科幻作家萊姆講過一個瘋狂裁縫的精彩故事。這個裁縫對人、動物或植物都一無所知，甚至完全不感興趣。他做起衣服來隨心所欲，不管腦袋、胳膊、腿還是其他什麼枝枝杈杈，都用不同的口子和套子對付。做好的衣服存放在巨大的免費倉庫裡，如果有誰來的話，不管是八爪魚還是人頭馬，不管是蝴蝶還是樹木，幾乎肯定可以在這個倉庫裡找到合適的東西。
萊姆說，這就是數學的工作原理。數學家不知道也不關心其結構是否適合任何東西。如果這些結構碰巧對誰有用，那就太好了。但是，這與結構的實際創建沒有任何關係。
我還聽說過另一個漂亮的比喻。英國數學家懷爾斯因為解決了費馬大定理而聞名於世，他在電視節目裡對採訪者說，做數學就像是在一棟黑魆魆的沒有進去過的大房子裡摸索。他說，“你在裡面磕磕絆絆，不時地撞到傢俱上，”逐漸知道了每個傢俱都在哪裡。最後，你確定了燈光開關的位置，打開它，“突然就真相大白了。”然後，你走進下一個黑屋子，瞭解那兒的傢俱，如此繼續下去。
比喻和調侃
數學比喻還與“數學調侃”有關。一個例子是匈牙利數學家任伊說的：“數學家是把咖啡變成定理的機器。”另一個例子是哲學家羅素的評論：“數學這門學科可以這樣來定義——我們永遠不知道我們在談論什麼，也不知道我們說的是不是真的。”
比喻和調侃都是為了讓你用新的方式看一門學科(這裡說的是數學)，但是，比喻的主要目的在於教育意義和啟發性，而調侃主要是為了逗你笑。例如，萊姆的比喻很有啟發性，因為它突出了一些外行不太清楚的事情：做數學的樂趣和想象力。懷爾斯的比喻則突出了數學的探索性。任伊和羅素的評論更多地是為了搞笑而非啟蒙。
但是，比喻和調侃都是有代價的，即使它們突出了主題的某些方面，卻忽略甚至經常扭曲了其他的方面。萊姆比喻的缺點在於，他似乎是說，那些確定這些憑空想出的結構是否適合現實世界的事物的人(比如說，物理學家)，他們乾的事情是苦力活，比較缺乏想象力。
物理比喻
看了萊姆和懷爾斯的這些數學比喻，我想知道，是否有同樣生動有趣而富有啟發性的比喻來說明物理像什麼。
我知道許多非常棒的比喻，這些比喻闡明瞭物理學中的具體概念和發現。舉個例子，1990 年代初期，倫敦大學學院的物理學家米勒打了個比方，向公眾解釋希格斯場和玻色子。他把希格斯場比作熱鬧的雞尾酒會。普通人在房間裡走來走去，就像粒子，而更重的粒子則像大明星，他們因為普通人的圍追堵截而行動遲緩。這個比喻幫助他從當時的英國科學大臣那裡贏得了一瓶香檳。順便說一下，希格斯本人告訴Physics World，這是他最喜歡的比喻。
但是，有沒有一種比喻來表達物理本身的活動，搞物理的方式及其與世界的關係？我見過一些比喻，但沒有一個像萊姆和懷爾斯的數學比喻那樣生動而有效。費曼曾經把物理學比作性：“它當然有可能給出一些實際的結果，但這並不是我們搞它的理由。”的確很吸引人，但更像調侃而不是比喻。行動和結果的顯著差別確實很有趣，但奇怪的是，它更多地反映了學界精英的觀點，而不是學術圈外的物理學工作者的看法。費曼的評論是為了搞笑。
在《費曼物理學講義》裡，有一個更深刻的比喻。費曼把世界比作天神玩的象棋遊戲，科學家是觀眾，他們只能觀摩並猜測下棋的規則。這個比喻很有啟發性，因為它抓住了物理活動的基本特徵，以及觀察和猜測的作用。缺點是它反映了理論學家的觀點，而不是實驗學家的看法。正如我常說的那樣，實驗涉及行動的設計、建造和表演，然後理論家們觀察並猜測“ 規則”。但是，費曼的聰明評論完全忽略了物理研究中那種實際的、具有表現力的方面。
深刻的比喻。費曼曾經把物理學和天神玩的象棋遊戲聯繫起來
我向Physics World 的讀者發起挑戰：你們肯定有更適合於物理活動的比喻，以及更有趣的調侃。告訴我吧([email protected])，我會在以後的專欄中報道它們。
(中國科學院半導體研究所姬揚編譯自Robert P Crease. Physics World，2018，(6)：19)
本文選自《物理》2018年第6期
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