物理小诗两首

作者: d11ad75e7a6b | 来源:发表于2019-01-25 15:02 被阅读73次

        近日与兄弟于小渝府内畅谈物理定律之意义,为半年来未有之快活光景。有感于此,遂作两首小诗回顾物理学发展进程。

    无题其一

    牛顿未出,鸿蒙一片。演化方程,无人知晓。

    三大定律,横空出世。扫除阴霾,鸿蒙顿开。

    力虽深刻,终属表象。若论根本,应是能量。

    三大定律,虽是神通。朗格朗日,技高一筹。

    前方巨人,均已谢幕,分析力学,初登舞台。

    正则方程,大显神威。上乘牛顿,下启量子。

    哈雅方程,剑走偏锋。冥冥之中,启薛定谔。

    最小作用,物理之基。费曼接力,路径积分。

    黑体辐射,开启新篇。量子出世,革新世界。

    矩阵力学,大放异彩。非对代数,耐人寻味。

    波动力学,承接经典。概率诠释,神来之笔。

    路径积分,着眼全局。最小作用,顺理成章。

    歌本哈根,爱因斯坦。孰对孰错,历史来断。

    完备自恰,可否兼得。当今学界,仍需解答。

        PS: 此篇讲述从句牛顿力学到分析力学再到量子力学的建立过程。这期间理论物理取得了质变,理论物理不再满足于只是解释实验现象,而要去发现已有理论之间的联系,找寻它们背后最本质的概念,将其统一在一个大的框架内。在这几百年内物理学家取得了辉煌的成果,所有的力学问题都可以通过解哈密顿方程来解决,而最小作用量原理则成为了物理学的基石。麦克斯韦统一了电和磁,第一次给出了电动力学的完整方程。随后量子力学建立,继承了已有经典力学的框架,同时又引入了概率诠释,不确定性原理。革新了物理学,打破了绝对决定论的及机械宇宙观。但关于量子力学的诠释却一直是一个备受争议的话题,而这也为以后寻找新的理论埋下了伏笔。

    无题其二

    时空结构,谁人可断?伽利略氏,洞察天机。

    时空分离,线性变化。牛顿接力,绝对时空。

    线性均匀,刚性连接。麦克斯韦,惊人预言。

    光速恒定,耐人寻味。以太假说,缝缝补补。

    迈克尔逊,实验验证。失败结果,幸得真理。

    洛伦兹氏,以假得真。四维时空,协变特性。

    爱因斯坦,一鸣惊人。光速恒定,物理基石。

    惯性系统,一视同仁。物理定律,协变统一。

    广义相对,开天辟地。惯性加速,平权相待。

    引力惯性,等价原理。孪生佯谬,迎刃而解。

    时空度规,黎曼几何。时间可逆,光线可折。

    宇宙理论,自此诞生。哈勃红移,宇宙常数 。

    微波背景,犹有余温。大爆炸前,时空何在?

    宇宙模型,层出不穷。鹿死谁手,犹未可知。

        PS: 此篇讲述科学巨人们对另一重非常重要的物理概念,即时空的理解。时间,空间,人人皆可感受,但如何下一个严谨地科学定义,回答何为时空,一个如此基本的问题,却几乎成了最难的问题。牛顿搬来了绝对时空来拯救经典力学。然而绝对时空观与麦克斯韦方程组预言的恒定的光速相矛盾。爱因斯坦提出狭义狭义相对论解决了这个问题,并将时空统一在一起。爱因斯坦发现一个非常重要的对称性,即物理定律的洛伦兹协变特性,即任何物理定律在所有惯性系中都是相同的。后他又以一己之力创广义相对论,提出时空弯曲理论,即时空变成了弹簧床,会由于质量的存在而产生弯曲。同时又作出了惊人的预言,即时间是可逆的。爱因斯坦自青少年时代就一直思考时间为什么具有方向性,他认为时间箭头和熵增定律联系。而后随着理论的发展,伽莫夫等人提出了宇宙大爆炸模型,认为宇宙存在奇点,但奇点之前,时空何在?而今关于时空结构,仍有许多需要解释的地方。

        物理学乃启发思维,认识自然之重要学科。物理理论虽深奥难懂,但也简单优美。而今在博雅教育体系之下,自然科学与人文素养应一视同仁。莎士比亚要读,热力学第二定律也要熟记。故作此文,普及科学。

        穷究物理,细推真知!

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