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曹则贤:世界上80%的物理学家根本不懂物理

发布日期:2019-06-09   

  香港马经图库铁算盘玄机彩图。什么是物理学?这可能是每一个学物理的人都思考过的问题,物理学是一门能将你的境界提高到他人不能理解之层次的科学。看似深奥的背后,其蕴含的思想更是博大精深。

  “其实这个世界上80%的物理学家根本不懂物理。” 近日,在北京电影学院和中国科学院大学共同举办的以“开物与顿悟”为主题的艺术与科学论坛上,中国科学院物理研究所研究员曹则贤给大家泼了一盆“冷水”。走进物理,见识一些真正的物理学家,或许能让我们把求索的目光略抬高一点、放远一点。

  物理学究竟是个什么样的事业?唐代诗人杜甫早就给出了答案。有诗云:“物理固自然”物理就是关于大自然的事情。无独有偶,在西方,物理“physics”这个英语单词源于希腊语?,也是“自然”的意思。

  “物理学是一种自然科学,注重于研究物质、能量、空间、时间,尤其是它们各自的性质与彼此之间的相互关系。物理学是关于大自然规律的知识。更广义地说,物理学探索分析大自然所发生的现象,以了解其规则。”曹则贤说。

  他介绍,作为一门自然科学,物理学的学科性质是用思想去理解世界、认识世界、创造生活。但是比起其他学科,这位仁兄的“胃口”似乎不小,研究对象包括宇宙里所有的存在。

  不仅研究对象广泛,如果从空间尺度上看,人们也不难注意到物理学的“野心”。它的研究范围大到整个宇宙,小到世界上最小的存在中子和质子里面的夸克结构,甚至更小。到目前为止,物理学家触手碰及的尺度,小到近年来的“引力波探测”,约10-21米的分辨率,大到目前人们号称能够观测的65亿光年。

  从时间尺度上看,物理学既研究从宇宙诞生到现在共约137亿年的历史,也研究发生在很短时间内的时间,如今科学家已把时间的最小尺度延伸至10-15秒。

  “我们研究最微观的世界,可能需要的是最宏观的关于整个宇宙的知识。所以西方物理学界给物理学一个形象贪吃蛇。”曹则贤介绍,贪吃蛇的蛇头,就是宇宙层面上的物理问题。蛇尾,是基本粒子层面的物理。最宏观的头,衔着它最微观的尾巴。

  物理学的一个重要功能是描述,而描述则需要语言,数学就是物理学最基本的语言。

  曹则贤表示,物理学的众多测算都离不开数学公式,它不仅是物理学的表达语言,很多时候也是物理学发展的结果。“据我发现,真正的数学家都很有能力,可以很轻松地介入物理学研究。例如希尔伯特和贝尔,随手玩玩就可以对量子力学和相对论的鉴定做出最深入的贡献。”

  但是曹则贤认为,反之要求物理学家如数学家一样学习数学,却不是一件容易的事。“据说希尔伯特曾说过一句有名的话:物理对于物理学家来说实在是太难了!因为他知道,物理需要用到很多数学,而那些是物理学家难以掌握的。”

  “不过真正美的数学一定反映了我们真实的物理世界。数学之美,也许还得用物理学的眼光才能看出来。”他说。

  那么,如何成为一名物理学家呢?曹则贤认为,真正的物理学家离不开“思想”二字。

  “薛定谔曾写了本书叫《生命是什么》,思考生命与无生命体的区别。他认为根本的区别在于生命里有存储传递信息的东西,后来人们证实了生命的确有DNA。他又进一步分析,如果存在传递生命信息的东西,应该是个准周期结构。果不其然,后人在铝锰合金里发现了准晶结构。这才是物理学家的思考方式,他们可以对其他学科、对世界产生影响。”

  “1988年诺贝尔物理学奖得主Leon Lederman就是其中的代表。他就曾质疑提出:如果宇宙是答案,那么问题是什么?。这样深刻的问题,如果没有对宇宙的深刻思索,是无论如何提不出来的。”曹则贤说。

  然而,能够达到如此境界的物理学家还是少数。曹则贤评价,他个人认为“物理学是一条思想的河流”,而真正的物理学家必定也是一位深邃的思想者。

  “真正的物理学家,其思想能够穿透存在的迷雾,猜得透自然的奥秘。他们的成就共同构筑起人类知识之最厚重、最珍贵的部分、刻在其创造者的墓碑上,也刻在仰慕者的心头。”曹则贤表示,其深奥程度也许正如某位德国马普所物理学家所说:“其实这个世界上80%的物理学家根本不懂物理。”