科學網—物理學之美在於簡單

2020-11-25 科學網

 

《愛因斯坦的望遠鏡:搜索暗物質和暗能量》,[美]艾弗琳·蓋茨著,張威、上官敏慧譯,中國人民大學出版社2011年6月出版

 

□張威 上官敏慧

 

在一般公眾的眼中,物理應該是一門高深的學問。從牛頓到愛因斯坦,從費曼到霍金,物理學家的頭頂永遠籠罩著天才的光環。這層光環不僅照耀著這些我們自高中時期就耳熟能詳的名字,還慷慨地將光輝與每一個和物理有關的人分享。無論是從事研究或教學工作的物理學工作者,還是在各個階段物理學得好的學生,都能自然而然地享受到這些光芒,從而被自然而然地歸為聰明人。

 

在過去的十幾年中,筆者作為物理學工作者,都不可避免地受到這種光輝的照耀。在它的影響下,我們各自有那麼一段時間變得忘乎所以,肆無忌憚地用看似高深的理論和晦澀難懂的學術名詞來談論物理,似乎只有這樣才能彰顯自己的與眾不同。幸運的是,這種醜惡的嘴臉並沒有保持太長時間(否則我們不確定是否能在清醒過來後,頂住隨之而來的羞愧與自厭),並隨之認識到,物理學的美,恰恰在於簡單。

 

對於這個結論,絕大多數學過物理的人肯定不會同意。在公眾看來,物理不僅高深晦澀,而且枯燥乏味。事實上,即使是物理學工作者(比如我們自己),也時不時會產生類似的想法。但是,在將「覺得乏味——感興趣——再覺得乏味——再感興趣」這個循環重複了無數次之後,我們卻不得不承認,物理既不高深,也不乏味。高深的是描述物理的方法,乏味的則是我們這些搞物理的人。

 

誰都不希望變成乏味的人,物理學工作者也不例外。但是,我們在很多時候卻不得不求助於高深的數學或其他工具,因為除此之外,我們根本不知道該怎樣去描述世界運行的道理。說得再坦白一點,物理的高深恰恰是因為人類自身的無知。只有當我們對自然的領悟已經達到了運籌帷幄、存乎一心的時候,才可能將一切的邏輯和法則用最淺顯的語言描繪出來。這樣的天才確實存在,但絕大多數人(當然包括我們)都不是。

 

說到這裡,我們希望已經澄清了一些不應該出現在自己身上的光環,更希望能消除讀者心中對物理的畏懼和憎惡。誠然,如果你想從事物理研究工作,且不是上述的那種天才(就和我們一樣是個中人之資的普通人),那麼很遺憾,你就不得不藉助高深乏味的工具,並在一生中不斷體會著「乏味——興趣——乏味」的循環。但是,如果你只是想欣賞物理學的美,並享受它所帶來的興奮和愉悅,那你完全可以拋卻過去曾經有過的不愉快(比如高中時期的習題和考卷),並嘗試著用全新的方式重新擁抱物理。

 

如果你真的有此決心,那麼手上的這本《愛因斯坦的望遠鏡:搜索暗物質和暗能量》絕對是一個很好的開始。本書的作者艾弗琳·蓋茨作為一名活躍在科研第一線的宇宙學家,以她深厚的學術功底為基礎,為我們講述了有關引力透鏡、暗物質和暗能量的故事。隨著作者充滿感性和魅力的筆觸,我們得以從完全不同的視角欣賞和享受物理學中最純粹(因此也被誤解為最枯燥)的分支——宇宙學和粒子物理學——所帶來的衝擊和震撼。在物理學的幫助下,身為地球上的普通人,我們不僅可以「看到」宇宙深邃的盡頭,還可以探究隱藏在無盡夜空下神秘的天體,而這些認知又和比原子還要小很多倍的基本粒子研究聯繫在一起。所有這些激動人心的概念,都將在你閱讀的過程中一一呈現。

 

《科學時報》 (2011-08-11 B2 讀書)

相關焦點

  • 科學網—物理學之美美在哪?
    難道真如諾獎得主狄拉克所言:「學物理的人用不著對物理方程的意義操心,只要關心物理方程的美就夠了」?為什麼楊振寧先生也總結說「物理學存在三種美:現象之美、理論描述之美、理論結構之美」? 也許,上述這些疑問,讀者都可以在《物理學之美》書中找到答案。
  • 科學網—詭異的2019年諾貝爾物理學獎
    本期博客版特別摘取科學網博主一些精彩觀點,以饗讀者。 ■郭曉強 今年的諾貝爾物理學獎授予了3位研究浩瀚宇宙的物理學家。其中,美國普林斯頓大學教授詹姆斯·皮布爾斯的理論發現有助於我們理解大爆炸之後的宇宙演化,瑞士日內瓦大學的米歇爾·麥耶和迪迪埃·奎洛茲則是在宇宙中找到了未知行星。
  • 數學的美 在於數學思想深刻之美
    數學教育學報2011年第4期數學的美 在於數學思想深刻之美顧 沛(南開大學 數學科學學院,天津 300071)關鍵詞:數學美;數學思想;數學文化南開大學的數學文化課程,從2001年2月開設,至今已經10年了.數學文化課受到廣大學生的歡迎
  • 愛美之心,人皆有之,物理學尤甚
    邢琳晴本書不是在談簡單的物理現象之美,而是在把握近現代物理學發展脈絡的基礎上,力圖從中尋找物理學理論和理論結構之美。從中學物理到大學物理,零零散散的物理學定律將物質世界的本質一點一滴地呈現出來,紛繁複雜的世界由此變得秩序井然、簡單明了。我常常在想,那一個個神奇而美妙的物理學公式、定理背後,是否存在巧妙的聯繫?那一個個規範一切的物理學定律被發現之初,是否也誕生了物理學家們鮮為人知的美麗故事?當我翻開《物理學之美(插圖珍藏版)》進行閱讀時,問題的答案一一明了。
  • 結果再等一段時間吧—新聞—科學網
    物理學科普作家、科學網博主張軒中從物理的角度向《中國科學報》記者做了分析,他表示,精細結構常數是一個會「跑動」的數,描述兩個電子相互吸引力大小,它的耦合常數隨著時間的變化而變化,並不是一個「真的常數」。
  • 聚焦中微子-新聞專題-科學網
    此次發現加速了中微子物理理論研究的進展,成為了中國物理學史上新的裡程碑式發現,可以說為中微子研究開啟了新的時代。   從去年的三八,到今年的三八,大亞灣實驗組發表在PRL上的論文獲得了435次引用,創下了中國高能物理學實驗領域單篇論文的引用率和引用速度之最
  • [趣味物理]對稱美與物理學
    ,並逐慚開始去思考美和探索美。  這些對稱美給人以勻稱、均衡、連貫、流暢的感受,因而體現著一種嫻靜、穩重、莊嚴,但卻也顯得有些平淡、單調、缺乏生機和妙趣橫生,這是因為對稱性並沒有包攬美的全部。人們發現,美除了對稱之外,還需要蜿蜒曲折、錯落有致、此起彼伏,美是對稱與不對稱結合的表現。你看那起伏於山巒間蜿蜒曲折層層疊起的長城峰火臺構成的美景不是給人以宏偉、博大、氣勢磅礴而又峰迴路轉、巧奪天工的美的感覺嗎!
  • 膨脹了,我一個理科痴線也可以讀的物理學
    宇宙的奇妙應該被共享,要了解關於宇宙的知識也許不需要付出頭懸梁錐刺股的刻苦努力,秉持著這樣的觀念,英國物理學教授、著名的科普作者 Jim Al-Khalili ,寫就了一本口袋書,讓你在閒暇之餘,輕鬆了解最前沿的物理學新發現,享受探索宇宙的樂趣。科學?信仰?
  • 2019年諾貝爾物理學獎揭曉—新聞—科學網
    諾貝爾物理學獎近5年獲獎者 2018年,美國科學家阿瑟·阿什金、法國科學家熱拉爾·穆魯和加拿大科學家唐娜·斯特裡克蘭獲獎,理由是「在雷射物理學領域所作出的開創性發明」。 2017年,3位美國科學家雷納·韋斯、基普·索恩和巴裡·巴裡什獲獎,理由是「在LIGO探測器和引力波觀測方面的決定性貢獻」。
  • 李小文院士之科學網博客
    李小文院士科學網博客【點擊進入】 李小文院士最後一篇博文: 【地圖之問】答田青博主不過對您陷入與蔡小寧博主關於挺轉和反轉之爭有些遺憾 - 那問題容易「站隊」(或被視作站隊),一旦如此,就很難扯清了。兄弟的問題其實更簡單,遜克農場人口外流,究竟是因為農場環境的人口承載力不夠,還是因為那裡的人居環境太惡劣(或改善不足)……【全文點擊】
  • 多名科學家寄語中國科學報和科學網—新聞—科學網
    ◆楊寶峰(中國工程院院士) 科技之聲,人民之音。 ◆楊紅義(中國原子能科學研究院堆工部主任) 六十載風雨兼程,《中國科學報》記錄著新中國科技發展的跋涉足跡。六十載鑄就輝煌,《中國科學報》見證了改革開放創新者的攀登身影。
  • 第十三屆北京市大學生物理實驗競賽舉行—新聞—科學網
    競賽宗旨在於激發大學生對物理學的興趣與潛能,培養、提高大學生的創新能力、實踐能力以及團隊協作意識,促進物理實驗教學改革,不斷提高教學質量。 在本次比賽中,選手們通過PPT匯報與物理實驗儀器裝置展示,介紹了參賽作品背景、研究過程及成果,突出展現了作品的物理學內涵與創新之處。競賽評委專家則針對作品物理思想、設計理念、實驗研究過程以及創新之處等方面進行交流與提問,提出了具有建設性的意見和建議。 經評委專家的評審決議,大賽擬推薦一等獎36項、二等獎47項、三等獎59項以及優秀組織獎13項。
  • 人與自然的和諧之美在於彼此放過——重溫經典電影《狼圖騰》
    《狼圖騰》影片故事的曲折不如安吉麗娜·朱莉的《堅不可摧》,場面的浩大比不上「千人做臨時演員」的《太平輪》,CG特效鏡頭沒有《鍾馗伏魔:雪妖魔靈》那麼誇張,但是人與狼的感情就在馮紹峰一下又一下與毛茸茸的小狼崽對吻鏡頭中滲入觀眾的眼帘和骨髓,讓觀眾深深地感到,原來人和動物的和諧相處可以這樣的寧靜,人和自然的和諧之美在於彼此放過。
  • 「開心網」之爭懸而未決 「科學網」糾紛又起
    據了解,對於科學時報旗下科學網(sciencenet.cn)在其編輯部博客上,以《謹防冒牌「科學網」》為題發布的關於科學網(kexue.com)的文章,6月29日和6月30日,科學網(kexue.com)在其首頁顯要位置分別發表兩篇聲明予以了回應。
  • 中國科學家解讀2016年諾貝爾物理學獎—新聞—科學網
    打開未知世界的大門中國科學家解讀2016年諾貝爾物理學獎   北京時間10月4日下午5點45分,2016年諾貝爾物理學獎揭曉,三位英美科學家大衛·索利斯、鄧肯·霍爾丹、麥可·科斯特利茨獲獎。 「果不其然,這次獲獎的是拓撲相變和拓撲相物質的研究。」施鬱接受《中國科學報》記者採訪時說,「拓撲本是數學分支,但今年獲獎的研究是某種物理性質。」 拓撲描述的是當一個物體在未被撕裂的條件下,被拉伸、扭曲或變形時保持不變的特性。拓撲學的目標是通過一些基本特徵如坑洞的數量,來描述形狀和結構。
  • 山水之樂在於清麗自然,而風情之樂,在於水土和人情
    鳥江風光迷人,最色秀麗,雄奇險秀的河谷溝壑,鬼斧神工的懸崖絕壁、波光蕩漾的江水、亮潔淨美的水灘,點綴在秀美的烏江百裡畫廊裡,引人流連,讓人神往,讓幹百年間的文人墨客,對它流露無盡的溢美之辭。渝懷鐵路,一條穿梭在烏江岸邊的鐵路,可以讓人近距離體會烏江上的景色、烏江沿線的風情。當火車相伴烏江而行,窗外,雲霧繚繞在遠處的山頭上,似仙境般的美讓人眼花繚亂。
  • 有沒有一個簡單的原則能夠解釋世界上的所有問題?| 物理學思維預告
    你可能在奇怪,為什麼混沌大學會開設物理學這門課?今天混沌君先來回答物理學到底是什麼?為什麼職場人要學習物理學?這兩個核心問題。物理學是一個什麼樣的科學呢?物理學的目標就是讓我們認識這個世界到底是什麼樣子的,以及他是如何運作的。物理學有著它的價值原則和審美態度,追求世界的普遍性和簡潔性的規律。
  • 科學網—《科學》:發現新中微子振蕩標誌中國科研崛起
    他們於3月8日向世界宣布了該項成果(科學網直播實錄)。 大亞灣研究團隊擊敗了日本、美國、法國和韓國的四個團隊,第一個精確測量到第三種中微子振蕩機率。中科院高能物理研究所所長、大亞灣實驗發言人之一王貽芳表示,這不是偶然的,而是我們使用了更多質量更大的探測器,使得我們記錄中微子速度更快。
  • 科學網—《科學》:美國天文物理學前途未卜
    《科學》:美國天文物理學前途未卜