散步是物理学家的天职
范洪义
45个想法
黑体是我的笔记,下次补上前面部分
我怎样启发研究生的想象力
孔子讲:“不愤不启,不悱不发。举一隅不以三隅反,则不复也。”这话的意思是:教导学生,要先让其独自思索,在他苦苦思索却怎么都弄不清楚,进而焦急、烦闷乃至痛苦的时候,才去启发他、引导他,不到这个时候就不去做。
当学生针对某一物理问题的想象活动存在滞碍之际,我会向其提出一个相对简易的问题。既然老师已然发问,不管学生答案是错还是对,总归得给出一个答复。在不少情形当中,他们给出的是毫无根据的回答。在我对这类胡乱回答进行分析批驳之后,学生不得不去开展自己的想象,逼迫自己用心去体会这个新问题与已有知识之间的关联与异同,经由一系列具备逻辑性的判断朝着问题的本质靠近。
首先,君子是那种坦坦荡荡的人,而小人则是常常长戚戚的。其次,想象力的发挥,它和一个人的胸襟大小是存在关联的。再者,具有胸无芥蒂特质的是君子,他们的想象力也会更为丰富。
小议物理抽象
>> 喻说:物理学家是探险者,而哲学家是观光客或评论家。
师生之喻水茶
就教学相长这个层面来说,研究生跟指导教师的关系恰似茶叶和水的关系。素质高的学生要是有幸碰到有真才实学且认真负责的指导老师,便有成才的希望;可要是老师徒有其名,再好的学生也难免会在死气沉沉的科研氛围里受到抑制。老师与研究生的这种知遇之缘就一如水和茶的关系那般。明代文人张大复在《 试茶》一文中讲道:“茶性必定在水中得以展现。八份的茶,碰上十分的水,茶也就十足了;八份的水,冲泡十分的茶,茶也只有八分罢了。”。研究生所具备的聪慧,是依赖于有着真功夫的老师给予指点的,这就好像好茶需要有好水来相济一样。素质八分的研究生,一旦遇到好老师,便能够达成十分的发展;反之,若老师水平一般,徒有虚名,哪怕是素质十分的研究生,也难以避免会受到不良影响。
学习一定要循序渐进吗?
狄拉克还讲,学数学的时候,“我偏好采用跳跃式向前之后再返回,如此这般反复好多回,若要达成这一情况,就不可以如同聆听一场演讲那般依照顺序去听,当我前去听课之际,我常常鞭策自己仅仅思索某些提纲式线索,我顺着这些线索深入思索,而非去听每一个字词。”。
回首自己年轻时的学习历程,因缺乏循序渐进学习四大力学的机会,几乎都是在学习书本知识时忽前忽后地蹦跶,稍有看懂前行两步,遇到不懂之处停滞不前,只能退回一步,寻觅新路艰难迂回,不过总体运行轨迹是向前推进的。
《书李伯时山庄图后》对写物理教科书的启迪
那么如此讲来,对于从事写书工作的人而言,物理方面的奇妙之处,不仅要在内心深切领会其内在的所以然,而且更要进一步让这种理解清晰明了地呈现于笔下;既要达成对物理知识的透彻理解并使之相互融合贯通,又得把它提升转化为一种艺术修养。这绝不能说是简单容易的。
看漫画与悟物理
漫画运用比喻手法,借助夸张增添鲜明特性,凭借象征加以深刻表意,采用拟人赋予形象活力,还有寓意传递深长意味,它采用独特的巧妙构思办法,运用别具一格的明显表现招数,达成幻想与现实共同存在的状态,进而令画面营造出简洁的、幽默的、风趣的那种艺术效果。
能够看出,漫画是那种起到滋润以及保持童心作用的养料,是具备启迪智慧效能的通俗教材。
河滩寻石
纵然身为研究物理的科学家的作者颇具文采与诗意,物理和自然存在诸多相通之处,有时会发觉,倘若你是画家,对自然的感悟呈现为艺术版本,要是你是物理学家,对万事万物的感悟即为物理版本……当然,这些感悟所属对象乃善于思考与感悟之人。
有机会真应该看看这位物理学者的论文,感受感受。
这进而致使我回想起物理学家费曼所讲的话语,其表述为研究物理应当自好多不同的侧面去审视同一个问题,说不定真理正隐匿于某一个角落之中呢!
“圈”内闲谈
物理学家,会有一双发现的眼镜,会不断深入思考的大脑,崇拜

伽利略于教堂之中进行礼拜之际,拿着脉搏当作计时器具,去估算吊灯来回摆动的周期。
某下雨天,富兰克林让儿子去放风筝,他自己伸手触摸那悬在风筝线上的金属钥匙,以此来感受电击所带来的那种“快乐”。
身为法国理论物理学家、波动力学创始人的德布罗意,在一战时期曾于一介气象观测队中服役,处于寂寞状态里,他还会去观察与他距离并不远的池塘当中的青蛙,且常常会注视着青蛙往池塘里跳进而产生的那一圈圈波纹,随即就这样发起呆来,而这样的情况,最终形成了他往后提出物质波的潜在意识表现。
[]这种“雾室”可以用来探寻粒子行进的轨迹。
1827年,英国有位植物学家布朗,他在用显微镜去观察水中悬浮花粉微粒的时候,发现那些花粉颗粒不断地做着无规则运动,而后他把这种实验情况记录在了其1828年出版的《植物花粉显微观察》这本书里。然而,布朗并不清楚产生这种运动的缘由。1905年,爱因斯坦运用分子做无规则运动对悬浮粒子的撞击,针对布朗所观察到的结果展开了精确的理论研究,进而推导出了解释布朗运动的爱因斯坦公式。1908年,法国有一位物理学家,名叫佩兰,他利用了与大气分子垂直分布相类似的胶态粒子,使其在液体中悬浮,进而进行显微镜观察,最终以前所未有的精确度,确认了爱因斯坦公式的正确性。
按物理学家的看法,“所有事物都存在值得观赏之处。要是存在值得观赏之处,便都有能带来欢乐的地方,并非一定是怪异奇特、雄伟壮丽的事物才行”。(苏轼《超然台记》)
伽利略于教堂做礼拜之际,以搭着脉搏作为计时工具,去估算吊灯来回摆动的周期。富兰克林在下雨天时,让儿子放着风筝,而自己触摸悬于风筝线上的金属钥匙,以此感受电击带来的“快乐”。法国理论物理学家、波动力学创始人德布罗意在一战时,于一个气象观测队服役,在寂寞之中,他还观察不远处池塘里的青蛙,且常常注视着青蛙跳进池塘所产生的一圈圈波纹而发呆,这便形成了他日后提出物质波的潜在意识。英国有位物理学家叫威尔逊,在1894年某个日子,于苏格兰一座山顶,那时他正无所事事,目光注视着云彩被阳光照射后所呈现的绮丽彩环,长时间都不想离去。到了1985年,他在苏格兰高原从事气象学研究物理学家说读书,因上述情况受到启发,使一个容器里快要冷凝的饱和水蒸气忽然进行绝热膨胀,容器内温度降至露点以下,蒸气处于过饱和状态,接着把带电粒子射进这个容器内。带电粒子行径之处,有众多分子发生电离,成为过饱和水蒸气凝结的核心,随后出现指示粒子路径的雾迹。可以用这种“雾室”来探寻粒子行进的轨迹,1827年,英国植物学家布朗在用显微镜观察水中悬浮的花粉时,发现这些花粉颗粒不停地做无规则运动,并且把这种实验记录在了他1828年出版的《植物花粉显微观察》一书中,然而,布朗并不清楚产生这种运动的原因,1905年,爱因斯坦运用分子做无规则运动对悬浮粒子的撞击,对布朗所观察到的结果进行了精确的理论研究,进而导出了解释布朗运动的爱因斯坦公式。1908年,法国的物理学家佩兰,利用和大气分子垂直分布类似的胶态粒子,在液体里悬浮,进行显微镜观察,以前所未有的精确度确认了爱因斯坦公式的正确性。在物理学家眼中,“凡物皆有可观。苟有可观,皆有可乐,非必怪奇伟丽者也”。(苏轼《超然台记》)
伽利略——理论物理学家的先驱
要交代清楚的是,伽利略所启用的理论物理思维模式值得在此指出。他发现单摆的摆动周期并非与摆幅大小有所关联,其中运用理论家思考方法来证明此点的方式又是怎样的情形呢?摆锤的运动轨迹呈现为一段圆弧形样式,这导致促使摆锤进行横向运动的力的大小,实则在每一个时分时刻都处于不断变化的状态之中。彼时,微积分尚未诞生,在那样的状况下,伽利略转而从圆弧所对之弦切入,像一张弓的弦那般,如此一来,便把问题转化成研究一个小球沿着各异斜面滚动的情形,据此推出,鉴于这些不同的弦都是被圈在同一个圆内,所以,这样的情况下,小球滚下的时间是相同的。
为什么说狄拉克是天才
啊!神奇,惊叹
我想我慢慢在体会这样的神奇
法国有个雕塑家叫罗丹,他讲过这样一番话,那就是,被称作大师的这类人,是会利用自己的双眼,瞧他人业已看过的事物的,并且呢,于他人都习以为常的事物之上,能够找寻到美的存在。
按照法国雕塑家罗丹的说法,存在这样一种人,被称作大师,他们会运用自身的眼睛,去看待那些别人已然看过的事物,并且,在别人觉得稀松平常、见多不怪的事物之上,能够找寻、发现出美来。
那种能把自然以一种直观形式呈现给人们的人被称作天才,虽说,展现给人们的常常只是自然界某个侧面的剪影,然而永远不会是其自然本身的全息图像。
画家吴冠中讲道,不少有着杰出成就的人处于默默无名的状态,常常要等三十年、五十年,甚至几个世纪之后才会被人们发觉,这是群众暂时尚未理解的缘故吧,默默无名对于有能力的人而言不见得有多坏,徒有虚名却往往会造成不良后果。
南宋文天祥曾就文章写道,一日尽显显赫的众多,历经千载仍著称的能有几人,只为一日谋划的,不会有千年,已然确定了,狄拉克是历经千载而著称的,人们惊叹羡慕狄拉克的天赋才能,许多人慕名前来聆听他讲授量子力学课程,其中有非物理专业的学生,有退伍士兵,还有政府职员。
闲情偶寄于一本量子力学书的大学生
狄拉克,是一位在20世纪时,全世界都知晓其名声的物理学家,刚踏入这个领域之初,他对处在原子当中的电子的玻尔轨道,进行了饱含热情的钻研,为了弄明白在相互作用的状况下玻尔轨道如何形成,他辛辛苦苦工作了两三年,一直到看了海森堡所写的文章之后,狄拉克才觉察到自己“依靠来开始的基本观念是错误的”,在海森堡的理论里,只有那衔接两个玻尔轨道的值(跃迁矩阵元)才会出现,这致使坐标算符与动量算符不能够交换。领悟到不对易性是作为建立量子力学关键的狄拉克,是受海森堡文章的启示,某次悠闲散步时,他忽然想到经典力学的泊松括号跟量子对易括号的相似之处,这使得海森堡的思想得以深化与充实,狄拉克将他的发现写成文章,寄给海森堡去征求意见,获得后者的赞赏,1926年,狄拉克被玻尔召到哥本哈根,他花费一年时间发明出由ket - bra符号构成的体系,完成了关于变换理论的重要文章,建立起跟波粒二象性相吻合的表象理论。狄拉克接着撰写了《量子力学的原理》这本书,书内着重指出变换理论乃是理论物理的核心要点,致使他的符号法能够在未来获得进展并展开。狄拉克于该书里还提及了作用量在量子力学当中的位置所在,此思想后来经由费曼演变成“路径积分”理论。
论心只觉宜狂士,得句常疑复古人
在写诗之际,偶尔会获得美妙的诗句,就像在望月的诗词当中,存在“应识月光谱,读出离人愁”这样的句子,这是不会与古人的诗句相重复的,原因在于古人并不知晓什么是光谱,并且也不懂得识得光谱。
法国有个既是数学家又是物理学家名叫拉格朗日,此人堪称狂士,他在19岁时就搞定了分析力学的发明,他把力学科学当作是四维空间里的几何,其中有着三个笛卡尔直角坐标以及一个时间坐标,依靠这些就能明确一个运动质点于时空中的位置,他看待自身力学的这种方式,后来被爱因斯坦运用在了广义相对论上面,拉格朗日还搞出了变分法,并且将其应用于力学领域,英国物理学家哈密顿借此成就了以自己名字命名的正则方程,拉格朗日还钻研过月球为何总是以同一面对着地球这个问题,此乃著名的三体问题之一。拉格朗日对于牛顿所怀有的敬意,带着些许温和的讽刺意味,他讲道,牛顿毫无疑问是个格外特别的天才,然而我们不得不承认,他同样是最为幸运之人,毕竟找到建立世界体系的契机仅有一回。他还说道,牛顿是何等幸运呀,在他所处的那个时代,世界的体系仍旧有待去发现呢!拉格朗日所处的时代并不存在电动力学,因此他没有机会去发现狭义相对论,不过探讨为何惯性质量等同于引力质量的机会是存在的,只是这机会他未曾察觉到,后来被爱因斯坦把握住,并构建起了广义相对论。按照拉格朗日那般的表述来讲,我同样是个有着幸运特质的人,原因在于,提出针对狄拉克的ket - bra算符去开展积分的那般机会,几乎是面对所有切实认真学习量子力学的人而开放着的,然而我非常幸运地抓住了它。
言者无聊,闻者有心
41岁的莫尔斯,是以一位颇有成就绘画业绩的教授身份的那种人,做出决定终结其绘画从业经历,去搞一种借助电来传递信息方式的发明,也就是电报。这是不是很像那种所谓“说话之人没放在心上,听到的人却上了心”的情况呀!科学技术有时确实是在碰到了有心思留意它的人之后才能够获得发展的。按莫尔斯在关于科学方面笔记里所写的内容来看,电流具备神速的特性……电流仅要是出现短暂停止的情况,就会产生火花;火花在这种情境下是一种符号;不存在火花的状态便是另一种符号;没有火花的时长更久一些还是一种符号。这里存在三种这样子通过组合能够代表数字以及字母的符号。
这些代表符号,是由不同的点构建而成的,这些代表符号,是因不同的横线而形成的,这些代表符号,是借不同的空白而构成的。这是电信史上最早出现的编码,后人把它称作“莫尔斯电码”。
有心人的创造,奇迹

电报被发明出来,并非是物理学家所发起的动议,然而恰恰是一位画家创作出来的杰作,这一事实本身就是一个不可思议的奇迹。
电报被发明出来,并非是物理学家所提出的动议,然而竟然是一位画家创作出来的杰作,这一情况本身就是个奇迹。
是的呀,人生的道路漫长悠远,有着心思的人的灵感是从生活当中而来的,生活具备的多样特性是难以去确定的,始终坚守一种状态是存在很大束缚意义的。
陶行知是近代中国的教育家,他写下了好多教育方面的名言,其中有把“择一而壹之”登记下来写成条幅送给友人的情况。“择一而壹”这条内容出自《荀子·解蔽》,原文是“身尽其故则美。美不可两也,故知者择一而壹焉”。从画家身份的莫尔斯一直到成为电报发明人的莫尔斯,这表明了“择一而壹”并不是完全准确的。
近代中国有位教育家陶行知,他写下了好些教育名言,其中有一次把“择一而壹之”写成条幅送给友人。“择一而壹”这话来自《荀子·解蔽》,里面说 “身尽其故则美。美不可两也,故知者择一而壹焉”。从画家莫尔斯到电报发明人莫尔斯,这表明了“择一而壹”绝对不是千真万确。
心羡游僧处处家——散步是理论物理学家的天职
德国有一位著名的物理学家,他叫亥姆霍兹,他是普朗克的老师,同时他又是以光辐射的位移定律传名于世的维恩的引路人,他有一句名言,这句名言这样说道:“散步是自然科学家的天职。”。
我也喜欢散步,一个人独处,消化脑海里的想法
歌德讲,我最为珍贵的思想和最为精巧的表达方式,皆是在散步之际出现的。
>> 范洪义
的确是,在孤独中寻求灵感,消化灵感,厉害的老师
常散步的范洪义先生,是以一个人的状态去散步的,而这本书呢,是他历经几十年来,在散步期间“消化”思想以及孤独后催生出来的产物。
范洪义先生时常会去散步,是独自一人去散步的;而这本书呢,乃是他在这几十年期间,于散步的过程当中把思想以及孤独进行“消化”后所产生的成果。
在我看来物理学家说读书,这本书所讲述的并非是“闲”,而是“孤独”,它是这样的一本书,即在孤独的脚步当中寻觅灵感,然后再凭借孤独撰写而成的。
>> “从一而终的人最是孤独!”
老物理学家范老师,是中国首批十八博士当中的一员,于量子力学领域,有着自身独特的见解与创新举措,那便是首创了“有序算符内积分技术”。
理解,真心的,真的是从一而终的境界
耕耘着,自己开辟出的理论领域,勤勤恳恳地。写书,写论文。思考那问题,解决那问题。闲暇的时候,不过就是写写诗,把玩一些年代久远的东西,和一些书画,用来消遣。甚至于,连自己远在异国的家人们,也许久没见了。很少有人,能够理解这样的生活方式,我也一度困惑过。然而,我终究还是想明白了,之所以我们没法理解范老师这样的生活,是因为我们还没有达到他那样的境界,这是一种从一而终的境界。
如此这般的这么一种境界当中,没法避免孤独;已经做出了从一而终的选择,那就得沿着一条路一直走下去;这条路,必定是属于一个人的朝圣的路途。
有科学与范老做伴
好像现在画画的时候,有好多名家大师陪着我,而且还有大自然呢,哦,我并不感到孤独。
在过去的五十年当中,每一天都去阅读那些物理大师们所发表的高论,并且不懈努力予以发展推进,这就好像是在与他们进行一种精神层面的深层交流,我丝毫不会感觉到孤独,因为有科学始终陪伴着我,所以我变得真实起来,对于矫揉造作这种行为非常不屑。
点评
极适宜于那些打算投身物理研究工作的人,或者是热衷于独自跋涉、踏上心灵朝圣之旅的人去阅读,从中体悟范老彼时的状态,以及他面对自然时所收获的心得,去感受范老与物理领域科学家们在精神层面交流互动所带来的愉悦,领略物理理论研究以及形形色色独特思维方式,非物理专业的人士同样能够阅读,进而拓展视野,领会科学家们对于科学那份坚持不懈的追求,对自然展开探究以求知的精神,对生活旅程中诸多景致予以欣赏的心境,从种种不同角度去感悟。
那个身为物理学家的作者,具备着多种才艺,喜好书画,钟情诗词,痴迷漫画等等,对于这些其所喜爱的领域,常常有着与众不同的见解,还有创新之处,并且还能够从其中获取通往物理那个范畴的途径,给人一种仿佛内心通透,犹如被醍醐灌顶钓鱼网,有着透彻灵光的感受。
好书需要一读再读,过些天可继续。