教學(xué)隨筆：物理學(xué)不相信直覺

時(shí)間：2021-06-10 15:57:02 隨筆我要投稿

　　覺得物理好高深，是不是代表不聰明？意大利理論物理學(xué)家卡洛·羅韋利的看法可算是小小安慰：蓋因我們太相信直覺了。

教學(xué)隨筆：物理學(xué)不相信直覺

　　在《七堂極簡(jiǎn)物理課》一書中，羅韋利談到幾個(gè)例子：雙胞胎兄弟一個(gè)住在山頂，一個(gè)住在山腳，若干年后，山頂那個(gè)明顯比他的同胞蒼老；通常情況下，熱量從熱的物體傳向冷的，但也存在極小的概率，熱的物體碰到冷的物體，溫度不降反升；地球在一個(gè)傾斜的空間中行進(jìn)，“就好像彈珠在漏斗中滾動(dòng)一樣”……聽到這些，可能我們的'直覺已經(jīng)亮起紅燈了，然而這偏偏就是物理學(xué)發(fā)展過程中屢見不鮮的事，物理學(xué)家常常要和直覺對(duì)著干。愛因斯坦也曾被直覺困擾，他一方面承認(rèn)量子理論的巨大價(jià)值，一方面又抱怨它太不合理，并且終其一生都未找到荒謬離奇背后能夠信服的解釋。

　　較之更甚的是，20世紀(jì)物理學(xué)的兩顆明珠——廣義相對(duì)論和量子力學(xué)——本身就是相互矛盾的。盡管它們奠定了當(dāng)代科技的基石，盡管它們非常好用，但它們不可能同時(shí)正確。科學(xué)家們正致力于解決這個(gè)悖論，也深信矛盾統(tǒng)一后，會(huì)是物理學(xué)的巨大飛躍。

　　不讓先入為主的直覺封閉內(nèi)心，才有可能探索到科學(xué)本質(zhì)。羅韋利說：“直覺建立在我們有限的經(jīng)驗(yàn)之上。相信直覺而罔顧科學(xué)家們理性、嚴(yán)謹(jǐn)、智慧的集體驗(yàn)證，是不明智的。”倘若我們一味相信直覺，恐怕到現(xiàn)在還以為地球是平的，太陽繞著地球轉(zhuǎn)。更不會(huì)想到，看似矛盾的伽利略拋物線運(yùn)動(dòng)和開普勒天體橢圓運(yùn)動(dòng)會(huì)醞釀出萬有引力，電和磁的理論結(jié)合起來會(huì)誕生出電磁場(chǎng)方程，電磁學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的沖突下有了相對(duì)論。與玻爾見招拆招的愛因斯坦深諳其道，不為直覺左右，提出相對(duì)論時(shí)遭遇過多少質(zhì)疑和誹謗，他就有多理解后輩科學(xué)家面臨的困境，愿意拋開直覺接納新的可能。

　　對(duì)普通讀者而言，相較于掌握幾個(gè)物理學(xué)公式、幾個(gè)經(jīng)典理論，了解科學(xué)的思想或許更有意義。這也正是羅韋利在《七堂極簡(jiǎn)物理課》中所要表達(dá)的。所以這本薄薄的小冊(cè)子沒有平鋪直敘的知識(shí)點(diǎn)，更像是一本物理史觀的讀本，娓娓講述那些癡迷于科學(xué)的研究者如何拓展世界的可能性，想象馳騁寰宇，包容萬物的美，如同一個(gè)裝不滿的容器，填滿了石子還能裝沙子，裝滿了沙子還能盛水。這樣就裝滿了嗎？物理學(xué)家說，沒有！縱使現(xiàn)在未知，怎知將來不會(huì)發(fā)現(xiàn)？

　　物理學(xué)得好，不必自喜，一切尚在變化中，隨時(shí)有新的可能出現(xiàn)；物理學(xué)得不好，不必沮喪，只要放下成見，尚有大把機(jī)會(huì)去體驗(yàn)世界的美妙。物理學(xué)是包容的，任何人都可從感興趣的地方涉足，歡迎讀者諸君暫別直覺，愿者上鉤。

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