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Yukawa, Hideki

《眼睛看不见的东西》汤川秀树著 于康译
第一部
物质皆蕴含法则,此思日渐趋深。
理论物理学的轮廓
要么在某种意义上承认构成要素的最小单位是原子,要么就必须认为要素无论多么稀薄,它都如同空气一般充满在整个空间而没有任何缝隙。
连续论之所以能够自古代至中世纪作为正统的学说而久盛不衰,其主要原因是出自亚里士多德个人的威信和基督教的支持。
古代至中世纪的自然哲学(除了阿基米德和达芬奇等鲜例)是有资格被看做是继神话之后理论物理学的第二祖先的...
伽利略之所以比其尊为大师的阿基米德要领先数步,是因为它更加痛快地承认,一连串的现象之间不存在质的不同,只要改变条件,就可以连续第从刚开始就向其他方向发生转变...
尽管实证主义精神把近代科学和古代的自然哲学区别开来,并摧毁了许多只凭借经验而无可靠根据的独断论调,但关键的还是因为这个时期实现了科学家与世人共享关于物质世界的朴素唯实论,而且此时物理学的理论已经能够忠实地再现自然的现实世界。
连续性的以及依据因果关系发生变化的这种合理性的世界并非是现实世界的真实再现。这就是所谓的可能性的世界。对对象进行观测就意味着从繁多的可能性中挑选出一种来。
我们只有通过从根本上重新反思包括时间、空间、基本粒子这些基本概念,才能建构起具有一惯性的基本粒子体系。
理论物理学在其漫长的历史发展过程中,心甘情愿地接受了无数次不断否定自己,服从事实这种必然宿命。其结果,发展成了一种与神话时代和自然哲学时代完全不同的学问。
古代的物质观与现代科学
用几何学的模式去思考今天的基本粒子这种想法本身就是不正确的。
在古代印度就已经出现将时间看做某种实体的倾向。而且,他们认为时间也存在不可分割的最小单位,并将其称作“霎[shà]那”。
能量的源泉
阴子是指与质子质量相同的带阴电的粒子。(负质子,想起台湾把正电子叫正子...)
海水的表面在太阳的照射下发热产生水蒸气,然后化为雨水降在陆地的高原上,这意味着太阳热能的一部分转化成了势能。(水力发电的电更高的来源是太阳啊)
像台风等能源,如果追根溯源结果还是与太阳能有关...比如潮汐能,它主要是由月球的引力所产生的,再比如地震能,它的动力来自地球的内部,与太阳也无直接关系。
一个碳原子与两个氧原子相结合形成二氧化碳分子时所产生的能量,这就是木炭和煤炭燃烧的能量之源。
我们每日所享受的太阳的光和热的来源,实际上是原子内的能量。
物质与精神
也许精神是什么这个问题设定的本身就已经表明与科学无缘。
像原子、电子或基本粒子这些概念也不仅仅是是指实体,而是较多具有为了统一记述各类现象而导入的符号意义。虽说物质是由许多基本粒子构成的,基本粒子本身也可以称作物质,但这种物质却是一种极为抽象的存在。它无色无味,不软不硬。不仅如此,就连谈论其大小和形状恐怕也无意义。我们可以说它在某种意义上是一种时间空间的存在...
无数分子几乎都不显示其个性,而即作为整体的平均性质成为我们的研究问题。
我们为了让生物生存下去而放弃物理化学方面的追求时,也这是在这个手,才可以看到生命的存在这个基本事实。
在人类的世界中,完全相同的事件通常是不会重复发生的,因此,即使我们知道当大量反复给出相同原因时,会产生多少次什么样的结果,对解决现实的问题也不会有多大帮助。
我们承认生物“活着”,这本身也许就意味着是一种生命对另外一种生命的共鸣。
物理学的世界并非是靠其自身来完结的,我们不能不承认在它的另一面还存在着心理学的世界。不仅如此,我们甚至可以认为:离我们最近的反而是心理学的世界。
如果离开了对人性的自觉和信赖,哲学和科学都会失去存在的意义吧。我们必须反复回到这个源流中,在每次更新自觉的基础上,奔向更加遥远的征途。

第二部
@qiusir:站着看Laura分享的求师得数为学习一位学员的作业竟然要哭了,就阴冷的环境里,即将熄灭的柴堆遇到了一阵微风,那是绝望时才有的敏感...
吾绩不足挂齿,劈山开路者,令人缅怀。
半生记
现在想来,物理学对我来说是唯一的道路,如果选择其他的专业,大概注定会失败。(一个人做某件事,因为那是它能够做的唯一的一件事。[?])(现在想来自己的教师职业大体上也有同感。)
到了大学三年级,我决定选择量子论,于是就到理论物理学教授玉城嘉十郎老师那里请求他指导我...这四年里我没有发表一篇研究论文,但对我来说实际上是最重要的积蓄时期,这个时期里我所积蓄的潜能成为此后数年研究活动的源泉。
我不管三七二十一,只要是新刊登出来的论文就统统拿来读。
幸运的是在我大学毕业的前后,西欧的物理学家不断来我国讲学。之后量子力学的确立者海森堡和狄拉克来日本访问,我亲耳聆听了海森堡关于测不准原理的解释,以及狄拉克亲自讲解的电子相对论,令我不胜铭感。
在这前后,刚从海外归来的慌胜、杉浦、仁科等博士相继被邀请到物理学专业,向学生讲授了内容新鲜的科目。这一系列的刺激对我今后的研究所产生的巨大影响是不可估量的。但是,这一切也都完全归功于物理学专业的各位老师为了培养新型物理学幼苗的热情。
一想到老人家尽为我操劳,就觉得十分遗憾。
我之所以能有今天,其中之一就是仰仗仁科老师的指点。
妻子生孩子前后,我一个人住在屋里,专心致志地思考核力问题,结果有点患上了失眠症,白天精神散漫,可到了晚上却怎么也睡不着...
实际上我工作的大部分都应该归功于协助我研究的各位学者同仁,特别是坂田昌一博士解决了一个个麻烦的问题,小林稔博士和武谷三男先生也给予我很大的帮助。特别是后来我让很多年轻人分担了一些工作...总之,介子理论能够达到现在的这个水准,一是靠各位前辈老师的支持,再是因为我身边有很多非常能干的合作者。可是,现在的情况是,我一个独占各种各样的荣誉,这实在令我惶恐不安。
四恩之首为师恩,之后当为父母恩、师友恩、众生恩。
玻璃工艺
我可以自由地专门从事自己最喜欢的理论物理学研究,这是何等的幸运!
像平面几何这样无论题目多难只要肯花时间有耐心反复思索,最后总是会找到答案的额,而物理却与此相反,无论你怎样绞尽脑汁,有很多问题仅凭中学生的基础知识是无法解决的。
1922年的秋天爱因斯坦来日本。相对论(如果说世界上只有十二个人才能弄明白,当然是言过其实)这门学问对外行人来说是十分难懂的抽象理论,尽管如此,日本社会(特别是科学还没有普及到今天这个水准的日本社会)却怀着像对待音乐和电影那样的兴趣迎接这位学者的到来,这个现象真是令人感到不可思议。
英文物理教科书上的练习是每题必解,做实验我也相当积极。
我常常痛切地感到我们还是应该尽可能努力去精通这两方面。我在不知不觉之间成了一名纯理论家,为此我总觉得脸上无光,而且感到缺少点什么,这种心情至今仍旧不能消去。

我每天都去学校,从早到晚不停地研究,可总是在同一个地方停滞不前。身心极度疲惫,踏上回家的归途时,已是夕阳西斜。不知多少次,我眺望着夕阳,心里涌起一种难以言表的绝望感。那个时候,我从心底感到自己已无力于从事理论研究。可是,到了第二天,我又精神抖擞地投入到研究中去。(有点熟悉的感觉)

无论看起来是多么美妙和多么坚固的理论,它们总会面对新的事实,就像玻璃工艺一样,命运是脆弱的,也是易损的。
@qiusir:当我体会过绝望时的敏感,再看那柴火,分明就是微风下的泪光闪闪。
一代十年真的很短暂,时光犹如小河流水,留在河底的只是几颗小石子儿。
当时的老师一句也没有批评我,这反而让我感到更加痛苦。
想到我有志于理论物理学,在这个无色无香的极微世界中发现了人间不存在的天地,独自感到满足。
两位父亲
养父和生父的故乡都在纪州,这可谓是一种令人不可思议的缘分。
蜜橘也渐渐开始染色了吧!就像承受父母温暖的恩泽在不断成长的孩子一样。
父亲常说的是“不能默守陈规”。我小的时候,无论做什么事,总会把细节部分都仔细认真地做好,不这样就觉得不舒服。随着自己不断地成长,我开始觉得自己这样一一拘泥于小事是根本不能成大器的。于是我就经常回想起父亲的话,努力使自己的心情变得舒坦一些。
我的两位父亲都是养子,而且从生父家和养父家都没太得到庇护,几乎都是靠自己的力量走出了一条路。与他们相比,我真是幸福多了。正因为如此,我更加痛感到自己有义务为国家为世界作出应有的贡献。

第三部
立志物理学
从前辈的角度看,后辈具有自己所不了解的新知识。自己已经完全跟不上趟了---于是早早引退,让位于后辈。所以年轻人就往往会被推上超出自己实力的舞台上去。(老而不退是为贼)
科学与教养
特别是日语写的自然科学书籍中,突破教科书的写法,具有强烈个性的书籍还是比较少的。

真实
现实是尖锐的,它排斥一切妥协。现实会发生意外突变,所有的平衡迟早会被打破。现实是复杂的,它严禁所有的自以为是。
尽管如此,现实在其深层处经常是依据简单的定律活动,只有睿智者才能将其洞察。
尽管如此,现实在其深层处经常是和谐的,只有诗人才能发现它。
睿智者少,诗人也少。我们凡人总是倾向于过分拘泥于现实,而且会像现实一样发生突变,像现实一样变得复杂,像现实一样变得不安。我们发现不了在现实的背后还存在着更加广阔的真实世界。
勿问我除了现实之外哪儿还会有真实,真实不久就会成为现实。

未来
日食
我希望学界最好还是不要太平安无事了。
我依旧在继续着自己与周围世界无缘的工作。社会能够如此容忍我,我必须表示由衷的感谢。
眼睛的暑假
我平生的工作就是读书、撰写论文、思考问题,然后与别人交换有关学术方面的意见。
无数优秀人物的思想都是通过铅字留在书籍之中,广为流传并长久作为人们的精神食粮。这种(精神)食粮是通过眼睛来摄取的,闭上眼睛就意味着精神上的绝食,精神上的空虚与空腹同样难忍。
耳朵是连接外界发生的各种声音的通道,音响世界也有很多美好的东西。但是,它不想光的世界那么连续、稳定、秩序井然。音,它反复无常,刚刚发生又立刻消失,不像光那样连续不断并忠实地传递自然的形态。
在能够随时将远方之人或已经长眠地下之人的思想展示在我们眼前这点上,书籍具有无可比拟的力量。我们的生活中不能没有书,甚至可以说我们现在正为书籍的泛滥而发愁,这容易产生过低评价纸文化价值的现象。
眼睛,这是与纸文化密切相关的心灵的窗户,光线将通过这个窗户投射进来。耳朵,它充其量只能发挥眼睛一般的作用。
我切身体会到盲人是多么不幸。
读书与写作
读书是人生中的一件快事,而与其相比,著书却颇多苦衷。
口语和书面语
《现代物理学》《物质的结构》
菊池先生为人坦率、耿直,重视实际行动,不喜无用的议论...
《皮埃尔·居里传》(庞加莱是皮埃尔·居里的亲友?)
眼睛与手与心理
造物者没有移动他物的“手”,它依照自己额“心理”自己发生变化。
机械是将人类与自然界连接起来的几乎是唯一的一个通道。
医生认为生病是细菌所为。当然我们肉眼是看不见细菌的。不过,医生如是说,大家也就相信了。而且,大家也都毫不怀疑地承认,如果不彻底地研究无形的细菌就不可能将病魔从地球上驱逐出去。显然,仅就医学一例我们也可以充分理解原子论的研究方法是何等的重要了。
@qiusir:“人类的进步总被一种对于现成结论的先天性对抗所阻挠。我们天性乐于重新探索人类已经历的所有荒唐、愚蠢,这令我们裹足不前,将生命太多地浪费在发掘已经被他人苦心记述的广泛事实之上。”本以为这句话是弗里曼·戴森说的,又重翻了一遍《想象中的世界》,最后从还没做笔记的《爱的进化论》中找到,阿兰·德波顿厉害啊。
思想的结晶
水冻成冰后才能用手去拿。人的思想在心中时就像流水一样不停地流动,很难捕捉,一旦印刷在纸上,以清晰的形式映入人们的眼帘,就成为固定而不可动的东西了。书是思想的冰冻,是思想的结晶。

Yukawa, Hideki

RR@12.21
对对象进行观测就意味着从繁多的可能性中挑选出一种来。
理论物理学心甘情愿地接受了无数次不断否定自己,服从事实这种必然宿命。其结果,发展成了一种与神话时代和自然哲学时代完全不同的学问。
在古代印度就已认为时间也存在不可分割的最小单位,并将其称作“霎[shà]那”。
我们每日所享受的太阳的光和热的来源,实际上是原子内的能量。(原子内的能量通过热核聚变释放,让地面的水蒸气蒸发增加势能...)
我们承认生物“活着”,这本身也许就意味着是一种生命对另外一种生命的共鸣。
四恩之首为师恩,之后当为父母恩、师友恩、众生恩。(师生如同父子而高于父子吧)
我们凡人总是倾向于过分拘泥于现实,而且会像现实一样发生突变,像现实一样变得复杂,像现实一样变得不安。我们发现不了在现实的背后还存在着更加广阔的真实世界。

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Yukawa, Hideki

*《创造力与直觉》一个物理学家对于东西方的考察 汤川秀树著 周林东等译 河北科学技术出版社(配图选的是复旦大学那版,但翻译者相同?)
CREATIVITY AND INTUITION A Physicist Looks at East and West 1973
@qiusir:看到封面上的这“NIAOKAN KEXUE”还以为是汤川的英文名呢,我看得这版大概是从英文版再翻译过来的...
弁言
《鸟瞰科学》是一套科学修养丛书。其目的不是介绍具体的科学知识,而是弘扬科学精神、传播科学思想、倡导科学方法。
译者序
我国和日本有许多相似之处,至少相对欧美国家来说是如此。...都重视被抓学生的知识基础的教学,因而一度走向极端,使学生身陷“题海”,高校的门槛都很高...
我国如同日本那样也会培养出自己的“汤川秀树”。我确信,这一天的到来是为期不远了。(周林东2000于复旦大学)(汤川一家总让我想到小波一家...)
Yukawa, Hideki

前言(读起来明显更高一个层次的感觉)
在自然界面前人人平等。我们可能不懂得彼此的不同语言或不同文化和哲学,我们的生活方式可能不同,但是全世界的科学家们都懂得科学的语言,他们得出相同的科学结论,他们怀着同样的兴趣和热情欣赏、享有和重视科学的洞察力。
不管TA的出身或文化背景是什么,自然界同样是可以理解的。(即便是真相并不唯一或并不是一种表达,但他们是相通的。)
汤川把自己对学科的选择追溯到他对社会交往和私人交往的反感,这种反感将他带到了明显可靠的、但同样是实在的大自然的数学描述的世界。
“道可道,非常道。”波尔曾说过,在明晰与真理之间存在着一种互补关系:任何用言词来表达一种思想的企图都会引起某种变化,即对本质想法的不可挽回的干扰。(相反相成...)
汤川把现代文化的这一分裂(科学正在脱离哲学和文学之类的其他文化活动)归因于直觉和想象被降到次要的地位。
我们不要忘记,老一辈的物理学家们在某种程度上是被20世纪初的理论物理学大突破惯坏了。
独创性和想象力较少地表现在理论的综合上,而较多地表现为新的实验思想和可能性。
在这里,汤川秀树是作为一个伟大的物理学家而不再是作为中国-日本文化的代表来说话的。
他在少数几种观察结果的基础上预见了介子现象的新领域。
我们记得对于人类关系问题的复杂性的反感曾将年轻的汤川秀树引向自然界及其规律的非私人性的问题。成年的汤川秀树认识到科学是人类关系的一部分,而且现代的科学工作使得他和别的科学家甚至比别人更深入地卷入了社会之中。
Max Born:“聪明的、有理性的思想方式是不够的。大屠杀的危险......只能够通过道德信念来克服,也即只能通过仁爱来代替民族傲慢和民族偏见的那种决心来克服。”
@qiusir:在今年读过的三十本书中最喜欢《人类认识的自然界》,作者是泡利的助手韦斯科夫。刚知道他还是汤川秀树的老熟人,还受邀为汤川的文集《创造力与直觉》写了前言。结语的那段很应景:“对于人类来说,听天由命可能是重要的;我不得不失望的时刻可能来到了。但是我还没有丧失希望。” ​​​​
自序
我生来是一个日本人,除了在美国逗留过五年外,在日本已生活了整整六十六年。不过,部分地由于我成了一个物理学家,我在实践中已形成一种远比一般日本人更趋向走向世界主义的观点。这种主要通过在其应用中国具有普适性的现代科学媒介而获得世界主义素质,主要是与西方各国相关联。
以更广阔的历史眼光来看,作为整体来看的日本人,从很早的时期就已获得了一种国际素质,尽管是一种颇不相同的国际素质,这主要来源于日本文化与中国文化的接触。在古代某一时期,朝鲜文化本身以及它作为中国文化的间接反映,也曾起过重要作用。
我甚至在小学之前就已开始熟悉中国古籍了。
当我后来开始从事所有现代科学中最典型的一门即物理学的研习时,这种经验对我发生了什么作用是不容易确定的。但是,可以肯定,这种经验对于我的人生观和宇宙观是起了重大影响的。
随着与日俱增的对科学文明的怀疑,古代的东方哲学家们就重新受到了重视。
@qiusir:在文科班监考,见到我这位他们曾经的物理老师,会不会有不适感。(或许我对他们最大的功德就是并没有把他们吸引到物理这方面...)

第一编 关于学问与人生
1性格与经历
人总是处在他无法完全预料的一种变化的形势中。
我当时自愿做出的决定实际上取决于我在做出决定之前就置身于其中的那种环境。
我经常为自己订计划这一事实却表明我对自己的约束时多么地严格。为的是把自己的整个生命奉献给一个具体目标,即要成为一个研究工作者。
我曾下意识地从各种角度考虑过自己的能力和倾向。我似乎受到了一种欲望的强烈影响,那就是想要能继续我的学习,而不受实际研究以外的任何事物的干扰。
日本人可能是世界上最灵巧的民族。
由于孤独,我觉得世界是令人厌倦的,而这就导致了一种宿命论的悲观主义。而且,我同时却彻头彻尾地欣赏这种悲观主义。
2通向物理学的道路
我经常读这样的书(几何学入门),而且一小时一小时地把时间花在解几何题上。
我一向喜欢史学,也非常喜欢文学,我也很喜欢数学...
进入高中后,我觉得我应该放弃数学了。虽然我性格孤僻而且想从事和世界的关系不十分密切的工作,但是,离实在太远的任何东西---我认为实在一词最适用这种情况。
我被一种似乎正在形成的很新型的物理学迷住了。
在高中有一件事使我感到高兴,那就是我开始学习德语作为第二外语。(东北育才初中在英语特长班开设的法语第二外语...)
没有任何人曾经对我说起过我要成为一个物理学家。我选择了我自己的道路---这对我来说,是一件很好的事。(我们的学生面对的最大困惑是不知自己要干什么,而我把这归因于学业的枯燥繁琐导致了集体迷失。)
中子发现使我确切地感到:如果我打算研究原子核,我就必须行动起来。

我是一个好走极端的人;我决不能够处理我听说别人应解决了的问题。我的潜意识总是反对我受别人支使去干什么事情。在个人方面,我把自己看成一个温顺的人,但是,我在潜意识方面却似乎是一个相当难对付的人。

这是在1934年秋天,大约在我大学毕业后五年。我在这些日子里,为一篇论文用去五年的时间那是很长的。当我被邀请去参加一次在欧洲举行的国际会议并平生第一次出国时,我已经沿着我认为可能的路线走得很远了。那是1939年。
奥本海默等人认为,介子理论将遭到光的以太理论被相对论所取代的那种命运。我甚至到现在还记得他们的论文是怎样唤起我斗争的本能。
几年前,在庆祝介子理论发表三十周年的仪式上,奥本海默贺电中的一段,对自己在介子理论历史的早期阶段由于判断失误而造成的混乱或多或少表示了歉意。
奥本海默问我是否愿意去美国。我去了,我得到保证说我能够在普林斯顿高等研究院真正安下心来从事我的研究工作。
3通向统一的世界观
从某一方面看,人们在三四十年时间里是不断地干着相同的事的。在学术研究方面,应当有进展,但是实际上进展不是那么经常地发生。我们很有可能虚度了三十年时间而却一无所获。即使这样,我还是要试一试的。
我在二十岁时曾有一个时期眼光非常狭隘,而且有一种非常强烈的感受:这就是我生来应做的一件事,这就是我愿意做的一件事。一个人做某件事,因为那是它能够做的唯一的一件事。(苹果公司曾经的广告是每个人只有一次机会。)
“古之学者为己,今之学者为人。”在我来说,当然为自己而学。不过,如果您学习了许多年而且得到了一定程度的承认,那么你也就必须为他人而学,你也就不得不考虑社会。
我并不认为我在任何时候都是反社会的,但是我肯定是不合群的。不过,我现在不能够再那样下去了。这也就是我的生活变得困难起来的原因。
普朗克非常强调一个想法,物理学正力图通过超越或摆脱人的感觉来寻找实在中的统一---简言之,就是力图发现某种统一的物理世界图像。...当我还是一个大学生时,我在普朗克演讲集中读到了这篇演讲,它给我留下了深刻的印象,而且尽管我经常读这篇演讲,它还是一直给我以新的影响。(新的你感知新的信息)
物理学已经表现出一种摆脱人的感觉的发展趋势,或者我应该说是摆脱一般人性的发展趋势?它已经变得越来越远离人类。这就是普朗克的遇见。
这些理论已经变得那么吓人地抽象,抽象地使人开始怀疑起它们的意义来。
建造日益庞大的设备或使用效率更高的电子计算机,本身并没有任何意义。根本的意义并不在于这些东西本身,而在于扩大和加深我们世界观的那种企图---换言之,就是要回到自然哲学,达到精神世界的最深处。
对于人类来说,听天由命可能是最重要的;我不得不失望的时候可能来到了。但我还没有丧失希望。

第二编 关于思维方式
1东方和西方
我和城市接触较少,因此我同样也倾向于孤立于一般的美国人之外。
我对美国人越了解,就越怀疑美国人是否真正幸福,不管他们的物质生活多么富裕。
一群各自怀有强烈个人意识的人怎么能够过一种像样的社会生活呢?
不经过个人观点之间的冲突,问题似乎也可以解决的。
2东方的思考
东方人的思维方式总得说来是不科学的,因而坚持东方人的看法只会阻碍自然科学的进步。

对我个人来说,东西方的问题是一个甚关紧要的问题---我猜想,这个问题将会在我的有生之年一直缠住我不放。但是,不管我个人的经验多么不妥当,它却是我相信我们不能像一般知识分子那样简单认为东方人的看法有碍于自然科学的发展二把它排除在外。当然,我本人可能是一个不能从中引出普遍原则的例外,但是我的事例作为许多事例中的一个却也可能有些用处。

我的父亲似乎把从古求新这件事弄成了某种专门的行业。(这里小川们很多吧)
中国文化不仅远比日本文化古老,而且往往是崇古的---无论从好的意义还是从坏的意义上说都是保守的。
在东方,特别是在中国,技术一直受到了轻视,而且从未出现过才智超群的人能够亲自动手做实验的那种局势。
经验主义倾向就意味着人们必须消去一切不能直接证明的东西。这就是说,我们必须不要考虑任何不能在实验上进行测量的量。但是,实际上,今天的物理学理论却涉及一些无法测量的量。
抽象过程就意味着把事物排成一种数学的、逻辑的形式。
这儿最要紧的就是发现矛盾在什么地方并排除引起矛盾的原因。
在这方面,东方人,特别是中国人,不能说是擅长的。他们不懂彻底的理性主义。日本人在这方面也是如此。另一方面,印度人虽然同样生活在东方,但是他们却有所不同;事实上,数学和逻辑学在很早的时期就在印度得到了发展。
中国人和日本人所擅长的并以他们的擅长而自豪的,就在于直觉的领域---日语叫做勘。
对于我们科学家来首,想象力是一个重要的因素。
我幼年时读过《西游记》,后来又读了《庄子》,读这些作品使我得到一个印象,即中国人是由高度想象力的,但是有一位汉学家却告诉我情况并非如此。他学识渊博,手头拥有的实例远比我掌握的多,他无疑是正确的。
没有少数成功背后的许多失败,知识就几乎不可能有任何进步。这是和生物进化完全一样的:生物分化并沿许多不同的方向演化,许多生物不是停止进化就是灭绝了,而只有单独一种生物进化成了人。就我个人的经验来说,我们曾有许多想法流产了。在许许多多的想法中,只有很少数才发展成了站得住脚的理论。(有的进化成人,有的进化成猴,有的消失了...)
“天地不仁,以万物为刍狗;圣人不仁,以百姓为刍狗。”
科学通过自己的努力来开辟自己的未来的时机已经到来了。在这一点山个,东方确实处于不利地位。特别说来在古中国尊古的倾向过于强烈的。
在涉及最根本意义上的自然规律的场合,既没有过去也没有未来。
3老子
真正的道---自然法则---不是惯常的道,不是公认的事物秩序。真正的名---真正的概念---不是惯常的名称,不是公认的名称。”(道可道,非常道。名可名,非常名。)
在伽利略和牛顿于17世纪发现物理学的新“道”之前,亚里士多德物理学是就是公认的概念。当牛顿力学建立起来并被承认为是正确的“道”的时候,牛顿力学就又成为唯一得到公认的概念了。20世纪物理学是从超越“惯常的道”并发现了新的“道”开始的。今天,这种狭义相对论和量子力学形式下的新“道”已经变成“惯常的道”了...
可以明确表达的那种道,并不是绝对的和不可改变的道。
从成年初期起,我就开始非常厌恶关于人的无能的理论以及关于人应当自愿顺从自然界的想法。我开始日益重视人们通过自己的积极努力而从自然界获取的科学知识,以及作为知识的后果的那种人们为了自身利益而改造自然界的过程。然而,随着原子弹的出现,我的想法被迫再次发生了很大的变化。
老子的“天地不仁以万物为刍狗”的声名获得了新的和威胁性的意义。
4庄子

南海之帝为儵(shū),北海之帝为忽,中央之帝为浑沌。儵与忽时相与遇于浑沌之地,浑沌待之甚善。儵与忽谋报浑沌之德,曰:人皆有七窍,以视听食息,此独无有,尝试凿之,日凿一窍,七日而浑沌死。

(想起顾随“意在救人尚不免于害人,况意在害人?”教育的危险在此吧。)
胡乱引用古人的说法来附会现代物理学,这也学没有多大意义。活在大约二千三百年前的庄子,几乎肯定不知道有关原子的任何东西。即使这样,他竟然有一些想法在一定意义上和今天像我这样的人的想法很相似,这也是有趣和出人意料的。
科学主要是在欧洲发展起来的。不受希腊思想影响的地方,科学就得不到发展。
中国的古代哲学家们没有产生纯科学。这一点到目前为止还是真实的。但是,我们不能认为将来还会这样。
“不知处阴以休影,处静以熄迹,愚亦甚矣!”
5知鱼乐
“既已知吾知之而问我。”惠子拒不承认任何像“鱼之乐”那样的既无明确定义又无法证实的事物;这当然是和传统的科学态度更加接近的。不过,我虽然自己是一个科学家,但是我却觉得自己更倾向于庄子所要暗示的东西。
甚至在19世纪,更不必说德谟克利特的时代,关于原子的存在并没有任何直接证明。尽管如此,依据这种假设的科学家们对自然界得到更加深入得多和广阔得多的认识。科学史已经十分清楚地证明,不承认任何未经证明的事物的这种态度是太苛刻的。
我曾经为外国的物理学家们将庄子和惠子之间的那段话译成了英文。(中国古文化的推广大使啊)
6看不见的模子
在过去的五年中,我时常把物理学定律说成“看不见的模子”(invisible mold)属于同一类型的任何一个粒子---例如一个电子---和同一类型的其他粒子毫无区别。自然界在它的内部包含着一种不可见的机构,能够产生无数个相同的东西。
“大冶铸金”
7墨子
一切麻烦都是因为我们彼此不想爱才发生。
据说墨子大约生活在公元前五世纪,但是他却以他的观点的现代特色使人为之惊讶。
印度人、犹太民族以及希腊都很早从愚昧状态中摆脱出来。但是,我觉得中国人是这些人中最早进入精神成年时期的人。
8伊壁鸠鲁
我对自己说,我就生活在自己创造的这个小世界里,而且这种想法是我心中充满了无法形容的喜悦。
我只要站着眺望某座古庙的由粘土墙围绕着的小巧庭院,那种无法形容的喜悦之感就会在我心中油然而生。
...而且我发现自己永远站在已知与未知的边界上。这种边界是不稳定的...站在这种边界之上的科学家,必须不断地重新振作起自己的首创精神。
伊壁鸠鲁生活的年代约比德谟克利特晚一个世纪,大体上和庄子同时。他的自然观来源于这样一种信念:整个宇宙是不生不灭的。
“宇宙过去一向就和现在一样,将来也永远如此。因为它不能变成任何另外的东西,因为在宇宙之外没有任何东西会走进宇宙,引起变化。”存在的东西将无限期地存在下去,尽管它可能变成自己的形式。
他强调说,人们在这样一个世界上为了想到生和死而苦恼是愚蠢的,因为在这个世界上迄今不存在的东西既不会突然出现,以往存在的东西也不会突然消亡。原子可以不停地到处运动,但它却永远保持不生不灭。简而言之,伊壁鸠鲁的世界是一种永恒的世界。
9源氏物语
发现反核子而获得诺贝尔奖的赛格勒是费米在罗马大学任教时的第一个学生。
“我觉得日本的东西每一方面都比西方的东西造得美观和精致;另一方面,西方的东西都更加实用。”
从古代起日本人就比任何别人更不满足于一个东西应当仅仅是实用的。我们的祖先在日常生活的每个细节方面追求完美,而且努力创造美,这个传统至今仍绵延不绝。这是日本人应该继续珍视的一种传统。
在其他的文学作品中,我们对人物的外貌都有一个清晰的概念,而对人物内心深处却不清楚。但是,在《源氏物语》中,亮处和暗处的关系却颠倒过来。在一千年前,紫式部就发现这种明暗的颠倒可产生出一个无比美的世界。
10老年期思想的现代性
一个人的早年记忆到晚年又会复活。
中国古典作品主要是对成人的劝告和成人的智慧。它们的想法是更多地属于壮年人的而更少属于青年人的,而且是更多地属于老年人而更少地属于壮年人的。总之,我一向感觉到它们是一套固定想法和一种文化的体现,这种想法和文化在古代就已经成熟而且变老了。
...我很伤心地发现日本小说是多么地相形见绌!
会见人们的麻烦已经达到了一种国际规模。
为什么日本文化尽管受到那么多的中国影响,而却从老庄哲学有关方面受益如此至少。这个问题我至今仍百思不得其解。
日本作为一个国家是很古老的,但我觉得她仍然显示出一种突出的青年性质。在他对其他国家的事物所一贯表示的非凡好奇方面,日本是年轻的---如果说她不是像孩子一样的话。我猜想,今天中国本身也经历一番返老还童,但是,曾经产生了老子之类的思想家的古老中国,肯定是到了她的老年时期了。
古中国通过各种方式而在我心中占有地位。尽管这显得和我是一个科学家这一事实相矛盾,但是,这反而足以给作为一个科学家的我以某种个性。
自从我六十岁生日以来,我所最感亲切的却是古中国的那些古老的、成熟的想法。于此同时,那些想法在我今天看来也是异常现代化的。
不论是对于人还是对于其他生物,都不能说世界的存在是为了他们的特殊利益。而且人诞生在这个世界上也不是出于他们自己的自愿:在他还不知道发生什么事时他就已经是他自己了。
正因为我们已经诞生在这样一个世界上,我们就应当相互安慰,相互帮助。如果办不到,我们至少应当不要给别人带来不便。而且我们应该尽可能不要残忍对待别的生物。

第三编 关于创造力和独创性
1科学思维中的直觉和抽象
作为一个已经成为物理学家的人,我完全意识到希腊人给予我的恩惠,正是他们开创了把深藏在自然界中的真理揭示出来的伟大事业。
如果我们考虑一下物理学的历史,我们都会觉察到近三四百年内发生过两次大革命。第一次当然是由伽利略发动的并由牛顿完成的17世纪的那次革命。第二次则是在将近19世纪末从一些伟大的事件开始的---X射线、放射性和电子的发现。
爱丁顿曾使用wavicle(wave+particle)
现在的物理学家似乎已经丧失了从他们的前辈那里继承来的预见能力。
他所追求的是自然界中尚未发现的一种新的美和简单性---抽象总是一种简单化的手段,而某些情况下一种新的美则表现为简单化的结果。
我坚决相信在揭示潜藏于自然界的真理的努力方面,人的大胆想象至少像大型机器一样重要。
柏拉图把学习或在这一生中丢知识的获得解释成一种回忆的过程。
2科学中的创造性思维
物质应该被看成能量的一种形式。
从牛顿在《光学》一书末尾所提的质疑来看,他在17世纪似乎就已经相信存在古希腊人所设想的那种原子了。不过,他似乎不愿意把自己运动理论明显地建立在原子论概念的基础上,因为他认为这种概念是过于假设性的。(乌托子)
式样识别pattern recognition(模式识别?)人不进学校就能获得一种惊人的式样识别能力,而人要学习形式逻辑就必须接受学校教育。
牛顿发现的不是构成月球的物质和地球上的物质的同一性,而是支配月球运动的规律和支配地球上物体运动的规律的同一性。就这样,牛顿成功地和万有引力定律一起发现了普遍的运动定律。
3创造力的观念和经验
客观地考察创造力这样的东西的企图本身,从一开始就包含着一种矛盾。
要改造的不是在外部,而是在内部。

在得到创造力以前人们必须和自己进行斗争。
任何一个人只要已经足够长久地从事了自己的研究---包括我本人在内---都会变得这样有满脑子的固定想法。
想到后来做出伟大发现的人至少有过一次考试不及格。这常常会使人们对自己非常得意。但是,假如他没有做出伟大发现,假如他没有成为一个著名的科学家,那么最后的评语就会是,他从学生时代起就没什么出息。
天才是成批出现的。
十七世纪时曾涌现出许多天才。从培根、伽利略、开普勒、笛卡尔,一直到牛顿和莱布尼兹。
20世纪初又是这样一种情况,因为当时在一段短时间内就出现了普朗克、爱因斯坦、卢瑟福、德布罗意、波恩、海森堡、波尔、薛定谔和狄拉克等人。
在学校里,常常会发现在某一两个年级中突然出现许多比较杰出的年轻人,接着而来的是一个空白时期,过不久又会有另一次同样的突然出现。(大年小年?)
一些勤奋好学而成绩优异的同班同学的出现,对于其他人来说,是一种要和他们竞争的促进或刺激。(想想中学时那种相互的嫉妒情绪很可怕。)
@qiusir:去主任办公室销假(教师节半天假病),领导不是问没事吧,它们只需要你来了就行。或许习惯了不关心别人或许是被忽视更多次,主要是每个人都觉得自己才应该被关心。
从客观上来看,专心从事于尽可能难以成功的事业是更有意义的。这样就可能受一辈子罪,然而这仍然是值得的。
薛定谔谈到意识是一种无意识的前哨,是从无意识黑夜中突然发出的一种闪光。
我哥哥就坐在我的对面,他用右手拿筷子,所以我就用左手拿筷子,认为这是在确切地模仿他。
模仿似乎毫无用处,然而人们却一次又一次地重复着它。这样的人绝不可能成为专家。但是,有时创造力偏偏就起源于这种重复的过程之中。
从创造力问题方面来看,当前的时代是极其差劲的;和科学家的人数相比,创造力的表现真如凤毛麟角。
等同确认两件事物为基本相同的能力在人类智力中具有决定性的意义。
在自然界的最底部存在着类似一种看不见的模子的东西。例如它能够产生无数个毫无区别的电子。
在人类水平上所做的自觉努力,可看成生命力的一种极其高级的表现,而且,如果是这样,我在前面曾经作为创造力表现中一种极其重要的基本因素的韧性,也就可以看成更广义的生命力的一种表现了
人类的现实创造力也同样是他的生命力的一种表现。
不管我再谈论多久,我似乎也不会得出最后的结论。(如果得出的话,也是片面的和局部的短时的...)

第四编 关于理论物理学
1事实和定律
科学是在不断发展的,这一事实也说明科学永远不是十分完善的。(人是不断成长的,哪有十全十美的人呢)
我们的经验是不完备的,而且当我们用理性来补充时,我们就必须逐步扩大我们的思维,知道我们最后达到现代物理学的理论体系。
简单地说,过去是事实的积累。(什么是事实呢?体验感知的沉淀?)
随着我们关于自然和人的历史的知识越来越丰富和准确,我们将会对“过去”了解得比现在更清楚得多。(最初有点排斥这一观点,但从物理的发展,或者想来以现在大人的心态看待当初我还小的时候经历过的大人的态度和行为,有点想通了。)
因果率不得不让位于更普遍的几率定律。
希腊人曾为“多少颗麦子堆成一堆”而伤脑筋,这个苦难问题的确切答案可通过利用统计法和几率来考虑它而求得。
2发展中的介子论
3空间-时间和基本粒子
质子、电子和光子...现在基本粒子种类的总数目远远超过了化学元素的种类的数目。
1932年中子的发现,1932年还带来了正电子的发现,这种正电子的存在早已由狄拉克所预言过。泡利在一年前已经提出存在另一种粒子---中微子。(窃取能量的蟊贼)1935年介子也登场了。
朝永却提出了另一种观点。他甚至在听了我几次讲话之后仍不愿意给各粒子制定任何广延性,从而就企图对量子场论的数学表述进行改造,为的是使这些表述和相对论更加一致。
“夫天地者万物之逆旅...光阴者百代之过客。”(想起上下四方曰宇古往今来曰宙)
柏拉图相信苏格拉底说过人是通过回忆来获得知识的。
牛顿通过对运动应用微分学而使他的动力学理论臻于完善。
在量子力学世界中,能量有时从一个地方跳跃到另一个地方,而我们却不能说它曾经通过中间的各点。
在基本粒子物理学发展的现状方面,我个人的看法是不应该停滞得这么长久。研究人员的数目增加了,而且他们中间有些人很有才能。毛病肯定出在思想领域中太多的保守主义上,这种保守主义保留相同的成见并遵循相同的发展路线---这是一种不幸和无效的过程。即使当坚持一种特定的发展路线时,如果没有沿着路线的激烈的跃进,那也是达不到目的的。(教育大国,政治教育的成功与科技教育的成功...)当我在很久以前做出那决定命运的飞跃时,我个人可能有点过于匆忙。像我那样的一个中年人,从公认的界限中跳出那么远,那可能是太鲁莽了。但是年轻人应当有冒险精神。

第五编 关于和平
1原子能和人类的转折点
在原始时代,人类成功地驯化了野兽。在20世纪,人类创造了一种他自己的新的和可怕的野兽。...原子能可能变成一种有用的家畜或是变成一种无比凶猛的野兽。
原子能这头野兽,似乎正在显示连他自己的拥有者也无法控制的凶猛性。
消灭野兽是可能的,但是不能消灭科学知识,因为科学知识可以储存在人的头脑中而且为无数的人们所接受。
2现代科学家的作用---第十届普格瓦什会议
九十高龄的罗素出席了,迈着比我所预料的更稳定的步伐。他表情慈祥,完全不像过去那样严厉,使人联想起某个既有智慧又有同情心的著名主教。
波恩:“聪颖的和理性的思维方式是不够的。大规模屠杀的危险......只能通过道德上的悔悟来加以克服,只能通过人类之爱代替民族自尊和民族偏见来加以克服。
3核时代的和平概念
关于人类的完全毁灭的议论绝不是一种夸张,而是一种不可忽视的现实可能性了。
宪法第九条,日本放弃了进行战争的权利。
1879年,一位十八岁青年小野梓去了当时还是西方列强殖民地的上海,在那里,他和痛苦地被中国居民的贫穷所打动了...
4现代人的智慧
科学的发展远远不是促使人在许多不同方面形成和发展一种整体性观点,而是倾向于分裂和破坏这种观点。

Yukawa, Hideki

@qiusir:只记得费曼去过日本两次,而且对日本的印象很好,但不记得他们彼此提到过...

RR@12.21
(这一大片适合出产批评家的土壤呵呵)
任何用言词来表达一种思想的企图都会引起某种变化,即对本质想法的不可挽回的干扰。
我的潜意识总是反对我受别人支使去干什么事情。在个人方面,我把自己看成一个温顺的人,但是,我在潜意识方面却似乎是一个相当难对付的人。
我们很有可能虚度了三十年时间而却一无所获。即使这样,我还是要试一试的。
一个人做某件事,因为那是它能够做的唯一的一件事。
东方人,特别是中国人,不能说是擅长的。他们不懂彻底的理性主义。
...中国人是由高度想象力的,但是有一位汉学家却告诉我情况并非如此。
真正的道---自然法则---不是惯常的道,不是公认的事物秩序。真正的名---真正的概念---不是惯常的名称,不是公认的名称。
人皆有七窍,以视听食息,此独无有,尝试凿之,日凿一窍,七日而浑沌死。
不承认任何未经证明的事物的这种态度是太苛刻的。
(“大冶铸金”的意思是,从洪炉中跃出来的金属。人们用它比喻自命不凡,自行炫耀,以求有所表现。)
我对自己说,我就生活在自己创造的这个小世界里,而且这种想法是我心中充满了无法形容的喜悦。
一个人的早年记忆到晚年又会复活。(每到感冒的时候容易感动和怀旧,老态)
中国古典作品主要是对成人的劝告和成人的智慧。
古中国通过各种方式而在我心中占有地位。尽管这显得和我是一个科学家这一事实相矛盾,但是,这反而足以给作为一个科学家的我以某种个性。(这本应该是一位中国科学家来说的话)
wavicle(wave+particle)(波粒二象)
客观地考察创造力这样的东西的企图本身,从一开始就包含着一种矛盾。
要改造的不是在外部,而是在内部。(建筑的乐趣是被环境的限制,人的发展也是如此,或许就是因为外因的局限导致内在的新的发展)
在原始时代,人类成功地驯化了野兽。在20世纪,人类创造了一种他自己的新的和可怕的野兽。
1879年,一位十八岁青年小野梓(政治家)去了当时还是西方列强殖民地的上海,在那里,他和痛苦地被中国居民的贫穷所打动了...
(洞悉东西方文化,并对中国文化有很真切的感受之物理大家)

07

‎R.Feynman

@qiusir:选了上图的封面,一是想说又读了一本竖版的书,在一个是期待如上一本长封面的书一样精彩。
费曼博士为量子电动力学理论解决了不少问题,同时首创了一个解释液态氦超流体现象的数学理论。之后,他跟盖尔曼合作,研究弱交互作用,例如贝塔衰变,做了许多基础工作。后来数年,费曼成为发展夸克理论的关键人物,提出了在高能量质子对碰撞过程中的成子Parton模型。
他特别珍惜1972年获得的Oersted Medal for Teaching(奥斯特教学奖?很特别的年份)
序 站在物质核心的人物
导读 不一样的掌声
霍金的生日恰好是同伽利略逝世三百周年的同一天,他估计跟他在同一天出生的儿童起码有二十万之多,因此也许这并不算是多了不起的巧合。
伽利略Galileo Galilei逝世的同一年1642年牛顿出生了;当麦克斯韦去世当年1879年爱因斯坦出生;科学顽童费曼逝世的那一天,刚好是伽利略出生的四百二十四周年纪念...
古希腊人最先提出原子的概念,在中国,战国时代的庄子也提出过类似的想法。不过经历数千年的讨论,还是没有太大的进展。然后,Galileo Galilei出现了。
伽利略是将实验精神带进科学的先驱。
牛顿去世一个多世纪以后,英国物理学家麦克斯韦根据法拉第等人在电学及磁学上的大批实验数据,加上自己的优异数学能力,整理出著名的麦克斯韦方程组。
1879年3月14日爱因斯坦出生,同年的十一月五日,麦克斯韦不幸去世。
1983年,一米定义为光在中前进299792458分之一秒的距离。
1900年12月14日,普朗克在德国物理学会宣读了一篇谈黑体辐射的论文,无意中中开启了量子力学的研究。
我们都应该知道,技巧是短暂的,但方法(态度)是长远的。
引言 有请费曼开讲
康奈尔慧眼识英雄。
1945年物理系主任致函理学院院长,提及费曼博士是一位不可多得的优秀教师和研究人员。系主任认为,对这么优秀的教职人员而言,三千美元的年薪是在太低了,所以建议为费曼教授加薪九百美元。而理学院院长也无视于校方经费窘迫,很慷慨的为他加了足足一千美元。由其可见,即使早在1945年底,我学校已经十分重视费曼教授了。

一 简单就是美
这是所有物理定律的共同特征,纵使它们的实际作用很复杂,形式却都是很简单的。
某个人站在讲台上,用很一般的方式来谈话,人人都能明白他的意思,于是大家就认定,这是某种深奥的哲学了。但我宁愿用更特殊的方式来谈,而且希望大家确确实实、而不是模模糊糊的理解我要说的东西。
我真正感兴趣的不是人类的心灵,而是能遵循像重力定律这么美妙而简单定律的大自然奇迹。因此,我们的注意力将集中于大自然是多么聪明的关照到这个定律的存在,而不是我们人类有多么聪明而能够发现它。
第谷,丹麦天文学家。富有的第谷就在哥本哈根附近,那个他所拥有的海岛上,装置了许多巨大的铜环以及特殊的观测站...到的资料全部交到开普勒手中。
惯性原理是一种不可思议的说法,因为根本没有人看过停不下来的球。
牛顿成为了解潮汐奥秘的第一人。
随着科学的进展,各种测量愈来愈准确,对牛顿定律的考验也变得更严格了。第一个仔细的考验就是和木星的几个卫星有关。经过长期仔细观测几个木星卫星的运动,我们应该能够验证一切是否都遵循牛顿的观点。然而情况却非如此。几个木星卫星的位置有时比参考时间快八分钟,有时又落后八分钟。
丹麦天文学家罗默Roemer对重力定律一直深具信心。他提出这是因为光需要一段时间,才能由木星卫星传达地球这个有趣的结论,也就是说我们看到的不是木星现在的样子,而是它们在光传到地球所需时间之前的样子。当木星靠近我们,光只需要较短的时间便可到达地球...正由于这个超前或落后的现象,所以罗默必须对他的观测做时间上的矫正。借着这个方法,罗默能计算出光的进行速度,这也是首次有人证明了光并不是瞬时间前进的物质。(第一位尝试测量光速的是伽利略)
@qiusir:费曼在《物理之美》中提到,“我能想到有关重力定律常识的应用,是在地球物理范畴,例如用来预测海水的涨潮等等;更近代的应用,是计算人造卫星的飞行轨道,以及如何把行星探测船送上太空。另外一项也属于近代的应用,则是估算和预测行星的位置。那用途可真大喔!星相术士拿它在杂志上发表占星预测。我们居住的这个世界还真是奇怪!所有先进的科学发现,居然只是用来延续已经存在了两千多年的无稽之谈。”他要是看到信息技术发展出作业帮和猿题库这些圈钱的古董玩意一样会见怪不怪吧......
卡文迪许称自己的实验室在“称量地球的重量Weight”;在今天算是卖弄专业知识、但也可以说是较谨慎的教学中,我们是不会让学生这样说的,我们应该说“测量地球质量”。
这个实验首次测量了我们立足的大球,究竟有多重!发现这个方法是在是一项惊人的成就,我想这也是卡文迪许称它为称量地球,而不是测量重力方程里的常数的原因了。其实,他同时也意外的称量了太阳,以及所有其他物体,因为太阳的引力也可以用相同的方法得知。
我们的物理学理论,也就是物理定律,是由众多无法完全凑在一起的分支和片段所组合而成的。我们还没有一个单一的架构,可以从中导出所有的理论,这也是为什么在讲座中,我没有办法告诉大家物理定律是什么,而必须谈论各个定律之间所共有的情形...
两个电子相互吸引的重力与相互排斥的电力的比值和宇宙与质子半径的比值是相等的!(质子半径与宇宙半径的比,0.87fm,450亿光年,四十二位的数字)
第一,重力定律就像其他定律一样,是一种数学形式的表达。第二,它不是绝对精确的,爱因斯坦已经被迫对它做出修正;然而我们还得把量子理论摆进去才行。
最叫人印象深刻的,还是重力定律所呈现的简单形式。我们很容易就可以完整地描述它的原理,不致因为含含糊糊,以至不同的人会做出不同的诠释。因为它是简单的,所以它是美的。
大自然只用最长的线去编织她的图样模式,所以每一小片的织纹,都吐露出整块织锦的组织规律。

二 当物理遇上数学
数学是一种语言加上推理,也像是一种语言加上逻辑,透过数学,某一描述可以好另一描述结合
我们在描述简单的基本定律的特征时,所需要的数学却非常之少。例如在跳棋的情况中,基本定律可以用简单的文字来说明。
F=G\frac{mm'}{r^2}我主要是想让大家印象深刻,充分感受数学符号究竟能够以什么样的速度传达讯息。我说过,那种作用力跟两个物体质量的乘积成正比,而和物体之间距离的平方成反比。同时,物体以改变它们的运动速度来回应这作用力;速度改变的方向是沿着作用力方向,大小则正比于作用力强度,而反比于它们的质量大小。
我们没有办法用一般人能感受的方式,不要求他们对数学有深刻的了解,却能够忠实的解释自然定律之美。我为此感到抱歉,不过情况似乎就是如此。
的确,有许多人能用普通的话,以不同的技巧,对一般人解释这些困难而且深奥的问题,而且也因此享有了不同程度的声望。而一般人总会在群书之中寻寻觅觅,期望能够避开那些扰人的复杂问题---那些即使是最佳的科普著作也无法解说的复杂问题。但他发现,愈读得多,愈感到又逐渐增加、且更为泛滥的混淆。(所以建议是什么?解决问题?学习数学...)
我要证明的是,作用力指向太阳和相同时间内扫过的面积这两个论述之间的等效关系。
首先我要证明的是,假若没有作用力存在,那么在相等的时间内,行星会扫过相等的面积。(假如没有来自太阳的作用力,那么行星在相等的时段内也会扫过相等的面积。)...在太阳的影响之下,行星运动将会改变,改变的方向乃是跟最后位置受力方向平行...
面积变化率是固定不变的。我又证明了作用力指向太阳和相同时间内扫过相同面积的关系。可是,事实上这只不过是使用不同符号及方式来展示分析的威力而已。
\dot{A}=\vec{r}\times\dot{\vec{r}}
\ddot{A}=\dot{\vec{r}}\times\dot{\vec{r}}+\vec{r}\times\ddot{\vec{r}}=\vec{r}\times\frac{\vec{F}}{m}
\vec{r}\times\frac{\vec{F}}{m}=0
\ddot{A}=0
每一位曾经对任何事物进行过细心推理的人,都可以说是对知识有所贡献。
我们可以用巴比伦传统和希腊传统两种方式来看待数学。在巴比伦学校的数学课中,学生学习的方式是做大量的习题,直到他抓到通则,他必须知道一大堆...他还得有各种数值量表,帮忙解算复杂的方程式,一切都只是为了计算出某些结果。
然而希腊的欧几里得就不同了,他发现一种方法,可经由一组特别简单的公理推导出所有的几何定理。而巴比伦人的看法,或我所谓的巴比伦式的数学,就是,知道各种定理之间的许多关联,但永远没有充分了解,它们全都可以从一串公理推导出来。
我所谓巴比伦式的想法,就是:我刚好知道这个,我刚好知道那个,我或许还知道那点,以及我自那一点导出了所有的东西。明天我会忘记这是真的,却记得另外一点是真的,所以我能够在重新建立所有的东西。
在物理学里,我们需要的正是巴比伦人的方法,而不是欧几里得或希腊人的方法。
我们也能了解到,溜冰选手是如何做旋转动作的。他开始时会先把腿向外伸,缓慢转动,之后当他把腿向内收时,就会转得比较快。当腿向外伸时,每秒钟会扫过某个量的面积,然后当他把腿向内收时,身体就必须转得快一点,才能扫过等量的面积。
我们通常可以自物理的某一部分,例如重力定律,推导出一个比推导的过程更为确实而有效的原理,但这种事不可能发生在数学上,定理绝不会出现在我们未曾预期它会出现的地方。
如果一个物体在空间中的某一点上,那么施加在它上面的作用力的方向,就是沿着数字变化得最快的方向---这些数字的惯用名称是“位”Potential又称为“势”,也就是说作用力是沿着位势改变的方向。(电场中,电场强度的方向就是电势降落最快的方向,同理,重力场、引力场中,力的方向也是位能降落最快的方向。)
你在不同的路径上会得到不同数值,然而在其中一条路径上,你会得到最小的可能数值,而这条路径正好是自然界中粒子实际上会走的路径。
爱因斯坦了解到,电的讯号不可能以比光速还要快的速度进行,于是他猜想那是个广泛通用的原理。爱因斯坦猜想,它在所有的现象中都适用,所以在重力现象也应如此。假如电讯号无法跑得比光还快,那就等于说,把作用力描述成可以在瞬间作用这个做法,居然十分糟糕。因此爱因斯坦将重力广义化之后,牛顿描绘物理的方法就显得不周延,而且太过复杂了。相比之下,场论就十分简洁,而最小作用原理也是如此。
事实上,到了量子力学中,牛顿和爱因斯坦的描述方式都不对,但是,最小值原理却是“极小尺度中的粒子会遵循量子力学”这个事实的结果。目前我们所了解的最好定律,实际上全都是这两种方式的结合,也就是最小值原理与局部定律的结合。
所以,物理学家采用了巴比伦式的数学方法,而不大花心思在从固定公理导出明确推理的这种方法。
大自然有一项惊人的特征,就是允许非常多的可能解释方案。而大自然之所以拥有这种特征,唯一的可能的原因是,定律本身就是这么特别和巧妙。譬如,平方反比的特征就是容许定律具有局部性质的原因,假如是立方反比,就不可能这样了。作用力和速度的变化率有关这个事实,那便是允许我们以最小值原理写出定律的理由了,如果作用力是和位移的变化率成正比就不能以最小值原理的方法写出定律了。(局部性质?社会的规律性也是允许很多可能的解释吧...)
物理学家感兴趣的总是一些特殊状况,他对一般性的状况从来都不感兴趣。
麦克斯韦发现的电动力学,最初是藉着假想在空中有许多动轮和惰轮而完成的。不过当你拿掉空中的惰轮和其他东西,电动力学的现象依然成立。狄拉克只凭方程式的猜测,就发现了相对论性量子力学的正确定律。而猜测方程式,似乎是预测新定律的一种相当有效的方法。这再次证明了数学是一种可以用来表达大自然的深刻方法,而任何想用直觉和哲学去表达大自然的企图,都是不太有效率的方法。
Sir James H.Jeans:“伟大的造物者好像是一位数学家。”对不了解数学的人而言,想要真正理解大自然的美,尤其是最深刻的自然之美,是很困难的。
Charles Percy Snow曾提到两种文化(科技知识分子所代表的文化,人文科学的知识分子所代表的文化。),我真的认为两种文化已把人们区分成两类人---对数学的交界够充分而能欣赏大自然的人,以及那些没有这种数学经验,因此无法充分欣赏大自然的人。

三 伟大的守恒原理
所有定律都是数学化的
守恒的是所有电荷的总和,这是法拉第在实验中发现的。
Positron正子(正电子)(电子是不是叫负子呢?倒是也是呢,负电...)
电荷时物体和电场之间交互作用的一种度量。电荷时电场的来源。
化学家曾以为无论发生什么事,钠原子数都不会改变。但是钠原子也不是恒久不变的,某种元素可以Transmute成另一种元素的原子,而使原先的原子完全消失。另外科学家还曾短暂的相信,一个物体的总质量永远保持不变,这取决于你怎么定义质量,以及你是否和能量混为一谈。(某个认知层面的规律)
不光是杠杆定律,还有上百个其他的物理定律,全都和各种形式的能量紧密关联在一起。
物理学家应该为使用一大堆不同的测量方法,以不同的名字来称呼能量感到羞耻。非常荒谬的是,能量可以用卡路里、耳格、电子伏特、英尺-磅、马力-小时、英制热单位以及千瓦时等单位来计数,所测量的却是完全相同的东西。这就像钱有美元、英镑等等,却没有可以任意变动的汇率。
和基本定律相冲突的话,几乎都不会是因为基本定律出了问题,而通常不过是因为我们不清楚详情罢了。
据我们所知,能量是完美的守恒,而且它并非以单位形式出现,现在的问题是,它是不是某种场的源头?答案是肯定的。爱因斯坦所理解的重力是由能量产生的,质量和能量又是等效的,所以牛顿所做“质量产生重力”的解释,已经给修正为“能量产生重力”。
角动量就是物体移动时,每秒钟所扫出的面积乘上物体的质量。(前面的面积定律...)

四 对称,对称
我们说物理定律是对称的意思是我们可以对物理定律或者对我们表达物理定律的方式做一些事,结果没有任何的差异。
德国数学家Hermann Weyl给对称下了一个绝佳的定义:假如你对某件东西做了某件事之后,它看起来和原先完全相同,那么你所做的这件事就是对称的。(不单是轴对称、中心对称...)
麦克斯韦是剑桥大学第一位实验物理教师。(相比法拉第更像是数学家)
大自然的事实,并不是那么容易理解的,而实验的事实,又明显的与常识相悖,所以仍旧有人不相信这些实验的结果。不过一次又一次的实验结果证明,无论你移动得多快,所看到的光速都是不变的...
在彼此相隔遥远的距离下,我们无法同意“现在”有着同样的意义。
伽利略的《两门新科学的对话》书中,你会看到巨大得完全不成比例的狗骨头的假想图片。我想,伽利略必然觉得“自然定律在尺度改变时无法维持不变”这项发现,和自己所提出的运动定律同等重要...
...转动水桶内的水面往下凹等现象,都是来自周遭物体作用力的结果。
能够分辨出左和右这件事实的惊人之处,是我们只能透过一个十分薄弱的效应(β衰变)才能办到。这等于说,大自然是百分之九十九点九九左右不分的,不过就是正好有一小片---非常小的现象,具有完全一面倒的特征。

五 为什么时间只有一个方向?
这是世界运行的规则之一:我们的确都是从有序的事物开始,却终结于无序状态。
@qiusir:这本书的有些部分,对我来说只能采取量子波动阅读...
起伏fluctuation
...世界的能量就像水一般,会均等的分配到所有的部分,直到没有任何单向运作的事件为止。然而如此一来,我们在这世界中也不会再碰到任何真正有趣的经验了。(gc主义从物理的角度看,和死寂的局别不大?还是另外一个极端?)
涉及到多粒子的原子核,就是非常复杂的物体。它们具有我们所谓的能级,它可以处在具有不同能量值的状态中;不同的原子核具有不同的能级。这是一个复杂的数学问题,目前我们只求出部分的解,找出原子核各能级的位置。...不过大自然最引人瞩目的其中一件事,是整个宇宙的特征,乃是取决于某一种原子核内某一能级的明确位置。在碳十二的原子核中就有这么一个例子,有一个能阶是在七.八二百万电子伏特,也就是这个能阶,让整个世界呈现出如此不同的现象。
身处期间的大批研究人员正一步一步的把各个层次连贯起来,从中改进了我们对这个世界的了解;他们分别从两端以及中间的各切入点齐头并进。只有透过那样的方式,我们才会逐渐了解这层层相扣的伟大世界!

六 这是个不确定的世界
未来是无法预测的,无法做出预测并不是因为我们知道的不够多。有人曾经这样说过:连大自然本身都不知道电子要往哪里跑。
你需要很丰富的想象力,才能领悟它们所表现出的行为,因为我们将要描述的是和你所知道的任何事都不相似的行为。
不过所有的困难其实都来自心理作用,全都因为你不停的折磨自己,不断的反问:“为什么会这样?”这也反映出我们内心控制不住的一种欲望,渴望能透过一些熟悉的事物来了解一切。
电子都是一颗一颗抵达的,就像粒子,但是抵达的几率却是由波动的机制来决定的。因此就这角度而言,电子的表现有时像粒子,有时却像波,它同时有两种不同的面貌。
只有在我们的实验能力臣服于某些潜在的限制时,这些刚出炉的自然界新定律才有可能和谐一致。换句话说,在进行实验时,你不可能做到想要多精密就有多精密。海森堡提出uncertainty principle:我们绝对无法设计出一套仪器,一方面能够测定电子从哪一个洞通过,而同时不会干扰到电子的动向,不会打扰原先的干涉模式。
又一位哲学家说:“科学存在的必要条件,是同样的条件永远产生同样的结果。”实际上并非如此。

单是偏见并不碍事,因为若果你的偏见是错误的,那些永远不停累积的实验数据,会永远不停的烦着你,直到你无法忽略它们为止。只有绝对确定科学必须具备哪些先决条件的人,才会忽略一切。
事实上,科学存在的必要条件,是能够拥有不会替大自然预设立场的心灵,而不是像某些哲学家的那一种心态。

七 寻找新定律
首先是用猜的,然后计算一下会出现什么样的结果,接下来将计算结果跟大自然的额现象作一比较,看看这理论行不行得通。
恒星发射出来的光具有跟指纹一样的特征,从中可判断出恒星上有和地球上类似的原子。而在生物和死物上的原子也没有什么两样...
如果你发明了一些很好的猜想,计算出一些结果,而每次都发现预测的东西和实验吻合。这样就表示理论正确了吗?不,这只不过证明了它没有错而已。往后你也许计算出更大范围的预测,与更多的实验做比较,而发现理论是错误的,这是为什么牛顿的行星运动定律能承受这么长时间的考验,才出现差错。
(I was so much older then,I'm younger than that now. 昔日我曾如此苍老,如今才是风华正茂。——Bob Dylan 《My Back Pages》)
面对那些坚持“理论与实验吻合是头等大事”的人,我经常想象像玛雅天文学家和他学生的一段对话。玛雅人很会计算,能精确预测许多天文现象,例如日食、月亮在天空的位置,以及金星出现的位置等等,全都靠是算术算出来的,他们的方法是从某些数字减去某个数字等等,但从来没有讨论月亮是什么,甚至没有讨论月亮围绕地球运行这样的观念。他们只是计算什么时候会发生日食、月食,或满月什么时候出现。如果有个玛雅年轻人跑去跟族里的天文学家说:“我有个想法,也许那些东西是围绕圈子跑的,它们是像地球一样的大岩石块,因此我们可以用完全不同的方法来计算它们如何运行,而不是呆呆的计算它们什么时候再天空中出现。”“是的”,天文学家说,“那你预测日食、月食时又有多准呢?”年轻人回答说:“我还没有想到那么深入。”于是天文学家说:“是嘛,我们的方法比你的模型能更准确计算出日食、月食,所以你不要再浪费心思在你那些想法了,因为很明显,用算术的方法比较好。”(作为老师,遇到更多的反问是,你那样能考更高的分吗?那样对上大学有帮助吗?)
我们很幸运,能活在一个还有很多新发现的时代。这就像发现新大陆一样---你只能发现美洲一次。我们这个年代是发现大自然基本定律的年代,这个日子永远不会再来了。
大自然到底是怎样让着一切发生的呢?为什么可从某一部分,猜到世界的其余部分会发生什么事?这是个很不科学的问题,我不知道该如何回答,因此我将给你们一个很不科学的答案:我认为,这是因为大自然具有“简单”这项特征,因而呈现出一种伟大的美。

译后记
人类确实因为具有强烈的好奇心和超越极限的企图心,而得以进步。
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RR@12.23
技巧是短暂的,但方法(态度)是长远的。
第谷,丹麦天文学家。富有的第谷就在哥本哈根附近...(尼尔斯·波尔统领的哥本哈根学派是量子力学的主力军,仁川方雄也曾在此求学...)
所有先进的科学发现,居然只是用来延续已经存在了两千多年的无稽之谈。
每一位曾经对任何事物进行过细心推理的人,都可以说是对知识有所贡献。(面积定律)
能量可以用卡路里、耳格、电子伏特、英尺-磅、马力-小时、英制热单位以及千瓦时等单位来计数,所测量的却是完全相同的东西。这就像钱有美元、英镑等等,却没有可以任意变动的汇率。
牛顿所做“质量产生重力”的解释,已经给修正为“能量产生重力”。
电子都是一颗一颗抵达的,就像粒子,但是抵达的几率却是由波动的机制来决定的。(爱丁顿wave+paticle=wavicle)
科学存在的必要条件,是能够拥有不会替大自然预设立场的心灵,而不是像某些哲学家的那一种心态。
恒星发射出来的光具有跟指纹一样的特征,从中可判断出恒星上有和地球上类似的原子。而在生物和死物上的原子也没有什么两样...
玛雅天文学家和他学生...