一．诗性和物理学

物理学研究，常常是一种具有诗意的智力活动。

物理概念如何产生?  在爱因斯坦看来，无非一些物理学家缘物起意，乘物以游心的结果。在物理的天空下，诗意的翱翔是物理学家必备的本领。于是，物理学理论常常就具有了诗性。

不能把建立在有限系统上的一些经验知识，推广到无限广阔的诗性蓝天去。那是一个自由的天空，那是研究和学习物理乐趣的一个重要来源。

二．诗性和理想气体

本学期讲授《热力学统计物理》，讲授《热力学》部分时时，碰到一个新命题。这个命题是：

“理想气体温标不能用到太低的温度区。”

我觉得这个表述，如果除掉“理想”两个字，大抵正确! 加上有这两个字，完全可能背离理想气体甚至整个物理学的本质。正是这“理想”二字，赋予了物理学最基本的“诗性”：它既不受无关实验结果的约束、也不受其他理论的桎梏。

(原图取自：http://www.animatedscience.co.uk/ks5_physics/general/Heat/Ideal%20Gases.htm)

为什么不能说“理想气体温标不能用到太低的温度区。”? 至少有三方面的理由。

第一，热力学的理想气体是一种实际上是不存在的、假设的气体。可能除了一些孤立点外，它在所有温度和压强下都成立。这里是有一个原理(Boyle定律)说：任何足够稀薄的气体，如果不能用理想气体来近似，一定是不够稀薄、或者实验错了! 理想气体是 “物理标准局”给出的一个标准。

第二，已知的实际气体温标，由于低温出现液化等原因，的确不能应用到温度太低的区间。但是，这不能归纳到理想气体中。否则，何“理想”之有? 何况，存在永久气体并不违背热力学的任何基本原理。

第三，统计物理认为：物质从低温到高温的历程中，往往会经历凝聚相--量子气相—经典气相的变化。由于只有满足波尔兹曼统计的经典气相会符合理想气体方程，就证明了“理想气体温标不能用到太低的温度区。”? 不对！

1，热力学和统计物理两个理论体系相互独立。没有任何一个原理说，统计物理一定要给出符合热力学的结果。例如，非热力学极限体系，或者具有长程力的粒子体系，统计力学能否给出平衡态热力学结果，很是可疑。

2，实验观测表明，元素周期表中的稳定物质，低温下一定液化，但这根本不是普遍规律。元素周期表外，说不定还有许多超重元素的“绿洲”，对这部分超重元素的物质，研究还未有穷期。

三．诗性和规范场论

杨振宁先生是规范场论的提出者，请注意杨先生自己对规范场的理解。

首先，杨先生从不鼓励人们寻找Yang-Mills粒子。1960年，Sakurai写信逼问: “你常对青年理论物理学家说，理论家至高无上的任务就是建议去做好的实验。然而，你在1954年提出的Yang-Mills理论时，并没有鼓励人们去做实验去寻找‘Yang-Mills粒子’。这是何故?”(杨振宁文集(上) p.104)。杨先生无言以对。

第二，对建立在Yang-Mills规范理论之上的弱电统一理论、QCD等，很多都获得了诺贝尔奖。杨先生一方面认为这些很重要，另外一方面在全盘接受方面表现得有些迟疑。对这些进展，他的评价是：“我依然相信，仍然缺少一些基本的观念。举例来说，引进一个场来使得对称破缺，或许就像费米的beta衰变理论，是一个很好的暂时理论，不过却不会是最后的终极理论。” (杨振宁传 p.177)。

第三，杨先生对规范理论研究进展最积极反映几乎都在数学方面。1，他高度评价它在几何上的整体性：纤维丛上的联络；2，他肯定Faddeev和Popov关于规范场量子化的研究；3，他自己发展了从Dirac不可积相位因子到规范场的联系。

当然，一个理论的首创者不一定是对这个理论理解最为深刻者。但是，以杨先生的功力，焉会胡说八道?

杨先生的意思是：我们对规范场理论理解，还没有诗性地展开。一味发展它的实际用途，可能并不是深刻理解规范场的正途。

四．物理学研究有时像艺术创造

物理学，是至实也是至虚的学问。理解了这虚实间的关系，才算理解了物理。物理学的最高明的境界是，在至虚求至实，在至实求至虚。