学物理能干什么.pdf

22 卷第 6 期 (总 132 期) · 67 · 也谈学物理能干什么 杜钧福 学物理能干什么是个老问题。问 题原来出在计划经济时期。当时学生 毕业都是由学校按照计划分配。学物 理的应该分配到什么单位？中国科 学院的各个物理研究所当然很适合， 但是这些机构能容纳多少毕业生？ 不算这个，除去从事教学以外似乎就 没什么合适的地方了。而每一个综合 性大学都有一个或不止一个物理系， 还不计师范院校。于是，出现了物理 系学生分不出去的现象。 可能与这一“危机”有关，吾师曹昌祺教授立 志破除社会上，特别是人事部门“学物理的没用” 的偏见，在 20 世纪 80 年代做了一个软课题，题目 就是学了物理能干什么。他组织了一些座谈会，做 了一些社会调查和统计，也写了一些文章，送给有 关部门参考。其结论，当然是学了物理，干什么都 行。但是他的先行工作在当时没起什么作用，至今 也很少有人知道。当时还没有互联网，其他信息传 播手段也不怎么灵。 我很同意曹先生的观点。我当时正在给一本书 写序。这是一本物理学的科普读物。序言里要简单 通俗地介绍一下物理学是什么。我就翻了一下各种 物理学的书，并请教了我的老师李荫远先生。这时 我才发现，我学了半辈子的物理学没有一个公认的 定义。但是，大致说来，可以说物理学是研究世界 上最基本的物质运动和变化规律的科学。这句话很 抽象，似乎说明不了什么，需要一些解释。 这句话并没有给物理学限定领域。它似乎无所 不在。我们看看它和其他学科的关系。 力学和天文学算不算物理学？现在不算。但是 在物理学的幼年时期，力学和天文学也是物理学的 一部分。它们的基本定律和构架都是由牛顿、开普 勒、伽利略这些著名物理学家完成的。它们一旦成 熟，就脱离了物理学。但是它们一旦遇到麻烦，就 回来找物理学。 天体物理学属于物理学范围，姑且不谈。广义 相对论带来的水星近日点问题也不谈。就天体力学 和球面天文学而言，应该是比较成 熟的领域了。但是太阳系的稳定性 问题、行星轨道的非线性相互作用 （如混沌），就需用物理学方法来 解决。 力学的基本规律也早就确立， 剩下的似乎只是如何运用它们，以 及如何有效地对具体问题进行计 算。当然事实不完全如此。在新的 力学研究领域里，总能看到物理学 的身影。例如目前在中国科学院力 学研究所里有一个非线性力学研究中心。他们所做 的一件事，就是将物理学的统计方法用于分析断裂 力学中的问题。 交通问题显然也不属于物理学。但是我们往往 在物理学期刊，甚至《物理评论快报》这样顶尖的 期刊中，间或看到关于交通问题的研究文章。 我还在《物理评论快报》上看到过一篇有趣的 文章，讲的是一张纸，普通的纸，如何在空气里飘 落到地上。 从前在评书里，经常有一句形容诸葛亮这样的 人的一句话：“上知天文，下知地理，三教九流，无 所不晓”，拿来形容物理学，庶几近之。 上面说的是物理学本身。下面说说物理学的载 体，研究机构。我们中国科学院有一个物理研究所。 这个所在过去几十年里不断分裂，分出不少新的研 究所。我把这些分裂事件列表如下。 年份 名称 领域 附注 1960 金属研究所 金属物理 与其他所合建 1960 半导体研究所 半导体物理 1964 长春物理研究所 固体发光 与其他所合建 1965 昆明物理研究所 红外物理 1965 156 工程处 信息科学 1969 207 所 国防领域 与其他所合建 1978 等离子体物理研 究所 等离子体物理 参与筹建 1978 理论物理研究所 理论物理 与其他所合建 1990 理化研究所 低温技术 与其他所合建 2000 纳米中心 介观物理 与其他所合建 · 68 · 现代物理知识 此外，物理所还有一个研究组（蛋白质结构分 析）并入生物物理所。 所以，在过去几十年里，物理所平均隔几年就 分裂出，或与其他所合建一个新的研究单位。而这 些单位，从它们的名称就可以看出，都属于对我国 科学、经济、国防领域具有举足轻重意义的单位。 事实上，在过去若干年，它们都在各个方面做出了 不可磨灭的贡献。这种现象有力地证明了物理学在 各个重要领域的强的辐射作用。 这种现象有人称为“下蛋”。有些“蛋”后来又 繁殖了第三代。如位于沈阳的金属研究所又在合肥 生出一个固体物理研究所。但是早就有人忧虑：下 蛋下多了，母鸡会不会死？事实证明这种忧虑是多 余的，母鸡仍有旺盛的生命力。物理学有很强的自 我繁殖和自我更新的能力。在后来的年月里，一些 有强劲发展势头的新研究领域或分支不断出现并发 展壮大，如高温超导、纳米材料、表面物理、软物 质等。 有的人说，在 21 世纪，物理学已不再是自然科 学的基础。它将让位给生物学。我不敢说他说的不 对，但我至今未看出这样的趋势。 上面说的是