物理學的宇宙情懷——由《春江花月夜》想到的......

相較於中學物理,大學物理的教學應該有一個全新的面貌。遍查各種書籍得到的都是:

"在傳授知識的同時,注重學生分析問題和解決問題能力的培養,注重學生探索精神和創新意識的培養,努力實現學生知識、能力、素質的協調發展。"

話是不錯,總覺得這樣的定義空泛了點。

物理學的宇宙情懷——由《春江花月夜》想到的......

想起一首七言古詩,《春江花月夜》。

"春江潮水連海平,海上明月共潮生……"

作者張若虛。沒有讀過全唐詩的人未必知道此人,著述不多,僅留下兩首。其中之一便是《春江花月夜》,享有孤詩蓋全唐的殊榮。

且不論詩人是怎樣的妙筆丹青,怎樣的輕輕揮灑,為我們描繪出一個神話般的世界,單就憑什麼能夠在詩人輩出、並將中國的詩歌推向極致的大唐,做到力壓群芳就足夠令人深思。聞一多的評價更絕:

"詩中的詩,頂峰上的頂峰。"

高在哪裡?我一直覺得應該是"江畔何人初見月,江月何年初照人"。

簡直就是天問。因為在這裡出現了一個宇宙的情懷,觸及到了人類共同關注的"世界是個什麼樣子?怎麼出現的?又要走向哪裡?我是什麼?要到哪裡去?"這樣終極性的追問。

既然是人類共通的,不同的人就會給出不同的答案。我常想:當時站在這樣一個清明澄澈的江邊,仰望星空的人如果不是詩人,而是樂尊和尚,該怎樣反應?

突然覺得靈光普照,立即決定開始鑿窟,還是搬出《聖經》宣讀上帝的創世紀說,繼而睜著一雙救贖的眼睛,告誡你:

人來到這世界之初就是帶有原罪的!

事實是站著一個詩人。雖然覺得上帝光輝耀眼,但他並不研究上帝是否存在的問題,直接反應是文人慣有的感懷傷逝,"人生代代無窮已,江月年年只相似;不知江月待何人,但見長江送流水"。感慨的結果是:

後來所有觸及到這樣大而無極問題的人讀後產生相似的心情,除了拍案叫絕,便是與作者一起哀而不傷地慨嘆人生、遙寄相思。

物理學的宇宙情懷——由《春江花月夜》想到的......

如果是一個科學家呢?

早在讀大學時就曾接觸過"宇宙大爆炸"的理論。

關於宇宙的起源最早是比利時的一位物理學家兼牧師,名喬治·勒梅特,提出"原生原子"的模型,並設定了相應的方程求解;後被前蘇聯的物理學家亞歷山大·弗裡德曼通過廣義相對論對此觀點進行反演;再後來又有美國物理學家埃德溫·哈勃造出了太空望遠鏡,通過實驗觀測進一步支持了在宇宙的太初,宇宙可能就是一個溫度極高、密度也極高的球體的設想……

直到今天,因為技術的原因還沒有足夠的直接或間接的證據描述高密度球體在膨脹初始的極短暫時間裡宇宙的狀態,已足以讓人傾倒。

這裡有個問題:

勒梅特雖為牧師,但更是一個物理學家。

提出宇宙大爆炸說之前,我想是不是也經歷了和張若虛類似的情境?在一個春天的夜晚,漫步江畔,這時一輪明月伴潮而生,他該由生出怎樣的心情?我想,一定也曾和詩人一樣的感懷來著。

但科學家的果決讓他毅然地抹去了眼淚。相較於詩人緊密聯繫人生的神思飛躍,勒梅特一定是冷靜地坐下來,對春水、對明月進行了一番觀察和設問後,又經過幾次三番的推演,終於建立起 "原生原子"模型。

物理學的宇宙情懷——由《春江花月夜》想到的......

我想,這也許就是一個科學人與一個藝術人根本的不同。前者是借追問感慨人生境遇,後者卻捨棄了個人情感,將追問視作目標,不達目的決不罷休。

執著!堅韌!嚴謹!誓將追問進行到底,這就是科學的精神。

翻開每一本物理學講義,如果能夠撇開那些晦澀的公式和枯燥的數學演算,你一定會發現處處有科學家們走過的痕跡,將這些腳印串接起來便是一個廣褒、迷幻的世界:

時間、空間看似無關實則相融,能量看似連續實則不連續,物體運動今後的行為看似由過去、現在決定,實則是確定於隨機兼而有之。

在這樣的時域裡,空間可以彎曲,時光可以變慢,物體的長度可以變短……空間可以由三維變為四維、五維……客觀而又具體。

當藝術家們在自然界中為飄灑著的一片雪花、一枚樹葉、甚至正在盛開著的一朵花而盛讚它們因對稱而呈現出對稱的美的時候,我不知道他是否也知道物理學中已為我們展現出了更深刻的對稱性:

一個球是對稱的、一個面是對稱的,整個空間也是對稱的,解決問題手法也是對稱的,甚至可以經過一定的操作,讓物理定律的形式保持不變。

物理學的宇宙情懷——由《春江花月夜》想到的......

當樂尊和尚面對廣褒的宇宙說出"空就是色,色就是空"的偈語的時候,他是否也早已知曉物理學中的"場"。

與實物需要佔據一定的空間相比,因為無形無樣,不佔有空間,便可以疊加,無限制地疊加。疊加了無數,一眼望去還是空空如也,卻什麼都在。

至於某一個特定的空間區域裡究竟疊加了多少、疊加到多少是個頭,物理學家抿著嘴不予回答。但我們卻分明能感覺到有那麼一批、一大批的科學家們前赴後繼地演算著,電場、磁場、溫度場、密度場……矢量場、標量場……讓人心中充滿了敬仰。想要知道,卻又深感冥奧淵深。

表面的空靈,是不是可以理解為沉重的極致?神話小說中所描繪的那些可以穿越時空、無處不在,卻又無處都在的幽靈大概就是這樣吧!

夜已深了,我和女兒還在就這個問題討論著。我指著教科書上牛頓的一張英氣逼人的照片感慨道:

"萬有引力,光學分析……微積分還是奪了數學家們的食糧。這該是怎樣的一個人。過去、現在、未來,還會有多少代人會對他終身膜拜?

"牛頓的夢想就是宇宙和世界。"

是啊!這世界上還有多少和牛頓一樣,為了找到自己、為了世界的本質、可以忘掉身外一切的人呢。"

物理學的宇宙情懷——由《春江花月夜》想到的......

他想到上帝的偉大和存在,想到無窮的未來這種奇異的神秘,也想到無窮的過去和更為奇異的神秘,還想到他眼前朝各個方向延展的所有無限……"

不自覺地,《悲慘世界》中的經典句子已從筆下滲出。

費曼曾出版過一本《費曼物理學講義》,被一名書評家評論為"真是難啃,但是非常營養,尤其風味絕佳。"原本是面向加州理工學院大一大二的學生的,卻讓物理教師們從中產生出了教學的靈感:

"科學是研究大自然最好的方式……實驗與觀察是判斷某種想法對錯,唯一可拍板定案的方式。我喜歡科學,因為當你想到某個問題時,可以設計實驗來檢驗這個想法的真偽。大自然借實驗結果表示出意見,你會得到一些實質的進展。"

麥克斯韋、普朗克、愛因斯坦……我敬仰你們。

第二天,我在緒論中莊嚴地寫下了文章開篇的幾個字:物理學是探索……

(本文圖片均來自網絡,如有侵權即刪)


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