07U785 现代文化译丛 科学的价值 〔法〕昂利·彭加勒著 李醒民译 石雷校 *200267558* 中央社会主X管日 图书能 舟瓶书女 光明日报出版社
中译者前言 朱尔·昂利·彭加勒(Jules Henri Poincare,1854一1912) 是法国著名的数学家、天文学家、物理学家和科学哲学家，他以 其出众的才华、渊博的学识、广泛的研究和杰出的贡献而遐还 名，藏得了国际性的声誉。 昂利·彭加勒1854年4月29日生于法国南希(Nancy)。他的父 亲是一位第一一流的生理学家兼医生、南希医科大学教授。他的母 亲是一·位善良、机敏、聪明的女性。他的叔父曾升迁为国家道路 桥梁部的检查官。他的堂弟雷蒙·彭加勘(Raymond Poincare)曾 几度组阁，出任总理兼外交部长，并于1913年1月至1920年初任 法兰西第三共和国第九届总统。 昂利·彭加勒自幼受到良好的家庭教育，很早就对自然历史 和经典名著表现出极大的兴趣。十五岁时，他深深地爱上了数学。 1872年到1875年，他在巴黎高等工业学校学习。从该校华业后， 年方二十一岁的彭加勒又进人国立高等矿业学校深造，打算作一 名工程师，但一有空，他就劲头十足地钻研数学，并在微分方 -一般解的问题上初露锋芒。1879年8月1日，他由于这个课题的论 文获得数学博士学位。在煤矿见习期间，他虽然具有个真正的 工程师的勇气，但是这个职业：与他的志趣不相投。在得到博士：学 位四个月后，他应聘到卡昂(Caen大学作数学分析教师。两年后， 他开迁到巴黎大学执教。除了在欧洲：参加科学会议和1904年应邀 到美国圣路易斯(San Luis)博览会讲演外，他一生的其余时问都 1
是巴黎大学度过的。 彭加勒是一位杰出的科学开拓者！敏锐的思想家。他在数学 天文学、物理学和科学哲学等领域都有开创性的贡献和重要建 树。在短暂的一生里（他仅活了五十八岁），他知写」将近玉白 科兰论文和三十部专著，其中还不包括颇受欢迎的科学誓学苦作 和趣味益然的科普著作（为此他被认为是法国的散义大师）。这-一 切，使他成为当时世界上最有智慧、最有影响的科学家之一。他 被熟悉他的工作的人誉为“理性科学的活跃智囊”、“起统帅作用的 天才”、“本世纪初唯一留下的全才”。 科学上的巨大成就使彭加勒赢得了法国政府所能给予的一切 荣誉，也赢得了英国、俄国、瑞典、匈牙利等的奖赏。]887华， 他被选为巴黎科学院成员，1906年当选为巴黎科宽主席。1908 年，他被选为法国科学院院士，这是一个法国科学家所能得到的 最与荣誉。 彭加勒是一位堪与高斯(C.F.Gaus)蝗美的大数学家。可以 说，十九世纪数学的发展一开始就在数学巨人高斯的身影笼罩之 下，而后来却在同样一位数学大师彭勒的支配之中。彭加勒被 认为是十九世纪未和本世纪初的数学主宰，是对数学和它的应用 具奇全面知识的最后一个人。彭加勒在数学的四个主要部门一 算术、代数、几何、解析一一中的成就都是开创性的，尤其在函 数论、代数几何学、数论、代数学、微分方程、代数拓朴学等分 支都有卓越贡献。彭加勒说过，数学家具有两种截然相反的倾向。 有的人具有不断扩张版图的兴趣，在攻克某个难题后，便抛开这 个问题，急着出发进行新的远征。另外的人则专心致志地围绕这 个问题，从中引出所有能够引出的结果。彭加勒本人则属于前一 种类型。法国数学家、彭加勒的传记作家达布(G.Darbeux)谈到 2
彭加勒这一特点时说：“他一且达到绝顶，便不走回头路。他乐 于迎困难，而把沿着既定的究阔大道前进、肯定更容易到达终冬 点的工作留给他人。” 在天文学方面，彭加勒的主要工作有三项：旋转流体的平衡 形状(1885年)，太阳系的稳定性，期n体问题(1899年)：太阳系 的起源(1911年)。彭加勒在这些问题上的解决方法在当时十分先 进，以致子在四十多年后，还没有儿个人能够掌握他的锐利武器。 他的早期研究成果汇集在专题巨酱天休力学的新方法（三卷本， 1892、1893,1899年)中，这部巨著被认为是开辟了天体力学的 新纪元，可与拉普拉斯(P.S,M.de Laplace)的《天体力学并等 齐驱。接着该书的是另外的三卷著作《天体力学教程》。稍居又村 讲演集《流体质平衡的计算》和·本历史批判著作《论宇宙假 设》，达布在评价彭加勒的这些工作时说：“在五十年问，我们生 活在著名德国数学家的定理上，我们从各个角皮应用、研究它们， 但是没有添加任何基本的东西。正是彭加助，第一个粉碎了这个 似乎是包容一切的框架，设计馁空外部世界的箭商户。” 彭加助讲授物理学达作以上，结果使他成为理论物理学 所行分文的第…流专家。诗别偏好记理论和电磁理论，研」了 二维连续统的振，弄清了宁熟题以沒势论j的过磁振游问 趣，论证了狄利克雷原弹。值得指出的是，彭加物对物理学幸命 作出了直接贡献。出于他的建议，客观上促成贝克制耳(H.Becq- uerel)于1896年发现了放射性。是他的推动，使格伦兹(H.A.Lo- rentz)于1904年提出了完整的经典电子论。彭加勒是相对论的先 驱。早在1900年之前，他就掌握了建造相对论的必要材料：他于 1895年第一个提出尝试性的建议，认为象相对性这样的原理应该 是必要的，1898年，又是他第一个讨论了假定光速对所有观奈者 3
都是常数的必要性，同时还讨论了用交换光信号确定两地同时桃 的题。他在1904年还惊人地预见了新力学的大致凤，尤其便 人赞叹的是，在1904年后期到1905年中期，彭加勒给洛伦兹写了 三封信，其中在第三封信中完成了洛伦兹变换形成一个群的证明。 这三封信的思想后来写在“论电子动力学”(1905年：6月5日发表了 纸写本，全文于1906年发表。需要说明的是，爱因斯坦的狭义相 对论文是1905年9月发表的)一文中，为了在具行确定的正规度 x+y2+z2+x2(x=ict)的“四维空间”中运用不变量埋论，他首次 i人了虚时问坐标。这正是闵可夫斯基(H.Minkowski门908年把 狭义相对论数学化的思想精髓。 1911年的索耳未(Solvay)物理学会议使录子论越出了语！冈 家的国界，大大激励了彭加勒的敏锐思想，促使他在临终前的平 年间内，以难以置信的毅力和速度从事这项困难的研究，写出 了长篇专题论文和一篇评述性文章这在学术界（特别是在英国学 术界产生了很大影响，在量子论的传播和发展中作出了新贡献。 此外，彭加勒在二十世纪开头就洞察到物理学危机，并对它进行 了系统的分析和论述。他认为，物理学危机是物理学发展的必经 阶段，它预示着一种行将到来的变革，是物理学革命的前夜，因 此它是好事而不是坏事。他正确地指出，要摆脱危机，就要在新 实杂事实的基础上重新改造物理学，使力学让位于一个更为广泛 的概念。他一再肯定经典理论的固有价值，针锋相对地批判了 “科学破产”的错误观点，对科学的前途充满信心。这些看法，对 物理学家清醒地认识物理学面临的大变革形势，登清一些风藤· 时的糊涂观念不无裨益。 彭加锄对科学和数学的哲学意义一直怀有浓厚的兴趣。他： 1902、1905和1908年先后出版了《科学与假设》、《科学的价值》和 4