物理学研究的美学精神.pdf

第 2 1 卷第 11 期 大 　学 　物 　理 Vol . 2 1 No . 11 2002 年 11 月 COLL E GE 　PH YSICS Nov . 2002 物理学史 物理学研究的美学精神 杨庆余 (徐州师范大学 物理系 ,江苏 徐州 　22 1009) 　　摘要 :美是自然的属性 ,审美是人类的天性 ;物理学家在物理学研究中 ,用简单 、对称 、和谐美的原则对大 自然 规律进行审美描述 ,从而获得了许多重要的成果. 物理学家坚信 :美与真相伴 ,“由美求真”是认识 自然规律的方法 论原则之一 ; 由这一原则出发 ,形成了物理学研究的美学精神. 本文对此作了一些介绍. 关键词 :简单美 ;对称美 ;和谐美 ;美学精神 中图分类号 :O 4 - 09 　　　文献标识码 :A 　　　文章编号 :100007 12 (2002) 　　美是指客观事物本身所具有的、能唤起人的愉悦 是大致地符合简单的方程 ,也不愿为了精确符合而把 情感的各种本质和现象的属性. 科学审美实践证明 ,无 方程搞得很复杂 ,这种研究方法被称为物理学的“简单 论是自然界客观的事物 ,还是作为人类创造物的科学 性原理”. 理论 ,都具有美的属性. 早在古希腊时期 ,毕达哥拉斯 ( ) 哥白尼 N . Cop ernicus 在《天体运行论》中论述地 学派就把对 自然奥秘的探索与对 自然美的追求统一起 球围绕太阳旋转时的一个有力论据 ,就是 自然界的简 来 ,并深深地影响着后期 自然科学的发展. 17 世纪以 ( ) 单性. 他指出 ,托勒密 Ptolemy 的地心体系认为 :地球 后 , 由于近代 自然科学中兴起的经验主义思潮 , 曾一度 是宇宙的中心 ,宇宙万物围绕地球奔跑不息 ,而实际上 造成了科学与美学的分离. 20 世纪以来 ,特别是相对论 天比地大 ,其大无比. 为什么要让这么庞大的宇宙围绕 和量子力学的创立 ,使美学在物理学理论的构建 、创造 一个小小的地球奔跑呢 ? 为什么不去想像地球及行星 与表述中 ,强烈地影响着物理学成果的内容与形式 ,从 围绕大的太阳旋转呢 ? 哥白尼认为 :这么大的天体围 而使物理学与美学形成了一种不可分割的联系. 如果 绕地球旋转不符合 自然界的节约原理 , 自然界喜欢简 对物理学中的美作比较直接的描述概括 ,那就是简单 、 单 ,喜欢节约 ;他甚至设想 ,如果上帝创世时让庞大的 对称 、和谐与统一. 宇宙围绕小小的地球转 ,那就太愚蠢了;如果设想小小 的地球围绕太阳运动 , 问题反而简单得多. 1 　简单美 ( ) 本世纪初 ,卢瑟福 E. Rut herford 以放射线为研究 (αβγ 简单美是自然科学研究中最早提出的观念 , 自然 课题 ,发现放射线通过磁场时分为 3 股射线 、、射