09.14 當物理學家散步時,他在想什麼?

當物理學家散步時,他在想什麼?

《散步是物理學家的天職》,範洪義著,上海交通大學出版社2018年2月出版

對於普通人來說,散步常常是用來幫助消化的。然而,當一位物理學家散步的時候,他們消化的不僅是食物,還有思想和孤獨。

這本《散步是物理學家的天職》,就是物理學家、中國科學技術大學教授範洪義幾十年來在散步中“消化”了的思想和孤獨的產物。

愛散步的物理學家

德國著名物理學家亥姆霍茲有句名言:“散步是自然科學家的天職。”

為什麼這樣說呢?

在範洪義看來,這是因為自然科學家的天職是發現自然規律,這需要研究人員的靈感,而靈感往往產生於漫步時,放鬆、漫不經心的狀態下,好的想法會瞬間掠過腦海,或者說,“思想回路”的運作開通了。

事實上,喜歡散步的物理學家還真不少。

狄拉克靠散步積聚靈感,想到了經典泊松括號與量子對易子的對應關係;哈密頓在步行去都柏林的勃洛翰橋時想到了四元數;普朗克是個著名的登山愛好者,每天都做長時間的散步,有時他還戴上護腿套,肩扛背囊,出沒在德國森林深處。

範洪義也喜歡散步。這已經是幾十年來養成的老習慣了。特別是在長時間的腦力勞動後,就得出去走走。

他自言那時的心情就像陸游的詩——“心羨遊僧處處家”。

散步的輕快與舒適讓範洪義偶爾會對物理專業問題豁然開朗。比如,求系綜平均意義下的費曼—海爾曼定理,就是他在合肥環城公園散步時突然想到的。

更多的時候,他的想法則是天馬行空,思緒可以飛到物理學先賢的各種趣事中,也會暗自琢磨杜甫、歐陽修等文學大家的詩歌文章中透出的物理智慧,甚至可以從孫悟空的火眼金睛或曹衝稱象中想到物理學知識。

當然,無論想法多麼天馬行空,他的思考最後還是萬變不離其宗,總要回到物理這個原點來。

這些產生於散步途中的所思所想,每有興會,便被範洪義記錄下來。本來只是自娛自樂,沒想到久而久之也有了一定的規模。

範洪義還記得寫作過程中有一件趣事。

文章寫作臨末了,常有兩隻鳥結伴飛來,啄他的窗戶,發出“篤篤”之聲。“像是要問我在書案上寫有幾多閒篇,又像是要警告我閒書不宜讀,更何況寫乎?本書與其說是在科研閒暇之時寫的,還不如說是擠科研時間寫的。於是擱筆。”

孫悟空的火眼金睛與物理

《散步是物理學家的天職》一書收錄了文章87篇,都是範洪義在散步中所思,繼而所作。

這些文章被歸類為三大部分,分別是閒思悟理、閒遊古今和“圈”內閒談。

既然是散步時所思,文章的涉及範圍和寫作風格也頗為發散。

有對物理學大家的思考,比如《為什麼說狄拉克是天才》《評費曼的一個史學觀點》;有物理與文學藝術的關係,比如《杜甫詩〈小至〉中的物理》《“白雲回望合,青靄入看無”新解》;有傳統故事與物理的碰撞,比如《從孫悟空的火眼金睛漫談量子算符函數的排序》《從曹衝稱象談到測斑馬皮的熱吸收率》;也有更為實際的《不求甚解地讀量子科普作品》《我怎樣啟發研究生的想象力》《談教師怎樣出考題》等。

“從事物理研究是件艱苦且砥礪毅力的活,然而也是物理學家的閒情偶寄之處。本書就是在物理先賢的閒情偶寄之處,體會他們的智慧和生活情趣,介紹他們的思維方式和方法,結合我國曆代先賢的趣味小故事和意味深長的韻事佳言集文成冊。”範洪義說。

《散步是物理學家的天職》出版後,也常有人問範洪義,身為物理學人,關注物理理論進展如此投入,怎麼會弄起文學創作來?

範洪義則回答說:“說起文學創作,我不夠格。我在物理學界也只是一個自己掙扎出來的人,怎會在文學界遊刃有餘呢?之所以寫了這本有些文學色彩的書,是因為受了魯迅先生的啟發。”

魯迅曾將科學小說《月界旅行》從日文翻譯成中文,並在序言中寫道:“蓋臚陳科學,常人討厭之,閱不終篇,輒欲睡去,強人所難,勢必然矣。唯借小說之能力,被優孟之衣冠,則雖析理譚玄,也能浸淫腦筋,不生厭倦……”

“如今我寫《散步是物理學家的天職》,也是為了讓厭倦物理的人改變一些看法,減緩對物理望而卻步的步伐。另一個目的是,儘量將古代文人的一些理性思考與物理掛起鉤來,讓今人從一個新角度瞭解他們的智慧。”範洪義說。

孤獨的步伐,孤獨的書

書中文章劃分的三部分,每部分命名都有一個“閒”字。

在範洪義看來,這是因為自己致力於物理研究50餘年,漸漸認識到物理學家是一些尋閒解悟的人。但在範洪義的學生吳澤看來,這本書講的不是“閒”,而是“孤獨”。

“這是一本在孤獨的步伐中尋找靈感,再用孤獨寫就的書。”吳澤在書後的跋文中寫道。

範洪義是我國首批18名博士學位獲得者之一,首創“有序算符內積分技術”。

如今年過七十,每天的生活依然是按時來到那間15平方米左右的小屋子,寫書,寫論文,思考問題,解決問題。

閒暇之餘,去文化市場的舊書攤看書、淘書,在中國科大美食廣場的梧桐樹下襬書攤,或者在圖書館給學生們出量子力學的題目,成為他生活中不可缺少的部分。

這種淡然而又有一絲孤寂的生活,給了範洪義獨自思索的空間。

在他看來,物理學家是注意聆聽自然韻律的音樂家,也是描繪自然規律的寫意畫家。寫意畫講求用簡練的筆法描繪景物,用筆不苛求工細,主張神似,注重神態的表現和作者情趣的抒發。

而理論物理的公理基礎不可能從經驗中提取出來,必須自由地創造。

在範洪義看來,自然界是人類敬畏的對象,從不將其規律直接示人。物理學家靠感覺觀察自然,但感覺有時是不可靠的。

比如,在伽利略之前,人們以為重物下落比輕物快;在量子力學誕生前,人們以為海水的藍顏色是天空顏色返照形成的。

“關於自然的奧秘,人類只能說或多或少地猜到一些,至於其中多少能表述為成形的、永恆的理論,則沒有把握。加之微觀世界本身受海森堡所發現的‘不確定原理’的支配,對於自然規律的描寫,寫意成分就更濃了。”範洪義說,“但是,物理學家的‘寫意’,不帶個人情緒好惡,這又與畫家作畫有所不同。”

在範洪義看來,畫家作寫意畫,工筆是基本功。理論物理學家的基本功,則是物理感覺以及從數學中把握物理的功夫。

“學工筆畫,半年可初見成效,而培養一個寫意畫家需要十年。齊白石說,寫意畫是‘寂寞之道’。至於優秀的理論物理學家,也一定要有與眾不同的‘寂寞’性靈,心遊目想,忽有妙會,其論文能寫出自然的神韻,其結論具有長遠的科學價值和普及教育的意義,可以影響人類的生活,可謂鳳毛麟角。”

“假如您已經從‘閒’的角度看完了這本書的話,不妨回頭再從‘孤獨’的角度重新看一遍,也許會有不同的理解和感悟。”吳澤寫道。

《中國科學報》 (2018-09-14 第6版 讀書,原題《物理學家的閒與思》)

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