这本来是我在学校文化沙龙上的演讲内容, 但我还是想写在这里让更多的人读一读, 也坚定一下自己走在这条不归路上的信心.

信仰,物理,以及物理人的信仰

信仰

不同的人对信仰有不同的理解,我在百度百科里看到了下面两种,我认为总结得挺好。一种是我们下意识中理解的信仰:指对某种主张、主义、宗教或对某人、某物的信奉和尊敬,并把它奉为自己的行为准则;另一种是哲学家沃尔特·考夫曼(Walter Kaufmann)定义的信仰:“一种强烈的信念,通常表现为对缺乏足够证据的、不能说服每一个理性人的事物的固执信任。”也就是说:信仰,是一种没有理由,就让人坚信的东西。

物理

与之相反,科学依赖于证据,科学方法的基础有二,一曰逻辑,一曰实证——从证据来,寻证据去。马克思告诉我们,辨明真伪是非的利器,非科学的世界观与方法论莫属。而科学的世界观和方法论的死敌,便是所谓的信仰——不讲逻辑、不顾证据的盲信盲从。

物理是一门科学,既然是科学,就要有逻辑,有事实,有推理,这样才能算证实。所以物理是与信仰有仇的,但"物理人"却应该有信仰!

那何谓物理人呢?其实这个词可大可小,从大的来说,某一天,我们没事了,坐在房顶看星星,想了一下那些星星上面有什么?那么就在那个时刻,你就成了物理人。

那既然说物理与信仰有仇了,物理人为什么还要有信仰呢?物理人的信仰又是什么呢?下面我先说说物理人的信仰是什么,大家也许就知道为什么物理人要有信仰,且必须要有坚定的信念。

物理人的信仰

在理认物理这个领域要想有所建树,需要一种宗教般的执着。——《三体》

我把物理人的信仰分为两点∶一是可知论,一是统一论。

首先说可知论,大家考研学马哲时,肯定学过。可知论,指的是世界是可以为人所认识的,世界上只有尚未被认识的事物,不存在不能认识的事物。即便是你相信神创立了这个世界,那他老人家创立的过程,以及手段也是能被我们认知的。

爱因斯坦说:The most incomprehensible thing about the world is that it is comprehensible 。(“宇宙中最不可理解之事,乃宇宙是可以理解的”)。

第二个就是世界是统一的,也就是物理追求的大统一理论!统一论是一种世界观。该观点认为自然界、人类社会、以及自然界与人类社会之间都是统一的,宇宙间的任何事物,都是在宇宙大同一的条件下运行的。自然界的规律,应该遵从古希腊数学家、哲学家,毕达哥拉斯(Pythagoras,约公元前580年~约前500(490)年)提出的“简单,对称,和谐”原则,应该可以将自然界中的四种基本相互作用统一到一个理论中去。

这两个信念,是根植在每一个物理人内心的。没有人证明了它们的正确性,也没有人去给出合理的理由让我们相信。但是它就那么的坚定,每天萦绕在我们的脑海,以至于我们都不知道它们是什么时候进入我们的脑中的。

现在知道我为什么说物理人应该有信仰了吧。其实更广泛的来说,每一个人都应有信仰,因为信仰能够给于我们追求,给我们梦想。而正如《中国合伙人》中说的:A dream is something that you feel happy to hold on!(“梦想”就是一种让你感到坚持就是幸福的东西!)

物理人在干什么?

有了追求,有了梦想,物理人便在自己选定的道路上不懈前进! 那物理人都做了些什么呢?现在又在做什么呢?

我喜欢把物理这门科学比喻成一棵大树。每一个物理人都是这棵树上的一个组成部分,也许你能成为树干,也许你能成为一片树叶,再不继,那也是一个细胞。在这个群体中,人各有志。在地表以上,有的人在为物理开枝散叶,有的人在用树根的养份,向人类社会散发一种叫科技的空气,这部分就是演绎的过程。在地表以下,(我就是处在地表以下的),我们的任务就是不断的深扎根,向上层输送营养,这部分就是归纳的过程。

在地表上,有太多的分支,我就挑其中最为令人关注的一个,信息传输媒介问题,向大家介绍一下。相信大家都知道人们通迅方式的变化图。以前人们通过竹签书写,质量很大;然后变成纸,轻了,但是依旧很重;再后来是电流,更轻了,但依旧有质量;物理学家不满足,于是就有了电报,也就是媒介成了电磁波,这下好了,电磁波的传播子是光子,静质量为零。于是,电磁通讯是人类已知的最优秀的通讯手段。但这并不意味着物理在这方面没有用了,能量的轻盈化,必然导致干扰加重,就像1t重的东西,人站上去跟不站上去,没什么区别,而1KG的东西,人这个因素就太大了。除此之外,下一代的量子通讯,也正在进一步的研发中。

在地表以下,理论层次上,与普通的树根不太一样,我们追求的是大统一,所以根系反倒是越往下,越简洁。

我们对自然世界的认识,有意识或是无意识的从物理上分为物质与能量现象。

能量现象,也就是我们从初中开始学习的声,热,力,电,磁,光。后来我们用牛顿三定律,以及麦克斯韦电磁理论,统一了我们当时认识到的所有自然现象。再后来,我们认识到这些都是能量。能量相互作用,产生了我们所认识的各种现象。

但是物质与能量依旧是分离的,原子再细分,我们认为它还是物质。它只有动了,或者处在一个势场中,才有能量。这种想法是我们这种普通人的想法,但是对20世纪最聪明的头脑来说,也许就不是了。没错,就是爱因斯坦,就是$ E=mc^2 $。在相对论中,c是一个常数,等式两边在物理上有着同样的意义。于是我们可以把写成$ E^2 = m^2 $,这就是质能关系式出名的原因,因为它统一了物质与能量。后来的核反应,为我们提供了大量的原子能,遗憾的是,可控核反应还不成熟,不然也就不会有能源危机了。

能量的四种基本相互作用,引力相互作用,电磁相互作用,强相互作用,弱相互作用。对于电磁相互作用,我们找到了目前为止最精确的物理理论之一QED,而后又将电磁与弱相互作用合并到了$SU(2)_L\times U(1)_Y$的电弱统一理论之中。对于强相互作用,虽然QCD理论目前的结果仍有些差强人意,但也已经非常成功,以上三种相互作用的理论我们现在统称粒子物理标准模型。唯一一个特例是引力,虽然爱因斯坦的相对论在此处取了巨大的成功,但是与以上三种相互作用的理论却格格不入。于是还不行,还不能满足我们的胃口,世界应该是统一的,应该可以用一套完整的理论来描述自然世界,这后面的路还很长。

信仰的结局

说了这么多物理,大家可能听不懂,都累了。下面我就回到信仰上来。有了信仰,固然是件好事,但是当信仰崩塌时,就不一定了,那是一种精神的崩溃。

当我们的追求完全实现不了了,或是我们的追求实现了,怎么办,这时候信仰已经给不了我们什么了,这才是最令人恐惧的事情。

在经典理论时代,物理人的成就是相当自豪的。当我们知道了事物在某一个时刻的状态,理论上我们可以计算得出它前后所有时刻的状态。也就是说,我们的可知论和统一论已经实现了!

19世纪的最后一天,欧洲著名的科学家欢聚一堂,物理人开尔文男爵口出豪言:物理大厦已经落成,所剩只是一些修饰工作。只是它的美丽而晴朗的天空被两朵乌云笼罩了。 那时的物理人除了自豪之外,还有绝望。以至于1874年普朗克转入物理系时,当时的大学教授说,物理这个学科的一切都已经被研究完了,后面来的人连个酱油都没得打了。如果再没有理论上的新进展,我相信,物理人的绝望带来的后果将不堪设想。

还好,这样的日子没有延续太长的时间,当时的两朵乌云,一朵产生了相对论,而另一朵产生了量子理论。

人生要树立崇高的信仰,应该有更高的追求,别动不动有点小挫折了,就感觉不会再爱了:动不动有点小矛盾了,就你死我活的。人只要有更高的追求,有坚定的崇高信仰,人生才能更有意义,更有价值,才能活出精彩。