【物理与悟理】一、物理世界游记
【从大一到大三，学了五个学期的物理，当然都还是些基础课，我一直对自己理解的物理非常不自信。这种不自信来源于我似乎没有脚踏实地认真学习这门学科，没有对各种物理现象，对物理本质和物理思维有过自己独特的见解。我所掌握的物理是非常肤浅的，像是英语的superficial，一直浮在表面，没有自己的思考，因此我所学习的东西就没有转化为我自己的东西。因此，我有心要将自己的所想写下来，若干年后，回来看看自己当时的对物理的思想，似乎也挺有意思的。】
【物理是一种纯粹的美】
现在想来，物理在不同的层面上有不同的复杂性。深入到最微观的领域，小到夸克级别，已经有不断的新的理论在产生发展，大到宇宙层面，人类也有深入的研究（也许对未来的人类来讲，现在的研究十分粗浅）。可以说，物理跨越了整个物质世界所有的宏观的和微观的尺度，因此应该是处处有物理。
科学家总是用一种相对简单的抽象的描述来确定自然界规律，从牛顿的理论开始，我们开始看到一些清晰的方程式用来描述几乎所有的宏观力学现象，牛顿将它们浓缩在一个简单的牛顿第二定律上，这是物理学和人类思想的成功。然而把这些公式运用到实际生活中，总不能如此理想，我能想到的最明显的是热力学中的许多公式，用在实际生活中，总不是理想气体那么简单，总会有各种各样的修正公式。所以从实际的角度看来，运用物理有一定的复杂性，并且这些复杂性大都体现在精确的计算上，实际上是数学的事情。许多教材课本上关于某个理论会给出一两个最简单的实例，就是老师常说的仅有的几个有解析解的例子。例如理论力学中对于刚体定轴转动仅有泊松刚体等三个有解析解的例子。量子力学和热力学体现的也很明显。由此，我们体会到的物理复杂的一面，难的其实是计算和求解。
而物理之所以吸引人的一面在于它的思想性，也就是物理性的东西，给出方程往往比解出方程更具备物理思想，更有物理的属性。一个简单的薛定谔方程体现的是物理思维，然而解出方程则可能十分艰难，可能用到各种类似贝塞尔函数，球谐函数之类的东西，考虑到更为实际的情况，积分都很有可能成为难点。因此，注重物理属性来说，人类的物理确实非常纯粹，或者更精确说，精彩的理论都十分简洁有力，类似于牛顿的定律，麦克斯韦的方程组，爱因斯坦的一系列公式，都是人类思想精华的杰出代表。
我能感受到的最直接的物理美来自于推导。极有可能凭借一个或几个简单的假设和公式，我们就可以展开一步步貌似复杂的推导最后得到意想不到的或者并不是那么明显的结论。当你摊开一张白纸，开始写下第一个方程，然后一步步极为逻辑地进行推理时，这就是物理的美。当把一张白纸写满，最后得出结论或者解的时候，这就是一种成就感，这就等同于画家完成了一幅画作，音乐家完成了一次精彩的演奏，物理和它们一样就具有了美，这种美在视觉上只是体现在密密麻麻的书写，真正的美在于这之后的思维。
同时，这种美无可争辩的对就是对、错就是错，没有丝毫的虚假和不确定，这就非常不同于艺术作品所带来的主观性。就算是一首音乐作品再怎么经典，也总可以有人抱着鄙视的态度加以否定。从这一点来说，物理很纯粹，因为它不受人的情绪、经验的影响，没有主观的臆断，全然为凝聚的思考痕迹。物理相当部分的美就在于此。
【物理科幻流】
物理对于生活最大的贡献在于各种技术。除此之外，在科幻的电影和小说中得到了极大地体现，另外，还有我非常热爱的DC漫画超级英雄。本质上任何超越人现代科技水平的东西如果你想要给一个说法的话十有八九就要扯到物理上。说超人为什么可以飞，为什么有各种能力，为了让他看起来更加真实，你就需要为这些能力给一个说法。于是，超人就有了氪星人的身份，依靠地球的黄色太阳吸收能量，拥有这些超能力。当然我也不知道西格尔和舒斯特
当时创造超人的时候是否就已经想到了设定，或是先只是想到了这些超能力，再为其制造理由。包括闪电侠的光速甚至超光速能力，编剧们为此设定了神速力的概念。因此只有交代了物理上的解释，不管多么天马行空，才是为超级英雄们找到了存在的理由。今天还刚看了《闪电侠》美剧，对于瞬移甚至也有了科学的解释就是量子纠缠，似乎印象中同样的概念被大刘用在《三体》里面的智子。这些物理解释，不管是真是假，在美漫迷或者科幻迷眼中非常的酷炫，给我们这些人营造了一个充满神奇的未来。
也正是因为科幻中的种种酷炫的物理知识，才更有让人学习物理的热情。相信诺兰的《星际穿越》可以鼓励观众或多或少的去了解虫洞、黑洞、五维空间（似乎数学证明四维空间的不不存在）这些概念。这部电影首先十分宏大，而且科学背景很硬，着实又让物理理论火了一把。学习物理的好处在于我们将理论运用在了这些有趣的地方，让理论有了用武之地。
很早以前我就有这种思想，我想知道怎样就通过物理的推导来得到我们这个世界的规律，我就想深入清楚地了解相对论、虫洞、时空旅行等等概念究竟是怎样内部运作的，不仅是停留在表面的说法，我更想知道的是推导和思维的过程，这是我追求的。
【物理世界的坐标系】
20世纪的物理实在是太辉煌了，革命性的年代百年难遇。如果让我选择要回到过去感受某个年代，那一定就是20世纪的前五十年。物理世界可谓是遍地黄金。有幸见到这些载入史册的物理大师那一定是毕生的荣幸了。大师可遇不可求，许多时候人们看见大师都是一代代一起来又一起走，共同建立了某个领域的繁荣。20世纪是物理的世纪，辉煌耀眼，让我产生一种错觉就是：现代我们21世纪的人还来选择物理作为自己的专业可能是在致敬那个年代，是上个世纪的物理学激励我们投身于此。
物理学其实在任何时代都在发展，不会因时代而衰退，而20世纪则尤为迅猛，若用个不太恰当的例子将整个物理学发展比喻为一辆汽车一直沿着直线在同一方向行驶因而在不断靠近真理的终点，那么20世纪应该是那一段汽车加速度最大的时候，物理大师们使足了所有的力气踩着油门让这辆汽车风驰电掣。
如果用原始的地球文明建立一个庞大的坐标系，那么宇宙终极的本质真理究竟在不在这个坐标系上，我们在科学的进程中又处在坐标系的哪个位置。这再一次让我想起了《三体》里面丁仪的担忧，如果我们所探索的物理真相只是外星人想给我们看到的真相，那么我们永远不可能接近宇宙初始的真理，会不会在许多许多纪元之后，人类突然发现这些真理只是外星人给我们开的一个玩笑。这些类似只出现在科幻小说的情节只是次要的，真正重要的却是当下的研究。这正是我最最缺乏的，脚踏实地和坚持力。物理的大厦建立起来，形同摩天，攀登其上却只能一楼一楼的走，没有电梯，行程缓慢，这仿佛正是我的状态。并且我也没有具备足够的目力，在大楼外或是某个高点将整座大楼尽收眼底，我只像个忙碌的攀登者无暇顾及其他。应该有相当多的人在走到一定的楼层后开始有了新的体会，亦或是在他们所到达的楼层中有了可以探索的宝藏，便可以停下来驻足研究，又或是为大厦做修补的工作。又或者有大师在完完整整地走完整个大厦后，便突破了避障，可以自如地行动在大楼的任何一层，可以将整个大厦尽收眼底，可以为大厦加盖新的楼层，可以赋予整个大厦新的气质。如此，大厦才能充满生机。更可能，某些楼层从窗户竟然建起了或细如铁丝或坚实如桥梁的连接到了化学的、生物的或是人类文明方方面面的大厦中。在这样一个如此的“文明”城市中，找到位置殊为不易。可能我便是要攀登到相应的楼层，看看窗外，参照出我的高度，找到我的位置，标注以自己开始的坐标集合。
【物理是一种纯粹的美】
现在想来，物理在不同的层面上有不同的复杂性。深入到最微观的领域，小到夸克级别，已经有不断的新的理论在产生发展，大到宇宙层面，人类也有深入的研究（也许对未来的人类来讲，现在的研究十分粗浅）。可以说，物理跨越了整个物质世界所有的宏观的和微观的尺度，因此应该是处处有物理。
科学家总是用一种相对简单的抽象的描述来确定自然界规律，从牛顿的理论开始，我们开始看到一些清晰的方程式用来描述几乎所有的宏观力学现象，牛顿将它们浓缩在一个简单的牛顿第二定律上，这是物理学和人类思想的成功。然而把这些公式运用到实际生活中，总不能如此理想，我能想到的最明显的是热力学中的许多公式，用在实际生活中，总不是理想气体那么简单，总会有各种各样的修正公式。所以从实际的角度看来，运用物理有一定的复杂性，并且这些复杂性大都体现在精确的计算上，实际上是数学的事情。许多教材课本上关于某个理论会给出一两个最简单的实例，就是老师常说的仅有的几个有解析解的例子。例如理论力学中对于刚体定轴转动仅有泊松刚体等三个有解析解的例子。量子力学和热力学体现的也很明显。由此，我们体会到的物理复杂的一面，难的其实是计算和求解。
而物理之所以吸引人的一面在于它的思想性，也就是物理性的东西，给出方程往往比解出方程更具备物理思想，更有物理的属性。一个简单的薛定谔方程体现的是物理思维，然而解出方程则可能十分艰难，可能用到各种类似贝塞尔函数，球谐函数之类的东西，考虑到更为实际的情况，积分都很有可能成为难点。因此，注重物理属性来说，人类的物理确实非常纯粹，或者更精确说，精彩的理论都十分简洁有力，类似于牛顿的定律，麦克斯韦的方程组，爱因斯坦的一系列公式，都是人类思想精华的杰出代表。
我能感受到的最直接的物理美来自于推导。极有可能凭借一个或几个简单的假设和公式，我们就可以展开一步步貌似复杂的推导最后得到意想不到的或者并不是那么明显的结论。当你摊开一张白纸，开始写下第一个方程，然后一步步极为逻辑地进行推理时，这就是物理的美。当把一张白纸写满，最后得出结论或者解的时候，这就是一种成就感，这就等同于画家完成了一幅画作，音乐家完成了一次精彩的演奏，物理和它们一样就具有了美，这种美在视觉上只是体现在密密麻麻的书写，真正的美在于这之后的思维。
同时，这种美无可争辩的对就是对、错就是错，没有丝毫的虚假和不确定，这就非常不同于艺术作品所带来的主观性。就算是一首音乐作品再怎么经典，也总可以有人抱着鄙视的态度加以否定。从这一点来说，物理很纯粹，因为它不受人的情绪、经验的影响，没有主观的臆断，全然为凝聚的思考痕迹。物理相当部分的美就在于此。
【物理科幻流】
物理对于生活最大的贡献在于各种技术。除此之外，在科幻的电影和小说中得到了极大地体现，另外，还有我非常热爱的DC漫画超级英雄。本质上任何超越人现代科技水平的东西如果你想要给一个说法的话十有八九就要扯到物理上。说超人为什么可以飞，为什么有各种能力，为了让他看起来更加真实，你就需要为这些能力给一个说法。于是，超人就有了氪星人的身份，依靠地球的黄色太阳吸收能量，拥有这些超能力。当然我也不知道西格尔和舒斯特
当时创造超人的时候是否就已经想到了设定，或是先只是想到了这些超能力，再为其制造理由。包括闪电侠的光速甚至超光速能力，编剧们为此设定了神速力的概念。因此只有交代了物理上的解释，不管多么天马行空，才是为超级英雄们找到了存在的理由。今天还刚看了《闪电侠》美剧，对于瞬移甚至也有了科学的解释就是量子纠缠，似乎印象中同样的概念被大刘用在《三体》里面的智子。这些物理解释，不管是真是假，在美漫迷或者科幻迷眼中非常的酷炫，给我们这些人营造了一个充满神奇的未来。
也正是因为科幻中的种种酷炫的物理知识，才更有让人学习物理的热情。相信诺兰的《星际穿越》可以鼓励观众或多或少的去了解虫洞、黑洞、五维空间（似乎数学证明四维空间的不不存在）这些概念。这部电影首先十分宏大，而且科学背景很硬，着实又让物理理论火了一把。学习物理的好处在于我们将理论运用在了这些有趣的地方，让理论有了用武之地。
很早以前我就有这种思想，我想知道怎样就通过物理的推导来得到我们这个世界的规律，我就想深入清楚地了解相对论、虫洞、时空旅行等等概念究竟是怎样内部运作的，不仅是停留在表面的说法，我更想知道的是推导和思维的过程，这是我追求的。
【物理世界的坐标系】
20世纪的物理实在是太辉煌了，革命性的年代百年难遇。如果让我选择要回到过去感受某个年代，那一定就是20世纪的前五十年。物理世界可谓是遍地黄金。有幸见到这些载入史册的物理大师那一定是毕生的荣幸了。大师可遇不可求，许多时候人们看见大师都是一代代一起来又一起走，共同建立了某个领域的繁荣。20世纪是物理的世纪，辉煌耀眼，让我产生一种错觉就是：现代我们21世纪的人还来选择物理作为自己的专业可能是在致敬那个年代，是上个世纪的物理学激励我们投身于此。
物理学其实在任何时代都在发展，不会因时代而衰退，而20世纪则尤为迅猛，若用个不太恰当的例子将整个物理学发展比喻为一辆汽车一直沿着直线在同一方向行驶因而在不断靠近真理的终点，那么20世纪应该是那一段汽车加速度最大的时候，物理大师们使足了所有的力气踩着油门让这辆汽车风驰电掣。
如果用原始的地球文明建立一个庞大的坐标系，那么宇宙终极的本质真理究竟在不在这个坐标系上，我们在科学的进程中又处在坐标系的哪个位置。这再一次让我想起了《三体》里面丁仪的担忧，如果我们所探索的物理真相只是外星人想给我们看到的真相，那么我们永远不可能接近宇宙初始的真理，会不会在许多许多纪元之后，人类突然发现这些真理只是外星人给我们开的一个玩笑。这些类似只出现在科幻小说的情节只是次要的，真正重要的却是当下的研究。这正是我最最缺乏的，脚踏实地和坚持力。物理的大厦建立起来，形同摩天，攀登其上却只能一楼一楼的走，没有电梯，行程缓慢，这仿佛正是我的状态。并且我也没有具备足够的目力，在大楼外或是某个高点将整座大楼尽收眼底，我只像个忙碌的攀登者无暇顾及其他。应该有相当多的人在走到一定的楼层后开始有了新的体会，亦或是在他们所到达的楼层中有了可以探索的宝藏，便可以停下来驻足研究，又或是为大厦做修补的工作。又或者有大师在完完整整地走完整个大厦后，便突破了避障，可以自如地行动在大楼的任何一层，可以将整个大厦尽收眼底，可以为大厦加盖新的楼层，可以赋予整个大厦新的气质。如此，大厦才能充满生机。更可能，某些楼层从窗户竟然建起了或细如铁丝或坚实如桥梁的连接到了化学的、生物的或是人类文明方方面面的大厦中。在这样一个如此的“文明”城市中，找到位置殊为不易。可能我便是要攀登到相应的楼层，看看窗外，参照出我的高度，找到我的位置，标注以自己开始的坐标集合。
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