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[水煮物理]之二:物理的第一次
(雅典娜的圣衣就如真理之华丽而坚硬的外壳)
我们的自然界就像这位智慧女神——雅典娜,身着华丽无比又坚韧无比的圣衣。人们看到的只是她华丽绚烂的外表,圣衣之内隐藏的种种神秘感让你无法而知又欲罢不能。人类总是充满好奇心的,这是驱动人类进步的重要因素。好奇的人类试图揭开雅典娜的圣衣,去寻找智慧的真谛,而剥开圣衣最重要的工具,那就是物理学。初级的物理学,应该是具备与圣衣坚韧度抗衡的力量——足以揭开自然界其中一个谜团的终极答案。我们的物理学,应该还处在初级物理学的初级阶段:因为我们只能采用测量的手段去获取自然界的信息(实验研究),然后用这些信息去臆想自然的其他奥秘(理论研究)。一个只会量量圣衣每块的尺寸、材质、性能等的物理,就是我们现在的物理。可见我们的物理还有很长很长的一段路要走。假如真有一天,当我们把真理的外壳全然剥去的时候,我们是否就获取了真理本身呢?答案是不一定。因为雅典娜婀娜的身躯之内,隐藏着更深一层次的内容——庞大而复杂的智慧心理学!要破解智慧女神心之所想,恐怕那将是高级物理学的首要任务。也许等你破解心理的物理奥秘之后,你将发现,原来外在的躯壳根本不重要。这就像外形迥异的芙蓉姐姐和景甜妹妹,也许她们的内心深处并无二异!
(芙蓉姐姐和景甜妹妹:外表迥异的她们内心想的是一样么?)
看来物理之路还真是漫漫其修远啊!既然展望未来何其渺茫,那不如让我们回顾昨天吧。您不禁会好奇问:究竟是谁第一次对智慧女神的圣衣产生了兴趣?物理的第一次发生在哪里?
这个问题其实不难,至少比找物理他妈容易一些。比较自然的答案是亚里士多德,因为这小子写过一本书,书名就叫《物理学》!小亚子是在公元前400年前左右完成的这项巨著的,不可否认,有了这本书之后真的有了物理学这个词儿。只是,他还不算是物理的第一次,他只不过延续了别人的好奇心而已。
到底是谁呢?物理本身是一个以实验为基础、理论为辅助的学科。那么物理的第一次应该是实验,可是实验的基础又是什么?对了!是观察!
物理的第一次发生在古希腊,那个拥有极度灿烂的文化的时代。那个时候流传下来两条观察记录。一是摩擦后的琥珀可以吸引小物体,二是磁石可以吸铁。原来,物理学里最古老的子学科是电磁学!电磁学的神秘莫测一直持续了两千余年,在天才麦克斯韦提出四个简单的方程后才略有眉目。现在的任何一个初中生都知道,这两个现象一个是摩擦生电、另一个是自发磁化,这就是最古老的物理学现象记录。但是究竟如何发现这两个现象,便不得而知了。下图是一个中学教学漫画——关于摩擦生电,诸位大可怀念一下初中物理课本。
(右:磁铁吸铁现象——第一个物理学是电磁学)
(左:摩擦生电现象——第一个被记录的物理现象:在干燥的卫生间摩擦气球可以“沾”在墙上,但拧开水龙头就失效了。)
诸位中国文化粉丝莫要气馁,物理的第一次虽然没有发生在中国,但是,在物理研究的最初年代里,我们中国,可谓是遥遥领先!有证据如下:
物理学年谱
(1)、公元前650~前550年,古希腊人发现摩擦琥珀可使之吸引轻物体(摩擦生电);发现磁石吸铁(自发磁化)。
(2)、公元前480~前380年间战国时期,《墨经》中记有通过对平面镜、凹面镜和凸面镜的实验研究,发现物像位置和大小与镜面曲率之间的经验关系(光学成像);杠杆平衡的现象(力学)。
(3)、公元前6世纪,《管子》中总结和声规律。阐述标准调音频率,具体记载三分损益法(声学)。
(4)、约公元前5世纪,《考工记》中记述了滚动摩擦、斜面运动、惯性浮力等现象(力学)。
(5)、公元前5世纪,德谟克利特(Democritus,公元前460?-370?)提出万物由原子组成(微观物理学)。
(6)、公元前四世纪,柏拉图学派已认识到光的直线传播和光反射时入射角等于反射角(光学)。
我们大致可以看到在亚里士多德之前的物理学界是如何的。六大贡献中有三大是咱中国的!看来中国被成为“文明古国”绝对是有其道理所在的。而且我们要看到的是,这六条内容无论那一条都是后来物理学里面经典的工作。古人的智慧确实令人惊叹!只可惜那个年代信息交流比较困难,即使是发现了这些个奥秘,恐怕也很难为别人所知,尤其是外国人。所以后来努力的牛顿同学才创立了牛顿力学、解释了光的奥秘等等。当然牛顿同学之所以取得辉煌,主要还是因为他善于总结前人的工作,用他的话说是:“站在巨人的肩膀上,我可以看的更远。”
——此为后话,待《水煮物理》慢慢与您道来。
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