#数学和物理究竟是什么关系#
杨振宁:物理与数学
海森伯所有的文章都有一共同特点:朦胧、不清楚、有渣滓,与狄拉克的文章的风格形成一个鲜明的对比。读了海森伯的文章,你会惊叹他的独创力(originality),然而会觉得问题还没有做完,没有做乾净,还要发展下去;而读了狄拉克的文章,你也会惊叹他的独创力,同时却觉得他似乎已把一切都发展到了尽头,没有甚么再可以做下去了。

前面提到狄拉克的文章给人“秋水文章不染尘”的感受。海森伯的文章则完全不同。二者对比清浊分明。我想不到有甚么诗句或成语可以描述海森伯的文章,既能道出他的天才的独创性,又能描述他的思路中不清楚、有渣滓、有时似乎茫然乱摸索的特点。
海森伯和狄拉克的风格为甚么如此不同?主要原因是他们所专注的物理学内涵不同。为了解释此点,请看图1所表示的物理学的三个部门和其中的关系:唯象理论(phenomenological theory)(2)是介乎实验(1)和理论架构(3)之间的研究。(1)和(2)合起来是实验物理,(2)和(3)合起来是理论物理,而理论物理的语言是数学。
物理学的发展通常自实验(1)开始,即自研究现象开始。关于这一发展过程,我们可以举很多大大小小的例子。先举牛顿力学的历史为例。布拉赫(T. Brahe , 1546 - 1601)是实验天文物理学家,活动领域是(1)。他做了关于行星轨道的精密观测。后来开普勒(J. Kepler , 1571 - 1630)仔细分析布拉赫的数据,发现了有名的开普勒三大定律。这是唯象理论(2)。最后牛顿创建了牛顿力学与万有引力理论,其基础就是开普勒的三大定律。这是理论架构(3)。

再举一个例子:通过十八世纪末、十九世纪初的许多电学和磁学的实验(1),安培(A. Amp锇e , 1775 - 1836)和法拉第(M. Faraday , 1791 - 1867)等人发展出了一些唯象理论(2)。最后由麦克斯韦归纳为有名的麦克斯韦方程(即电磁学方程),才步入理论架构(3)的范畴。

另一个例子:十九世纪后半叶许多实验工作(1)引导出普朗克(M. Planck , 1858 - 194 7)1900年的唯象理论(2)。然后经过爱因斯坦(A. Einstein, 1879 - 1955)的文章和上面提到过的玻尔的工作等,又有一些重要发展,但这些都还是唯象理论(2)。最后通过量子力学之产生,才步入理论架构(3)的范畴。

海森伯和狄拉克的工作集中在图1所显示的那一些领域呢?狄拉克最重要的贡献是前面所提到的狄拉克方程。海森伯最重要的贡献是海森伯方程,是量子力学的基础。

这两个方程都是理论架构(3)中之尖端贡献。二者都达到物理学的最高境界。可是写出这两个方程的途径却截然不同:海森伯的灵感来自他对实验结果(1 )与唯象理论(2)的认识,进而在摸索中达到了方程式(H)。狄拉克的灵感来自他对数学(4)的美的直觉欣赏,进而天才地写出他的方程(D)。他们二人喜好的,注意的方向不同,所以他们的工作的领域也不一样,如图2所示。(此图也标明玻尔、薛定谔和爱因斯坦的研究领域。爱因斯坦兴趣广泛,在许多领域中,自(2)至(3)至(4),都曾做出划时代的贡献。)
海森伯从实验(1)与唯象理论(2)出发:实验与唯象理论是五光十色、错综复杂的,所以他要摸索,要犹豫,要尝试了再尝试,因此他的文章也就给读者不清楚、有渣滓的感觉。狄拉克则从他对数学的灵感出发:数学的最高境界是结构美,是简洁的逻辑美,因此他的文章也就给读者“秋水文章不染尘”的感受。

让我补充一点关于数学和物理的关系。我曾经把二者的关系表示为两片在茎处重叠的叶片。重叠的地方同时是二者之根,二者之源。譬如微分方程、偏微分方程、希 尔伯特空间、黎曼几何和纤维丛等,今天都是二者共用的基本观念。这是惊人的事实,因为首先达到这些观念的物理学家与数学家曾遵循完全不同的路径,完全不同的传统。
必须注意的是在重叠的地方,共用的基本观念虽然如此惊人地相同,但是重叠的地方并不多,只占二者各自的极少部分。譬如实验(1)与唯象理论(2)都不在重叠区,而绝大部分的数学工作也在重叠区之外。另外值得注意的是即使在重叠区,虽然基本观念物理与数学共用,但是二者的价值观与传统截然不同,而二者发展的生命力也各自遵循不同的茎脉流通,如图3所示。
年青人面对选择前途方向时,要对自己的喜好与判断能力有正确的自我估价。

“但如果凡我所写,的确都是冷的呢?则它的生命原来就没有,更谈不到中国的病证究竟如何。然而,无情的冷嘲和有情的讽刺相去本不及一张纸,对于周围的感受和反应,又大概是所谓“如鱼饮水冷暖自知”的;我却觉得周围的空气太寒冽了,我自说我的话,所以反而称之曰《热风》。”

———鲁迅真好。常读常新。

喜歡提供安寧服務、特別小朋友和老人家、香港及亞洲人的確比較保守、看著最後時光可以心安離開另展開新一頁十分重要
生命就是如此、珍惜最後的時間、可以達到生死兩相安、更可以知道什麼叫做生命、生命對個人發展有究竟有什麼意義、有人每日努力「用時間」、甚至重症病人、但有人嫌時間太多、失去目標、盼望、未了解清楚生命的本質和任務、的確實在可惜


发布     👍 0 举报 写留言 🖊   
✋热门推荐
  • 《傍晚钟声》是列维坦创作于1892 年的风景油画,这是一幅暖色调的画,大片大片金色的夕阳撒在四周的草坪上,撒在平静无波的湖面上,撒在尖顶教堂上,为这些景物镀上了
  • 从艺数十载,姚璇秋始终牢记初心使命,推动潮剧剧种的内容创新和形式创新,激发戏曲艺术的内在生命力和创造力,以精湛的表演艺术和崇高的人格魅力,塑造了各具特色的古代、
  • [挤眼][并不简单][兔子]想醉就喝白的,醉也无关爱的 他平时真的会小酌一些白酒,就算是大喝,也只是微微醉一点,很有情调,也许是恶魔身体的原因,很难体会到别人酩
  • [憧憬][666]广告说得对✔不是看到美好才出发,而是因为出发了才有可能看到美好,我期待不一样的成长的我。」 东方卫视中心副总监、《爱乐之都》总制作人——施嘉宁
  • 3、若要可爱的眼睛,要看到别人的好处;若要优美的嘴唇,要讲亲切的话;若要优雅的姿态,走路时要记住行人不只你一个。假如生活欺骗了你,不要悲伤,不要心急.忧郁的日子
  • 对,没错,有家里人疼爱还真的没有正儿八经的很努力的工作过[允悲][允悲][允悲]后来才找到属于自己的那份事业开始努力拼搏奋斗,也有认真的记录自己生活美好的时刻,
  • 到了现代,因为地方窄小、潮湿,车辆不能进入,大部分居民都搬走了,据最后一次法国人口普查,这里只有29个包括修道士在内的常驻居民。现在的#圣米歇尔山# ,山下主要
  • 简介:林墨白生平最不幸的事,大概就是一不小心偷窥了宋清潇这个大魔王,还得知了他最见不得光的秘密。简介:林墨白生平最不幸的事,大概就是一不小心偷窥了宋清潇这个大魔
  • [跪了][跪了][跪了]失眠到天明,窗外的风是无忌惮的拍打着窗户,我突然想明白了一些事情,都人到中年了,为啥还要憋着自己为了某些事情来改变自己,苦了自己呢!一段
  • 财马四柱奔;既是四柱都见财星,财多则妻多,所以是重婚之兆。歌曰:天干透出兄弟多,财绝官衰旺太过;日令又逢身旺地,青春年少哭嫦娥。
  • 因此,象鼻山是桂林的城徽山,是桂林旅游标志山,象鼻和象腿之间是面积约一百五十平米的圆洞,江水穿洞而过,如明月浮水。龙脊梯田龙脊梯田,龙胜所处的南岭山地距今600
  • 熟睡中的龙也会卷起尾巴,配合蛟的搜刮动作,此刻无声胜有声你俩好甜呐,好甜呐,好甜呐…(x身份证号码)“此刻我身上并无他物,等来日恢复记忆,只要是我有的,你自去取
  • 欢迎来群里一起玩耍呀~财新传媒成员,香⛵ .港中文大学双硕士,澳⛲ 洲、美. 国注册会计师、高人气经济学专业答主谢宗博,结合自身10余年宏观财经研究背景和40年
  • 「归因谬误」如果一件事情,你关注结果更甚于过程,如果你发现,你在做的过程中,压根就感觉不到乐趣,你只想尽快把它结束,看看能否获得期望的结果—— 那么,这只能说明
  • 超长的记忆距离,精准的智能控制,以及诸多关于安全的细节都让我感受到小鹏汽车是一家脚踏实地又面向未来的企业。人每生一次气,整个脏腑功能都颠倒紊乱,年轻时体壮,修复
  • 30、最幸运的恋人:愿有岁月可回首,且以深情共白头#温暖心情的话##吴军宽情感心语#朱敦儒《鹧鸪天·西都作》我是清都山水郎,天教分付与疏狂。10、最好的处世观念
  • #罗渽民唯一官方门面# 新闻通稿/官方物料/队友认证 ℂℕℝ划钓罗渽民作词家大赞的 ℙ制造机正规二预告释出即登上14国趋势及世趋连续五次队内中输第一 2022
  • 没有点大动作怎么敢惊动你[坏笑]巧师傅新推出爆款毛巾卷 抹茶蜜豆完美搭配~温暖慵懒中配上这一抹新绿,足以抵抗今天的寒冷与阴霾草莓玫瑰和百香果搭配[害羞]再一次呈
  • #李帝努##李帝努唯一官方门面# Everywhere I go bring the Jᴇ̆̈ɴ̆̈ᴏ̆̈puppy速报‼️嘻哈小努蓝发侧剃⚔️帅气回归中官方多
  • 儿子和家人都说我单纯善良或者傻,她们却觉得我是稳重踏实大智若愚[允悲],反正她们会拿着放大镜看我的优点,对我的缺点却熟视无睹。大智这警察好像是专门为了衬托罗队而