曹则贤：世界上80％的物理学家根本不懂物理

什么是物理学？这可能是每一个学物理的人都思考过的问题，物理学是一门能将你的境界提高到他人不能理解之层次的科学。看似深奥的背后，其蕴含的思想更是博大精深。

“其实这个世界上80％的物理学家根本不懂物理。” 近日，在北京电影学院和中国科学院大学共同举办的以“开物与顿悟”为主题的艺术与科学论坛上，中国科学院物理研究所研究员曹则贤给大家泼了一盆“冷水”。走进物理，见识一些真正的物理学家，或许能让我们把求索的目光略抬高一点、放远一点。

探索宇宙的“贪吃蛇”

物理学究竟是个什么样的事业？唐代诗人杜甫早就给出了答案。有诗云：“物理固自然”——物理就是关于大自然的事情。无独有偶，在西方，物理“physics”这个英语单词源于希腊语φυσικ?ς，也是“自然”的意思。

“物理学是一种自然科学，注重于研究物质、能量、空间、时间，尤其是它们各自的性质与彼此之间的相互关系。物理学是关于大自然规律的知识。更广义地说，物理学探索分析大自然所发生的现象，以了解其规则。”曹则贤说。

他介绍，作为一门自然科学，物理学的学科性质是用思想去理解世界、认识世界、创造生活。但是比起其他学科，这位仁兄的“胃口”似乎不小，研究对象包括宇宙里所有的存在。

不仅研究对象广泛，如果从空间尺度上看，人们也不难注意到物理学的“野心”。它的研究范围大到整个宇宙，小到世界上最小的存在——中子和质子里面的夸克结构，甚至更小。到目前为止，物理学家触手碰及的尺度，小到近年来的“引力波探测”，约10^-21米的分辨率，大到目前人们号称能够观测的65亿光年。

从时间尺度上看，物理学既研究从宇宙诞生到现在共约137亿年的历史，也研究发生在很短时间内的时间，如今科学家已把时间的最小尺度延伸至10^-15秒。

“我们研究最微观的世界，可能需要的是最宏观的关于整个宇宙的知识。所以西方物理学界给物理学一个形象——贪吃蛇。”曹则贤介绍，贪吃蛇的蛇头，就是宇宙层面上的物理问题。蛇尾，是基本粒子层面的物理。最宏观的头，衔着它最微观的尾巴。

物理对于物理学家来说实在是太难了

物理学的一个重要功能是描述，而描述则需要语言，数学就是物理学最基本的语言。

曹则贤表示，物理学的众多测算都离不开数学公式，它不仅是物理学的表达语言，很多时候也是物理学发展的结果。“据我发现，真正的数学家都很有能力，可以很轻松地介入物理学研究。例如希尔伯特和贝尔，随手玩玩就可以对量子力学和相对论的鉴定做出最深入的贡献。”

但是曹则贤认为，反之要求物理学家如数学家一样学习数学，却不是一件容易的事。“据说希尔伯特曾说过一句有名的话：‘物理对于物理学家来说实在是太难了！’因为他知道，物理需要用到很多数学，而那些是物理学家难以掌握的。”

“不过真正美的数学一定反映了我们真实的物理世界。数学之美，也许还得用物理学的眼光才能看出来。”他说。

穿透迷雾的思想者

那么，如何成为一名物理学家呢？曹则贤认为，真正的物理学家离不开“思想”二字。

一是真正的物理学家一定要养成思考的习惯。

“薛定谔曾写了本书叫《生命是什么》，思考生命与无生命体的区别。他认为根本的区别在于生命里有存储传递信息的东西，后来人们证实了生命的确有DNA。他又进一步分析，如果存在传递生命信息的东西，应该是个准周期结构。果不其然，后人在铝锰合金里发现了准晶结构。这才是物理学家的思考方式，他们可以对其他学科、对世界产生影响。”

二是真正的物理学家不仅能解决问题，还要能够发现问题甚至制造问题。

“1988年诺贝尔物理学奖得主Leon Lederman就是其中的代表。他就曾质疑提出：‘如果宇宙是答案，那么问题是什么？’。这样深刻的问题，如果没有对宇宙的深刻思索，是无论如何提不出来的。”曹则贤说。

然而，能够达到如此境界的物理学家还是少数。曹则贤评价，他个人认为“物理学是一条思想的河流”，而真正的物理学家必定也是一位深邃的思想者。

“真正的物理学家，其思想能够穿透存在的迷雾，猜得透自然的奥秘。他们的成就共同构筑起人类知识之最厚重、最珍贵的部分、刻在其创造者的墓碑上，也刻在仰慕者的心头。”曹则贤表示，其深奥程度也许正如某位德国马普所物理学家所说：“其实这个世界上80％的物理学家根本不懂物理。”

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