我们离真正的物理学究竟有多远？

文/倪闽景

        我们离真正的物理学究竟有多远？我们现在的物理教学是不是偏离了原来的方向？这一切是不是需要变化？

    我们离真正的物理学究竟有多远？

什么是真正的物理学？你也许会对这个问题感到很奇怪，我们每周物理课讲得难道不是真正的物理学吗？物理不就是一大堆物理概念、物理公式、物理实验、物理作业和考试吗？可我想告诉你：这些并不是真正的物理学，至少它们不是物理学最重要的部分。那么真正的物理学是什么呢？ 

一、真正的物理学是兴趣和热情。

物理学是一项激动人心的智力探险活动，它鼓励着年轻人从事并拓展着我们关于大自然知识的疆界。请读读下面一段描述：

    我们在地球赤道表面看到“静止不动”的物体，其实它们正绕着地轴，以令人晕旋的时速1600公里的高速转动，而且这个正在旋转的地球的中心，也绕着太阳飕飕地以每秒32公里的高速奔行。整个太阳系也绕着银河系的中心，以每秒100余公里的高速旋转，而我们的银河系则朝着临近的仙女星座，以每秒100余公里的速度奔去。事实还不止于此，如果你从一枚遥远的似星体的所在地看地球，你可以看到我们以每秒265000公里、近于光速的速度奔驰着离开它！

世界真是一个谜，开阔得让人激动，就象爱因斯坦说的那样：“宇宙是伟大永存的谜，这谜象‘自由’一样地向我招手”。可如果你读了上面一段话后，觉得谁吃饱了没事干，竟在研究这样无聊的事，还是去做两道高考题目实惠，那么我真的很替你难过。由于学习了物理而扼杀了对物质世界和精神世界本身的兴趣，那还不如没有学过物理来得好。 

二、真正的物理学充满了错误和问题。

物理学中几乎没有一件东西永远是对的。牛顿几乎就是物理学的代名词，经典力学几乎全部建筑在绝对的时空观上，但爱因斯坦的相对论证明牛顿是错的。不过就长期而言，几乎可以确定，爱因斯坦的相对论也一定会出错，至少他错的意义就如他证明牛顿力学是错的一样。

有同学会问，所有的物理规律不都是得到实验证明的吗，为什么会出错？实际上，物理规律和其他科学规律一样，通过实验永远不可能验证它是绝对正确的，因为也许下一个实验就会发现这个规律是有缺陷的，所有科学实验永远是不完全归纳法，是有条件的。从这个意义上来说：实验是检验谬误的唯一标准！我们可以很容易证明一个规律是错的，但永远不可能证明一个规律是永远对的。

我们平时做实验和做物理习题，总是相信有一个唯一正确的结果，但如果你知道物理学本身充满了错误和问题的话，你学习物理时的感觉也许会很不相同。犯错并不是发生在科学家身上最坏的事，最糟的事可能是“连犯错都不够格！”（著名物理学家泡利语）。 

三、真正的物理学是美学。

物理学很美，我认为主要原因是物理学家们都是美学家。我们回顾一下人们对微观世界的认识过程，看看物理学家们是如何描述原子的。汤姆森一发现原子可以分成带负电的电子和其他正电物质，马上就端上来一个美味的撒满葡萄干的蛋糕，蛋糕就是原子的本体，葡萄干就是电子，因此汤姆森象是个贪嘴的美食家。卢瑟福用实验发现原子里应该有个核，电子绕核旋转，就象行星绕太阳旋转一样，一个原子就象一个太阳系！这样描述原子，使得卢瑟福象个修辞学家。后来人们发现电子根本没有一定的轨道绕核旋转，原子中的电子就好象云雾般弥漫在原子核外的空间，就是所谓的"电子云"。电子云的意境是不是就象一首飘逸的朦胧诗呢？

物理学从来不是把大自然的情操和美剥掉，使她只剩一群赤裸的方程。维斯可夫说：“事物都在雾中，而突然你看出一个结论来。它表达了深深在你心底的错综复杂；这错综复杂，把一直在你内心的东西连结起来，而这些东西以前从未被连接起来过。”

你有过这样的美感体验吗？ 

四、真正的物理学是一种生活方式。

之所以要说物理学是一种生活方式，不是想说物理学为我们生活中带来的实惠，而是要谈谈物理学中蕴涵的感情、哲理和态度。

物理学最注重的就是怀疑的态度，如果总是相信一切已知的事实，物理学就不会是今天的物理学了。我们平常生活中如果没有怀疑和思考，那么就没有了发展的基础。

物理学讲究互补，容纳多元。比如光就可以象波，也可以象粒子。不要以为生活中的事物不是黑的，就是白的。和真理对立的不见得就是异端，因为真理可能有许多不同的面向。

物理学并不证明因果关系，而更多的是描述事物之间的相关性，因为物理学中到处存在着"不确定"和"混沌"。地震前有动物出现异常和地震这两件事之间只是相关，而不是因果。奇怪的是我们总是相信任何事的发生都有理由，认为"无因不生缘，无缘不成果"。大多数人相信努力学习就会带来好成绩，可惜的是这两件事之间只有相关性，而没有因果必然，生活中大多数事情都是这样的。 

五、真正的物理学是个活体。

物理学是有生命的，她孕育的时间挺长，但真正出生到现在只有300多年，而且还在不断加速成长发育。物理规律和体系是这个活体的骨架，科技发明是这个活体的四肢，不断发现的新实验和新现象是这个活体的血和肉，而物理学家们则是这个活体的头脑。我们懂的东西越来越多，掌握的科技越来越先进，有趣的是我们不懂的东西反而更多，面临的挑战也更严峻。超导超流、纳米技术、生命现象、思维智能、材料能源、时空本原等等一大堆东西正在困惑当前最聪明的物理学家们。

可以打赌，你肯定比亚里士多德知道得多，甚至超过了牛顿，但非常可惜我们的智慧并没有随着我们的知识增加而增加，要成为物理学这个活体的一个脑细胞，首先需要你的大脑是个活体，而不只是一个知识的容器。

讲到这里，你也许已经明白究竟什么才是我们要学的物理学。假如你开始厌倦思考，仅仅满足于考试得到高分，周围的一切显得越来越理所当然，不再为自然的美感动，总觉得物理老师象个老妇人一样絮絮叨叨、没有新鲜的东西，那么你可能正在越来越远离物理学，这也许意味着你正在逐渐丧失一种有价值的生活方式，开始沦落到一种被价格化了的人生；更要紧的是，也许你不再能感受到生命的全色，就象得了色盲一样。

这一切和你物理考试得不得高分没有丝毫关系。