第19章(第1 / 2页)
ToseeaWorldinaGrainofSand
AndaHeaveninaWildFlower
HoldInfinityinthepalmofyourhand
AndEternityinanhour
它们的巨大影响也许可以用蒲柏(A.Pope,1688―1744)的名句来描述:
为什么会殊途同归呢?大家今天没有很好的答案,恐怕永远不会有,因为答案必须牵扯到宇宙观、知识论和宗教信仰等难题。
必须注意的是在重叠的地方,共用的基本观念虽然如此惊人地相同,但是重叠的地方并不多,只占二者各自的极少部分。譬如实验(1)与唯象理论(2)都不在重叠区,而绝大部分的数学工作也在重叠区之外。另外值得注意的是即使在重叠区,虽然基本观念物理与数学共用,但是二者的价值观与传统截然不同,而二者发展的生命力也各自遵循不同的茎脉流通。
常常有年轻朋友问我,他应该研究物理,还是研究数学?我的回答是这要看你对哪一个领域里的美和妙有更高的判断能力和更大的喜爱。爱因斯坦在晚年时(1949年)曾经讨论过为什么他选择了物理,他说:
在数学领域里,我的直觉不够,不能辨认哪些是真正重要的研究,哪些只是不重要的题目。而在物理领域里,我很快学到怎样找到基本问题来下功夫。
年轻人面对选择前途方向时,要对自己的喜好与判断能力有正确的自我估价。
Natureandnature'slawlayhidinnight:
Godsaid,letNewtonbe!Andallwaslight.
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19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20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。今天狄拉克流型(DiracManifold)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―1827)的不朽名句来描述: