对真理的追求要比对真理的占有更为可贵！The search for truth is more precious than its possession.

   在真理和认识方面，任何以权威者自居的人，必将在上帝的戏笑中垮台。Whoever undertakes to set himself up as judge in the field of Truth and Knowledge is shipwrecked by the laughter of the gods.

——The New Quotable Einstein 爱因斯坦 - Essay to Leo Baeck (1953)

[笔记，随感] 物理理论与物理实验

丁肇中： Samuel Chao Chung Ting, 1936-01-27 ~ ，88+

费曼： Richard Phillips Feynman, 1918-05-11 ~ 1988-02-15, 69

诺贝尔物理学奖： Nobel Prize in Physics

   作为爱因斯坦的粉丝，习惯于从哲学出发。以期回到源头和底层。

一、抄袭自哲学家，请您自行核对权威出处

   由实践到认识和由认识到实践，构成了一个相对完整的认识过程。但是，在现实中，经历这样一个过程后，人们对事物的认识并不算完成了。人们要获得关于事物的正确认识，往往需要经历由实践到认识和由认识到实践的反复循环。

   实践、认识、再实践、再认识，这种形式，循环往复以至无穷，而实践和认识之每一循环的内容，都比较地进到了高一级的程度。

   “实践、认识、再实践、再认识……”作为由实践到认识和由认识到实践这两次飞跃的辩证综合，是对认识辩证运动全过程的科学概括。

   就人类认识运动的秩序说来，总是由认识个别的和特殊的事物，逐步地扩大到认识一般的事物。

   人们总是首先认识了许多不同事物的特殊的本质，然后才有可能更进一步地进行概括工作，认识诸种事物的共同的本质。当着人们已经认识了这种共同的本质以后，就以这种共同的认识为指导，继续地向着尚未研究过的或者尚未深入地研究过的各种具体的事物进行研究，找出其特殊的本质，这样才可以补充、丰富和发展这种共同的本质的认识，而使这种共同的本质的认识不致变成枯槁的和僵死的东西。

   这是两个认识的过程：一个是由特殊到一般，一个是由一般到特殊。人类的认识总是这样循环往复地进行的，而每一次的循环（只要是严格地按照科学的方法）都可能使人类的认识提高一步，使人类的认识不断地深化。

   在这里，由特殊到一般也就是在实践的基础上由感性认识到理性认识，即由实践到认识；由一般到特殊则是由理性认识到实践，即由认识到实践。因此，由特殊到一般、又由一般到特殊的反复循环，也就是由实践到认识、又由认识到实践的反复循环。

图1  爱因斯坦，1912年，33 岁

https://www.phaidon.com/resource/relativity2.jpg

https://www.phaidon.com/agenda/art/articles/2016/december/19/christies-strangest-sales-where-relativity-began/

二、对电磁学一点启示

   对于物理学，特别是电磁学，所依据的实体实验，都是100多年之前。那个时候的实验精度、稳定性，怕是无法和当代相比。

   “实践、认识、再实践、再认识……”，循环往复以至无穷……。

   一种应用，就是

    实验、理论、再实验、再理论……，循环往复以至无穷……，而每一次的循环（只要是严格地按照科学的方法）都可能使人类的认识提高一步，使人类的认识不断地深化。

   所以，在当代科技条件下重复历史上的各种经典实验，是人类科技未来发展的“放心工程”。不仅仅限于经典电磁实验的再检验。

三、《中国大百科全书》的相关词条摘录

3.1  2022-06-04，库仑定律/Coulomb's law/陈熙谋

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=31176&Type=bkzyb&SubID=61925

   人们关心电力平方反比定律的精度是由于如果δ≠0，则高斯定理不成立，静电场的性质就会有所不同。其次，电磁场理论的麦克斯韦方程组是在一些电磁学实验定律的基础上建立起来的，这些实验定律的精度和适用范围都难以言明，而在一定条件下，由库仑定律和洛伦兹变换可导出麦克斯韦方程组，这不仅表明电磁现象的内在联系和统一性，而且也在一定程度上确定了麦克斯韦方程组的精度和适用范围。再次， δ是否严格为零还与光子的静止质量是否严格为零密切相关，如果光子静止质量不为零，哪怕非常小，将导致电荷不守恒，出现真空色散，破坏光速不变等一系列原则性问题。因此，电力平方反比律的精确验证实验还将长盛不衰地做下去。

3.2  2022-12-23，坡印廷矢量/Poynting vector/陈熙谋、陈晓林

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=141060&Type=bkzyb&SubID=61956

   按照这种观点，即使在直流电路情形下，电源中的能量也不是通过电路中的电流传输到负载电阻去的，而是以电路周围电磁场能流的形式传输到负载电阻去的。

3.3  2023-08-01，光子/photon/裴寿镛，吴令安

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=215506&Type=bkzyb&SubID=146659

   电磁场的量子，是自旋为h、静止质量为零的中性玻色子，还是传递电磁相互作用的媒介粒子，在真空中以光速运动。又称光量子。

   这个实验中，光子是一个一个相继入射到BS1，因此是光子自己和自己干涉。

   光子与电子等实物粒子不同，它是相对论粒子，不存在光子的位置算符，也不存在位形空间的光子的波函数。一般情况下，位形空间的电磁场E(r,t)，B(r,t)不能充当光子的波函数。

   对于光子的更进一步的认识尚在进行中。

四、爱因斯坦、高斯、庞加莱等的相关论述

   请看《“电磁学的实验再检验”：经典电磁学实验当代再检验的起因、意义要点》

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1395251.html

   物理学：实验比逻辑更重要

   此外，特别专门引用一下费曼老师吧！

   可是，[在相对论引力研究中]存在着一个严重的困难，那就是缺少实验。而且，我们也不会得到任何实验，因此，对如何处理得不到实验帮助这样的难题，我们必须选取一种原则。有两种选择。第一种选择是数学的严格。研究引力理论的人都相信，这个领域的方程比任何其他领域的方程都更难，但是在我看来，并非如此。如果让我来解其他领域的方程，我肯定也会说解不了。可是，也许在最初几年，任何人都可以通过各种不严格的也没有经过数学证明的近似做大量的工作。在历史上，在发现了正确的东西很多年之后，才会出现对一个人所说的是对还是错的严格的分析。而且，正确的东西都是在实验的帮助之下才发现的。在没有实验指导的情况下尝试数学的严格，这才是造成这个学科困难的原因，而不在于方程。

   第二种选择是靠直觉“做游戏”并继续下去。就拿引力辐射来说吧。很多人认为，这种辐射很可能是发射的。因此，假设它就是这样的，并且计算各种东西，比如恒星散射等等，一直继续下去，直到自相矛盾为止。那时再回过头来，找到困难所在。确定一个思路，以一种试探性的方式不严格地去计算。你什么也不会失去；没有实验。我认为最好的观点是假装存在实验和计算。在这个领域，由于没有实验来推动，我们就必须用想象来拉动。（德威特，1957，第150页)

图2  截取自（美）肯尼菲克著. 传播，以思想的速度：爱因斯坦与引力波[M]. 上海：上海科技教育出版社，2010. 第 259 页

图3  截取自（美）肯尼菲克著. 传播，以思想的速度：爱因斯坦与引力波[M]. 上海：上海科技教育出版社，2010. 第 260 页

   近来已经两次和费曼老师“和而不同”了（电容器充电，互容），现在一定要和费曼老师“美美与共”。

图4  费曼 Richard Phillips Feynman, The Nobel Prize in Physics 1965

https://www.nobelprize.org/images/feynman-13184-portrait-mini-2x.jpg

https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1965/feynman/facts/

https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1965/summary/

五、丁肇中（Samuel Chao Chung Ting）老师的一些相关论述

图5  丁肇中 Samuel Chao Chung Ting, The Nobel Prize in Physics 1976

https://www.nobelprize.org/images/ting-13287-portrait-mini-2x.jpg

https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1976/ting/facts/

https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1976/summary/

   丁肇中说，实验是自然科学的基础。“理论不可能推翻实验结果，但实验可以推翻理论。任何理论，没有实验的证明就没有意义。实验推翻了理论，才能产生新的知识。”他说，“同时，做实验的人必须对理论有深刻的理解，才能做出有价值的实验。”

http://www.news.cn/local/2023-05/21/c_1129634866.htm

   丁肇中就是“把多数推翻的极少数”，他采取的办法很简单，就是实验。

   “实验是自然科学的基础，理论如果没有实验的证明，是没有意义的。当实验推翻了理论以后，才可能创建新的理论，理论不可能推翻实验。过去400年，我们对物质结构的了解，大多来自实验物理。”5月16日的演讲一开场，丁肇中如此强调。一模一样的话，他已说过太多遍。

http://www.inewsweek.cn/people/2023-05-29/18654.shtml

   他认为科学实验是非常严谨的，应当抱有一种寻求真理的态度，而不应抱有一种追求名利的思想去做科学实验。丁肇中教授强调实验在物理研究中具有突出地位，但理论也非常重要，他说，一个实验物理学家对理论一定要有深刻的了解，他做每一个实验都要寻求理论依据。但是理论又依赖于实验，再好的理论没有实验证明都是无效的。他还说，理论永远推翻不了实验，但实验可以推翻理论。当实验把理论推翻了之后，可以寻找新的理论。理论是认识事物的依据，实验是事实。

https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2008/8/210416.html

   丁肇中说，科学是多数服从少数，只有少数人把多数人的观念推翻以后，科学才能向前发展。因此，专家评审并不是绝对有用的。因为专家评审依靠现有的知识，而科学的进展是推翻现有的知识。

https://www.cas.cn/xw/cmsm/201410/t20141021_4227206.shtml

参考资料：

[1] 2022-06-04，库仑定律/Coulomb's law/陈熙谋，中国大百科全书，第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=31176&Type=bkzyb&SubID=61925

[2] 2022-12-23，坡印廷矢量/Poynting vector/陈熙谋、陈晓林，中国大百科全书，第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=141060&Type=bkzyb&SubID=61956

   按照这种观点，即使在直流电路情形下，电源中的能量也不是通过电路中的电流传输到负载电阻去的，而是以电路周围电磁场能流的形式传输到负载电阻去的。

[3] 2023-08-01，光子/photon/裴寿镛，吴令安，中国大百科全书，第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=215506&Type=bkzyb&SubID=146659

   电磁场的量子，是自旋为、静止质量为零的中性玻色子，还是传递电磁相互作用的媒介粒子，在真空中以光速运动。又称光量子。

   这个实验中，光子是一个一个相继入射到BS1，因此是光子自己和自己干涉。

   对于光子的更进一步的认识尚在进行中。

[4] 2023-04-01，麦克斯韦胁强张量/Maxwell's stress tensor/李从周，中国大百科全书，第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=141146&Type=bkzyb&SubID=61956

   用以说明电磁场弹性力学性质的张量。

   为了描述电荷之间作用力，M.法拉第提出力线管概念：每个力线管包含大量的力线，用单位横截面内力线的数目来标志电场强度，并认为这些力线管纵向有张力，横向有压力。力线起始于正电荷而终止于负电荷，异号电荷间的吸力和同号电荷间的斥力即通过力线管的纵向张力和横向压力进行传递。磁场的情形也类似，沿磁力管方向存在张力，垂直于磁力管方向存在压力。J.C.麦克斯韦用数学方法证明了法拉第观点，得出了一个类似于弹性力学的方程。

[5] 2023-04-04，场/field/苏湛，中国大百科全书，第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=318232&Type=bkzyb&SubID=137837

   法拉第的力线理论受到汤姆森和麦克斯韦的重视。麦克斯韦于1855年利用不可压缩流体模型为力线理论建立了数学诠释。此后，在法拉第的挑战下，麦克斯韦大约于19世纪60年代末，在吸收法拉第和汤姆森等人贡献的基础上建立了完备的电磁场理论。

[6] 2023-08-09，电磁场理论/theory of electromagnetic field/王先冲，中国大百科全书，第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=186655&Type=bkzyb&SubID=80493

   1846年，法拉第还提出了光波是力线振动的设想。英国物理学家J.C.麦克斯韦继承并发展了法拉第的这些思想，仿照流体力学中的方法，采用严格的数学形式，将电磁场的基本定律归结为4个微分方程，人们称之为麦克斯韦方程组。

[7] 新华网，2023-05-21，诺贝尔奖获得者丁肇中：兴趣是科研的第一驱动力

http://www.news.cn/local/2023-05/21/c_1129634866.htm

   丁肇中说，实验是自然科学的基础。“理论不可能推翻实验结果，但实验可以推翻理论。任何理论，没有实验的证明就没有意义。实验推翻了理论，才能产生新的知识。”他说，“同时，做实验的人必须对理论有深刻的理解，才能做出有价值的实验。”

[8] 中国新闻周刊，霍思伊，2023-05-29 11:41:33，87岁丁肇中：科学就是多数服从少数

http://www.inewsweek.cn/people/2023-05-29/18654.shtml

   丁肇中就是“把多数推翻的极少数”，他采取的办法很简单，就是实验。

   “实验是自然科学的基础，理论如果没有实验的证明，是没有意义的。当实验推翻了理论以后，才可能创建新的理论，理论不可能推翻实验。过去400年，我们对物质结构的了解，大多来自实验物理。”5月16日的演讲一开场，丁肇中如此强调。一模一样的话，他已说过太多遍。

   1976年诺贝尔物理学奖的获奖仪式上，丁肇中决定用中文演讲。他说，中国有一句古话：“劳心者治人，劳力者治于人。”由于这种思想，很多发展中国家的学生们都偏向于理论的研究，而避免实验工作。事实上，自然科学理论不能离开实验的基础，特别是，物理学是从实验产生的。

   在物理学界金字塔尖的人物中，人人皆知，丁肇中是坚定的实验主义者，实验既是他的基本价值观，也是方法论。他自述，目前为止一共做了五个重要的实验，这些实验可以被归为两类：第一种是探索宇宙中最基本的结构；第二种是寻找宇宙的起源，横跨最微观和最宏观。

[9] 科学网，王莉莉、纪慧慧，2008-08-26 17:24:43，丁肇中访山大：再好的理论没有实验证明都是无效的

https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2008/8/210416.html

   丁肇中教授讲述了他年轻时的求学经历。他认为科学实验是非常严谨的，应当抱有一种寻求真理的态度，而不应抱有一种追求名利的思想去做科学实验。丁肇中教授强调实验在物理研究中具有突出地位，但理论也非常重要，他说，一个实验物理学家对理论一定要有深刻的了解，他做每一个实验都要寻求理论依据。但是理论又依赖于实验，再好的理论没有实验证明都是无效的。他还说，理论永远推翻不了实验，但实验可以推翻理论。当实验把理论推翻了之后，可以寻找新的理论。理论是认识事物的依据，实验是事实。座谈中丁肇中教授睿智、思辩的回答以及他的人品、学问、严谨的治学态度，赢得了同学们发自肺腑的钦佩，使同学们领略到了大师的大家风范。

[10] 中国科学院，2014-10-21，丁肇中对话青年师生：【中国青年报】一生最重要选择就是只做一件事

https://www.cas.cn/xw/cmsm/201410/t20141021_4227206.shtml

   丁肇中说，科学是多数服从少数，只有少数人把多数人的观念推翻以后，科学才能向前发展。因此，专家评审并不是绝对有用的。因为专家评审依靠现有的知识，而科学的进展是推翻现有的知识。

相关链接：

[1] 2023-07-14，“电磁学的实验再检验”：经典电磁学实验当代再检验的起因、意义要点

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1395251.html

[2] 2023-03-10，（要点重贴） 炒冷饭：普朗克定理 Planck Theorem

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1379828.html

[3] 2023-01-16，[搞笑？搞哭？汇集] 怎样判断“原创”和“诺贝尔奖成果”？

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1372203.html  

   “在科学家里有一个说法，你怎么知道自己有了个真正的好主意呢？当至少三个诺奖得主都告诉你那是错的。”—— The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2003 得主 Paul C. Lauterbur （保罗·劳特伯 Paul Christian Lauterbur）

   https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2003/lauterbur/facts/

   “预测未来的最好方法是，问一个诺贝尔奖得主，什么事是做不到的。”—— The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2003 得主 Paul C. Lauterbur （保罗·劳特伯 Paul Christian Lauterbur）

   https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2003/lauterbur/facts/

   “科学的进展是多数服从少数，极少数人把大家的观念推翻了之后，科学才能向前走。所以科学不是靠投票解决的，可能一万人里有九千九百九十九人反对你，但不代表他们就是对的。”—— The Nobel Prize in Physics 1976 得主 Samuel C.C. Ting（丁肇中 Samuel Chao Chung Ting）

   https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1976/ting/facts/

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