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万物有理,文化为基

来源:理学部 发布时间:2012-05-25 浏览次数: 4891

    2012年5月18日下午,紫金港校区蒙民伟楼人头攒动,众多求是师生赶来此地,聆听复旦大学物理系郝柏林院士讲述:物理是一种文化。郝教授从自身几十年的研究与实践出发,为求是师生带来一次物理学上的饕餮盛宴。
    郝院士从物理学的历史、物理学的特点、与其他学科的关系,以及物理学是一种文化等几个方面展开了精彩的演讲。郝院士循循善诱,以生动的话语让在场的同学了解了物理的魅力。在谈及“物理是一门历史学科”时,他这样说道:“一部《普通物理学》的目录,就是一份物理学史纲要。它具有历史和逻辑的一致性,而不是胡编乱造的拼接。在这样的指导思想下,物理学的发展不断克服着保守和偏见:从热的本质到原子和分子的存在,从对称到对称破缺……”紧接着,他话锋一转,将物理学置于浩浩荡荡的中西方文学长河中,以此为浮标,去探寻“物理文化”的一次次沉浮与盛衰。

 

公元前3世纪——东西方文化的“分岔口”


    春秋战国时期,中国进入了各流派争芳斗艳、学术繁荣的“百家争鸣”时代。在这个思想“百花齐放”的时代中,中国社会涌现了大量的学派及其代表学者。“儒家的开创者”——孔子,“儒家的继承者”——孟子,“无为而治”的老子,“兼爱非攻”的墨子……然而,在秦始皇统一中国不久,他便企图用强权压制自由思想,下令焚书,统一学术思想,禁止思考。
    与东方压制学术思想形成讽刺性对比的是,在同一时期的西方,Ptolemy I Sorter大帝正下令在亚历山大建立图书馆,将藏书从7000卷发展到百万。在跨纪元的约6个世纪里,它是世界上几乎唯一的科学研究中心,著名的科学家、数学家,如欧几里得、阿几米德,都在这里工作过。
同一时期,不同的做法。东西方统治者作出的不同决策使得东西方世界走向了不同的发展道路,使得东西方文化擦肩在第一个岔路口,同时这也为后来西方成为自然科学发源地、东方自然科学落后于西方埋下了伏笔。

 

物理——于无声处听惊雷


     何谓物理学?郝柏林院士认为,物理学是科学实验和人类好奇心共同作用下的“于无声中听惊雷”的学科。他举了几个简单的例子:“原子能、半导体、激光等,它们都诞生在安静的科学实验室中。”为了让同学们能更好的理解物理是什么,郝院士提出了一个问题:“电灯泡没有诞生在蜡烛工厂里,半导体器件没有出现在电子管工厂里,为什么?”因为,物理不光光是“哪里有需要,就研究什么”,而是在一次次的探索中发现问题、解决问题的学科。
    从历史来看,在研究和使用电灯泡的过程中,增加电极的目的本不是改善照明,但这一举动却直接引导了二级和三级真空管的发明。而就是这无意之中发明的真空管,成为二十世纪上半叶无线电设备的主要元件,发挥了巨大的作用。如同真空管的发明一样,物理也是这样,于无声中听惊雷,于无意中产生智慧的火花,惠及整个世界。

 

物理学是讲道理的学问


    《淮南子.览冥训》有言道:耳目之察,不足以分物理。在郝柏林院士看来,物理是万物之理,物理知识的获得、理解和创建不仅仅是耳目之察,还需要仪器的观测和理论的思维。这就是一种在实验现象和自然现象的基础上对规律加以整合和思考的物理思维,靠着这种物理的思维,多少物理学家在科学的道路上建立了一套又一套的系统知识理论。
    “物理学很简单,只有少数大道理”,这是郝院士研究了一生的物理之后,对物理学总结出来的一句智慧之语。物理中,大道理不能证明或推导,只能从试验中总结概括出来,这也许就是为什么我们说物理是一门实验科学的道理吧。从自然现象中发现规律,建立理论,再将它应用于实际,多么和谐完整的一个学科!在物理学中,大道理和小道理是完美融洽的,学物理的人就应该学会用少数的大道理去讲明白很多的小道理。郝院士一语中的,给我们点出了物理的精髓和灵魂。
    “物理学是讲道理的学问。”他如是说道。物理学教我们寻根溯源,追求真理;物理学是方法论,训练我们如何从实验和数据出发,发现问题,解决问题;物理学帮助我们不盲从,不迷信;物理学教我们“心中有数”。物理学对于我们每一个人来说都是必不可少的,不可不学的,因为生活中的问题多得不得了,地球上的问题更是如此,而其中都蕴含着物理学的思维和智慧。物理学让社会进步,让历史深化,让人类觉悟。而物理学本身的发展也是不断推陈出新的,或新的自然规律,或对以前的理论的修正••••••总之,物理的路很遥远。

 

许多学科需要物理学的“搅合”


    在科学的历史上,物理是最早从自然科学中独立出来发展的,物理学知识系统的完备性是令人惊叹的。郝院士谈起物理学在其他学科的发展成熟历程中的作用时,自然地流露出了他对物理学的钟爱和赞叹。“化学是很好的例子:化学价、化学键、亲和力、周期表……到1900年差不多都有了,但为什么直到量子力学说明了氢原子和氢分子,化学才有了坚实的基础并发展成熟起来?”这一席话深刻地道出了物理学理论在化学发展成熟中的重要意义,它给予化学很多实验规律最本质最微观的解释,使得化学可以在更坚实的理论基础上生根发芽,抽枝长叶,开花结果。在郝院士看来,生物学如今正在经历着类似的过程——生物学正需要物理学等理论学科的“搅和”来使自身发展成熟起来。这也是为什么郝院士后来转向研究生物学的原因。把物理学的理论应用于其他学科,同样也是物理学自身的一种充实、应用和发展。“生物是物,生物有理。”这是一句值得深思的话。也许在不久的将来,会有更多的人致力于这个方面,毕竟生物系统是更加的非线性和复杂的,要建立清晰的理论解释,实在不容易。但是这是科学发展的潜在方向,将是人类知识文化的又一次飞跃,郝院士指着屏幕上的“分子马达”的图样,如此说道,眼里流露着一种憧憬和信念。是使命的延续,还是科学的前瞻?

 

物理是一门艺术,也是一种文化


    在郝院士眼中,物理不仅仅是一门理科学科,不仅仅是一个理论系统,也是一门艺术。同音乐、绘画一样,物理有着大量不同深度、不同背景的欣赏者和爱好者;同乐师、画匠一样,社会也需要相当多专业的物理工作者和物理教育家;同音乐家、画家一样,社会还需要有所发现、有所发明的物理学家,在推动整个人类的科学技术进步方面,做出中华民族独有的贡献。物理是一门艺术,一门充满美的韵味的艺术。
    物理是一种文化。对此,郝院士用两句精辟独到的话语来说明:“对于物理专业以外的同学,现代生活任何职业都需要物理。对于物理方向的同学,学好物理以后可以从事任何事业。”物理是一种文化,是一种生活和职业的需要,是一种世界必须要有的思维方式,是一种让人类和社会向着智慧的方向进步的动力系统。无论是对于物理学专业还是非物理学专业的人来说,物理都不容忽视。反过来,如果可以紧紧抓牢物理的优势和智慧,我们可以有更多的创造和成就,可以在自己的人生道路上书写辉煌,可以在人类的前进步伐中立下丰碑。物理,融在我们的生活中,融在世界的文化中,融在人类的文明中。
    在随后的互动环节中,到场师生就物理学新名词、国内学术研究现状等问题向郝院士提问,郝院士都给予了认真回答。时间有限,知识无限。虽然讲座已经临近尾声,但郝院士渊博的物理学知识、深厚的文化积淀给大家留下了深刻的印象,激励着更多的优秀求是学子在求知的路途上勇毅前行。

(撰稿:洪俊成 王典 张书瑜 校改:王长松 卓婷如 摄影:庄杏霞)