物理之美
來源:  作者:  發佈時間:2017-6-9 8:42:31

物理教研組  潘少傑

各位老師同學,大家早上好!今天我所演講的題目是《物理之美》。

每個學科都有其獨特的魅力和無法比較的價值,而作爲一名物理人,我想跟大家分享自己心中的物理之美。

物理是什麼時候誕生的呢?在我看來,當人類第一次意識到宇宙的運動不是雜亂無章,而是在遵循某種規律時,物理便誕生了。物理最令我折服的,是它的簡潔性。物理美的簡潔性並不是指物理內容本身簡單,而是物理理論體系的結構和物理規律的數學表達形式簡潔。比如牛頓第二定律,一個小小的公式F=ma,卻揭示了力與運動關係的奧祕。

當然物理更令我折服的還是物理的統一性,物理所研究的是從不同事物運動變化的多樣性中找出它們的內在聯繫和共性,這樣就形成了既千變萬化又統一的結構美。舉個例子,描述宏觀物體機械運動的概念,定理,定律是各種各樣的,表面並不相關,但牛頓力學卻能把地上的和天上的(換句話說就是全宇宙的)所有物體的機械運動的規律都統一起來,所以牛頓稱其爲偉大。然而我更喜歡的是英國物理學家麥克斯韋,在麥克斯韋以前,人們對電磁場的認識與研究是零碎而複雜的,偉大的麥克斯韋用他天才的智慧,創立了以他名字命名的麥克斯韋方程組,該方程組把表象完全不同的電,磁,光的運動統一起來,系統而完整地概括了電磁場的基本規律,並且更神奇的是,該方程組預言了電磁波的存在。所以在我看來,麥克斯韋電磁理論完全不輸牛頓力學。

物理的美更在於物理是發展中的物理,誰也不能肯定目前的物理理論就是完全正確的。舉個例子,在這兒我想問各位同學一個問題: 20世紀初世界發生了一件大事兒,這件大事兒改變了世界,你們知道這件事兒是什麼嗎?每當我提到這個問題,大多數的人都會毫不猶豫的回答我:第一次世界大戰。而每當我聽到這個答案時,心裏不免有一絲失望與憂慮。在我看來,20世紀初真正改變世界的一件事兒是,沒錯,是量子力學的創立,當然,還有相對論。20世紀以前,經典物理學的大廈雄偉莊嚴,屹立不倒,伽利略爲經典物理學的大廈奠基,牛頓建造了這座大廈的主體,最後麥克斯韋爲其封頂,一切看似很完美了,然而此時這座神聖的大廈上空卻意外的漂浮着兩朵烏雲,一朵烏雲是邁克耳遜-莫雷實驗與以太說破滅,另外一朵烏雲指黑體輻射與紫外災難,這兩朵烏雲直接導致了量子力學和相對論的大爆發。於是一個傳奇的時代拉開了帷幕,那是一個英雄輩出的時代,普朗克,薛定諤,海森堡,德布羅意,愛因斯坦,泡利,費米,狄拉克,玻爾,波恩。。。。。天才們相互碰撞出智慧的火花,共同上演着一出物理大革命的精彩好戲,那是物理學史上最輝煌的時代。量子力學和相對論徹底改變了世界,改變了人類對於世界的認識。沒有量子力學,就沒有我們今天21世紀所處的高速發展的信息時代;而愛因斯坦的相對論則創造了一種全新的時空觀,顛覆了我們以往對於時間與空間的認識。偉大的詩人波普曾經讚頌牛頓說道:“自然界的規律原本處於黑暗中,上帝說:讓牛頓去吧。於是一切變成了光明”,而后来魔鬼又说:讓愛因斯坦去吧,於是世界又重回了黑暗。所以物理學是在不斷髮展的,同學們在學習物理的過程中應該主動探索,善於思考,勇於質疑。也許,下一個引領物理學變革的人就是你,你將成爲下一個普朗克。

當然,經常有很多同學向我抱怨,說物理很難,我學不會。在這兒我想告訴同學們的是,你之所以覺得物理難,那是因爲你還不夠喜歡物理。物理是如此之美,美到令人心碎。如果你真正體會到了物理學的美,你將會一發不可收拾的愛上物理,併爲之深深沉醉。當你瘋狂愛上物理的時候,就是你物理成績提高之時。加油。

最後,我想以一個小故事來結束我的演講。生活在曲形玻璃缸中的金魚,它是透過曲面玻璃看世界的,所以在金魚眼裏,這個世界就是曲形的。如果你要去跟金魚爭論說這個世界不是曲形的,是毫無作用的,因爲那是金魚通過自己的視角看到的世界。我們爲什麼要學習物理呢,大概是因爲:我們不想做魚缸裏的那隻金魚吧!
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