欧美一a级免费黄片视频|成人污网站无遮挡|免费三级片黄色网|超碰在线无码动漫|精品成人av一级片|欧美第一鲁丝片|国精品91人妻无码一区二区三区|全国精品一区二区三区四区|久久成人av在线观看|性鲍视频在线观看

  1. 首頁
  2. 學術交流

理論物理之樂

  廖瑋,華東理工大學特聘教授,1996年畢業(yè)于武漢大學物理系,2001年博士畢業(yè)于中科院理論物理研究所,曾在意大利和加拿大從事科研工作,2007年9月回國執(zhí)教華東理工,在粒子物理方向具有較深的學術造詣和創(chuàng)造性思想。
  總會有人問廖瑋:“為何選理論物理這么枯燥的學科?”
  中國有句俗語是這樣說的,外行看熱鬧,內行看門道。其實,在“外行們”還在思索廖瑋“為什么選這行”時,人家已經在享受理論物理研究帶來的挑戰(zhàn)和刺激,并且樂在其中。別人眼里的枯燥無味,對廖瑋來說,卻是楊枝甘露。
  美國已故天王巨星MJ曾經說過,別站在你的角度看我,你看不懂。那么,對于理論物理給研究者們帶來的快樂,別人又如何看得懂呢?
                                         —編者

  常常有人問我:“理論物理這么枯燥,你怎么還會選擇這一行?”
  誠然,成為一名優(yōu)秀的理論物理學家,并且在理論物理領域有所建樹,是有一定難度的。但這并不意味著理論物理是枯燥的,相反它有其自身的獨特魅力,能令理論物理研究者樂在其中。
  其實,只要了解理論物理學家是如何思考和解決難題的,就不難明白理論物理的樂趣。但“外行人”無法參與這個發(fā)現(xiàn)難題、解決難題的過程,所以體會不了其中的奧妙。
  物理學之難不僅在于解決一個未知領域的問題十分困難,還在于我們思考的問題并不一定是值得研究的好問題。在學生時代我曾聽何祚庥教授說過,有四類問題需要仔細分辨:真問題、假問題、成熟的問題和未成熟的問題。我因而知道了人們研究的問題有可能是假問題或者是未成熟的問題,并很難因研究此類問題而有所成就?;仡櫩茖W發(fā)展的歷史,我們可以發(fā)現(xiàn),真正能夠留下來的有價值的東西非常少,但各種思想潮流和研究方向很多,有大量研究工作由于沒有經受住時間和實驗的考驗,最終消失在人們的記憶中。
  這些研究工作一部分是因為沒有解決問題而被人遺忘,還有很多則因研究的問題為假問題或者不成熟問題所致。此外,檢驗理論研究的結果往往需要超過當時水平的實驗條件,因而很多研究工作沒辦法在短時間內得到檢驗,人們容易因此陷入對假問題或不成熟問題的研究和討論之中,而不能及時得到實驗糾正。所以,找到正確的問題、有效地思考問題并解決問題,對理論物理研究者來說是巨大的考驗。
  即便如此,仍然有少數(shù)科學巨人能夠在短短的一生中不止一次地獲得巨大的成功。他們又是如何做到的呢?探究這個問題,就要了解理論物理學家是如何思考問題的。
  蘭志成教授曾經給我講過女物理學家Nina Byers的一個故事。費曼和施溫格是令美國人為之驕傲的兩位美國物理學家,曾因對量子電動力學的貢獻獲得諾貝爾物理學獎。許多人認為他們兩人是天才,以為費曼無需數(shù)學推導僅憑物理猜想就可以得到正確結果,而施溫格在不借助物理圖像的情況下,僅憑數(shù)學推導就能夠得到一些神奇的結論。然而,曾與兩人合作過的Nina Byers后來談起兩人時說:“人們都以為他們是天才,但其實他們和我們一樣,為了接近真相,也需要嘗試多種不同的方法;只有在使用了多種不同方法得到同樣的結論之后,他們才會確信自己的結論有很大的可能性是正確的。他們兩人的不同之處在于:在發(fā)表的論文中,費曼只寫出有關物理的部分,而施溫格只寫出有關數(shù)學的部分。人們因此認為他們用很少的方法就能破解難題,得到正確的結論,是不可思議的天才。”
  后來我與蘭教授談起,這個故事與《莊子》中的一個故事很類似:孔子去見老子,老子對孔子說,你所研習的不過是前人的“陳跡”而已,“跡”(足跡)是人“走過”之后留下來的,難道“跡”是“走過”嗎?
  從Nina Byers的講述中,我們可以獲得兩方面的教益。一方面,所有的研究論文都可以看作是“陳跡”。有一定科學研究經驗的人常常會發(fā)現(xiàn)寫作論文時的思路與當初開展研究時的思路不同,所以對于這一點比較容易理解。后來人(尤其是初學者)在學習的時候,應該充分認識這一點。另一方面,這個故事很好地向人們展示了物理學家是如何思考問題、探索未知世界的。
  探索未知世界和研究未知現(xiàn)象的最大困難在于:我們并不知道前人發(fā)明的思想觀念和理論方法是否適用于有待探索的未知世界和問題,但如果離開前人發(fā)明的思想觀念和理論方法, 我們其實一無所有。也就是說,我們不得不依賴這些不知道是否適用于未知世界的思想觀念和理論方法來探索未知世界。也許有少數(shù)天才可以擺脫這個束縛,憑借單純的直覺或觀念就能到達未知的彼岸,但這并不是人類能夠倚靠以便持續(xù)且系統(tǒng)地探索未知世界的有效途徑。
  為克服這一困難,在研究某個未知問題時,我們常常需要許多不同的方法(例如10種)。也許這些方法中有一部分方法是不適合用于研究這個問題的,但也有可能一部分方法是適合或部分適合研究這一問題的。假如有4~5種方法能夠達到同一個結論,我們就可以確信這個結論有很大可能是對的。因為這4~5方法中可能有部分方法(例如1~2種)是適用于或部分適用于研究這個問題的。
  當然,理論研究的結論最終需要實驗來檢驗。在實驗檢驗的基礎之上,我們才可以確認哪些思想觀念和理論方法適用于或部分適用于待探索的未知領域。得益于這樣較系統(tǒng)的研究,人類就可以持續(xù)地猜想和創(chuàng)造適用于新現(xiàn)象的新觀念和新理論。
  那么,理論物理的樂趣又在哪里呢?
  要成為一個高明的理論物理學家,不可避免地需要對理論物理的各個分支以及各種理論方法有良好的理解。如果沒有廣博的知識,理論家不可能在面對真正的未知問題的時候,找到足夠的方法來接近對問題的解答。即便得到某些結果,他們也很難確定自己的研究結果是否可靠。有人將學者分為兩類:一類深刻,一類廣博。但實際上,沒有廣博的知識,就很難有深刻的思想。真正思想深刻的探索者很少不具有淵博的知識。
  一個高明的理論物理學家,還不可避免地需要嫻熟地掌握各種知識和理論方法。這不僅意味著需要對知識的內容有深入了解,以至于能夠熟練運用,而且要對理論知識的已知適用范圍有充分的認識。 沒有這樣一種認識和心理上的警惕,開展科學研究的時候就很可能得到錯誤的結論而不自知,理論知識就可能變成通向成功的障礙。簡言之,理論家應該能夠嫻熟自由地運用各種知識、觀念和理論,同時不被這些知識、觀念和理論的局限性所束縛。
  當然,嫻熟掌握各分支的各種知識和理論是一個巨大的挑戰(zhàn)。初學者應該先努力掌握某一分支的知識、現(xiàn)狀和發(fā)展,在這一分支的科學研究中積累經驗,鍛煉自己的能力,立足于個人既有的研究領域再逐步拓展自己的視野和思維,格知以致道,最終成為掌握理論而不是被理論掌握和限制的理論家。
  精通各種游泳和潛水技能的運動健將能夠暢游于大海之中、嬉戲于波濤海浪之間,在其中獲得極大的快樂。理論物理給研究者帶來的樂趣與此類似。當理論物理學家能夠嫻熟自由地運用各種理論方法和思想觀念而又不被它們的種種局限性所束縛時,他就能夠自由輕松地暢游于思想觀念的海洋中而自得其樂。他立足于已知探索未知,暢游于精神世界而不迷失其中,獨得其樂。古人云:“乘天地之正,御六氣之辯,以游無窮,得無為之樂?!边@正是理論物理學家的理想之樂。     

                          責編/劉榮

手機體驗


  • 微信公眾號


  • 微信小程序


  • 手機版


  • 微分享