年轻时代 (1646—1667)
哥特弗里德·威廉·莱布尼茨(Gottfried Wilhelm vonLeibniz)于1646 年7月1日出生在德国的莱比锡。他是德国的数学家、物理学家、哲学家, 是一位罕见的多才博学的人。
莱布尼茨的父亲弗里德里希·莱布尼茨(1597——1652)是莱比锡大学 的道德哲学教授。其母卡塔琳娜·施莫克(1621——1664)是老莱布尼茨的 第三个妻子。莱布尼茨有一个异母兄弟约翰·弗里德里希和一个妹妹安娜·卡 特琳娜,她的儿子西蒙·洛夫勒后来成为他的唯一继承人。
莱布尼茨的早期教育鲜为人知,只有他自己偶然的一些回忆。他说的经 历可能有点夸张,以至把他自己说成完全是自学成才的了。但有一点是很明 确的,他确实不像同时代的科学巨人牛顿那样受过良好的数学以及其他科学 的训练。莱布尼茨在少年时代接受的主要是文科的知识。据莱布尼茨回忆, 他在7岁上学前就跟着父亲学习阅读,8岁时就如饥似渴地学习他那已经去 世的父亲的书,我们几乎难以想象他如何能读懂那些艰深晦涩的拉丁文、希 腊文的著作。但这些著作还真的为他后来在古典哲学、教父哲学和经院哲学 方面的广博学识打下了基础。除此之外,他的学校的教学大纲本身还要求学 习德国文学和历史、神学以及逻辑学。他对最后一门功课特别感兴趣,在他 以后的生涯中,始终对逻辑学的研究保持浓厚的兴趣。
1661年冬天以后,莱布尼茨来到莱比锡大学,当时他只有15岁(这确 实非常年轻,但在他的那个时代并非罕见之事)。在这里,他开始显露出了 才华,开始在学习上名列前茅。各门课程,其中包括哲学、修辞学、数学、 拉丁文、希腊文和希泊莱文,他都深入研究,而法律、哲学是他的主课。更 令人惊异的是,他对数学和自然科学表现出强烈的兴致,大学期间就博览了 当时流行于世的各种科学著作。
根据当时的教育法规,莱布尼茨在大学毕业后必须到“高一级”的学院 如神学院、法学院或医学院进行学习才能拿到博士学位。他选择了法学,但 是在开始法学课程之前,他到附近的耶拿大学过了一个短短的暑期。在那里, 他的思想有了重要的转化,为他在哲学、自然科学方面的冲破奠定了思想基 础。这应归功于埃尔哈德·威格尔的新毕达哥拉斯主义 (根据这种学说,数 是宇宙的基本实在),更应归功于他所接触的社会。17世纪下半期的德意志, 比较当时的英、荷、法等国要落后得多。30年战争(1618—1648年)使德意 志的社会经济遭受严重破坏,给广大人民带来了深重的灾难。在战后,德国 封建割据局面进一步加深,农奴制恢复过程急剧加强,工商业普遍衰落。农 奴制的恢复和分裂割据严重阻碍着资本主义的发展,使得分散的工场手工 业、家庭手工业和商业几乎处于停滞以致衰退之中。由于缺乏统一的市场, 一些城市商业的销售和贸易额,在很大程度上取决于王公贵族的生活消费和 宫廷、军队的开支。因此,市民阶级在经济上对王公贵族有很大的依赖性, 在政治上完全屈从于封建统治者。他们只能在封建势力的卵翼下谋求自己的 利益。这个活生生的现实,使莱布尼茨以一个青年学生的心态进行了不断的 思考,他认识到德国要发展必须实现国家的统一,结束封建割据局面,唯有 如此,才能振兴德国。但是他又看到德国的封建容克贵族的势力非常强大, 不敢同它进行斗争。这种思想决定了莱布尼茨今后的思想道路和生活道路: 理论的异端与政治上的保守;思想上反对封建贵族,行动上却紧紧依附于封 建贵族。这个矛盾不仅仅反映了莱布尼茨自身的矛盾,更反映了德国市民阶 级的思想矛盾,正因为如此,莱布尼茨成为当时德国市民阶级的代表。
从耶拿大学回到莱比锡大学,整整的3年中,他忙于准备一系列的“答 辩论文”,这是他学生生涯每一个阶段中不得不发表并且在公开答辩中为之 辨护的东西。他在学习的最后一年中撰写了第一篇数学论文《结合术》。“结 合术”是近代数学的一个分支、数理逻辑的先声。在 《结合术》中,他以惊 人的勇气,冲破传统的逻辑学关于三段论的理论束缚,通过认真、细致的分 析,发现了三段论的混乱结构,因此,他开始试图构造一种关于“所有”、
“不”以及主项、谓项和中项的变更和结合的理论来消除三段论有效性规则 的武断性。现在看来,这个计划似乎有点儿野心勃勃,而且未免有些天真, 但是它在使逻辑学经得起数学处理的检验方面却是一个有希望的开端。这篇 论文是莱布尼茨年轻时代的一篇代表作品,宣布了一个富有理性和科学头脑 并有细致、缜密分析能力的未来科学家、哲学家初露峥嵘,一个如同德国人 正确称誉的“全面的天才”即将诞生。这一点,莱比锡大学的教授感觉到了, 因而给予这篇论文以很高的评价。
他以这篇论文取得了讲授哲学的资格。然而实际上他放弃了这一权利, 因为这样的讲师资格纯属荣誉性的。他的目标是做常设的12个助教之一,因 为一旦出现空额,在这个职位上的人可以按照毕业年限的先后而递补为法学 博士。不幸的是,由于当年博士候选人太多,莱布尼茨被通知下次有晋升的 机会再说。于是,他就转到较小一些的阿尔特多夫大学。这所大学位于当时 德国的科学技术中心——纽伦堡市的郊外。1666年到校注册不久,莱布尼茨 就向学校提交了早已准备好的博士论文,仅仅在4个月之后,即1667年的2 月,他被正式授予博士学位。莱布尼茨的博学多才给阿尔特多夫大学以很深 的印象,所以提供给他一个教授的职位。然而,学院生活的闭塞、枯躁又使 莱布尼茨感到厌倦。他觉得一个青年人不应当把自己美好的青春,最富有价 值的生命消耗在单调的与世隔绝的学院里,特别是把自己束缚在毫无实际价 值的经院式的学术上。人应当到丰富多采、充满朝气的现实中去,在那里人 的价值才能得到创造、得到实现,人才能发现自己的位置。所以莱布尼茨毅 然改变了过学院式生活的初衷,决定更多地投入到外面的世界中去。
二、法学家和博学的人 (1667——1672)
机遇往往给予有准备的人,特别是那些刻苦努力、奋发向上的年轻人。
1666年的夏季对于莱布尼茨是一个充满了机遇的日子,他雄心勃勃地离 开学院,打算到“荷兰和国外”去看看世界,却遇到了美因茨选帝候约翰·菲 利普·冯·舍恩博恩的前首相博伊内堡。由于莱布尼茨的渊博知识,以及在 处理公众事务方面的卓越能力给博伊内堡留下了深刻的印象,使之劝莱布尼 茨和他一起回莱茵河畔的法兰克福家乡去,这儿正好是美因茨的郊外。博伊 内堡很快就任命他为选帝候法律顾问的助手,主要是协助这位法律顾问重新 编纂民法。由于莱布尼茨丰富的法律知识和处理法律问题的能力,大约在一 年半后,就被提拔到上诉法院陪审官的位置上。
莱布尼茨和博伊内堡的亲密关系非常重要,这不仅对于开拓他的生涯, 而且对于提高他的理性都是如此。尤其是博伊内堡宗教上的关系,对于莱布 尼茨的事业起了关键作用。
当时,随着宗教改革运动的兴起,路德派的新教在德国拥有大量的信仰 者,但天主教会仍有很大的势力,天主教会以自己传统的宗教优势控制着社 会上许多重要的政治、经济、文化阵地,双方斗争仍很激烈。博伊内堡和他 身边的人都是由路德教改信天主教的改宗者,这就使路德教的信徒莱布尼茨 在宗教方面有了一个重要的保护伞,因此,他才能在1689年得到梵蒂冈图书 馆馆长这一有威望的职位。在博伊内堡的鼓励下,莱布尼茨还满怀希望能推 进教会的重新统一,草拟了许多有关宗教题材的论文,其中多数是论及各教 会之间争执不休的问题。从现在的眼光看来,莱布尼茨不应把许多精力放在 神学、宗教方面,但在当时却是必需的。
这一时期,莱布尼茨的精力放在了法律“大百科全书”上。应当说,莱 布尼茨的哲学基石之一就是他对“大百科全书”的憧憬上,希望将所有的知 识都收编到一个体系之中。他的许多活动都是为达到这个目标所作的努力, 而在美因茨重新编纂法规,是实现这个目标的第一次努力。
正如人们所了解的那样,德国的法律是一个包括罗马法、传统的德国习 惯法,以及各国的成文法和判例法的大杂烩。莱布尼茨作为一个自然法的崇 拜者,希望通过少数几个基本的法律概念来定义所有的法律概念,从一套自 然正义的原则中演绎出所有的具体法规。他在 1667年发表的《法学教学新 法》中就保留了他试图建立这样一个体系的草图。关于自然法的问题,当他 上了年纪之后兴趣有所转移,但他还是不断地回到这个年轻时代关注的课题 上来。实际上,他在这方面工作仅仅开了个头。
为了开展他的百科全书工作,他又开始投入到图书馆的事业之中。阿尔 斯泰德在1630年出版的七卷本《百科全书》启发了莱布尼茨,使他认为要把 知识集中起来,就要把散布在全欧洲各地图书馆中的图书集中起来,最可行 的办法就是编辑一本总的主题目录。这是在牛津的博德兰图书馆编制的主题 目录之后,又一项在图书馆学领域的创新(事实上,莱布尼茨对博德兰图书 馆的主题目录毫不知晓)。1670年,他作为一个样版为博伊内堡的大量藏书 编制了一个目录,这个目录编制的很成功,但遗憾的是,在此后管理的主要 图书馆中从未同意使用,也未再编制过此类目录。关于图书馆学领域的细致 研究,使莱布尼茨涉猎了当时欧洲近代知识的各个领域,也使他掌握了获得 资料的方法,从而能为他在各个科学领域纵横驰骋奠定了方法论的基础。正 是图书馆研究的成功,特别是近代科学知识日益更新,使莱布尼茨希望转到 报刊方面,通过报刊来了解新思想、新知识。当时,他想搞个书评一类的刊 物,把这个刊物称为图书馆中心,主要是对新的重要的出版物进行摘要品评, 此外还包括对较早时期的著作进行研究,以及对当时尚未出版的但正在研究 的课题也进行介绍。这个设想应当说非常具有科学价值,对于新思想、新文 化的传播必将产生深刻的影响。令人可惜的是,文化同物质利益、同政治权 势、同宗教势力相比总是处于一个尴尬的地位。1668—1669年他两次申请必 需的皇帝特许,都是由于这种做法可能会损害图书零售商的利益而被驳回。 为此,他抱憾终生。1700年,他开始创办自己的刊物《每月文摘》,由他的 助手艾克哈特编辑,但这个刊物仅存在两年就停刊了。年轻的莱布尼茨没能 用自己的刊物来表现自己的思想,但是其他著名的刊物如《学者杂志》、《学 术记事》都反映了他的思想。当时他已成为这两个刊物的固定撰稿人,此外 他保留了他所有读过的书的卡片索引,这一切都为后人研究他的思想提供了 宝贵的原始资料。
在科学研究中相互配合的要求,自然而然地提出了建立学术和科学学会 的问题。莱布尼茨很快意识到这一点,他首先提出要建立研究者公社,这个 想法有点儿类似乌托邦,其次还建议为了普及科学知识和为科学发展提供基 金而建立一些展览馆和博物馆,但他没有足够的影响力来实现他的计划。于 是他潜下心来,撰写大量科学题材的论文提交给各个科学院,其中两篇是奉 献给巴黎科学院和伦敦皇家学会。在这两篇文章中,莱布尼茨对宇宙中发现 的一切形式的运动都作了概略的、全面的说明。他从一般运动法则的抽象理 论开始,随后联想到诸如行星运动,某些化学反应以及固体的内聚力之类的 个别现象的作用过程。他那最终得之于笛卡儿的对行星运动的解释,试图说 明太阳何以只需推动就能迫使行星在其轨道上运行。他认为,空间被极细微 的分子所构成的以太所充满,而且太阳的自转在以太中产生了圆圈运动(漩 涡),它推动着行星像漩涡中的小船一般作圆周运动。他的理论现在看来当 然是错的,但我们应当注意到,他此时已充分考虑到有对有限时间中机械力 从一个物体到另一个物体的转换加以说明的必要。这和牛顿的万有引力大不 相同,牛顿的万有引力是被设想为超距的,而且是依靠纯粹吸引力的瞬时作 用。1673年4月19日他被推选为英国皇家学会会员。此后,莱布尼茨一直 醉心于科学文化事业,终于在1700年促成了柏林科学院的成立,并担任了它 的第一任院长。此外,他还积极向各方建议创办维也纳、彼得堡等科学院。 据说他还曾向中国的康熙皇帝写过信,建议在北京设立科学院。这一切都反 映了莱布尼茨作为新兴市民阶级的代表迫切渴望推广普及科学知识,以科学 知识武装群众,推进社会生产力的发展的愿望。这种愿望和行动是促进科学 技术发展的强大动力。
在17世纪,虽然科学学会和期刊正在逐渐产生,但是理智协作和思想传 播的最重要手段还是信件交往,这些信件经常在相互通信的熟人中广为散 发,而且常把这些信件收集成册加以出版。这就是我们为什么经常看到 17 世纪思想家的许多著作冠以书信集的名称的原因,莱布尼茨也非常乐于此 道。特别是这一时期中国问题引起了他浓厚的兴趣,因此在1697年就出版了 他的一部通信集,主要内容是同耶稣会教士谈论中国的问题,集子的题目是
《来自中国的最新消息》。这本通信集为我们中国人研究西方如何看待中国 提供了宝贵的资料,它使我们可以通过莱布尼茨这样深刻的思想家了解当时 的中国。
博伊内堡也是一个干劲十足的书信作者,这帮了莱布尼茨很大的忙,使 莱布尼茨迅速地与全欧洲的智士仁人密切来往,从而建立起自己的通信网。 大量的通信涉及几乎所有的领域,科学、数学、法学、政治学、宗教、文学、 历史学、语言学、钱币学以及人类学,无所不包。通过与这些欧洲的一流人 士(据信最多时达到数百人)的交流,极大地刺激了莱布尼茨的思维,提高 了他的理论水平和知名度。事实证明,人的成长不可能脱离他人的帮助与交 流,正是通过在学术上的相互切磋、沟通,才能推动人的思维,闭门造车只 能使人的眼界狭隘。莱布尼茨还非常注意保存这些信件,有1500多封信被保 留下来。正是靠这些信件,加上大量的私人笔记和原稿,我们才有了关于他 的大部分著作的知识,特别是在哲学、逻辑学和数学方面的知识,正如他曾 经说过的那样:“仅仅靠我公开发表过的著作来了解我的人,其实根本不了 解我。”
虽然莱布尼茨的兴趣明显地朝着自然科学方面发展,但是,他也表现出 青年人普遍具有的愿望,即在文学方面取得成功。在他整个一生中,他都为 自己的诗歌而骄傲,而且令人惊异的是,他还能背诵著名诗人维吉尔的《埃 涅阿斯记》一诗中的大部分诗句。在当时,典型的文艺复兴运动晚期的人文 主义思潮弥漫着整个德国,莱布尼茨模仿着风行一时的精雕细琢、华丽无比 的拉丁文风。(当然作为一个强烈的爱国主义者,他也很希望用德语写作, 他甚至建议要丰富和振兴德国语言,但当时德语中还没有抽象的专有名词, 使他深感遗憾,不得不主要使用拉丁语。)莱布尼茨在这时最大的文学贡献 是编辑出版了16世纪意大利人文主义者尼佐利乌斯的《反对假哲学家,论哲 学的真正原理》。1676年,他又把柏拉图的《斐多篇》和《泰阿泰德篇》翻 译成拉丁文。在细致、艰苦的翻译过程中,他以敏锐的哲学家头脑,在哲学 史上第一次发现了历史上的柏拉图哲学和柏拉图后来的追随者们所主张的神 秘主义、怀疑主义的新柏拉图主义之间明显的差别。
政治问题此时也是莱布尼茨关注的一个热点问题。当他刚到美因茨时, 就发表了一篇短文,对于当时争论不休的波兰王位继承权问题运用演绎论证 的方法提出了自己的看法。对于当时比较敏感的德法关系问题,莱布尼茨表 示出了浓厚的反法情绪。当时的德国由于三十年战争搞得极为衰弱,而法国 却正在走向统一的集权国家,势力迅速膨胀,为此,莱布尼茨提出了不少的 建议,希望削弱法国实力,争取时间来复兴德国。比如他曾提出用西印度糖 做成廉价的朗姆酒去切断法国白兰地酒销路的想法。但最引人注目的是他提 出过这样一个计划:用一个让法国去征服埃及的诱人方案去分散路易十四对 北欧的注意力。这个建议给博伊内堡很深的印象,所以博伊内堡派他到巴黎 去,以便在法国政府面前尽力申述它。莱布尼茨便来到了当时的欧洲中心法 国的巴黎,开始了他一生中最辉煌的时期。
三、巴黎时期 (1672——1676)
1672年春,莱布尼茨身负特殊的政治使命来到了巴黎。他一方面等待时 机进入政界实施他的政治目的,另一方面着手挤入知识界。
莱布尼茨作为正式理由来巴黎的事情本身毫无进展,他始终未找到机会 去向法国国王奉献他的征服埃及的计划。不过,他在知识界很快就结识了许 多朋友,其中包括哲学家阿尔诺马勒伯朗士,数学家惠更斯。通过与他们的 哲学交往,他设法接触到两位伟大的法国哲学前辈帕斯卡和笛卡儿未曾发表 的著作,而且笛卡儿的某些著作只是通过他所抄录的手抄本才得以保存。比 如,笛卡儿写于1628年的《指导我们心智的规则》一书于1701年在阿姆斯 特丹出版时,就是依据收藏在汉诺威图书馆的莱布尼茨的手抄本。正如人们 所了解到的那样,他对笛卡儿著作细致而富有批判性的研究,对他的哲学体 系有着较大的影响。
然而,在这个时期,他的主要兴趣是在数学上,特别是在惠更斯的指导 下,莱布尼茨在数学史上作出了划时代的贡献。他创立了微积分学。
16—17世纪,由于资本主义生产方式的发展,生产力迅速提高,机械的 使用、航海事业的发展,遇到大量新问题,迫切需要物理学、力学、天文学 等基础学科的发展,急需数学提供新的方法。然而,这个时期的大学数学家 仍然停留在经院哲学的过时的传统之中,最富有成果和最具独创性的研究是 由那些业余爱好者完成的。莱布尼茨就是其中的佼佼者。
莱布尼茨在研究几何学的过程中,借鉴前人的经验完成了数学革命。在 莱布尼茨之前,意大利数学家卡瓦列利于1635年发表了《不可分连续量的几 何学》一书,书中避免无穷小量,用不可分量制定了一种简单形式的微积分, 而法国数学家费尔马在求函数极大极小值时,其结果已接近了微积分。莱布 尼茨从几何学的求积问题和求切线问题出发,发明了微积分,于 1684年发表 了关于微分法的著作《关于极大极小以及切线的新方法》。1686年,他又发 表了关于积分法的著作。
微分学提供了一个决定某一量在任一瞬间变化比率的一般方法。这个量 是在和另一个量的相互关系中连续变化的,因此它是另一个量的函数,值得 一提的是,莱布尼茨是第一个在现代意义上使用变量的函数这个词的。微分 学可以用于计算行星运行的轨道;描绘摆、波浪或颤动着的弦的运动;求出 用别的方法解不了的方程;确定函数的最大和最小值,等等。
积分是微分的逆转,它在于从给定的某一瞬间的值出发重建出一个整体 来。换句话说,就是增加一个维数。从一个点的变化比率出发,可以重建一 条完整的线,从一条线的变化比率出发,可以重建一个它所限定的面,而且 从一个面出发,就能指定出由旋转这个面所创造出来的体。这种方法实际上 用来确定重心,以及诸如飞轮那样的旋转物体的惯性运动,当然也有别的更 为复杂的用途。
莱布尼茨比较完整地建立了微积分的法则和公式体系,他又煞费苦心创 造出了一套方便的微积分符号,如微分符号d和积分符号∫,这些符号至今 仍在使用。
欧几里德几何也好,上古和中世纪的代数学也好,都是一种常量数学, 微积分才是真正的变量数学,是数学中的大革命。作为高等数学的主要分支, 它不只是局限在解决力学中的变速运动问题,它在近代和现代科学技术园地 里建立了数不清的丰功伟绩。
但微积分刚刚诞生就面临着内部的争论和外部的围攻。
莱布尼茨首先是为无穷小量的逻辑尊严而苦恼。当时的数学家们一般都 认为,数学的对象应该是实在的(这仅是从几何学上加以描绘的一般意义上 看),他们对于那种不能拿直尺和圆规画出的“假想”的量深表怀疑,例如
怀疑莱布尼茨的发现实际上是独立得到的并不合情理。但是为争论所激 起的民族主义热情以及有利于牛顿优先权的证据给英国的数学带来了不幸的 后果。英国人继续以牛顿《原理》中的几何方法为依据,结果使自己落在了 后面,使自己在一片死气沉沉中停滞了一个多世纪。这使欧洲大陆也受到一 定影响,由于双方停止交流思想,使他们对于牛顿的许多工作未能深入的研 究。
数学史上这个著名的事实,再一次警示人们,无谓的争论,片面强调所 谓的纯洁,结果只能空耗精力,影响事业本身的进程,对此,我们要引以为 训。
莱布尼茨在巴黎时期的第二个伟大的功绩,而且是最富潜力的发现,就 是二进制算法,虽然实际上他并不是发现这种算法的第一个人。早在17世纪 初,托马斯·哈里奥特就已经想到了它,1670年卡瓦利埃里又再次提到它。 莱布尼茨自己后来确信,中国人肯定也知道它,因为在《易经》的理论中已 经包含它了。
二进位制系统是最简便的可能的数字记数法。我们通常用的十进位制系 统中每个位数 (个位、十位、百位等等)都有十个符号可供选择,在二进位 制系统中就只有两个符号,一个表示空位,另一个则标志实位。如果位能够 任意规定,被栅极所规定的话,那么它所要求的一切也就是一个表示实位的 任意标记或符号。如果约定用0表示空位,用1表示实位,那么这个系统就 会像下面这样进行运算:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 1011100101110111100010001
虽然莱布尼茨为他自己的发现感到自豪,但是他却完全没有运用它。不 像卡瓦利埃里及现代的数学家们那样,他没有把这一发现一般化为具有它自 己专门定理的模数算术的理论。除了一个非常模糊的草稿之外,他没有试着 去设计一种运用此项发现的计算机。我们可能感到十分奇怪,在计算机的时 代中,有那么一个人既发明了计算器,又发明了二进位制算法,却不把这二 者结合起来,进而提出某种大体上接近于现代计算机的东西来。但是在当时 的技术条件下,一个二进位制的机器只会增加莱布尼茨的困难。为了使计算 器为一般人能使用,就需要更多的轮子,就会有更大的摩擦力,进行更多的 运算,而且不得不有一个特大的机器用于二进制和十进位制之间的换算。只 有随着电子学的发展、二进位制系统才有可能进入它自己的时代。
莱布尼茨第三个值得自豪和骄傲的业绩是他发明的机械计算器。1673 年,莱布尼茨到英国皇家协会做了一次拜访,随身带了他的机械计算器给他 们看,引起了皇家协会的极大兴趣。莱布也非常高兴,曾经想用一个刻有“超 人”字样的纪念章来纪念它,而且在很久以后,他又做了一台机器,它是为 彼得大帝送给中国皇帝而做的,用以证明西方具有高超的科学技术。这个计 算器的前身是1642年帕斯卡的加法计算器,莱布尼茨经过研究把它改进,使 这种手摇机械计算器不仅能进行加、减法演算,而且能完成乘法、除法、自 乘以及开平方和立方运算。他还发明了大量的装置,这些装置成为后来的技 术标准。他的这些计算器有一个被幸运地保存下来,现在存放在汉诺威国家 图书馆中。
莱布尼茨的计算器的直接功用是很明显的,它能节省相当多的劳动,提 高会计、管理、测量、科学研究以及数学用表制作等工作的精确程度。这一 切比我们现在所能估计的意义大得多。
在巴黎的时候,莱布尼茨脑子里还装满了许多别的技术方面的设想。他 作了很大努力研制出一种在双马串联的马车中工作的带有两个对称摆轮的 表,于1675年4月在巴黎科学院展示了这种表的模型。他的其他设想还包括 有一种不用罗盘就能测定船只位置的装置;一种从单一的观察点出发就能确 定物体距离的方法;一种用来推动车辆或抛射体的空气压缩机;一种能在水 下航行以逃避敌人侦察的船只;一种无液气压表等等。
巴黎时期是莱布尼茨的黄金时期,但在科学发明上使许多科学家无法望 其项背。现在看来,莱布尼茨之所以能在不到30岁就对数学、科学的发展作 出如此巨大的贡献,不是因为他有什么“超人”的天才,而是在于他作为一 个青年人,较少保守思想,容易接受新事物。虽然学问不多,地位较低,但 是方法对头,具有宝贵的创新精神,敢于攀登前人未达到的高峰。这是人们 今天最应学习的地方。
正当莱布尼茨的科学事业飞速发展的时候,一个不幸的事件发生了,打 断了他的巴黎生活,就是1672年12月他的主要支持者博伊内堡去世,1673 年2月选帝侯也死了。莱布尼茨不得不考虑他的前途问题。1676年1月他接 受了德国汉诺威法院顾问的职务,同年10月离开了美丽的巴黎,绕道伦敦和 荷兰回到汉诺威。他在伦敦作了短暂停留。在阿姆斯特丹,他开始结识最先 使用显微镜的人——列文虎克。此外,他还在海牙见到了镜片磨制工和哲学 家斯宾诺沙,两个人进行了四天的热烈讨论。莱布尼茨一再要求阅读斯宾诺 沙的手稿,并终于看到了他的《论理学》手稿。尽管莱布尼茨本人有点儿不 愿承认,但他的思想所受斯宾诺沙哲学影响是无可怀疑的。当然他的思想确 实有和斯宾诺沙截然相反和对立的方面,但这也未尝不是从反面表现出斯宾 诺沙哲学的影响。