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也不当物理学家学物理有什么意义

发布时间:2022-07-26 08:11:04

A. 做物理学家有什么好处

物理学在生物学发展中有很大的贡献,能够得到学习物理的乐趣,有个美剧叫《生活大爆炸》,里面的角色都是科学家,他们的日常生活就是跟导师做项目。任何职务没有绝对的好处与坏处,主要取决于你对他的热爱程度,若你对它足够热爱,并为之努力,是会有一番成就,当然也会有很多好处。

B. 物理老师与物理学家有什么区别

物理老师就是教学生上课,传授学生知识的光荣人物;
物理学家则是研究各种世界性的难题,并公布于全世界的,给人类的物理学更近一步
从物理老师升级到物理学家,应该是不需要考试的,只要对这方面有兴趣,且去研究了,最后有所成果,且对物理学有推进作用的,那么都是可以称为物理学家的,还有联盟可以加入,一起研究呢!

C. 物理学对人类的发展有什么重要意义

物理学是对自然界概括规律性的总结,是概括经验科学性的理论认识。物理思想与方法不仅对物理学本身有价值,而且对整个自然科学,乃至社会科学的发展都有着重要的贡献。

自20世纪中叶以来,在诺贝尔化学奖、生物及医学奖,甚至经济学奖的获奖者中,有一半以上的人具有物理学的背景;这意味着他们从物理学中汲取了智能,转而在非物理领域里获得了成功。

物理学是人们对无生命自然界中物质的转变的知识做出规律性的总结。这种运动和转变应有两种。早期人们通过感官视觉的延伸,近代人们通过发明创造供观察测量用的科学仪器,实验得出的结果,间接认识物质内部组成建立在的基础上。

物理学从研究角度及观点不同,可分为微观与宏观两部分,宏观是不分析微粒群中的单个作用效果而直接考虑整体效果,是最早期就已经出现的,微观物理学随着科技的发展理论逐渐完善。

(3)也不当物理学家学物理有什么意义扩展阅读:

六大性质

真理性,物理学的理论和实验揭示了自然界的奥秘,反映出物质运动的客观规律。

和谐统一性,神秘的太空中天体的运动,在开普勒三定律的描绘下,显出多么的和谐有序。物理学上的几次大统一,也显示出美的感觉。牛顿用三大定律和万有引力定律把天上和地上所有宏观物体统一了。

麦克斯韦电磁理论的建立,又使电和磁实现了统一。爱因斯坦质能方程又把质量和能量建立了统一。光的波粒二象性理论把粒子性、波动性实现了统一。爱因斯坦的相对论又把时间、空间统一了。

简洁性,物理规律的数学语言,体现了物理的简洁明快性。如:牛顿第二定律,爱因斯坦的质能方程,法拉第电磁感应定律。

对称性,对称一般指物体形状的对称性,深层次的对称表现为事物发展变化或客观规律的对称性。物理学中各种晶体的空间点阵结构具有高度的对称性。竖直上抛运动、简谐运动、波动镜像对称、磁电对称、作用力与反作用力对称、正粒子和反粒子、正物质和反物质、正电和负电等。

预测性,正确的物理理论,不仅能解释当时已发现的物理现象,更能预测当时无法探测到的物理现象。例如麦克斯韦电磁理论预测电磁波存在,卢瑟福预言中子的存在,菲涅尔的衍射理论预言圆盘衍射中央有泊松亮斑,狄拉克预言电子的存在。

精巧性,物理实验具有精巧性,设计方法的巧妙,使得物理现象更加明显。

D. 物理和物理学有什么区别吗

物理是客观存在的事物,包括本质存(物质)在和形式存在(运动状态和运动形式);
物理学是理论,是(人)逻辑思维的结果。当然,它必须正确表达客观规律,上升到哲学理论的高度。

E. 高中物理一般般,是不是说自己以后不适合学物理,当不了物理学家

给自己点信心,中国课本上这些题说明不了多大问题,真要是物理学家才不会做这些题。如果爱好就加油,没什么绝对的,但是数学要好,这是基础。

F. 物理学有什么用途

什么是物理 这是一个十分基础的问题.翻开任何一本物理教科书,都不难找到这样的定义:物理学是研究物质结构、物质相互作用和运动规律的自然科学.但这只是对于物理这门科学在学术意义上的一种界定.而我们所面对的“物理”,它同时又是一门课程,于是就有必要从教育意义的层面上去进行一番再认识、再分析,以挖掘蕴含在其中的丰富内涵. 首先,物理是一门科学. 物理学是一门以实验为基础的自然科学,它是发展最成熟、高度定量化的精密科学,又是具有方法论性质、被人们公认为最重要的基础科学.物理学取得的成果极大地丰富了人们对物质世界的认识,有力地促进了人类文明的进步.正如国际纯粹物理和应用物理联合会第23届代表大会的决议《物理学对社会的重要性》指出的,物理学是一项国际事业,它对人类未来的进步起着关键性的作用:探索自然,驱动技术,改善生活以及培养人才. 上世纪初相对论和量子力学的建立,为物理学的飞速发展插上了双翅,取得了空前辉煌的成就,以致于人们将20世纪称誉为“物理学的世纪”.什么21世纪呢?有一种流行的说法:21世纪是生命科学的世纪.其实,这句话更确切的表述应该是:21世纪是物理科学全面介入生命科学的世纪.生命科学只有与物理相结合,才有可能取得更大的发展. 展望物理学的未来,充满着机遇与挑战.李政道先生在《物理的挑战》一文中,曾提出21世纪物理领域所面对的四大难题:为什么一些物理现象在理论上对称但实验结果不对称?为什么一半的基本粒子不能单独存在而且看不见?为什么全宇宙90%以上的物质是暗物质?为什么每个类星体的能量竟然是太阳能量的1015倍?这些问题极大地激励着人们不懈探索的勇气与热情.可以预见,一旦拨去这几朵笼罩在物理天空中的乌云,物理学将会展现出更加灿烂的前景. 其次,物理又是一种智能. 诚如诺贝尔物理学奖得主、德国科学家玻恩所言:“如其说是因为我发表的工作里包含了一个自然现象的发现,倒不如说是因为那里包含了一个关于自然现象的科学思想方法基础.”物理学之所以被人们公认为一门重要的科学,不仅仅在于它对客观世界的规律作出了深刻的揭示,还因为它在发展、成长的过程中,形成了一整套独特而卓有成效的思想方法体系.正因为如此,使得物理学当之无愧地成了人类智能的结晶,文明的瑰宝. 大量事实表明,物理思想与方法不仅对物理学本身有价值,而且对整个自然科学,乃至社会科学的发展都有着重要的贡献.有人统计过,自20世纪中叶以来,在诺贝尔化学奖、生物及医学奖,甚至经济学奖的获奖者中,有一半以上的人具有物理学的背景;——这意味着他们从物理学中汲取了智能,转而在非物理领域里获得了成功.——反过来,却从未发现有非物理专业出身的科学家问鼎诺贝尔物理学奖的事例.这就是物理智能的力量.难怪国外有专家十分尖锐地指出:没有物理修养的民族是愚蠢的民族! 当今,物理学的触角已经伸向众多领域,并取得了越来越大的成就,以至我们很难再用传统的眼光去界分什么是物理学了.1995年在我国厦门举行了第十九届国际统计物理学大会,会上交流论文的涉及面十分广泛,诸如植物的花序、DNA药物系统、交通的流量、文字的存储等等,光看这些篇目,似乎都不太象是物理.什么,究竟什么是物理呢?几年前,美国《今日物理》杂志,曾就此问题向读者广泛征求意见.最后,他们推崇的答案是:物理学家所做的就是物理学.这话乍听似觉偏颇,其实不无道理.因为在今天看来,物理学更多的是体现出一种智能,“代表着一套获取知识、组织和应用知识的有效步骤和方法,把这套方法用到什么问题上,这问题就变成了物理学.”(赵凯华语) 再次,物理还是一种文化. 从广义来说,文化指的是人类历史实践过程中创造的物质财富和精神财富的总和.它包括科学文化和人文文化.同样地,物理学家在长期科学实践中所创造的大量物质产品与精神产品,也就构成了物理文化.物理文化是科学文化的重要组成部分. 大家知道,物理学是以实验为基础的科学,它的基本研究方式就是实践,因而在客观性上表现为“真”;物理学创造的成果最终是为了造福于人类,它在目的性上体现出“善”;另外,物理学还在人的情感、意识等多方面反映了“美”.正因为物理学本身兼具真、善、美的三重属性,我们完全有理由说,物理不仅是一种文化,而且是一种高层次、高品位的文化. 物理学是求真的.物理最讲究实证,物理学家在科学研究活动中最基本的态度就是实事求是,坚守“实践是检验真理唯一标准”的原则.正如物理学家费曼所说:“不论你的想法有多美,不论你什么聪明,更不论你名气有多大,只要与实验不符便是错了,简简单单,这就是科学”.可以说,物理学的发展史,就是一部不断修正错误、不断逼近真理的“求真”史. 物理学是从善的.物理学致力于将人从自然中解放出来,从必然王国走向自由王国,帮助人们不断认识自己,促使人的生活趋于高尚.这是物理学的价值取向和终极目标,因而物理学的本质是从善的;另外,物理学家的行为也是从善的.爱因斯坦曾这样评价居里夫人和以她为代表的杰出物理学家:“第一流人物对时代和历史进程的意义,在其道德方面,也许比单纯的才智成就更大”.他们那种严谨求实的态度、献身科学的精神,热爱人民的情怀等等,对于后人无疑是一份尤为珍贵的人文财富. 物理学是至美的.德国物理学家海森伯说过:美是真理的光辉;罗马哲学家普洛丁又说过:善是美的本原.由此,物理学因真而美、因善而美就是十分自然的了.物理的美属于科学美,主要体现于简单、对称和统一;对称则统一,统一则简单,它们构成了物理学的基本美学准则. 翻开物理学的篇章,可以发现到处都跳动着美的音符,体现了人们对美的追求与创造.仅以统一性为例.当代物理学的发展,正朝着两个相反的研究方向延伸:最宏大的宇宙与最微小的粒子.令人感到惊讶的是,随着研究的深入,它们两者并非是分道扬镳、越走越远,反倒显示出不少殊途同归、相反相成的迹象.例如,粒子物理学的一些研究成果常被天体物理学家所借鉴,用来探寻宇宙早期演化的图象;(正由于此,粒子物理学在某种意义上也被称为“宇宙考古学”.) 反过来,宇宙物理学的研究也为粒子物理学家提供了丰实的信息与印证.于是,物理学中两个截然相反的分支,就这般奇妙地衔接在了一起——犹如一条怪蟒咬住了自己的尾巴. 又如,英国物理学家狭拉克首先发现,在自然界的某些物理量之间存在着下列引人注目的关系: 宇宙半径/电子半径≈1040,宇宙年龄/强衰变粒子寿命≈1040, 氢核与电子的电力/氢核与电子的引力≈1040,…… 在上述比数中,宇宙这个最大的系统,与基本粒子这个最小系统之间,竟然珠联璧合达到了如此完美的统一,让我们再次领略到了物理世界的美,一种动人心弦的壮丽的美.正是这许多美不胜收的事例,激发起人们对大自然由衷的赞叹与敬畏,难怪爱因斯坦会说:“宇宙间最不可理解的,就是宇宙是可以理解的”. 通过以上分析,我们对于物理有了一个较为全面的认识:它既是一门科学,又是一种智能,更是一种文化.作为一名物理教师,能对自己所任教的物理作一番全方位的审视与剖析,这是十分必要的.一方面可使我们看到,物理原来有着如此丰富的的内涵,从而会更自觉、有意识的去挖掘和开发它的育人功能,全面提升教学质量;另一方面又使我们看到,物理原来有着如此美好的禀性,从而会更加钟爱物理,更有激情地去从事物理教学.我以为,只有真正热爱物理的物理教师,才能做到不仅教会学生理解物理、应用物理,而且还进一步引导他们去感悟物理、欣赏物理. 二、为什么教物理 这是一个看似简单却又十分根本的问题,要正确回答并非易事.笔者对此问题的认识,就经历过从“知识本位”到“学科本位”,最后又回归到“学生本位”这样一个曲折渐进的过程. 有很长一段时期,我都把物理教学的目标锁定在知识层面上,认为教物理就是要把物理知识尽可能多地传授给学生,以供他们今后一生的受用.因为我信奉“知识就是力量”.然而令人困惑的是,我们授予学生什么多的物理知识,其中不乏象“F=ma”这类极其重要的知识,但在他们往后的生活和工作中,却很少显示出有什么直接的功用.以至过了若干年后,许多学生把所学的物理知识几乎忘得一干二净,用他们的话说,“全部都还给老师了”.我为此感到深深的失落;但每当我向他们提出“高中三年岂不白读了”的反诘时,这些离开学校多年的学生,却又都会异口同声地作出否定的回答,一致认为高中阶段的学习,对于他们的成长起到了重要的奠基作用,可又说不清究竟是哪些具体知识所起的作用.我想,这大概好比晚饭,谁都不会否认吃饭对于生存的意义,然而谁又都说不清楚,吃了这顿饭究竟是在身上的什么地方长了块肉. 一位毕业已有二十余年的学生,曾与笔者聊起他“印象最深”的一堂物理课.原来那堂课讲的是重力势能.当时为了说明重力势能的相对性,我曾向学生提出过这样的问题:有人站在五楼的窗台上要往下跳,你说危险吗?开始大家都认为这太玩命了,后来仔细一琢磨,又全都乐了:你别往窗外跳,往窗里跳不就没事了吗?这位学生觉得这个例子特有意思,于是经久不忘;但问他该例说明了什么物理知识时,他说忘了.正当我面露憾色时,他紧接着的一番话却令人宽慰,他说:“这个例子使我懂得凡事都是相对的,从不同角度看会有不同的结果”.尽管这堂课所传授的物理知识,这位学生已经遗忘殆尽,但通过有关知识的学习而凝炼成的思想、方法等,却在他的心里铭刻上深深的印记.从这个意义上说,二十多年前的这堂物理课,对他不也是极有价值的吗?学生从高中毕业后,他们中的大多数可能将告别物理,所学的物理知识终究会被忘记,到那时再回头审视一下:物理教学留给他们的还有些什么呢?如果在他们的身上,体现不出物理所给予的才智与启迪,那将是物理教学的失败.由此看来,具体的知识通常只是作为教学的载体,在知识的背后还有更多值得我们去追求的东西.正如我国资深科学家钱伟长教授说的:“我在大学里学的是物理学,……. 以物理学为对象我学到了调查研究,收集资料,分析资料和逻辑思维的能力,物理学的知识有时是很有用的,但通过物理学学到的这些能力,比物理学知识更有用.”钱老在读书时就是通过“物理学”这个载体,获得了很多比物理知识更重要的能力.所以,那种将物理教学等同于物理知识教学的看法是偏面的,而以“知识本位”来确立物理教学目标取向的做法同样是短视的. 随着教学实践的深入,教师一般都会对自己所任教的学科日臻熟悉,从而格外钟爱.可能是受了这种职业情感的影响,我还一度把物理教学的目标,定位于“将尽可能多的学生培养成为物理学家或物理工作者”.尤其是当我从农村普通中学调入重点高中,面对的是一个个聪颖好学的学生时,这种愿望愈显强烈.但我不久就发现,其它学科的教师大概也出于各自的职业偏好,都对学生有着与我类似的期望.这样一来,大家自扫门前雪,各唱各的调,没能将各学科的分力凝聚成一股合力,实际效果当然就差强人意了.尤其令我沮丧的是,班上那些物理学习优秀的“得意门生”,日后直接从事物理专业的竟然也少之又少.正当我陷于迷惘之时,复旦大学原校长杨福家先生的一则事例给了自己极大的启迪.当年复旦大学曾对核物理专业的毕业生的去向做过一次调查,结果发现,只有不到十分之一的学生毕业后从事与核物理有关的工作,其余的都纷纷改行,活跃在金融、企业或行政等岗位上.对此,多数人都断言这是物理系的失败,而杨福家却认为这正是“复旦”的成功.因为,通过这四年本科的物理教育,使学生具备了良好的素质,为他们今后的发展打下了坚实的基础,于是毕业后都能很快适应各种不同领域的工作.这也印证了赵凯华先生的话:“一个人学了物理之后干什么都可以,他的物理没有白学.在我看来,对于学物理的人无所谓‘改行’…….” 经过上述曲折的认识历程,使我逐渐看清了物理教学最终目标的聚焦点,既不在知识的本位上,也不在学科的本位上,而应该落实在我们的教育对象——学生的本位上. 对于“为什么教物理”这个问题,也可以反过来设问:“如果我们不教物理,学生不学物理,将会对他们今后的发展留下那些缺憾?”一种显而易见的回答是,学生将因此学不到许多重要的物理知识.这话没错,但不够全面.因为除此之外,学生还将失去更为重要的,有关科学方法、科学精神等方面的培养与熏陶,从而最终影响他们的科学素养的提高.当前,物理已经深入到社会的方方面面,成为每一位有教养的公民都必须懂得的知识.对于大多数学生来说,他今天学习物理的目的,恐怕不是为了明天去进一步研究物理,而是有助于他去面对或决策所遇到的大量非物理的问题,为他们今后一生的文明、健康,高质量的生活奠定基础.正如《面向全体美国人的科学》一书中所说的:“教育的最高目标是为了使人们能够过一个实现自我和负责任的生活作准备.” 据此,对于“为什么教物理”这个问题,最确切的答案就是:为提高全体学生的科学素养而教.——这应该成为我们的物理教学观. 众所周知,生物基因对于生物进化有着非同小可的作用,极其细微的基因差异,往往会导致生物之间的巨大差别.受此启发,有不少社会学者正致力于寻求在人类文化传承与发展过程中,有着哪些最为核心的要素,从而提出了“文化基因”的概念,并将其定义为人类文化系统中的“遗传密码”.文化基因的核心是思维方式和价值观念.人类的进化比一般的生物进化更为复杂,它具有双重进化机制,除了生物基因进化机制外,还有文化基因进化机制.教育正是推动文化基因机制的重要途径.学校教育的要义,不只是文化现象的展示与诠释,而在于文化基因的传承和发展.物理教育当然也不例外.什么,蕴含在物理教学中的“文化基因”究竟有些什么呢?笔者以为主要体现为三个方面,即科学知识、科学方法和科学精神,因为这三者是构成科学素养最基本的要素.如果将科学素养比拟为一座金字塔,什么科学知识犹如塔基,科学方法就是塔身,科学精神则是塔尖.物理教学的最高宗旨,就是为了构建这座宏伟的科学素养之塔而添砖加瓦.换言之,物理教学的核心价值就在于促进学生实现三个转化:一是把人类社会积累的知识转化为学生个体的知识,使他们知识世界是什么样的,成为一个客观的人;二是把前人从事智力活动的思想方法转化为学生认识能力,使他们明白世界为什么是这样的,成为一个理性的人;三是把蕴含在知识中的观念、态度等转化为学生的行为准则,使他们懂得怎样使世界更美好,成为一个创造的人

G. 学物理有什么好处

你好,不知道你现在是初中还是高中呢,物理吧有的人觉得很难学,我却不怎么认为,高中的物理题都是一个物理状态到另一个状态的转变的过程,只要掌握好其中的方法规律,灵活运用,适当练习,认真仔细就能拿高分的,学物理的好处吧,就是能锻炼你的思维能力和逻辑推理能力,其实吧,我们中国的学生,高考之前你只要分高就成了,没必要管他学他有没有用

H. 物理学具有什么意义呢

物理学是研究物质结构、物质相互作用和运动规律的自然科学.但这只是对于物理这门科学在学术意义上的一种界定.而我们所面对的“物理”,它同时又是一门课程,于是就有必要从教育意义的层面上去进行一番再认识、再分析,以挖掘蕴含在其中的丰富内涵. 首先,物理是一门科学. 物理学是一门以实验为基础的自然科学,它是发展最成熟、高度定量化的精密科学,又是具有方法论性质、被人们公认为最重要的基础科学.物理学取得的成果极大地丰富了人们对物质世界的认识,有力地促进了人类文明的进步.正如国际纯粹物理和应用物理联合会第23届代表大会的决议《物理学对社会的重要性》指出的,物理学是一项国际事业,它对人类未来的进步起着关键性的作用:探索自然,驱动技术,改善生活以及培养人才. 上世纪初相对论和量子力学的建立,为物理学的飞速发展插上了双翅,取得了空前辉煌的成就,以致于人们将20世纪称誉为“物理学的世纪”.这意味着他们从物理学中汲取了智能,转而在非物理领域里获得了成功.——反过来,却从未发现有非物理专业出身的科学家问鼎诺贝尔物理学奖的事例.这就是物理智能的力量.难怪国外有专家十分尖锐地指出:没有物理修养的民族是愚蠢的民族! 当今,物理学的触角已经伸向众多领域,并取得了越来越大的成就,以至我们很难再用统的眼光去界分什么是物理学了.1995年在我国厦门举行了第十九届国际统计物理学大会会上交流论文的涉及面十分广泛,诸如植物的花序、DNA药物系统、交通的流量、文字的存储等等,光看这些篇目,似乎都不太象是物理.什么,究竟什么是物理呢?几年前,美国《今日物理》杂志,曾就此问题向读者广泛征求意见.

他们推崇的答案是:物理学家所做的就是物理学.这话乍听似觉偏颇,其实不无道理.因为在今天看来,物理学更多的是体现出一种智能,“代表着一套获取知识、组织和应用知识的有效步骤和方法,把这套方法用到什么问题上,这问题就变成了物理学.”(赵凯华语)正如物理学家费曼所说:“不论你的想法有多美,不论你什么聪明,更不论你名气有多大,只要与实验不符便是错了,简简单单,这就是科学”.可以说,物理学的发展史,就是一部不断修正错误、不断逼近真理的“求真”史. 物理学是从善的.物理学致力于将人从自然中解放出来,从必然王国走向自由王国,帮助人们不断认识自己,促使人的生活趋于高尚.

I. 相对论对物理学有什么意义

相对论对物理有积极作用,我们先来讨论爱因斯坦本人,他得到若贝尔物理奖,并不是因为“相对论理论”,爱因斯坦因为“光电效应”才得到若贝尔物理奖,爱因斯坦的“相对论理论”在普朗克主管杂志同意下发表,伟大物理学家普朗克认为可以发表讨论。当然光速的极限性得到世人的公认,从此引力速度的无穷大也就解决了,这是物理学最伟大事件之一,光电效应更加说明光线是由“粒子”---光子组成,物理学前途一片光明。时间是一种作用力计量规范,时间是我们对过去、现在、未来的一个计量规范点尺度的需要,时间与物质不会发生作用力,这个我们必须明确,爱因斯坦错就错在这里。“时间”对于一个傻子或者一条牛来说是没有意义的,速度的快慢对于物质的存在不构成影响,速度越大则与磁场加速度和力的密度紧密相连,速度越大则物质内部空间作用力越大,物质内部空间发生形变理所当然,而旁边的空间依然故我。我们不片面理解时间与空间,物理学界做错事也不是头一回。爱因斯坦相对论部分理论与量子力学相互矛盾,这本身说明相对论的不足之处很明显,在此我们再讨论以便警告后人-----“尽信书不如无书”是很有意义的。

J. 如果不能寻找终极理论 物理学还有什么意义

罗伯特·奥本海默(Robert Oppenheimer)对物理学的一大贡献就是他在晚年一无所求。1939年,奥本海默和他的学生哈特兰·斯奈德(Hartland Snyder)在当时首屈一指的物理学期刊《物理评论》(Physical Review)上发表了一篇5页的短论文(巧合的是,就在这期杂志发行的同一天,纳粹德国进攻了波兰),列出了今天我们所知的黑洞的基本特征。在同一期的杂志上,尼尔斯·玻尔(Niels Bohr)和约翰·惠勒(John Wheeler)共同发表了另一篇关于核裂变原理的文章。随后,第二次世界大战爆发,玻尔和惠勒的论文一夜之间成为焦点,而奥本海默和斯奈德的论文则被束之高阁。
战争结束后,在约翰·惠勒和丹尼斯·夏默(Dannis Sciama)等先驱的带领下,广义相对论开始重新恢复生机。此前,它一直被认为是前沿科学里的一潭死水,其中的数学成分多于物理的理论,但战后,以惠勒和夏默为首的科学家在欧洲和美国的几所学校都开始继续研究引力理论。奇怪的是,奥本海默对这一领域已经失去了全部兴趣。曾几度尝试劝说奥本海默回归其先前对引力的研究中去的弗里曼·戴森(Freeman Dyson)也可以证实这一点:这位物理大师一旦改变研究方向,就再也不对先前领域的最新进展表现出一丁点儿兴趣。为什么奥本海默对一旦被实验证实甚至有可能让他获得诺贝尔奖的贡献都如此漠不关心?
戴森说:“这是因为奥本海默在晚年坚信,一个严肃的理论物理学家只应当关注一个问题,就是发现物理学的基本方程。爱因斯坦当然也抱有同样的看法,他们认为发现正确的方程才是头等大事,一旦发现了正确的方程,研究这个方程在特定条件下的解就成了二流物理学家,甚至研究生都能胜任的日常练习。”
奥本海默和爱因斯坦的看法与历史上许多伟大的物理学家如此相似:一个物理学家所能从事的最重要的工作就是对基本定律的探索,其他的一切都不重要。就我个人来说,我不喜欢这种看法,但不管是好是坏,纵观物理学史,这种看法也许是有一定道理的。
此前,科学作家乍得·奥泽尔(Chad Orzel)发表了一篇具有深刻见解的博文,文章的标题就旗帜鲜明地表明了观点:“跟我来念:粒子物理学不是物理学的全部”(Repeat After Me: Particle Physics Is Not All of Physics)。他的观点无可非议,很多粒子物理学家们确实表现得好像只有他们遇到的问题才是真正值得关注的一样,好像一旦这些问题都碰了壁,整个物理学都要陷入停滞。这当然是无稽之谈,毕竟世界上大多数的物理学家的研究对象都与量子色动力学和希格斯玻色子无关。奥泽尔举了一个事实来证明上述观点只是少部分人所持的,即美国物理学会的大多数成员都是凝聚态物理学家,粒子物理学学家只排第二,而且即使这样, “这个排名也高估了直接从事万有理论(Theory of Everything)的人数。事实上,从事这一领域的物理学家只占职业物理学家中的极少数(如今他们的工作还正由于理论和实验方面的最新进展——或者说缺乏最新进展而遭受危机),他们的数量在媒体中被过度放大,或许是因为多重宇宙这样的概念听起来很酷。但实际上,哪怕这帮做基本粒子的物理学家明天全被吸入一个黑洞,整个物理学领域甚至都不会受到多大影响。”
关于理论物理被媒体过度炒作这一点,我是十分赞同的,公众似乎觉得只有粒子物理学才是物理界唯一值得兴奋的东西,我也曾写过一篇文章为这样的现实而惋惜,呼吁大家关注实验物理学家(或者说凝聚态物理学家)的努力而发声,向公众介绍他们的科学领域。
话虽如此,我仍然觉得,其实各类物理学家在内心还是对基本定律抱有偏爱。事实上,即使大部分物理学家自己并不研究基本定律,但在哲学上很难否认,物理学的历史很大程度上就是在寻找以统一为名的基本定律的过程中建立起来的。
自物理学诞生以来,从事这一事业的人就一直致力于从不同的现象中寻找共同点。伽利略发现了木星具有卫星,就像地球有月亮一样。牛顿的最大成就是推翻了2000年来亚里士多德关于运动的以太论,证明了天上地下的物体遵守着相同的规律。统一,依旧是物理学发展的最高准则。从法拉第和麦克斯韦对电与磁的统一,到温伯格等人对弱作用与电磁作用的统一,正统的物理学史可以简单地被概括为“统一”的过程。
这些故事我们都知道,但统一之所以能成为物理学家们最爱的历史瞬间,是因为统一带来了简化,而这样的简化往往是寻找基本定律的重要组成部分。一位物理学家半开玩笑地说,最基本的定律应当是在餐巾纸上用一行就能写下,但却可以解释一切的方程。把描述两种不同现象的方程简化成同一个式子,不仅令人万分激动,还极其实用。因此,从统一的基本定律中获益的不仅仅是粒子物理学家,也有各个其他方向的物理学家,而凝聚态物理学家和粒子理论物理学家一样重视简化,也不言而喻。
或许你会以为关于以太的理论离实际生活太远,但如果没有麦克斯韦方程组,二战期间的科学家与工程师就不可能研究出雷达。事实是,哪怕凝聚态物理学家自身并不研究基本定律,哪怕全世界的弦理论学家都放弃研究去写存在主义小说了也不可能对凝聚态物理的日常研究造成很大影响,但不可否认的是,每个凝聚态物理学家都早已受益于基本定律了,不管他们在个人层面上是否有意将自己的研究与量子力学和广义相对论的统一相关联。
大多数物理学家都会思考关于美学与完备性的问题,即使这与他们自己的工作关系不大。凝聚态物理学家很可能会信奉菲利普·安德森(Philip Anderson)着名的格言“More is Different”(“多而不同”),认为通过纯粹的还原论方法并不能解决超导或者巨磁阻这样复杂的凝聚态物理学问题,但我觉得他们中的每个人其实内心里都很希望出现一套直接、简单、基本的理论,能解释从夸克到超导陶瓷的一切物质的特性。不能因为目前为止弦理论与凝聚态物理学课题之间还没找到联系,就说你不期待能找到一个。从古代社会起,我们就一直试着去探索对物理现象的解释,发现关于宇宙的最基本统一且自洽的原理一直是物理学的目标。不管你是否积极投身到这些定律的探索中,事实就是这样。
所以,尽管没能发现量子引力理论不太会影响对拓扑绝缘体或者DNA的探索,但实际上,它至少向各个领域的物理学家传递了一个令人不安的信息:在最基本的层次上,我们的科学仍然是无关联且不完整的。这样的真相也许不仅仅会令粒子物理学家的研究陷入困境,也会让其他更多的物理学家对自己的研究产生不安和不确定的感觉。

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