物理

研究声、光、热、力、电的一门科学

在新的3+3高考模式下，我一直以为会被冷遇的极大可能是政治，毕竟大家普遍对政治不太感兴趣。没想到最近统计结果表明物理竟然成了最大的冷门学科，实在感到意外，原因是大家觉得物理很难学。其实我觉得大可不必为物理这门学科担忧，喜欢物理的自然会选择学物理，不喜欢的即使强迫学了，最后也只是把书垫了桌脚。只恨我没有赶上这种文理不分科的好政策，我一直觉得要是让我任选选三门的话那肯定会是：物理、化学、历史。

物理是自然科学中我心目中的第一学科，就像足球是世界第一运动一样毋庸置疑。那么现在就说说为什么物理会这么伟大呢？其实看看现在学校那些墙上挂的画像就知道了，其中大部分都是物理学家。正是基于他们的理论基础才有现代社会的雏形。没有他们，我们现在可能还点着蜡烛驾着马车，以为月亮上还住着嫦娥。物理学改变的不仅是我们的生活方式，而且还深刻的影响了我们的世界观以及看待世界的方式。

个人觉得物理学应该就三个阶段，古代的亚里士多德时期，那时候的物理是一门经验科学，那时候的世界观和时空观牢牢地掌握在宗教手里。亚里士多德说：大球小球同时下落，大球先落地。其实这种根据生活经验的类推，这种类推在今天看似不合理，这段时期的物理学还处于混沌状态。虽然当时亚里士多德已经提出有名的三段论（不知道三段论的可以百度），但是在前提错误的情况下往往得出错误的结论，这也是很多哲学家一直思考的问题，如何能保证推理过程真实可靠逻辑学经过罗素等人的发展，提出“命题”这一概念（参见罗素的《数学原理》）。

使用最简洁的逻辑语言书写，以至于后来影响维特根斯坦，后者说道：一切真命题构成全部的自然科学（参见维特根斯坦《逻辑哲学论》）。

不用怀疑，我们现在使用绝大多数思想方法都是最开始由哲学家们提出来，说这么多也只是想说明如果数学使物理插上翅膀，那么哲学就使物理突破思想的极限。

近代物理学当然属于牛顿时期，那一代伟大的科学家们奠定了现代物理学的基础。机械的世界观和绝对的时空观便是那一时期人们思考的方式，一切的理论都是建立在时空绝对的情况下，万物如机械般精确地运行着，以至于我们可以准确的预测事物的运行轨迹。既然我们可以预测万物的运动状态，我们是不是就可以预测未来呢？万物运行必有规律，历史发展亦是如此，马克思的历史必然论会不会也是受此影响？三大定律简单而和谐，在当时可知的世界里支配一切，以致于影响了爱因斯坦等人的真理观：真理必然是简单而和谐的。爱因斯坦毕生也想弄出统一场论，就是坚信这一点。

当人们在庆祝物理的大厦全部建成的时候，顷刻间便轰然倒塌。黑体辐射以及光的速度问题，前者开启了量子力学的篇章，后者则迎来了相对论的曙光。都觉得爱迪生和特斯拉的对决精彩绝伦，那么相对论和量子力学的堪称世纪对决，不仅仅是理论间的狭路相逢，更是两种理论背后所代表的哲学思想的激烈碰撞。两种理论都有爱因斯坦的贡献，可是后来爱因斯坦觉得量子力学过于激进。

相对论是对牛顿体系的继承，相对论让我们知道原来时间并不是一条平静匀速流淌的河流，甚至是有很多支流。多少人梦寐以求的时光倒流都有了科学依据，相对论是建立在光速在任何坐标系中不变，而且光速是宇宙中最快的速度这两个前提的，要推翻相对论也就很简单，只要找到不符合这两大条件即可，就目前来说在量子力学中两个微粒间神秘的超距作用（量子纠缠）有可能推翻这两个前提（《三体》中的智子就是利用了这种超距作用来传递信息）。信息也只能以光速传递，于是乎过去未来就会变成暧昧的存在（更多关于时间的秘密参见《时间简史》）。

空间也并非平坦，只要有质量的物体都会造成空间的扭曲，爱因斯坦大胆假设我们最熟悉的万有引力就是由于这种空间扭曲造成的，引力波便是空间中的涟漪（引力波的发现很好的佐证了这一点），然而万有引力却是统一场论最大的阻碍，麦克斯韦统一电磁场后，强相互作用力和弱相互作用力也被统一进去，科学家发现与其他相互作用力相比引力小得微乎其微，目前比较流行的解释是我们所处的空间里隐藏着更高维度的空间，引力被这些空间所分散，因此我们所感受到的引力才会这么微小（《星际穿越》在多维空间控制引力那段就是基于这个）。

于是时空的观念不再是形而上学的概念，时空是具有物理属性的。相对论告诉我们，每个人都生活在不同的时空坐标轴上，你跑得越快，你和别人的坐标轴就越远，最终就会分道扬镳。

当相对论的拥护者们相信上帝创造这个宇宙，必然赋予一套永恒不变的规则时，爱因斯坦怎么也不会承认上帝会掷骰子，一切都是概率事件。但是我们在微观世界里，会发生许多诡异的事情，完全颠覆了我们对世界的认知（详情参见《上帝掷骰子吗？》）。

量子力学实在是难，我自学还是以失败告终。可能大家最多听说的也就是“薛定谔的猫”，猫处于半死不活的叠加态，它的生死和自己一点关系也没有，完全由观察者决定，由此产生的是非常激进的哲学思考——月亮消失问题。月亮的存在完全是观察的结果，如果没有观察者那么月亮就不存在。随之而来的是所谓“存在”的定义，很遗憾这个定义连哲学家们也没有办法解决，也算是哲学的终极问题之一。量子力学最大的魅力就是在于它的不确定性（测不准原理），一切皆是概率事件，随机和偶然充满其间。但是不得不说，要不是量子力学的发展，我觉得化学可能现在也还处于混沌状态。

这种思想对必然论造成很大冲击，自然法则也充满了不确定性。这是相对论拥趸无法接受的。很可惜这两种理论有其对立和矛盾的地方，但是两者在各自领域内都有很好观察结果和实验结果做支持。这样的对决一直到“弦理论”的出现（详情参见《超弦理论》），假设组成这个世界的微小粒子都是一串弦能量，这些弦演绎着不同音符。弦理论很好统一了相对论和量子力学同时也解决了统一场论，但是我们无法证实多维空间的存在，弦理论缺少有力的证据。

物理在我看来就是认识世界的方式，宇宙太大，超出我们理解的范围，也超出思想的范围，我们的语言无法描述。就像《苏菲的世界》里所说：“我们仰望天空时，我们其实是在试图寻找回到自我的路”。如果每个原子都有记忆的话，那他们还记得大爆炸的瞬间，也还记得在恒星中核聚变的那份温度，以及恒星爆炸后化作宇宙尘埃在无垠的宇宙中飘荡了几百亿年的蹉跎岁月，直到这些原子在我们身上再一次汇聚到一起。是不是很有心灵鸡汤的感觉？物理就是这样一门伟大的学科，物理学每次基础理论的更新，势必会引起新一轮的科技革命。可惜脑子不够用，物理就交给那些真正热爱它的人去研究吧！