物理學(xué)的發(fā)展與物理美的變遷

物理學(xué)的發(fā)展與物理之美的變遷“Pulchritudosplendorveritatis（美是真”理的光芒）這句拉丁格言大概是全部物理學(xué)家們都樂于贊成的，固然無論在物理學(xué)界——甚至是科學(xué)界——的內(nèi)部仍是外面，都有反對將所謂的科學(xué)美歸入到美學(xué)領(lǐng)域之內(nèi)的聲音，但楊振寧先生的話是最好的回應(yīng)：“在這些領(lǐng)域內(nèi)我主張美的最后標(biāo)準(zhǔn)是人可否與它有關(guān)。”正是人類無處不在的感情將全部與人有關(guān)的事物賜予了美的可能。而正是這類審美的感情，在我們所沒法像理解物理定律那樣完好理解物理學(xué)家們的內(nèi)心深處，無聲地推進著他們的物理理論前進?！拔覀兛吹揭龑?dǎo)科學(xué)家的動機從一開始就是美學(xué)激動的展現(xiàn)?！崩碚撐锢砼c實驗物理對物理美之爭復(fù)仇女神從前留下帶有“給最美的人”的字的蘋果，挑起了特洛伊戰(zhàn)爭，而現(xiàn)在這個蘋果落在了實驗物理與理論物理之間。從法拉第和麥克斯韋那處開始，象與相的美一直沒法爭出一個高低。在實驗物理這邊，真，這個平和一起長久作為美的伴侶的性質(zhì)，使得實驗物理因為其在現(xiàn)實世界的可復(fù)制性而成為美的。弗朗西斯-培根站在近代哲學(xué)經(jīng)驗論的初步上，提出了科學(xué)實驗對于人類經(jīng)驗的重要性，而經(jīng)驗對于審美活動而言是至關(guān)重要的。無論是牛頓用棱鏡分解的太陽光仍是托馬斯-揚應(yīng)用了雙縫演示的光的干涉實驗，即便是沒有物理學(xué)知識的人也不得不贊美它們。實驗物理是揭穿物理學(xué)美的最直接也最直觀的路子。而在理論物理這一方，畢達哥拉斯和柏拉圖是他們自古以來的支持者。理論物理的支柱是數(shù)學(xué)。麥克斯韋用數(shù)學(xué)將法拉第的電磁理論推向了一個新的世界，狄拉克則直接在1963年的ScientificAmerican上寫道：“使一個方程擁有美感比使它去吻合實驗更重要”，這樣看來，狄拉克直接將實驗和美對峙起來了。數(shù)學(xué)所帶給我們的柏拉圖所說的“理念”世界是最擁有圓滿性的世界，現(xiàn)實的瑕疵在理念世界里被完好地消除了，仿佛古希臘的雕塑——雕塑家們經(jīng)過解剖研究人體結(jié)構(gòu)，再將最圓滿的比率（完美到?jīng)]法在現(xiàn)實世界中找到這樣的模特）賜予他們的作品。于是實驗物理與現(xiàn)實世界自然地成為了流于表面的“表象”，甚至是柏拉圖的“幻象”。隨著近代物理學(xué)與自己不停發(fā)展著的數(shù)學(xué)結(jié)合得日趨親密，愈來愈多的物理學(xué)家趨勢于以為物理學(xué)的美在于其數(shù)學(xué)構(gòu)架。他們以為，當(dāng)物理學(xué)的定律被公式化今后，物理世界的基本結(jié)構(gòu)變成了簡單、精準(zhǔn)的數(shù)學(xué)語言，而美則恰巧就在這類簡單性與一致性之中?，F(xiàn)代美學(xué)與現(xiàn)代物理學(xué)的趨勢只管物理學(xué)家們憂如要在傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)上給他們的美麗的工作一個確立的審美標(biāo)準(zhǔn)，但是隨著他們的工作持續(xù)向前推進，上帝憂如真的擲起了骰子。楊振寧先生從前將理論物理的美直接歸納為五點，即友善、優(yōu)雅、一致、簡單以及整齊。這樣的歸納還停留在古希臘人的美學(xué)思想上。自從Manet作為印象派的前鋒，帶領(lǐng)著Monet、Renoir等巨匠推翻了古典主義此后，藝術(shù)美的標(biāo)準(zhǔn)也就碰到了挑戰(zhàn)：古典的安靜被工業(yè)社會趕忙而游移的目光所打破，印象派聲稱他們畫的不是事物原來的樣子而是它們看起來的樣子，精準(zhǔn)細膩的筆法被迅速的涂抹取代，但印象派卻獲取了空前未有的真實感。在現(xiàn)代主義繪畫運動進入到熱潮、不停改變著人們審美興趣的時候，物理學(xué)界的審美標(biāo)準(zhǔn)也接著被打破——相對論打碎了經(jīng)典物理學(xué)中被凝固的時空，量子力學(xué)的出生宣布了精準(zhǔn)的、決定論的、歸于簡單的經(jīng)典物理學(xué)思想的終結(jié)，系統(tǒng)科學(xué)將科學(xué)思想引向復(fù)雜性理論和混沌學(xué)。世界憂如更像一幅現(xiàn)代大師潑墨完成的畫作——晦澀而令人頭暈眼花?，F(xiàn)在現(xiàn)代藝術(shù)未然完成了美的標(biāo)準(zhǔn)的演變。Renoir的LeBalauMoulindelaGalette（《煎餅?zāi)シ坏奈钑罚┍恍稳轂椤翱雌饋硐裎赐瓿赏瑯印?，而這個特色恰巧表現(xiàn)了現(xiàn)代西方美學(xué)的轉(zhuǎn)向——主客一致，印象主義的繪畫需要賞析者來完成，只有有人在場，審美對象才真實地存在：“這就是體驗一致體，這類一致體自己就是意義一致體”。有意思的是，只管我不贊成楊振寧先生的物理學(xué)美的五個特色，但我們又回到了開篇時楊先生對美的標(biāo)準(zhǔn)的界定，即“美的最后標(biāo)準(zhǔn)是人可否與它有關(guān)”。但針對現(xiàn)代物理學(xué)的審雅見解卻并無這樣迅速地完成藝術(shù)界所完成的轉(zhuǎn)變，相反地，友善與簡單的缺失卻造成了科學(xué)美危如累卵的狀況。固然楊振寧先生對科學(xué)美的五個詳盡定義有一定的寬泛性（大部分能夠接受科學(xué)美作為一種美學(xué)意義上的“美”的人們能夠接受的也是這樣的一種定義），但是因為現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展，系統(tǒng)科學(xué)、混沌學(xué)、復(fù)雜性思想的產(chǎn)生，以及傳統(tǒng)的微積分被能夠更精準(zhǔn)地描述不確立性的概率論所代替，精準(zhǔn)和一致之美正在走開自然科學(xué)領(lǐng)域，自然也包含物理學(xué)?！皬?fù)雜性其實不可是包含向我們的計算能力挑戰(zhàn)的組成單元的數(shù)目和互相作用的數(shù)目，它還包含著不確立性、非決定性、隨機現(xiàn)象?！敝匦露x物理學(xué)之美成為了拯救其的唯一方法。中國傳統(tǒng)美學(xué)見解與現(xiàn)代科學(xué)的物理美中國古代詩人柳宗元曾有言道：“夫美不自美，因人而彰?！痹谥袊鴤鹘y(tǒng)繪畫中，一直對于西方繪畫所搜尋的與客觀世界的相像——甚至一致——不甚追求，而是追求一種介于像與不像之間的風(fēng)采，給人留以品嘗的空間，即意象。中國傳統(tǒng)的情形交融、不分主客的審美方式長久以來并無碰到太多改革，這一點與不斷改革的西方審美理論有很大差別。相應(yīng)地，中國古代的科學(xué)技術(shù)發(fā)展也更多地關(guān)注合用性而非理論。這樣提及來憂如有些矛盾，既然中國人這樣追求物外的意象，又為什么在科學(xué)技術(shù)方面只著眼于物呢？這還要從老子的自然觀提及?！叭朔ǖ?，地法天，天法道，道法自然”為中國人的自然觀確立了人與自然共生的理念，戰(zhàn)勝自然與征服自然素來不是中國人發(fā)展的主題，作為一個重農(nóng)的古國，適應(yīng)節(jié)氣才是生計之道。所以，中國古代科學(xué)技術(shù)——甚至有些學(xué)者以為古代中國只有技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展，可是為認識決眼前的、臨時性的生產(chǎn)問題，因為這類見解的主導(dǎo)，技術(shù)甚至不需要發(fā)展成一個連結(jié)而完好的系統(tǒng)。但正是這類“萬物并作，吾以觀復(fù)”、人融于自然（在藝術(shù)中則是繪畫或詩歌等作品）進行審美的見解能夠給西方現(xiàn)代科學(xué)的物理學(xué)之美指一條出路。只管混沌學(xué)帶著不確立性與復(fù)雜性闖入了現(xiàn)代物理學(xué)，只管傳統(tǒng)的序次憂如被打破了，但是我們應(yīng)該反思，傳統(tǒng)的物理學(xué)之美的見解給世界強加了太多人類自己的思想定式——從友善、歸一的簡單性思想到形而上學(xué)的機械決定論，我們用我們的理性給自然套上了桎梏，現(xiàn)在自然在我們眼前展現(xiàn)它原來的樣子越多，我們就越碰到這類思想模式的困擾。這樣的思想模式甚至造成了愛因斯坦在此后半生中與哥本哈根學(xué)派的不停的論戰(zhàn)，因為他沒法接受哥本哈根學(xué)派對量子力學(xué)非決定論的講解。只有當(dāng)我們跳出這類畫地為牢的思想定式，將“觀復(fù)”的目光投向整個物理學(xué)界、甚至是自然界，放下我們僵直的、帶有“求簡單圖省事”意味的功利性思想，去探究物理學(xué)最根本的基礎(chǔ)——自然現(xiàn)象，去采取每一種被自然界創(chuàng)立出來的奇觀，我們才可能在最大程度上湊近物理學(xué)美定義的答案。物理學(xué)之美也不能夠簡單地歸納于數(shù)學(xué)美，我們應(yīng)該