谁 是 最伟大 的 科学家

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1 前言  

发现极限，发现完美，发现顶级是人们共同的心愿，在回顾科学发展的历史时，面对灿烂如群星的众多大科学家，必然会涉及一个问题：古往今来，上下几千年，究竟谁是最伟大的科学家？本文在分析、研究的基础上，论述牛顿是人类历史上最伟大的科学家。牛顿的伟大之处，不但在于其横绝一世的巨大成果，而且在于否定牛顿之路走到尽头之后，仍然必须回到牛顿之路，当然是新牛顿之路。新牛顿之路之路是21世纪科学发展的正确道路。  

   

2 牛顿与爱因斯坦之间的龙争虎斗  

对于谁是最伟大的科学家这个问题，如果是在几十年以前提出，那末绝大多数人都会回答：牛顿是有历以来最伟大的科学家。而处于第二伟大地位的科学家则有十多位，例如爱因斯坦、巴斯德、伽利略、欧几里德、达尔文、哥白尼、拉瓦锡、麦克斯韦、笛卡儿、卢瑟福、伦琴、阿基米德、玻尔等。然而现在情况有了变化。在21世纪即将来临之际，国外一家媒体评选爱因斯坦为20世纪最有影响的人物。更有甚者，另一家媒体将爱因斯坦评为过去一千年中最伟大的科学家，牛顿根本不在话下。这样一来，牛顿的地位受到了爱因斯坦的挑战。  

如果只论在科学上的丰功伟绩，牛顿与爱因斯坦之间确实难分高低。或者说，主张牛顿是最伟大的科学家的人很难驳倒主张爱因斯坦是最伟大的科学家的人。在这种情况下，我们将换一种以前可能未曾使用过的方式来确定谁是最伟大的科学家。我们将对比一下牛顿与爱因斯坦在做出各自业绩时所采用的方法，看看谁的方法更好一些，更能经受时间的考验。采用这种方式的原因在于，伟人的业绩已经成为历史，而伟人的思想和方法将对后人产生深刻而久远的影响。  

   

3 牛顿方法与爱因斯坦方法  

到目前为止，主要存在两种建立物理学理论的方法：牛顿方法和爱因斯坦方法。牛顿方法可以称为绝对自由或不受限制的方法。爱因斯坦方法可以称为相对自由或受对称性限制的方法。  

在牛顿生活的年代及其以前的很长一段时间里，在人们的心目中，亚里士多德、欧几里德、阿基米得等古希腊的先贤是不可逾越的高峰。任何人，在不引经据典的情况下都不敢提出新理论。而牛顿，以大无畏的精神突破了这一限制，建立了全新的，而且远远超过希腊人的理论体系。所以我们说，牛顿方法可以称为绝对自由或不受限制的方法。具体地说，即以实验和事实为依据，在一切可能的方案之中，选择最佳方案。  

而爱因斯坦在建立理论体系之前，先追求所谓数学上的完美性。对于所谓数学上不完美的理论，则将其拒之门外。按现在的说法，爱因斯坦建立的理论属于对称性理论。所以我们说，爱因斯坦方法可以称为相对自由或受对称性限制的方法。具体地说，即以实验和事实为依据，仅在对称性方案之中，选择最佳方案。  

牛顿方法的优点是不会遗漏可能获得成功的方案（不论是对称还是不对称的），缺点是可供选择的方案太多。爱因斯坦方法的优缺点与牛顿方法正好相反。其优点是可供选择的方案较少，缺点是可能会遗漏能够获得成功的方案。  

最成功的对称性理论，广义相对论（是否定牛顿理论的产物）的灿烂光辉已经逐渐消退。许多人正与相对论作对。而且，一些原来必须用相对论求解的问题，如水星近日点进动问题，特别是光线近日偏折问题，现在用牛顿力学方法也能求解。  

相信将有越来越多的人宁可用牛顿方法，而不愿冒险用爱因斯坦方法，因为牛顿方法保险，而一旦选择了错误的方法，将会浪费无穷多的时间和精力。  

需要指出的是：数学上完美的理论只能近似地反映自然规律。以对称为例，宇宙间有完全对称的事物吗？没有。至少现在还没有发现。例如雪花，边角处总有破缺，因此只是近似对称。同样，目前所有的对称理论都遭遇对称性破缺。既然如此，就应该说：爱因斯坦方法只能对事物进行近似描述，而要更精确地对事物进行描述，必须回归到牛顿的出发点，开辟新牛顿之路。  
  现在对一些具体问题进行论述。  

关于对称与不对称，我们的基本观点是：对称是相对的，局部的，暂时的；而不对称则是绝对的，全面的，永恒的。因而只寻求对称的物理学理论的做法至少是片面的，值得商榷的。也不利于物理学的发展。  

长期以来，物理学家习惯于用一种理论来描述同一物理现象，现在的潮流则是用一种对称理论来描述同一物理现象。然而对称理论的结论却屡次遭到实验结果的反对。例如宇称守恒定律曾被用于描述各种相互作用，然而李政道和杨振宁却于1956年提出：弱相互作用宇称不守恒。目前的实际情况是：几乎所有的对称理论都遇到了麻烦。李政道指出：“我们关于相互作用的全部理论都建立在对称性假设的基础之上，作为其结果，应该存在大量的守恒定律。唯一麻烦的是，实验表明几乎所有这些守恒定律都受到破坏，这是第一个难题的实质，即失去的对称性”。对于这种情况如何处理？我们认为最好的办法就是抛开对称性的限制，重新尝试建立不对称理论。  

有对称，就有不对称；有对称理论，就有不对称理论。这个道理许多人没有想通。目前流行的一种观点是：自然界的基本规律是对称的。这种观点不妥。有对称的基本规律，就一定有不对称的基本规律。由于对称理论已经占统治地位，我们不得不再探讨一下回到牛顿的出发点，建立不对称理论的原因与优点。  

首先，科学界对于科学理论的基本要求是：应用时受到的限制越来越少。既然这样，建立科学理论时，为什么对所使用的方法一定要加上对称性的限制呢？去掉对称性的限制，可以在更宽广的范围内寻求方案，效果不是更好吗？  

其次，在许多情况下对称理论离不开不对称理论。如所周知，既使是最完美的对称理论广义相对论，其场方程在一定条件下也要还原到不对称理论，即还原到牛顿引力场方程。仅此一点，就说明不对称理论应该占有一席之地，更何况情况远不止如此。  

第三，不能认为不对称理论在数学上就是不完美的。实际上，存在就是合理的。对称有对称的美，不对称也有不对称的美。在某些情况下，不对称的美优于对称的美。例如人的五官再端正，左半脸和右半脸也是不对称的。一些科学家做过试验，应用左半脸和右半脸的照片做成左右完全对称的面孔，结果在多数情况下完全对称的面孔不如原来的不对称面孔漂亮。这就是所谓的不对称美。因此，认为不对称理论在数学上不完美的观点可以休矣。  

最后，也是最重要的，是对称性之间的相容与不相容问题。强调一切从对称性出发的人，没有注意到对称性之间的相容性问题。实际上，两种以上的对称性可能不会同时成立。例如，时间平移对称性与能量守恒定律相关，空间平移对称性与动量守恒定律相关，空间转动对称性与角动量守恒定律相关。在一中国学者的论文中，以能量守恒定律为唯一正确的真理，并给出动量守恒定律和角动量守恒定律不成立的实例（其结果与能量守恒定律相矛盾）。该例给出时间平移对称性、空间平移对称性、空间转动对称性之间不相容的情况，亦即对于该例，如果认为时间平移对称性成立，则空间平移对称性与空间转动对称性均不成立。由此可见，强调一切从对称性出发可能导致互相矛盾的结果。  
4 结论  
结  
综上所述，我们认为，从总体上讲，牛顿方法优于爱因斯坦方法。在这种情况下，即使牛顿的业绩与爱因斯坦持平（实际上，可能多数人仍然认为牛顿的业绩优于爱因斯坦），也应该说：牛顿是最伟大的科学家。而且否定牛顿之路走到尽头之后，仍然必须回到牛顿之路，当然是新牛顿之路。新牛顿之路是21世纪科学发展的正确道路。

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