物理物理，萬物之理

尹傳紅

相對論和量子論，導(dǎo)致了科學(xué)技術(shù)的革命，造就了信息時代的物質(zhì)文明。

在新近發(fā)布的北京中考改革方案中，生物、化學(xué)、歷史、地理被調(diào)整為考查科目，僅作為升學(xué)參考，而“理化生”唯獨保留了物理學(xué)科。這引發(fā)了一些議論和思考。

物理學(xué)之重要性毋庸置疑?？商崞鹞锢?，各類復(fù)雜的公式、各種抽象的概念，常常讓人望而卻步，幾乎可以說是許多人學(xué)生時代的“夢魘”?！案呃洹钡奈锢?，難得讓學(xué)子親近；走進(jìn)公眾視野，也殊為不易。不過，美國物理學(xué)家、2004年諾貝爾物理學(xué)獎得主弗蘭克·維爾澤克卻說：“在物理學(xué)中，你不需要刻意到處找難題——自然已經(jīng)提供得夠多了?！?/p>

物理學(xué)，是探索未知事物及其成因的學(xué)問，它尋求關(guān)于世界的基本原理、事實和定量描述，研究宇宙中一切物質(zhì)的基本運動形式和規(guī)律。它是我們認(rèn)識世界的基礎(chǔ)，是自然科學(xué)的帶頭學(xué)科，堪稱20世紀(jì)科學(xué)和技術(shù)革命的領(lǐng)頭羊。

事實上，我們的現(xiàn)代文明，幾乎沒有哪個領(lǐng)域不依賴于物理學(xué)。大至宇宙，小到基本粒子，物理解釋并服務(wù)于我們生活的方方面面。一句話，物理與我們每個人的生活都息息相關(guān)。生活中的許多科學(xué)現(xiàn)象，都可以用物理學(xué)概念來解釋。物理對于一個人形成科學(xué)的世界觀，具有基礎(chǔ)性意義。

回溯到大約400年前，近代科學(xué)的初創(chuàng)時期。意大利物理學(xué)家伽利略正致力于設(shè)計各種實驗來尋找物體運動的規(guī)律，他巧妙地運用斜坡的實驗設(shè)計，判定物體不需要外力作用就可以保持其運動狀態(tài)，從而糾正了古代先哲亞里士多德的錯誤結(jié)論。伽利略實際上創(chuàng)立了真正的科學(xué)方法，彰顯了對物理世界進(jìn)行抽象化和理想化所具有的力量，使得物體的運動能夠被量化且準(zhǔn)確地研究。這是科學(xué)史上的一個重要轉(zhuǎn)折點。

科學(xué)理性化的火炬，由伽利略傳遞給了“人類智慧的象征”、英國物理學(xué)家牛頓。牛頓最早認(rèn)識到行星遵循著和石頭會落到地面上一樣的規(guī)律運動，天空和地面并沒有它們各自單獨的法則——這可以統(tǒng)一用重力來表述。經(jīng)過多年思索，牛頓成功地實現(xiàn)了物理學(xué)、天文學(xué)和數(shù)學(xué)三者的結(jié)合，歸納出三條運動定律，并得出了解釋物體之間相互作用的引力的定律——著名的萬有引力定律。

19世紀(jì)初，電池的發(fā)明使得科學(xué)研究進(jìn)入一個新時期，證明了隨時間變化的電與磁是相互關(guān)聯(lián)的，是一個統(tǒng)一體的兩個方面。經(jīng)由法拉第、麥克斯韋、愛因斯坦等物理學(xué)巨匠進(jìn)一步的探索研究，電磁學(xué)成為統(tǒng)一理論并對光做出了解釋。電磁量子理論進(jìn)一步發(fā)展并涵蓋了弱相互作用力和強相互作用力，自然規(guī)律中蘊蓄的統(tǒng)一性愈發(fā)明顯。

物理學(xué)漸次有了這樣一個概略的歸攏：經(jīng)典物理學(xué)，包括力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、分子物理學(xué)和熱力學(xué)；近代物理學(xué)，包括相對論、量子力學(xué)基礎(chǔ)、原子和原子核結(jié)構(gòu)以及基本粒子物理學(xué)。

說“世界是建立在物理規(guī)律的基礎(chǔ)上的”，或許并不夸張。中國科學(xué)院院士、理論物理學(xué)家于淥曾談及，20世紀(jì)物理學(xué)的兩大革命性突破——相對論和量子論，導(dǎo)致了科學(xué)技術(shù)的革命，造就了信息時代的物質(zhì)文明。手機通信、音樂/視頻播放器、數(shù)碼相機、互聯(lián)網(wǎng)、全球定位系統(tǒng)等現(xiàn)代生活必不可少的便利，都離不開物理學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科和立足于它們的激光、電子學(xué)、計算機等先進(jìn)技術(shù)。

物理物理，萬物之理。