“上帝的鞭子也会打错地方”——论物理学家的失误及其教育功能

程民治 朱爱国

（巢湖学院电子工程与电气自动化学院，安徽 巢湖 238000）

“上帝的鞭子也会打错地方”
——论物理学家的失误及其教育功能

程民治 朱爱国

（巢湖学院电子工程与电气自动化学院，安徽 巢湖 238000）

本文简要地介绍与评析了科学史上数则物理学家受不同因素的影响而造成的重大过失，尤其是痛斥了因伦理道德的丧失而导致的那种令人发指的极端化的错误。旨在揭示阻碍物理学发展的诸多“科学反例”及其潜在的教育功能。

物理学家；科学反例（失误）；教育功能

在物理学史上，人们往往都是将目光锁定在成功者举世瞩目的成就上，而对于“智者千虑，必有一失”，以及那种因私欲膨胀而丧失良知并犯下严重错误者，却少有关注。据此，笔者本着“失败乃是成功之母”的千年古训，刻意反其道而行之，将那些隐藏在物理学耀眼的光辉背后似乎是阴暗的东西，即笔者称之为“科学反例”揭示出来，藉以警示后人。诚如古人所云：“以铜为鉴，可以正衣冠；以史为鉴，可以知兴替。”现特作如下论述。

1 科学史中形式各异的失误

翻开物理学史的巨幅篇章，我们不难发现，在物理学家这个人类最杰出的人群当中，竟然会出现如此众多的失误和遗憾，甚至其中有的还令人触目惊心。通过对这些形形色色的科学反例的纵览和评析，按其不同的过失原因，可将其划分为：

1.1因唯利是图而沦为历史的罪人

在物理学精英之林中，勒纳德（P.Lenard）和斯塔克（J.Stark）属于极少数非常特别的人物。他们的前半生有着辉煌的科学经历，才华出众，硕果累累。其中勒纳德因在进行有关阴极射线的工作中所做出的杰出贡献，斯塔克因发现了阴极射线中的多普勒效应和原子光谱线在电场中的分裂，而使两人分别于1905年和1919年先后荣登了诺贝尔物理学奖坛。但是，在金钱和名誉面前，并非所有的科学家都能够泰然处之，勒纳德和斯塔克便是经不住考验的典型。出于对金钱和权术的贪婪，日益膨胀的狼子野心最终使他们在后半生身败名裂，成了著名科学家队伍中少数几个永远被钉在历史耻辱柱上的人。其主要严重过失和罪行有：

其一，财迷心窍利欲熏心。斯塔克在得到了数万美元的诺贝尔奖金后，为了使自己的财富像滚雪球一样增加，他居然公开违背瑞典诺贝尔奖基金委员会的规定，用这笔奖金开办了一个瓷器厂。面对着科学界同行们的苦心规劝或严厉的批评，非但没有使斯塔克改弦更张，相反地倒使他干脆撕破脸皮，彻底抛弃了科学家的职业，成了一个地地道道的以盈利为目的的商人。由于斯塔克的行为已经和他的身份格格不入，他当时所在的德国浮兹堡大学只好被迫将其开除。

其二，两人顽固地对抗新理论。勒纳德分别于1920年9月21日和1922年9月18日，先后两次在德国科学界的有关会议上，公开恶毒攻击爱因斯坦（A.Einstein）及其相对论。他指责爱因斯坦是个半路出家的无名鼠辈，靠着杜撰出一种虚妄的理论哗众取宠，说什么关于相对论的经验证据是漏洞百出。甚至他还欣然允许魏兰德等人及其组织援引他的名义对爱因斯坦大张挞伐，以公开演讲等方式大肆谩骂侮辱爱因斯坦。尽管如此，勒纳德对相对论的批评没有任何分量，反而暴露出他对理论物理学的无知和偏见。对此，爱因斯坦一针见血地指出：“在有国际声望的物理学家中间，直言不讳地反对相对论的，我只能举出勒纳德的名字来。作为一位精通实验物理学的大师，我钦佩勒纳德；但是他在理论物理学中从未干过一点事，而且他反对广义相对论的意见如此肤浅，以至于到目前为止我都不认为有必要给他们详细回答。我现在打算纠正这种疏忽。”[1]即使是到了晚年，勒纳德还是对相对论心怀敌意，指责相对论“纯属犹太佬的骗人把戏，透过它的哗众取宠，只要稍有种族知识，就可以把它一眼看穿，因为它的发明者爱因斯坦是个犹太人。然而物理学界绝大多数头面人物居然都或多或少地赞同这套犹太人的理论伎俩，我失望至深莫过于此。”[1]

而斯塔克则对量子论和量子力学始终持否定态度。如他在1920年6月3日的诺贝尔奖演讲中说：“尽管我对玻尔理论的成就评价很高，但是我不敢把它当作一个确定的结论来接受。”[1]又如，即使1929年量子力学的公理化体系已经完成，整个物理学界都在全新的基础上工作，但斯塔克还在逐条逐句地批判薛定谔（E.Schr·dinger）的波动力学。至于对爱因斯坦及其理论成果，开始时他还是抱有好感的。但后来二人因在引入光量子概念的优先权问题上发生争吵，开始交恶。斯塔克因此而在上个世纪20年代转而坚决反对广义相对论。与此同时，他还和勒纳德一起，指责诺贝尔奖评委会拟给爱因斯坦的光量子研究成果颁奖。玻恩（Max Born）曾指称斯塔克在摆弄实验仪器方面可算得上是个天才，可是玻恩却认为“他从来就不懂物理 （He never understood physics）”[2]。实质上，斯塔克与勒纳德是一丘之貉，他们对科学理论的态度并非取决于这个理论本身，而是决定于他们对这个理论的提出者的态度，并且他俩都是纯粹的实验物理学家，其理论的兴趣和素养都非常有限。

其三，投靠纳粹势力的丑恶行踪。早在20世纪20年代初，勒纳德和斯塔克就臭味相投，狼狈为奸，效忠纳粹了。用斯塔克自己的话来说，就是“参加了追随阿道夫·希特勒的斗士们的行列。”[1]就是这两位打着诺贝尔奖荣膺者招牌的纳粹分子，一唱一和，为虎作伥，丧尽天良。是一支在纳粹恶潮中兴风作浪、迫害犹太人和爱因斯坦、编造所谓的“日耳曼物理学”的特别行动队。他们给科学造成的损害，则是别的破坏力量所无法替代的。他们彻底地堕落成反动的法西斯政客的历史史实，构成了科学家失误中的一个奇特的极端化的典型。

历史是公正的，随着第二次大战的结束，这两位在科学革命的大潮中落伍，野心勃勃转而投靠纳粹势力，倒行逆施、胡作非为的历史罪人，他们曾经捞到的所有好处[1]，也随着纳粹集团的覆灭而一同消失。

1.2坚守于传统的旧观念而失足

在19世纪末叶，正当人们为当时的物理学已经“结合成一座具有庄严雄伟的建筑体系和动人心弦的美丽的庙堂”[3]，而额手相庆之际，一系列新的实验发现在人们面前展现出了微观、高速领域的新奇世界，以无可辩驳的事实，将经典物理学推向了严重的“危机”。在这场“危机”面前，一些缺乏革命勇气的物理学家感到彷徨和犹豫，找不到正确的前进道路。虽然他们也不能无视于这场科学革命的洪流，对经典物理学的致命冲击，但出于顽固的保守思想，使他们依然以机械自然观和力学先验论作为自己行动的指南，不敢越出雷池一步。这样的案例比比皆是：

素以保守著称的开尔文（Lord Kelvin）勋爵，虽然他直觉地道出了悬浮在19世纪物理学晴朗上空的“两朵乌云”，并指出了较为明智的努力方向。但要他以放弃传统的物理学为代价，则难于上青天。如：对于伦琴（W.K.Röntgen）所发现的χ射线，开尔文说这是一场“精心设计的骗局”；当卢瑟福（E.Rutherford）和索迪（F.Soddy）发现元素嬗变时，他硬说是凭空捏造；当迈克尔逊-莫雷实验宣告“以太漂移零结果”后，他也坚决不相信。直至1907年去世那年，开尔文还赞成空间中每立方毫米的宇宙以太可以千吨来计量的说法。

洛伦兹（H.A.Lorentz）可谓是19世纪末至20世纪初最有成就的理论物理学家之一。即使他的卓越工作——明确区分了对于优越参照系直接可用的“真正的”绝对时间，以及由它和位置坐标算出的适用于其他参照系的“地方时间”，即“局部时间”，已经深刻地改变了相对论以前的经典物理学基础；他的某些结论——如一切粒子，无论是带电的还是不带电的，质量都会随着速度而变化；一切在以太中运动的粒子都以光速为其速度的上限，已经远远超越了旧的理论框架。但是，洛伦兹却摆脱不了绝对时空和以太观念的桎梏，始终没有迈出跨入新的时空观念的这一关键性的步骤，而错失了创立狭义相对论的良机。在通向新力学的进程中，法国著名的数学家兼物理学家彭加勒（H.Poincaré）于1899年，就深刻地洞察到数学物理学“有着严重危机的迹象”[4]，并认为以太可能不存在，绝对运动很可能在原则上不能觉察到。特别是他在1906年发表的《论电子的动力学》一文中，已经在很高的水平上建造了相对论的脚手架，在某些方面的见解[5]，超出了爱因斯坦，走得比爱因斯坦还要远。但是同样由于绝对时空观念的束缚，致使他未能把已经出现的新思想再提高一步，作出根本性的理论突破。因此，尽管彭加勒既能深谙物理学的历史和现状，又能对它的未来作出惊人的预见，堪称是“理性科学的活跃智囊”、“本世纪（指20世纪）初唯一留下的全才”[4]，但他也不敢“犯上作乱”，其结果是看到了“皇冠上的宝珠”，却缺乏勇气前去采摘。难怪洛伦兹曾于1915年十分痛心地写道：“我失败的主要原因是我死守一个观念：只有变量t才能作为真正的时间，而我的当地时间t’仅能作为辅助的数学量。”[6]杨振宁曾一针见血地指出，洛伦兹和彭加勒之所以“没有抓住那个时代的机遇”，在于 “他们都错失其重点，因为他们死守着旧观念。”其中“洛伦兹有数学，但没有物理学；而庞加莱（彭加勒）有哲学，但也没有物理学”。唯独当时仅有“26岁的爱因斯坦敢于质疑人类关于时间的原始观念，坚持同时性是相对的，才能从而打开了通向微观世界的新物理之门。”[6]

迈克尔逊 （A.A.Michelson）和莫雷（Edward W.Morley）于1887年7月，曾以他们举世闻名的精确实验结果，向全球物理学界宣布：“静止以太的假设是错误的”。[4]但同样也是对以太观念的留恋，他们对这一实验结果感到十分失望，原来打算在不同季节继续实验的想法也随之取消了。尤其是迈克尔逊，到了晚年还经常提到“可爱的以太”。在他去世前4年出版的最后一本书中他还表示，虽然相对论已被“普遍接受”，但他个人仍持怀疑态度。其实，与其说他怀疑相对论，倒不如说他没有勇气接受对自己昔日辉煌的否定。

1900年，普朗克（M.Plank）依据实验事实提出了量子假设，使人类对物质世界的认识从宏观进入了微观，开辟了现代物理学的新纪元，普朗克因此而摘取了1918年度的诺贝尔物理学奖的桂冠。但是，他在作出这一划时代的发现之后，又千方百计地把它纳入经典物理学的框框。声称自己发现基本量子是在无可奈何的情况下，所采取的“孤注一掷的行动。”[7]并说：“我生性喜欢平和，不愿进行任何吉凶未卜的冒险。”[7]正是这种趋于保守的世界观，使得普朗克即使打开了量子力学的大门，却仍然不敢走进去，使自己禁锢在经典物理学理论的框架中不能自拔。除了叮嘱别人“在将作用量子引入理论时要尽可能周密行事”[7]之外，他还尖锐批评过爱因斯坦用于研究光电效应问题而提出的“光量子假说”，以及玻恩于1954年荣获诺贝尔奖的成果 “对波函数的统计诠释”(按：因其与决定论相悖)。

1.3传统的定向思维带来的过失

费米（E.Fermi）可称得上是20世纪中一位将理论、实验和教学达到完美结合的杰出物理学家。特别是他因用中子辐射法制备人工放射性元素而成了1938年度的诺贝尔物理学奖得主。但是，费米也曾有过失误，即失去了发现核裂变的大好机会。整个事件的进程是这样的：1934年1月，费米认真分析了居里夫妇利用α粒子（氦的原子核）轰击铝的实验。在这一实验中，鉴于α粒子的质量比电子质量大7300倍，α粒子散射“受电子的影响是微不足道的”。因此，α粒子只和铝原子核发生作用，两者之间的正电荷所产生的静电斥力会阻碍α粒子接近靶核。据此，费米立即想到，如果用中子轰击原子核，就可以免除这一阻力。于是，他就从这一年的3月开始了这种试验。按照费米预先的设想，当用中子轰击化学元素周期表中的许多元素时，这些元素的原子核在吸收了一个中子后，就会变为原来元素原子核的同位素，即质子数相同、中子数增加1的原子核。但因该同位素极不稳定，在放出β射线也即电子后，很快就会变成原子序数增加1的周期表中下一个位置元素的原子核。按照这一规律，如果用中子轰击周期中第92号元素，即天然的最后一个元素铀，那岂不就可以产生原子序数比铀大1的所谓“超铀元素”吗？实验表明：铀核的确吸收了中子，也放出了射线。但放出的β射线具有4种不同的能量，所产生的元素也不止一种。费米还发现，其中至少有一种元素并不是靠近铀的已知元素。事实上，此时的费米已经触及到了发现核裂变现象的边缘。但令人遗憾的是，由于过分信赖传统的定向思维推理方式，坚持认为得到的是“超铀元素”，并为此而迷惑不解，使他坐失了发现核裂变的良机。

当然，没有发现核裂变现象的岂止是费米。其他的诸如居里夫妇等著名科学家，也就这个问题做过许多实验，同样是遵从常规的核反应规律推断认为：“元素受到中子轰击后，生成原子序数增加1的新元素”，也无一例外地得出了一模一样的错误结论。足见，传统的定向思维习惯对科学研究所产生的负面影响是何等的深刻。但他们的失误却给日后哈恩（O.Hahn）发现重核裂变现象，奠定了坚实的基础，哈恩因此而荣膺了1944年度的诺贝尔化学奖。

1.4固执傲慢的作风自酿的苦果

朗道（Lev Davidovich Landau）不仅因为研究物质的凝聚态业绩卓著而获得了1962年度的诺贝尔物理学奖，而且在前苏联为数不多的获此殊荣者当中，他的研究几乎囊括了当时理论物理学的所有方面，从而使他跻身于如同爱因斯坦、尼耳斯 玻尔（N.Bohr）这样的世界顶级物理学大师之列。他不仅当选为前苏联的科学院院士，获得过社会主义劳动英雄的称号、列宁奖金和3次前苏联国家奖章，而且还被丹麦、荷兰、英国和美国等一些国家的最高科学机构，先后推选为外籍会员。科学上所取得的巨大成就及由此纷涌而至的荣誉，使朗道显得有些飘飘然，对于自己的才华与贡献过于自负，对于自己敏锐的物理洞察力过于自信。在他眼里，似乎世界上没有几个物理学家能与他比肩。特别是他担任了前苏联物理学部主任以后，这种固执、武断、傲慢的“学阀”作风显得更加严重。朗道的这种自以为是的工作作风随着其科学地位的不断上升愈演愈烈的结果，最终导致他犯下了不可饶恕的失误，即给前苏联“扔”掉了一项诺贝尔物理学奖，从而使前苏联科学院蒙受了无法弥补和挽回的损失。

原来事情是这样的：1956年，前苏联物理学家沙皮罗（I.I.Shapiro）在对介子衰变的研究中，发现了介子在衰变过程中宇称不守恒，他就向朗道介绍了自己的发现，并将自己拟就这一课题的研究成果，撰写成的论文提交给朗道审阅。但朗道对此却不以为然，连看也不看一眼就若无其事地将该论文扔在了一边。因为朗道太相信自己的物理直觉所作出的判断，在他看来，无论是宏观状态或者是微观状态，宇称一直是守恒的。

几个月后，杨振宁和李政道便提出了沙皮罗已经发现的弱相互作用下宇称不守恒的理论，不久，又由吴健雄作出了严格的实验论证。次年，杨、李两人双双登上了诺贝尔物理学奖的领奖台。而沙皮罗却因为朗道对他发现在先的同一显赫成果不屑一顾，最终与诺贝尔奖擦肩而过。当杨振宁和李政道荣获诺贝尔奖的消息传到朗道耳中时，他才如梦方醒，认识到被自己扔掉的是什么，但已无可奈何花落去，悔之晚矣。所以，天才、成就和荣誉的光环酿成的专横与武断，使朗道白白葬送了前苏联科学家摘取诺贝尔物理学奖桂冠的一次宝贵机会。

无独有偶，因研究基本电荷与光电效应而获得1923年度诺贝尔物理学奖的密立根 （R.A. Millikan），也尝到了由骄傲带来的苦果。综观密立根的科学生涯及其在科学研究中的所作所为，他似乎表现出一种特有的风格，那就是他对自己所信奉的假说，一味过分地自信以至于十分的固执，他总是绝对信任已经进入他思想中的先入之见，结果酿成了他科学人生中3次重大失误。第一次是他约在1906年前后所启动的关于电子e基本电荷的测定中，为了自圆其说，他隐瞒真相，私自修改实验数据，弄虚作假。虽然他与奥地利物理学家厄伦哈夫特（F.Ehrenhaft），在关于“电子基本电荷”的论战中，侥幸地取胜了。那是因为密立根玩弄小动作，将实验数据进行了“精心加工”以及其他一些社会因素综合作用的结果。第二次是密立根对于爱因斯坦光电方程的研究。此时他还是沿袭了原来的手法，首先抱定一个非常明确的先入之见，即坚信光绝不是量子化的，光只能是一种连续的电磁波动。但到了1915年以后，他经过多次努力竟意外地用实验证实了爱因斯坦方程的每一个细节几乎都是正确的，于是他不得不公开了其实验测定的细节和数据。当然，从实验程序来看，这次密立根无可挑剔。但他仍然固执己见，还是认为光量子假说“看上去是站不住脚的”，甚至直到1920年，他还声称光量子不可能存在。第三次是密立根于1932年12月底，在与年轻的对手康普顿（A.Compton）关于宇宙射线本质的争论中，又一次故伎重演。当时康普顿认为宇宙射线可能是由高速带电粒子组成的；而密立根则试图用一切方法将“纬度效应”予以否定，来为自己所坚信的宇宙射线是由光子组成的立场作辩护。因为“纬度效应”将判决性地证明康普顿所坚持的假说是正确的。然而，随着研究的深入，当形势对密立根的假说极为不利时，他终于在无计可施的情形下开始退却，有限度地承认自己在某些方面不够细致，但他的策略则是人们没想到的。他以“退一步，进两步”的手法，对以前拒绝承认的“纬度效应”提出了优先权；他还采用了许多令人困惑、甚至是令人厌恶的诡计，文过饰非，瞒天过海。他所表现出的固执、狂妄和不公正，让他的论战对手感到惊讶和迷惘，从而激怒了国际上许多著名的物理学家。如1968年度诺贝尔物理学奖得主阿尔瓦雷斯（L.W.Alvarez）曾尖锐批评说，密立根的辩护手法是：“首先，我不相信纬度效应，但是如果真有这种效应的话，那是我首先发现了它。”[8]这可真是刻画得入木三分！

物理学中由形式各异的失误构成的史实俯首皆是。如：伽利略（G.Galilei）无法摆脱传统的理论思维和偏见的束缚坐失发现万有引力的良机；信奉形而上学自然观的牛顿（I.Newton），为了解释地球绕日运行轨道沿切线方向的力的来源，求助于上帝而得出“第一推动力”的荒谬结论，以及他由于坚持 “折射望远镜的色差问题无法解决”这一错误主张，而憾失“色散率可变性”的发现；欧姆（G.S.Ohm）由于受哲学对科学的错误裁判，而最终使他发现的欧姆定律迟迟难见天日；法拉第（M.Faraday）苦于自己的老师戴维（H.Davy）对他的嫉妒、打击和压制，耽误了10年的宝贵时光，推迟了“电磁感应定律”的问世；“被赋予了美学上真正完美的对称形式”的麦克斯韦方程组[9]，由于保守势力的排斥，居然经历了相当长的“埋没期”；开启人类电气时代历史先河的大师特斯拉（N.Tesla）后来之所以屡遭失利或挫败，原因主要在于他的科研工作中渗入了浮夸的作风，即他认为完全可以设计出一种“无线电力传输系统”，严重地违背了科学的规律；克鲁克斯（W.G.Crookes）因陷入唯灵论的泥坑使他蔑视一切理论，不相信一切理论思维；卡文迪什（H.Cavendish）迷恋于燃素说，误将他发现的氢气当作碳素，致使他与氢气失之交臂；富兰克林（R.E.Fraklin）虽然拍摄了人类历史上第一张关于DNA双螺旋结构的清晰而精美的χ-衍射图片，但她囿于结晶学而不了解遗传学与生物化学，缺乏知识综合能力而被他人捷足先登，最终与DNA双螺旋结构的发现无缘；爱因斯坦和海森堡（W.K.Heisenberg）在他们的后半生，都分别各自致力于“统一场论”（按：引力场和电磁场的统一）和“量子统一场论”的研究，但由于盲从于“纯数学的构造”，而均在其晚年，遭到了失败的悲剧式命运。如此等等，不一而足。虽然在绝大多数的情况下，物理学家的失误所产生的均是负面效应。但也有例外，如“天然铀元素的放射性”的发现，就是法国物理学家贝克勒尔（A.H.Becquerel）在一个错误的假设支配下，所获得的一个伟大成就，他因此而分享了1903年度的诺贝尔物理学奖，真可谓是“歪打正着”。

2 科学反例奇特的教育功能

通过浏览上文中所述的众多物理学家形形色色的失误，有的属于科学家自身的个人行为，有的则属于受外在社会原因的影响所致或他人所为。如果将它们归纳起来，造成物理学家失误的主要因素有：受腐朽的世界观和人生观的支配，传统观念的束缚，恪守定向思维方式的习惯，狂妄自大自以为是的学阀作风，因利欲熏心而争名夺利，受错误的哲学思想或保守势力的压制，恶性嫉妒心理作怪，不懂得“美”对于发现“真”的意义，迷恋于封建迷信思想，居功骄傲而滋生的浮夸作风，认识水平的局限，被“唯理论的黑洞”所吞噬，等等。

无疑，物理学家的失误不仅使其本人或相关人士遭遇不幸，也会给科学事业蒙上沉重的阴影，甚至带来极大的危害。但是，通过展示物理学家的失误，却能使人从中获得诸多发人深省的启示和教益，可谓是忠言逆耳，良药苦口。然而，鉴于在物理专业课教学中，普遍存在着这样的教学方式：出于逻辑自洽的考虑，往往抹去了历史的真实过程，使学生容易产生一种错觉，即认为物理学的进展似乎一帆风顺，没有曲折反复，没有遗留问题。物理学史简明教程虽然几言片语地论述了历次物理学革命的背景、内容和作用，但给学生留下的印象却极其肤浅，况且它对名目繁多的物理学家的失误涉及很少或是一片空白。显然，这对于培养学生的综合素质是极为不利的。而科学反例却能弥补专业课程和物理学史教学中在这方面的不足。据此，我们在这两门课程的教学实践中，根据授课内容，刻意有针对性地适量介绍这样的科学反例，果然获得了预期的良好效果。其主要体现在：

2.1有助于学生正确地理解与评价科学反例

通过剖析众多物理学家失误的史实，回顾自近代以来物理学所走过的光辉历程，能使学生看到，科学发展的道路和其他文明的进程一样充满着艰辛，科学发展也绝对不是一蹴而就的。面对着在科学的征途上所遭受到的挫折与意想不到的恶作剧的戏弄，物理学家会经受着无数次反复的考验。一些重大的科学发现与发明，往往需要几代人前赴后继的艰苦奋斗才能成功；一个辉煌的科学成果，常常也要以若干科学家的失误为代价。例如，我们在讲解“狭义相对论”一课时，就特意地指出，作为该理论的两条基本原理之一的“相对性”这一概念，它的发明者决非是爱因斯坦，而是彭加勒。在狭义相对论问世的前一年，即于1904年彭加勒就在其讲演《新世纪的物理学》[10]中，曾十分明确地指出：“根据相对性原则，物理现象的规律应该是同样的，无论是对于固定不动的观察者，或是对于作匀速运动的观察者。这样我们不能，也不可能，辨别我们是否正处于这样一个运动状态。”同样，爱因斯坦根据狭义相对论的两条基本原理，所建立的 “新的坐标变换公式”，也不是出自于爱因斯坦之手，而是在此之前就由洛伦兹所写下。因此当时这个公式是以洛伦兹命名的，直至现在仍然是这样。正如上文所述，虽然这两位先驱者囿于传统的旧观念而未能登上新力学的顶峰，但却为爱因斯坦的成功奠定了坚实的基础。1949年度诺贝尔物理学奖得主汤川秀树（Hideki Yukawa）说的很到位：“没有少数成功背后的许多失败，知识就几乎不可能有任何的进步。”[11]通过这种简明扼要地插入科学反例的授课方式，学生自然而然地就会领悟到，物理学家不是神而是人，在他们进行“客观”研究时，不可避免地带着“主观”色彩，他们同样会有过失。并且在某些特定的历史文化背景中和某些特定的时刻，一些物理学家的失误，非但是在所难免的，而且也是可歌可泣的，前辈物理学家在失误的同时，也给后人指明了前进的路标。这样学生既克服了那种对物理学家盲目崇拜的现象，也不会对他们的过失不分青红皂白地一概持批评的态度。当然，对于那些因世界观和人生观出了问题而形成的科学反例，则另当别论。

2.2科学反例对提高学生的智能水平大有裨益

如：通过对19-20世纪之交物理学革命的洪流中所出现的保守派的透析，可以使学生了解到：新的实验事实与经典理论间的矛盾冲突表现在何处？墨守成规者为什么会抱残守缺或惶惶不可终日、或向新物理学迈出了关键性的一步却又想走回头路？而革命派又是怎样找到新知识的生长点与突破口的？从而有助于培养和提高学生的科学洞察力。通过剖析类似于上文中所提及的富兰克林与DNA双螺旋结构的发现无缘的科学反例，能够使学生懂得物理学与其他门类的自然科学乃至同哲学、美学之间，均有着千丝万缕的内在联系。只有文理兼治、接受通识教育，方可有望将来取得突破性的成果……凡此种种，无疑对激发学生强烈的求知欲，博采众长、扩展眼界胆识，培养创新意识和创造性思维能力等，均能起到积极的推进作用。

2.3科学反例有利于培养学生的优良思想品德

通过对因唯利是图而沦为历史的罪人和由于固执傲慢而自酿了苦果等科学反例的剖析，会使学生懂得：作为一个物理学家，他首先应该是一个品德高尚、求实和崇尚理性、谦虚谨慎和甘为科学事业奋斗终生的人。那种私欲膨胀、趾高气扬固执己见者，尽管也会因为种种机遇和天分而作出一些重大贡献，但终究会由于这样或那样的过失而给社会造成不可估量的损失，甚至于会毁灭了自身的发展。这就从反面教育学生，只有加强自身的科学道德修养，继承和发扬科学的精神，倡导追求真理、抛弃偏见的崇高风尚，以及运用发散型的科学思维方式，将来才能在科学上有所作为。即既要做到戒骄戒躁、淡泊名利，无私奉献，造福于人类；又要做到严谨治学，尊重事实，勤于实践；还要做到善于思考，大胆质疑，勇于探索，敢于创新。特别是在如同前文中所述的关于斯塔克、勒纳德这样典型的科学反例，其所发出的警钟，往往能震撼学生的心灵，这就从反面起到了潜移默化的作用。

2.4科学反例对于学生树立正确的科学观、世界观和方法论至关重要

如上所述，导致物理学家失误的主要原因之一，就是有些人深受形而上学自然观的制约，坚持一成不变的定向思维模式，或者受到错误的哲学思想的压制，甚至陷入封建迷信思想的深渊而不能自拔，或者过分夸大数学的作用而坠入远离实验的万丈深渊，等等。而要摆脱诸如此类的困境，避免失误，唯一的途径就是要用马克思主义哲学来武装人的头脑。因为马克思主义哲学创立了辩证唯物主义的自然观，它的思想精髓就在于：克服了近代自然观的机械性和形而上学性，推崇以实证性为基础的科学精神，坚信运用辩证思维，反对宗教神学自然观，尤其是它的正确性，已被物理学的精华如相对论和量子力学等的产生与发展所证实，并被普遍作为“全部科学研究之母”。这就教育了学生要想以史为鉴，确保自己在日后的科研工作中不走或少走弯路，必须自觉认真地努力学习马克思主义哲学，藉以树立正确的科学观、世界观和方法论。

著名的科学史家萨顿说得好：“科学的历史也许可以定义为客观真理的发现史，人的心智逐渐征服物质的历史；它描述漫长而无终结的为思想自由、为思想免于暴力、专横、错误和迷信而斗争的历史”。[12]只要我们正确地处理与运用好物理学史正反两面素材的教育关系，尤其是恰如其分地引用一些科学反例，就能够在教学实践中，引领我们的学生从科学史中学哲学、学方法、学治学为人的态度。

[1]程民治.勒纳德与斯塔克[J].现代物理知识，2004，（1）:61-64.

[2]Max Born.My Life[M].London:Taylor&Francis Ltd,1978：86.

[3]张相轮,程民治.物理科学美论[M].西安:陕西人民教育出版社，1994：41-63.

[4]李醒民.激动人心的年代[M].成都:四川人民出版社，1984：77,89,658.

[5]申先甲,张锡鑫,祁有龙.物理学史简编[M].济南:山东教育出版社，1985:675-676.

[6]方在庆.爱因斯坦、德国科学与文化[M].北京:北京大学出版社，2006：283,284.

[7]程民治.试论“普朗克原理”[J].现代物理知识，2005，（1）:61-63.

[8]杨建邺.骄傲带来的苦果:密立根与康普顿关于宇宙射线本质的争论[J].自然辩证法通讯（京），1998，（4）:47-57.

[9]MV劳厄.物理学史[M].范岱年译.北京:商务印书馆，1978：52.

[10]L.H.Poincaré.Physics for A New Century,AIP Publication on History.Vol 5,1986.

[11]汤川秀树.创造力和直觉[M].周林东译.上海:复旦大学出版社，1997:54.

[12]科学与哲学（研究资料）（第四辑）[C].1984:166.

GOD'S WHIP WILL BE THE WRONG PLACE——On the error and its educational function of physicists

CHENG Min-zhiZHU Ai-guo
（School of Electronic Engineering and Electrical Automation of Chaohu University,Chaohu Anhui238000）

During the history of science,a few physicists’ extreme errors affected by different factors were introduced and commented.Especially,the heinous ultra errors caused by the loss of ethics were denounced.Designed to reveal some scientific counterexamples which blocked the development of physics and potential educational function.

Physicists；Scientific counterexample（error）；Educational function

book=150,ebook=44

O4-09

：A

：1672-2868（2012）04-0150-07

责任编辑：陈 凤

2012-03-27

程民治（1945-），男，安徽绩溪人。巢湖学院教授，研究方向：物理学史、理论物理、科学哲学和科学美学。