物理学的意义
丽塔把笔扔到了物理笔记本上,然后长舒了一口气。她刚刚做完一长串选择题,脑子好像变成了一团糨糊。有那么一刻,她想象着自己的脑壳里充斥着一种水果状的半固体彩色物质,里面随意镶嵌着各种物理方程,她觉得这还怪好玩儿的。接着,挫败感再度袭来。她的目光在整个房间里转来转去,试图找到一条出路。
“爸爸?”她突然叫道。
丽塔的父亲此时正躺在附近露台上的一张躺椅上,完全沉浸在阅读之中。从房间半开着的窗户望向露台,丽塔只能看到父亲满是黑色卷发的头顶靠在椅背上。
“爸爸?”丽塔又叫了一声,还提高了音量。
还是没有应答。对此,丽塔倒也不奇怪:她父亲读起书来总是那么投入,几乎可以完全忘记周遭的一切。于是,丽塔拿起物理笔记本,走到躺椅旁边。接着,她清了清嗓子,又叫了声爸爸。这次,父亲终于有了回应,他扬起头,露出询问的表情。“哦,丽塔。我以为你在做作业呢。”
“嗯,我刚才确实在做作业。而且,我觉得这些题目,我基本上都做对了……”说到这儿,丽塔有些犹豫,疑惑地看向笔记本,“呃……我觉得我对物理学的认识有些不够。我是说,这些计算我都能做,但算这些题的意义是什么呢?”
“哦,物理啊……”丽塔父亲懒洋洋地说,视线又转回到书上,开始寻找刚刚读到哪儿了。“物理很重要啊,”他继续说道,“我是个工程师,但当时要是有得选的话,我倒挺想当个物理学家。”“就算工程学不如物理学,那也不等于物理学有多好。”丽塔反驳说。其实,坦率地说,她压根儿不知道工程学是什么,但她凭直觉就把工程学放到了一堆贴着“极其无聊”标签的东西里。很明显,在丽塔脑海中,物理学也属于这个范畴。
丽塔父亲叹了口气,把书放到大腿上,看样子是愿意跟女儿促膝谈心了。“好吧,来跟我说说,你在物理作业上遇到了什么问题?”
“我搞不明白的是物理学本身”,丽塔小心翼翼地说,“你看,就是这些题目。首先,它们要我运用牛顿第二定律推导出炮弹的运动方程。好,我照做了。接着,这些题目又给出了其他四种初始条件,让我都再推导一遍。也就是说,一模一样的过程,让我做了五次——整整五次!再之后,题目又要求我运用牛顿第三定律,就是作用与反作用力定律,和放在大桥上的火炮之类的东西有关。这些玩意儿似乎都没有什么意义,而且似乎整个物理学都是这个样子。我完全不觉得这门学科有什么用,它看上去很是狭隘。相比之下,其他学科显然都有意义得多。英语、哲学、艺术、数学,这些学科,我都能准确说出它们的意义,而且也可以从中收获很多乐趣。哪怕是历史,这门我不是特别感兴趣的科目,也显然是有意义的。可是,物理呢?我真不知道它的意义在哪儿。”说到这儿,丽塔停顿了一下,若有所思。
丽塔的父亲瞅准时机,把对话推向了另一个方向。“听我说,”他说,“我不得不实话实说,你学习物理的方式不太对。”
“可是,我的物理老师觉得天底下再没有比他更擅长教物理的了”,丽塔苦涩地说道,“虽然他谈到物理学本身的时候,似乎从来没有流露出什么热忱。我觉得,他对这门学科还没我上心呢。”
听到这儿,丽塔父亲简直要笑出声来,但他还是努力克制,保持严肃。“问题在于其实物理学根本不是你学的那些玩意儿,”他一针见血地指出,“我和真正从事物理学研究的人聊过,他们解决的可不是你习题册上的这些问题。完全不是。”
丽塔一直看着地板,显然是有些挫败和失落。
“没错,他们也解方程,也做计算,并且上学的时候肯定也学过要怎么把你现在面对的这些题目给做对。不过,他们现在真正研究的是这些方程背后的问题。他们正竭尽所能地认识宇宙,认识宇宙的工作方式,寻找宇宙的最基本原理,如此等等。”
丽塔稍稍抬起头,直截了当地说道:“我原来以为,这是哲学家的工作。”
“没错,哲学家也研究这些,但方式不同。哲学家思考的是关于伦理学、美学、知识等领域的论断。而物理学家最为感兴趣的是找到宇宙的最基础部分——也就是驱动万事万物的法则。这类法则中蕴含了很奇妙的思想,这点和某些精致的哲学思辨殊途同归。”
“你确定吗,爸爸?”丽塔怀疑地问道——她在物理课堂上从来没看到物理学中有什么深邃的思想。不过,她相信父亲。毕竟,她本人也愿意相信父亲说的是真的,因为这样会让她在学物理时的心态好很多。
“嗯,在这样的哲学讨论中,没人可以拍胸脯保证任何事,但我觉得事实就是如此。”丽塔父亲给出了肯定的答复。
“那就有些奇怪了。为什么物理学家仍在寻找新的物理法则?我原来以为我们已经知晓了一切物理法则,就比如我现在学的这些公式,牛顿运动定律之类的,还不够用吗?”
“因为我们现在掌握的物理定律,到最后可能会不起作用。换句话说,它们根本就不是确定下来就一成不变的。原来的牛顿定律以及其他物理理论现在都过时了。物理学发展到了某个时间点,大家就会发现此前的定律有问题。我们现在已经发现了比牛顿定律更具普遍意义的物理定律。你过段时间就能学到那些,或许是在大学里,当然这取决于你选什么专业……”
丽塔的脸上写满了困惑,显然仍没有被说服。“我原来以为,物理学就是各种物理定律的集合,而且是一成不变的定律,从建立起就是这个样子,以后也不会改变。学物理就是学这些定律并且学着应用。但按爸爸你刚刚的说法,似乎完全不是这个样子?”
“没错,物理学远非一成不变。我刚才也说,过去,牛顿定律是我们拥有的最棒的物理理论,它们首次出现是在几个世纪之前。但到了某个阶段,我们发现,牛顿定律在某些领域内不起作用了——比如当讨论涉及像电子、光子这样的微观粒子时。于是,我们就不得不构思其他理论,比如量子理论。但到了现在,我们发现,连量子理论都不是完全正确的了!这正是物理学的魅力所在。物理学永远处于变动之中,从来没有固定下来。这门学科不断前进,永不止步,克服了前进道路上的一个又一个困难。要做到这点,天马行空的想象和坚持不懈的毅力都是必不可少的,而且一定都不比文学家创作作品或是哲学家深入挖掘某个哲思所需要的少。”
听到这里,丽塔大为震撼。“要是从我第一天学物理时,老师就告诉我这些,就好了。那样的话,我一定会更加认真地对待这门科目。”
“是啊,老师有的时候会忘记告诉你最重要的东西,把重点放在错误的地方。有些老师甚至只会流水线操作:做做这个,做做那个,确保教学大纲上的内容全部讲过,严格遵守教育主管部门的指导意见,等等。于是,他们就忘了告诉你各门学科究竟蕴含了什么样的宝藏,更不用说引导你去发现它们了。但是,宝藏就在那里,就在某个地方。你只要再努力一些,就能找到它们。我觉得,到了那个时候,你就会对物理学思想更有兴趣,并且会发现这门学科和文学、哲学、艺术一样极具创造力。只不过,物理学使用的是一种完全不同的语言,它关注的话题看似离我们更加遥远,但无疑更为基本。”
接着,丽塔和父亲都沉默了一会儿,享受着这晚春的阳光以及周遭的寂静。丽塔走回自己房间的时候,突然又停住脚步、转过身,对父亲说:“还有一件事,爸爸。你刚才是不是说,即便是目前最好的物理定律也会在未来某个时候改变?”
“没错!就是这样。就算不久之后物理定律就出现了比之前更为剧烈、更为彻底的改变,我也不会惊讶。实际上,我觉得这个过程已经开始了。现在的这些物理定律已经存在很长时间了,超过100年。我们要更加大胆,勇于革新认识事物的方式。”
丽塔回到了自己的书桌前,面前的物理课本一下子变得深邃起来。显然,这是一件认识世界的有力工具。她安坐下来,再次拿出练习本,下一次物理学革命的念头依然萦绕在她的脑海里。此外,她还大胆地想,或许,自己也能成为推动这场革命的一分子。