2011-03-04 19:50:42 來自: wushike

今年大三了,，前幾天在完善以前關(guān)于拉格朗日方程物理含義的一個(gè)小論文,，可網(wǎng)上一查文獻(xiàn)，20年前就有幾篇類似觀點(diǎn)的文章了,，其中一篇和我冥思苦想幾天的一個(gè)初始想法簡(jiǎn)直是一摸一樣,，就連選的特例也一樣，我十分的懊惱,。上學(xué)期我將麥?zhǔn)掀絼?dòng)分布律推廣到轉(zhuǎn)動(dòng),，振動(dòng)的小文章，這幾天發(fā)現(xiàn)幾年前《大學(xué)物理》雜志上就有兩篇類似的文章了,，而且做得很徹底,，其中一位老師是專門研究非平衡態(tài)統(tǒng)計(jì)物理的。

我平時(shí)比較喜歡自己看書,，獨(dú)立思考去推導(dǎo)些東西,，然后到館藏書庫查文獻(xiàn)并與三個(gè)要好的朋友討論，最后再去請(qǐng)教老師,。如果是有意義的思考,，我會(huì)將其記錄成我的“小文章”?？捎袝r(shí)老師不是研究他所教科目的,，譬如我的熱統(tǒng)老師是研究生物物理的，在他那個(gè)方向真的是挺厲害的,。有時(shí)有些比較偏的熱統(tǒng)問題,，他也不是非常清楚,，其實(shí)也可以理解畢竟老師不是專門研究統(tǒng)計(jì)物理的。我課本上習(xí)題基本也做完,，但我十分地厭惡考試,，規(guī)定時(shí)間，地點(diǎn),，讓幾個(gè)老師看著一幫學(xué)生做些影響自己“學(xué)習(xí)結(jié)果評(píng)價(jià)”的題目時(shí),，我平時(shí)的獨(dú)立思考能力好像喪失了，因?yàn)槲也辉倌苣芟衿綍r(shí)那樣不計(jì)時(shí)間,，地點(diǎn)而且不管后果的情況下去思考一個(gè)沒有確定答案的物理問題的深層含義并盡力推廣一些公式結(jié)論,。

與一般學(xué)物理的人把數(shù)學(xué)當(dāng)工具而不去體會(huì)她的內(nèi)在邏輯美不同，我還是十分熱愛數(shù)學(xué)的,。當(dāng)年差點(diǎn)就進(jìn)了數(shù)學(xué)系,，但考慮到學(xué)數(shù)學(xué)后就很難學(xué)好物理了，因?yàn)槎叩难芯磕康?，?duì)象和方法甚至價(jià)值觀是有質(zhì)的不同的,，故我還是學(xué)了物理，這樣好歹可以學(xué)點(diǎn)數(shù)學(xué),，盡管達(dá)不到數(shù)學(xué)系的要求,，但我已足矣。大一,，大二時(shí)幾個(gè)好朋友都建議我轉(zhuǎn)到數(shù)學(xué)系,，因?yàn)閷W(xué)一個(gè)數(shù)理方程下來他們只求會(huì)用就行，可我得考慮方程本身的存在性和唯一性及幾種不同解法的形式轉(zhuǎn)換和內(nèi)在聯(lián)系而且要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚撟C明,。
譬如有界波動(dòng)方程達(dá)氏解法的依據(jù)就是在代換 x=a*（ξ+η）,，t=ξ-η下代入波動(dòng)方程后得到
（?u/?ξ）/ ?η=0，這就是最關(guān)鍵的實(shí)際上只要這個(gè)二階混合偏導(dǎo)等于常數(shù)就可以獲得通解了,。而我就從數(shù)學(xué)上嚴(yán)格證明了為什么就是取那個(gè)變量代換(雖然可以用左右行波很容易理解但那不夠嚴(yán)密）可以獲得?（?u/?ξ）/ ?η=0,。并且探討了類似方程可用以這么做的條件。后來大二暑假,，在翻看了丁同仁的《常微分方程》和陳祖墀的《偏微分方程》時(shí)發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)系教材上對(duì)此是有更高層次的系統(tǒng)理論講述的,。對(duì)于數(shù)學(xué)，知其然我還想知其所以然,，不想迷迷糊糊的下去,。我崇拜牛頓,，麥克斯韋,，狄拉克，玻恩,，朗道,，施溫格等數(shù)學(xué)功底暴強(qiáng)的理論物理學(xué)家,，當(dāng)然我也挺欣賞波爾，海森堡,，費(fèi)曼等物理直覺很強(qiáng)的人,，至于愛因斯坦就無需多言了。

不過那時(shí)的我對(duì)數(shù)學(xué)的看法還不成熟,，目前我認(rèn)為數(shù)學(xué)是十分嚴(yán)謹(jǐn)和精確的,，可物理卻是用模型公式近似的反映客觀世界，有時(shí)太精確了將什么也得不到,。狄拉克當(dāng)年構(gòu)造的在物理上大放異彩的δ函數(shù),，在數(shù)學(xué)家看來是不精確的甚至是錯(cuò)誤的，過了幾十年后一批數(shù)學(xué)家才運(yùn)用泛函分析的廣義函數(shù)論將其嚴(yán)格定義,，這同時(shí)也促進(jìn)了數(shù)學(xué)的發(fā)展,。另外物理理論中數(shù)學(xué)形式的表述是多樣化的，而有時(shí)濫用數(shù)學(xué)卻可能會(huì)掩蓋了物理實(shí)質(zhì),。數(shù)學(xué)與物理在觀念認(rèn)識(shí)上有時(shí)甚至是對(duì)立的,。典型的在量子力學(xué)中態(tài)函數(shù)Ψ（x，y,，z,，t）與乘了常數(shù)后的C*Ψ（x，y,，z,，t），他們模的平方描述粒子的可能位置在物理上是等效的,，但數(shù)學(xué)上顯然是不一樣的,。當(dāng)然合理地運(yùn)用數(shù)學(xué)那無疑將給物理以巨大幫助，這方面的例子太多了,。

對(duì)數(shù)學(xué)比較私人的熱愛有時(shí)間的話,，是可以來的更純粹些的，她不應(yīng)影響到我對(duì)物理的理解,，純粹的享受她那份美的過程是很有意思的,。就像玻恩的某些認(rèn)識(shí)，我也始終認(rèn)為純粹數(shù)學(xué)家比物理學(xué)要更純粹一點(diǎn)更聰明一點(diǎn),。

21世紀(jì),，處于中國(guó)目前的經(jīng)濟(jì)時(shí)代，這個(gè)“萬般皆下品,，唯有賺錢高”的社會(huì),，我感慨不能回到100年前那個(gè)充滿理想和激情的時(shí)代。現(xiàn)在很少有人關(guān)注并愿意獻(xiàn)身純科學(xué),，他們大多只關(guān)心金錢和享樂,，可這個(gè)金錢和娛樂時(shí)代未免有些過于放縱了,。

我們物理系120人中，真心熱愛物理的僅僅幾人而已,，但幸好我還有三個(gè)志同道合的同學(xué),。我發(fā)現(xiàn)越來越少的聰慧之人愿意獻(xiàn)身純科學(xué)，他們多是去學(xué)工科或是商科,。不像80年代最優(yōu)秀的人大多學(xué)了物理和數(shù)學(xué),，難道既聰慧又純粹的人變少了了嗎？我的資質(zhì)和一些強(qiáng)人比起來其實(shí)是很一般的,，但是起碼對(duì)于物理我有一顆真摯的心,。我們?cè)谫潎@天才的天賦和成就時(shí)，也因注意到一些天賦上不那么耀眼的科學(xué)家的那顆熾熱的心,。所以盡管我欣賞伽羅瓦,，黎曼，牛頓,，愛因斯坦等人的天才,，但我也十分敬佩格林，陳景潤(rùn),，邁耶,，索末菲等人對(duì)科學(xué)的執(zhí)著精神。

最近也有令我迷茫的事了,。由于看了斯莫林的《物理學(xué)的困惑》我漸漸打消了高中時(shí)看了《量子物理史話》后的激動(dòng)想法,，去投身到弦論研究中，加入建立統(tǒng)一場(chǎng)理論的大軍中,。相對(duì)微觀理論,，我對(duì)于宇觀的理論更感興趣，像廣義相對(duì)論,，宇宙學(xué),，天體物理，黑洞理論等很感興趣,，但想到這畢竟是要建立在對(duì)理論物理較好的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上的,，所以我準(zhǔn)備先弄理論物理。有時(shí)很無奈本科物理學(xué)生思考的問題,，人家?guī)装倌昵熬退伎歼^了,。而且需要讀到博士才能接觸前沿。現(xiàn)在一流的物理學(xué)家只有三流的課題可做,，大家都處于“物理學(xué)的銅礦時(shí)代”,，20世紀(jì)前期的“物理學(xué)金礦”都被人開采完了，因此天才的朗道,，費(fèi)曼也只能去挖挖“銀礦”,。處于這個(gè)物理學(xué)時(shí)代，我有些簡(jiǎn)單的認(rèn)識(shí)如下,。

首先我對(duì)實(shí)驗(yàn)物理沒興趣,，但不代表我不關(guān)注，我覺得21世紀(jì)前半葉實(shí)驗(yàn)物理比理論物理可能更為重要,。其次我對(duì)于物理得交叉學(xué)科和一些小分支也沒興趣,，盡管21世紀(jì)可能是物理學(xué)應(yīng)用的大發(fā)展時(shí)期，譬如經(jīng)濟(jì)物理,，化學(xué)物理,，生物物理和激光技術(shù)，薄膜光學(xué),，計(jì)算物理,，表面物理等。但我以為一般的物理學(xué)工作者還是有責(zé)任和能力去研究物理的一些大分支像等離子體物理,，粒子物理,，固體物理等。此外物理的教育也是個(gè)大問題,，現(xiàn)在我們本科學(xué)習(xí)的物理內(nèi)容要比80年代的少很多淺很多,。中國(guó)以前有很多優(yōu)秀的物理教育家，像胡剛復(fù),，周培源,，吳大猷，趙忠堯,，王竹溪等許多位老先生為我國(guó)培養(yǎng)了很物理人才,。而現(xiàn)在，國(guó)內(nèi)大學(xué)教育存在諸多問題,，真正為學(xué)生著想的好老師不是很多,，其實(shí)還有一點(diǎn)很多同學(xué)都不喜歡自己的專業(yè)，我們物理系那么多人就沒多少是喜歡這個(gè)專業(yè)的,。如果將來有機(jī)會(huì),，我一定要教好我的學(xué)生。最后我個(gè)人看好天體物理和宇宙學(xué)在21世紀(jì)的發(fā)展,，暗物質(zhì)和暗能量問題是很吸引人的,。不知道這個(gè)世紀(jì)能否再出現(xiàn)愛因斯坦，玻爾那樣的人物帶領(lǐng)眾人開創(chuàng)新的革命,，當(dāng)然這有待于實(shí)驗(yàn)物理的發(fā)展,，多搞出一些“物理學(xué)烏云”，至于統(tǒng)一場(chǎng)論的弦論解釋能否經(jīng)得起實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)我不知道,，另外量子力學(xué)的基礎(chǔ)理論問題也需要一個(gè)清楚地解釋,，像費(fèi)曼講的沒人真正懂量子力學(xué),。可是如果像18世紀(jì)中前期一樣物理學(xué)整體發(fā)展緩慢,，理論物理發(fā)展過于超前于實(shí)驗(yàn)（雖然數(shù)學(xué)在物理的運(yùn)用上得到一定發(fā)展）,，我萬念俱灰之下很有可能轉(zhuǎn)行到數(shù)學(xué)物理上，像卡文迪什和佩雷爾曼那樣工作,。當(dāng)然前者是貴族有雄厚的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ),，后者生活上就困難點(diǎn)了，誰叫他不去領(lǐng)菲爾茨獎(jiǎng)哪,，有了獎(jiǎng)金起碼有了物質(zhì)生活保障,，想研究什么就研究什么沒人管得著。他倆都是徹底的不食人間煙火的人,。但愿30年后物理學(xué)會(huì)有一些大的突破,。

目前我準(zhǔn)備報(bào)考中科大理論物理，該專業(yè)2011好像除去推免生全國(guó)只招3人,，比前些年錄取人數(shù)大幅縮減,。中科大理論物理好像是偏于量子計(jì)算和量子信息的，而研究弦論的李淼老師好像已到了中科院理論物理研究所,。楊振寧先生似乎說過下面類似的話,，青年應(yīng)該多關(guān)注物理學(xué)的新問題并在其解決的過程中同步發(fā)展，可能是比較容易出成果的,。我覺得量子力學(xué)的創(chuàng)立過程就印證了這句話,。但我目前只是個(gè)本科生，一些認(rèn)識(shí)一定很膚淺,，對(duì)于自己在這個(gè)時(shí)代從事物理的打算,，可能會(huì)有一些問題，也還是有點(diǎn)迷茫,。另外本科生寫論文由于知識(shí)受限,，非常容易“炒冷飯”，發(fā)生像我最近那些事,，不知道該如何將可能的“炒冷飯”做的好一點(diǎn),，畢竟那是自己平時(shí)苦苦思考的結(jié)果。

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