Science 版 (精华区)

发信人: OrangeGun (Gun&Rose), 信区: Scientific
标  题: 美与物理学(IV)
发信站: 紫丁香 (Mon Aug 11 22:07:34 1997)

发信人: gaojin (赌神), 信区: physics
标  题: 美于物理学（5）
发信站: 饮水思源站 (Wed May 28 00:45:03 1997) , 转信

四、美与物理学

    物理学自（1）到（2）到（3）是自表面向深层的发展。 表面有
表面的结构，有表面的美。譬如虹和霓是极美的表面现象，人人都可
以看到。 实验工作者作了测量以后发现虹是42高漫楚A红在外，紫在
内；霓是50高漫楚A红在内，紫在外。 这种准确规律增加了实验工作
者对自然现象的美的认识。 这是第一步（1）。进一步的唯象理论研
究（2）使物理学家了解到这42侦P50升i以从阳光在水珠中的折射 与
反射推算出来，此种了解显示出了深一层的美。再进一步的研究更深
入了解折射与反射现象本身可从一个包容万象的麦克斯韦方程推算出
来，这就显示出了极深层的理论架构（3）的美。

    牛顿的运动方程、麦克斯韦方程、爱因斯坦的狭义与广义相对论
方程、狄拉克方程、海森伯方程和其他五、六个方程是物理学理论架
构的骨干。它们提炼了几个世纪的实验工作（1）与唯象理论（2）的
精髓，达到了科学研究的最高境界。它们以极度浓缩的数学语言写出
了物理世界的基本结构，可以说它们是造物者的诗篇。

    这些方程还有一方面与诗有共同点：它们的内涵往往随□物理学
的发展而产生新的、当初所完全没有想到的意义。举两个例子：上面
提到过的十九世纪中叶写下来的麦克斯韦方程是在本世纪初通过爱因
斯坦的工作才显示出高度的对称性，而这种对称性以后逐渐发展为二
十世纪物理学的一个最重要的中心思想。另一个例子是狄拉克方程。
它最初完全没有被数学家所注意， 而今天狄 拉 克 流 型 （ Dirac
Manifold）已变成数学家热门研究的一个新课题。

    学物理的人了解了这些像诗一样的方程的意义以后，对它们的美
的感受是既直接而又十分复杂的。

    它们的极度浓缩性和它们的包罗万象的特点也许可以用布 雷 克
（W. Blake , 1757 - 182 7）的不朽名句来描述:

　　To see a World in a Grain of Sand
　　And a Heaven in a Wild Flower
　  Hold Infinity in the palm of your hand
　　And Eternity in an hour

    它们的巨大影响也许可以用蒲柏（A.  Pope , 1688 - 1744）的
名句来描述:
　Nature and nature's law lay hid in night:
　　God said, let Newton be! And all was light.

    可是这些都不够，都不够全面地道出学物理的人面对这些方程的
美的感受。缺少的似乎是一种庄严感，一种神圣感，一种初窥宇宙奥
秘的畏惧感。我想缺少的恐怕正是筹建哥德式（Gothic）教堂的建筑
师们所要歌颂的崇高美、灵魂美、宗教美、最终极的美。

（Bob注：原文有大量注释和引用文献略）


【原载《二十一世纪》第40期】


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