物理之美

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  摘 要: 物理的美是一种理性的美、客观的美,它的内容和形式是那么的自然、简洁、和谐与美满。物理之美的本质是自然之美。大自然之美不断地滋养着物理之树茁壮成长,激励着一代又一代的物理热爱者探索世界。
  关键词: 物理 简洁美 对称美 协和美 奇异美
  1.物理中美的来源
  自然界天生就是和谐与美满的,无论在它出现之前,还是产生之中,形成之后,死亡之时,消失之后,它都是真与美的宠儿。这宠儿是由简洁、和谐、完美、统一等元素养育大的,它呈现在人们眼前是一幅巨大的优美的和谐的画面。从浩瀚无垠的宇宙世界至繁复杂乱的宏观世界再到奇异无比的微观世界,它们无不闪耀着和谐美满的光芒。物理的宗旨就是揭开自然界的面纱,让其和谐与美满呈现在人类面前。它揭示大自然中事物与事物之间的本质联系和必然规律。物理的美是一种理性的美、客观的美。它的内容和形式是那么的自然、简洁和谐与美满。正如居里夫人所言:科学的探索研究,本身就含有至美。如英费尔德所言:当你领悟到一个出色的公式时,你会得到同听巴哈的乐曲一样的感情。物理在揭示自然的真与美的时候,必然使其描述的物理现象、探索的物理过程、假设的物理含义及其揭示的物理规律都呈现出美的特征。这些美的特征主要是简洁之美、对称之美、协和之美和奇异之美。这些美都是大自然本身的和谐与美满衍生出来的。物理之美的本质是自然之美。大自然之美不断地滋养着物理之树茁壮成长,激励和陶醉着一代又一代的物理热爱者。
  2.简洁美
  自然界本身是简洁和谐的。牛顿说过:自然界喜欢简单。费恩曼说过:大自然具有简单性,因此才非常优美。海森堡说过:如果我们根据毕达哥拉斯的思路,就会认为基本的运动定律最后将是一个数学上很简单的定律。因此揭示大自然本质的物理科学应该是简洁的,它的内容和形式应用最简练的语言、最少的符号、最简单的形式表述。物理科学这种简洁的性质给人以美的享受。例如,质点、点电荷、光线、理想的弹簧阵子,理想单摆等简洁模型。又如行星的椭圆运动,光在两点间传播时间是极值。这些都是物理中的简洁之美。物理中的规律和公式的简洁美更是让人叹为观止。例如经典力学中的牛顿三大定律奠定了宏观世界的运动规律。麦克斯韦的四个方程组完美地揭示了复杂的电磁运动,被历代物理学家称之为自然界最优美的诗。薛定谔方程让行踪不定的微观世界清晰起来。众多物理学家争论一个多世纪的热现象最终以“大量分子的无规则运动”十个字结束。牛顿的力学方程F=ma,爱因斯坦的质能方程E=mC都是物理中追求简洁美的光辉典范,给予人类无限的享受。
  3.对称美
  自然界的物质形态和运动规律本身具有广泛的对称性。它存在某种“重复”、“均衡”、“有序”的东西。物理是揭示大自然本质和规律的科学,其本身也就具有广泛的对称美。它的美主要来源于自然界空间的和谐布局和运动时间上的节律协和。如劳厄所言:物理公式中极端精炼和庄严稳重的对称结构称之为“美学上真正完美的对称形式”。物理科学中的对称形式包括物理现象的对称。例如正电子和负电子、正物质和反物质、磁场的南北级、引力和斥力、电生磁和磁生电、电场和磁场、波粒二象性、平面镜成像等,它们都体现了空间的对称美,简谐振动、圆周运动、竖直上抛运动、电磁波的传播等体现了时间与空间的对称美。物理中公式的对称,例如动量定理和动能定律、万有引力定律和库仑定律、动量守恒定律表达式、机界能守恒定律表达式、理想气体状态方程,这些都呈现出来精练庄严稳重的对称美,给人以愉悦的享受。
  4.协和美
  自然界是一个协和的整体。爱因斯坦说过:如果不相信我们的世界的内在和谐性,那就不会有任何科学。物理是研究自然界的本质和运行规律的科学,其本身必然能体现出一种恰如其分、顺义自然、浑然一体的美感。它是大自然物质的存在,运动及转化规律整体上的协和在在物理中的体现。例如元素的明线光谱与其对应吸收光谱的互补,光的色散与互补,爱因斯坦相对论对经典力学的包容,波粒二象性的协和,麦克斯韦方程组对电、磁、光的协和,爱因斯坦广义相对论对引力、空间、物质的协和,理想气体状态方程对玻意耳定律,查理定律和盖·吕萨克定律在理想条件下的协和,质能方程对质量与能量的协和。物理的协和美给人一种协调、美满、统一的享受。
  5.奇异美
  自然界的物质都有其特殊性的一面,这些特殊性往往闪烁着奇异的光芒。如培根所言:没有一个极美的东西不是在调和中有某种奇特。物理中的奇异主要表现为概念或结论的不同凡响,惊世骇俗,奇异奥妙,令人折服。例如E=mC揭示了物质的惊人能量,正物质与反物质“湮灭”成光子,物质的波粒二象性,狭义相对论时空观,广义相对论时空的弯曲,微观世界的量子性,暗物质,黑洞和反物质的存在,时间和空间的起点,组成物质的最小粒子等都呈现出了物理世界的奇异性和不可思议的美。
  6.物理中的美的思想对认识世界的巨大作用
  自然界天性是和谐美满的。物理界的先驱们始终坚信自然界是简单的,和谐的,美满的。正如爱因斯坦所言:“美是探求物理理论中重要结果的一个指导原则。”历代物理学家因坚信物理之美,而对认识自然作出了巨大贡献。例如哥白尼深信完美的理论在数学上应该是“和谐与简单”。托勒密的地心说引进了许多“均轮”、“本轮”,使其理论极其复杂又失恰,经过三十年的努力,终于建立了不朽的日心说理论。麦克斯韦根据电与磁的对称性、磁力线图像的对称性,大胆地在安培定律中添加了“位移电流”矢量项,使得麦克斯韦方程组呈现对称美,实现和谐与自洽,其被誉为自然界最优美的诗。狄拉克从对称美出发,根据我们所处的世界提出来反物质的概念,预言正电子的存在。法拉第从对称美出发,根据电生磁,预言磁生电的存在。物理之美如杨振宁所言:“学观古今与须臾,扶四海与一瞬”,物理方程式是“造物者的诗篇”。
  参考文献:
  [1]杨振宁.科学之美[M].中国青年出版社,2002.
  [2]爱因斯坦文集(第三卷)[M].商务印书馆,1984.
  [3]杨辛,甘霖.美学原理[M].北京大学出版社,1993.
  [4]朱鋐雄.物理学思想概述[M].清华大学出版社,2009.5.
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