这两天各个地方的高考分数都陆续公布了，接下来就是令学生家长老师都非常头痛的填志愿了：去哪个城市？报考哪个学校？选择什么专业？

 

这件事请说来也奇怪：学生从小学、初中到高中，十几年寒窗苦读的时候没有人问他们教他们对什么感兴趣，以后想做什么，只是告诉他们一心努力读书，过中考高考两个大关就行了。然后，一朝高考结束，却要他们在高考成绩出来之后的三天时间里选择自己未来的专业和方向，不带这么玩的！

 

于是乎，就出现了这样的怪象：众多考生对着一本厚厚的《志愿填报指南》，选什么学校呢？（当然，成绩好到可以选清华北大这种名校的自然就没这种顾虑）哪个名字看得顺眼就选哪个吧！选什么专业呢？哪个名字看起来足够高大上就选哪个吧！至于这个学校到底怎么样，这个专业到底是做什么的，对不起，都不知道！

 

这也不能怪学生，就三天时间，从志愿指南书的那么一大堆学校里找出几个适合投档的学校都非常不容易了，那还有时间精力让你慢慢去调查这学校的底细？让你去了解要选的专业？现在网络发达，什么事情都还可以上网查一查，以前没网可上，没处可查，真是一切都靠直觉。

 

长尾在高中的时候非常喜欢物理，对相对论、量子力学、宇宙、黑洞等奇怪的东西非常着迷（托学校的福，当时高中管得并不是很严，学生有很多课外时间），曾经一度想报考物理专业，后来跌跌撞撞的跑来当程序员了。所以，物理学，特别是相对论量子力学这些东西，就像是一种执念，现在来写这些东西仿佛就是在以另外一种方式来完成当时的心愿。

 

因为现在都在讲物理学，所以想和那些喜欢物理，打算报考物理系的同学聊一聊，希望你们心里能有个底。

 

理论与实验相结合的近代物理

首先我们要明白近代物理是理论和实验相结合的物理。正是以伽利略为先驱代表的物理学家们把实验引入了物理学，并且把实验作为检验理论的唯一标准，这才把物理学从那种纯思辨的哲学领域拉了出来，才有了近代物理的跨越式大发展。

 

这种趋势，我们在牛顿的经典力学、麦克斯韦的电磁学和量子力学的发展中都能看到，即便相对论的建立是爱因斯坦在大脑中纯思辨的结果，但是相对论之所以能够被人接受，还是因为他做出的预言被实验验证了。

 

我们来大概算一下，1687年牛顿出版了巨著《自然哲学的数学原理》，这代表着经典物理大厦的全面落成。此后的200多年里，没有任何人往这栋大厦里添加了任何实质性的东西，这个过程一直持续到1905年爱因斯坦狭义相对论的提出。

 

牛顿把经典物理学的大厦建好了以后，他就像一个吃撑了的饱汉一样，突然就对物理学失去了兴趣，转而去炼金去了。因此有很多人对牛顿的后期不满，认为牛顿不继续从事物理学而跑去当炼金术十是对他才能的极大浪费。

 

我们来想一想，站在那时候时候牛顿的角度来看，他还能做什么？他创建的经典力学已经解释了他那个时代可以看到观测到的一切现象，从天上星球的运转到地上的潮起潮落，他建立的这个体系是如此完美而又严密，能完美的解释一切力学现象，他接下来又能做什么？

 

库伦要在1785年才发现库仑定律，法拉第发现电磁感应的时间更是要到1831年，这都是一百多年后的事情。所以，牛顿后期转向炼金的原因，是因为当时的物理学的确已经没什么好研究的了，牛顿死赖在这里不走也没什么意思。你总不能指望牛顿那时候自己提出相对论出来吧？

 

科学的时代局限性

我们再来想一想，以牛顿之聪明，他知不知道自己的体系存在什么问题呢？他是知道的，他的万有引力定律能准确无误的计算出物体之间的引力，但是他无法解释这个引力的原因，就是为什么有质量的物体之间会有引力？另外，牛顿的万有引力是瞬时超距的，他知道这个不妥，但是没办法，当时的人们都还没法测量光速，牛顿不可能认为引力的传播速度是光速。另外，他的体系还需要一个神秘的第一推动，这些牛顿都无能为力，在当时只能暂时就这样了。

 

所以，即便牛顿再厉害，他也只能建立经典力学的，即便他知道这个体系还有一些问题他也没办法，这就是所谓科学的时代局限性。

 

因此，从另外一个角度来看，牛顿在确立了经典力学的体系之后就放弃研究物理学反而代表了他的天才。因为他能清楚的看到这个时代的局限性，清楚的知道有些事情是不可为的，而后来的科学发展也证明了这一点：整整两百多年里，无数的物理学家们都无法在牛顿的体系里再添加任何实质性的东西，牛顿那样直接不管，就是告诉别人，我牛顿就知道在未来的很长一段时间里，没人能再往这里添砖加瓦。

 

从1687年牛顿《自然哲学的数学原理》的发表，到1905年爱因斯坦《论动体的电动力学的》（狭义相对论的提出）的发表，中间足足有218年，换句话说：我们消化牛顿的理论用了218年，那么20世纪已经完成了相对论和量子力学的革命，我们消化相对论和量子力学又要花费多久呢？

 

如果我是一个理论物理学家，跟牛顿生活在同一个年代是极其不幸的，比如也很厉害的胡克在牛顿的聚光灯下几乎什么也看不到了。但是，胡克再怎么不幸，我们起码还知道一个胡克定律，然而，如果你是在1687年到1905之间，而你很不幸的继续选择研究力学，那这真就是悲剧了，因为你注定什么也研究不出来。

 

所以，牛顿之后爱因斯坦之前的有名的物理学家都是避开这个领域的，最典型最成功的就是电磁学的发展。从库伦发现了库仑定律，到法拉第发现了电磁感应，到麦克斯韦跟牛顿一样的完成了电磁学理论大厦，到赫兹发现了电磁波，验证了麦克斯韦的理论，这是避开牛顿走的一条全新的道路。

 

在“聪明人都应该避开牛顿”的共识之下，物理学家们即便发现了牛顿力学和麦克斯韦的电磁学有矛盾，他们还是极力想在牛顿的体系内解决问题，但是又解决不了，场面一度非常尴尬，一直到爱因斯坦的横空出世才扭转这个局面。

 

那么，我们现在呢？现在如果去研究理论物理，那我们可能是17世纪的胡克呢，还是20世纪的爱因斯坦，还是某个在18、19世纪研究力学的炮灰？俗话说“女怕嫁错郎，男怕入错行。”科学们也非常害怕自己选错了研究方向，特别是在实验器材越来越贵的今天（法拉第那样几个线圈磁铁几个电池就能做实验的日子已经一去不复返了）。

 

这个我们下篇文章再讨论~

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