美哉物理

前言

沈葹教授拿她的書稿《美哉物理》前來，讓我替此書作序。這確使我有點犯難，因為對于理論物理，我的認(rèn)識頗為膚淺，可以說才剛剛踏上門檻，還沒有進(jìn)門，更談不上登堂入室；對于美學(xué)，亦復(fù)如此。之所以還是勉為其難，一則因為本書稿的一部分篇章曾在《世界科學(xué)》雜志上連載，我忝為該刊主編，似責(zé)無旁貸；二則因為我與沈葹教授已相識三十多年，素有交往，這次她鄭重地邀我為她的書稿作序，更是盛情難卻。我想，還是把我讀本書稿的一些體會和感想寫出來，供本書讀者做點參考。物理學(xué)是一門基礎(chǔ)性的自然科學(xué)?？茖W(xué)追求真，與向往美又有什么關(guān)系？本書從許多側(cè)面回答了這個問題。我的體會是，確有關(guān)系，特別是在現(xiàn)代物理進(jìn)入微觀領(lǐng)域之后，更是大有關(guān)系。因為對于微觀客體，我們不能直接觀測，只能通過宏觀實驗儀器的幫助，這樣，觀測本身就必然引起客體狀態(tài)的突然躍變，觀測到的已經(jīng)不是客體的原有運(yùn)動狀態(tài)。因此，要認(rèn)識微觀客體的本質(zhì)及其運(yùn)動規(guī)律，就更加依賴于主體的創(chuàng)造性理論思維，提出各種新穎的解釋，并根據(jù)假設(shè)，設(shè)計出新的實驗安排去驗證。這種理論假設(shè)的形成，與主體對科學(xué)美的向往有很大的關(guān)系。對美的向往，既是形成這種理論假設(shè)的主要動力之一，又為這種理論假設(shè)提供重要的靈感和啟迪。普朗克是量子理論的先驅(qū)，愛因斯坦就曾說他“渴望看到先定的和諧”，憑借“純真的藝術(shù)風(fēng)格”進(jìn)行科學(xué)猜測，形成能量子假設(shè)。喜愛音樂的科學(xué)家不會不明白，樂器奏出的諧音頻率是其基音頻率的整倍數(shù)，這就為普朗克的巧妙猜測提供了有益的聯(lián)想?？茖W(xué)美主要表現(xiàn)在哪些方面呢？

內(nèi)容概要

物理學(xué)是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S，美是靈動的形象思維。物理與美有什么關(guān)系？作為一名物理學(xué)工作者，作者站在美學(xué)的角度，敘說了近現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展概貌，巧妙地揭示了物理學(xué)與美學(xué)內(nèi)在的密切關(guān)系，讀之令人深思，令人拍案叫絕——美哉物理！

書籍目錄

序：美的向往大有助益于真的追求  夏禹龍一、美哉物理二、反物質(zhì)  何處覓三、真空不空  解不開  理還亂四、粒子分割難  難于上青天五、量子概念  量子物理學(xué)之靈魂六、互補(bǔ)并協(xié)  天人合一七、黑洞、白洞  交相襯映八、時空對稱性  經(jīng)典物理之美學(xué)精粹九、宇宙演化探索的科學(xué)意義十、規(guī)范協(xié)變原理——幾何動力學(xué)觀念的精致凝煉十一、哈密頓原理——科學(xué)美學(xué)旨意的瑰琦展示十二、物理學(xué)中科學(xué)美學(xué)旨意的升華十三、物質(zhì)特殊形態(tài)獵奇十四、時間之矢  演化所憑十五、非線性物理擷美十六、非物理系統(tǒng)中的物理美十七、物理美  最美是對稱十八、綜合一統(tǒng)——臻美十九、臻美—求真—創(chuàng)新二十、造福人類  科學(xué)美學(xué)之真詮附錄Ⅰ  相對論的百年輝煌附錄Ⅱ  量子力學(xué)的光輝八十年跋：路曼曼其修遠(yuǎn)  上下而求索后記主要參考書目

章節(jié)摘錄

插圖：就科學(xué)技術(shù)各領(lǐng)域而論，20世紀(jì)可謂物理學(xué)的世紀(jì)。這百年之中，物理學(xué)以科學(xué)史上最偉大的理論突破及其無比輝煌的技術(shù)應(yīng)用，把人類文明引向堪稱發(fā)達(dá)的現(xiàn)代水準(zhǔn)，并趨于燦爛、融和的絕妙境界。現(xiàn)代物理的兩大理論支柱——相對論和量子理論，以及二者的結(jié)合體系，正是現(xiàn)代科技文明發(fā)祥和自然哲學(xué)觀念變革的重要淵源。美哉，物理；尤其美哉，現(xiàn)代物理！迄今人們所熱切向往、精心構(gòu)建的量子統(tǒng)一理論，更宛若沈沈?qū)m宇，美輪美奐?；仡櫄v史進(jìn)程，凡成功的物理理論，無不以邏輯一致、推理嚴(yán)密、結(jié)構(gòu)簡練、體系完備、預(yù)見正確、應(yīng)用寬廣而著稱；所有這些優(yōu)越特征，都充分顯示其深厚的美學(xué)蘊(yùn)含。大略言之，自然界各物質(zhì)層面呈現(xiàn)其對稱、以至于統(tǒng)一而和諧的面貌；那么，對物質(zhì)運(yùn)動之理論描述的對稱、以至于統(tǒng)一而和諧，就成為物理學(xué)家所執(zhí)著追求的最高目標(biāo)，同時也是其有效創(chuàng)新的方法論準(zhǔn)則。誠然，探討自然科學(xué)的美學(xué)旨意和審美價值，乃是科學(xué)哲學(xué)之最高發(fā)展階段——科學(xué)美學(xué)的主要任務(wù)。

后記

本書的撰著，是在慈母突然離去的凄苦日子里完成的。先母是一位知書識禮、賢達(dá)明智的長者。她雖然沒有受過自然科學(xué)的系統(tǒng)教育，但她愛女兒，就把女兒的專業(yè)當(dāng)作她的向往；凡是牛頓、愛因斯坦，抑或相對論的奇妙、量子力學(xué)的哲學(xué)意義等等，她樂于知聞，甚至還能理出幾根經(jīng)線緯線來。接受了上?？茖W(xué)技術(shù)出版社約寫《美哉物理》一書的任務(wù)，母親經(jīng)常督促我深入思考、認(rèn)真撰作。她極守信義，一直囑咐我把所接受的任何工作盡量做得出色。母親仙逝，寫好《美哉物理》等著作便成了她的一個遺愿；所以說，我終于能寫完本書，撇開種種緣由不說，實際上起決定性作用的動因，正在于對母親的追思和感念。她老人家是慈母，也是我的良師益友，她激勵我奮發(fā)向上、學(xué)有所成。

圖書封面

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