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■本报见习记者 程唯珈
什么是物理学？这可能是每个学物理的人都思考过的问题。有人说，物理学是一门能将你的境界提高到他人不能理解之层次的科学，其蕴含的思想更是博大精深。
“其实这个世界上80％的物理学家根本不懂物理。”近日，在北京电影学院和中国科学院大学共同举办的以“开物与顿悟”为主题的艺术与科学论坛上，中科院物理所研究员曹则贤给大家泼了一盆“冷水”。他表示，走近物理，见识一些真正的物理学家，或许能让我们把求索的目光略微抬高一点、放远一点。
探索宇宙的“贪吃蛇”
物理学究竟是什么样的事业？唐代诗人杜甫早就给出了答案。诗云：“物理固自然”——物理就是关于大自然的事情。无独有偶，物理的英语单词“physics”源于希腊语，原意也是“自然”。
“物理学是一门自然科学，注重于研究物质、能量、空间、时间，尤其是它们各自的性质与彼此间的相互关系。物理学是关于大自然规律的知识，更广义地说，物理学探索分析大自然所发生的现象，以了解其规则。”曹则贤说。
他介绍，作为一门自然科学，物理学的学科性质是用思想去理解世界、认识世界、创造生活。但是比起其他学科，物理学的“胃口”似乎不小，研究对象包括宇宙所有存在。
不仅研究对象广泛，从空间尺度上看，人们也不难注意到物理学的“野心”。它的研究范围大到整个宇宙，小到世界上最小的存在——中子和质子里面的夸克结构，甚至更小。
到目前为止，物理学家触及的尺度，小到近年来的“引力波探测”——约10的负21次方的分辨率，大到目前号称能够观测的65亿光年距离。
从时间尺度上看，物理学既研究从宇宙诞生到现在共约137亿年的漫长历史，也研究很短的时间，如今科学家已把时间的最小尺度延伸至10的负15次方秒。
“我们研究最微观的世界，可能需要的是最宏观的关于整个宇宙的知识。所以西方物理学界给物理学一个形象——贪吃蛇。”曹则贤介绍，“蛇头”是宇宙层面上的物理问题，“蛇尾”是基本粒子层面的物理，最宏观的“头”衔着最微观的“尾巴”。
对物理学家来说实在太难了
物理学的一个重要功能是描述，描述需要语言，而数学就是物理学最基本的语言。
曹则贤表示，物理学的众多测算离不开数学公式，它不仅是物理学的表达语言，很多时候也是物理学发展的结果。“我发现真正的数学家都很有能力，可以轻松介入物理学研究。例如希尔伯特和贝尔，随手‘玩玩’，就可以对量子力学和相对论作出贡献。”
曹则贤认为，反之要求物理学家如数学家一样学习数学，却不是一件容易的事。“据说希尔伯特曾说过一句有名的话——‘物理对于物理学家来说实在是太难了’，因为他知道，物理需要用到很多数学，而那是物理学家难以掌握的。”
“不过真正美的数学一定反映了我们真实的物理世界。数学之美，也许还得用物理学的眼光才能看出来。”他说。
穿透迷雾的思想者
那么，如何成为一名物理学家呢？曹则贤认为，真正的物理学家离不开“思想”二字。
一是真正的物理学家一定要养成思考的习惯。
“薛定谔曾写了一本书叫《生命是什么》，思考生命与无生命体的区别。他认为两者根本的区别在于生命里有存储传递信息的东西，后来人们证实了生命的确有DNA。他又进一步分析，如果存在传递生命信息的东西，应该是个准周期结构。果不其然，后人在铝锰合金里发现了准晶结构。”曹则贤说，“这才是物理学家的思考方式，他们可以对其他学科、对世界产生影响。”
二是真正的物理学家不仅能解决问题，还要能够发现问题甚至制造问题。
“1988年诺贝尔物理学奖得主利昂·莱德曼就是其中的代表。他就曾提出‘如果宇宙是答案，那么问题是什么’这样深刻的问题，如果没有对宇宙的深刻思索，无论如何是提不出来的。”曹则贤说，他认为“物理学是一条思想的河流”，真正的物理学家必定也是一位深邃的思想者。
“真正的物理学家，其思想能够穿透存在的迷雾，猜透自然的奥秘。他们的成就共同构筑起人类知识之最厚重、最珍贵的部分，并刻在其创造者的墓碑上、仰慕者的心头。”曹则贤表示，物理的深奥程度也许正如某位德国物理学家所说：“其实这个世界上80％的物理学家根本不懂物理。”
《中国科学报》 2019 05 21 第3版 综合
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