“物理美学”初探

《“物理美学”初探》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、“物理美学”初探一、引言　　美的内涵是对能引起人们美感的客观事物的共同本质属性的抽象概括，其本质是审美客体合目的性和合规律性的统一。美的存在也是客观事物的一种表现，是一种普遍的东西。我们能够认识美的规律，按照美的规律去创造美。美除了现实生活美（自然美、社会美）和艺术美两种主要的表现形式以外，也普遍存在于物理世界及研究物理世界的科学物理学中。第一，狭义的物理世界是自然界的一部分，这部分物理世界具有的美也是自然美的一个组成部分。第二，人造的物理世界是人类发挥了自己的主观能动性，以美的规律创造的物理世界，比如激光、无线电、计算机、超导、航天飞机等以及为了重复和模拟

2、自然现象而创造的实验条件，这一部分是物理学对人类提供的不朽的物质财富，它所产生的美感是自然美所不能包含的；第三，物理学是人类为研究物理世界而创造的一门科学，它是人类认识世界、改造自然的智慧结晶。而科学的本质是“真、善、美”，这种科学美，历来为科学大师所推崇，法国数学家彭加勒曾说：“一个名符其实的科学家，尤其是数学家，他在自己的工作中体验到和艺术家一样的印象。他的乐趣和艺术家的乐趣具有同样的性质，是同样伟大的东西。”这种科学美在物理学中表现尤为明显，物理学所揭示的真理就是真与美的统一。物理美学除了具备科学美普遍的特征外，还有自己独有的一些特性。物理美是属理性的

3、美。　　物理美应包含三部分：（1）自然物理现象的美；（2）物理创造的美；（3）物理学作为一门科学的美———物理学美。二、物理美的几种表现　　物理美的主要表现形式是用其具有的性质来表现的，这是形式上的表现，这种表现反映了物理世界、物理学内部的规律性，这就使得这些性质之间具有相互联系，因而没有非常明显的界限，从这一点上看，物理美的讨论具有一定的复杂性。即使这样，这种划分仍然具有一定的意义。1．独创性。科学把独创性定义为一种最高的价值，因为只有通过或大或小具有独创性的科学研究成果，科学才能进步。独创性的理论成果给人以新奇美。当我们初次接触到相对论、量子力学、宇宙大

4、爆炸理论时，都有这种美感。2．统一性。客观物质世界尽管丰富多彩，但是其本质上具有统一性。那么描述和揭示客观世界的物理现象及物理规律的物理学也是具有统一性的，它显示出一种崇高的美。诚如爱因斯坦所说：“从那些看来直接可见的真理十分不同的各种复杂的现象中认识到它们的统一性，那是一种壮丽的感觉。”因此，追求理论的统一性，也就成为物理学大师们坚定不移的信念和始终不谕的目标。正如物理学上电和磁的统一理论———麦克斯韦理论。爱因斯坦为相互作用统一耗尽了后半生精力，而电磁作用与弱相互作用的统一，导致了许许多多的物理学家致力于规范场理论，其目的正是为了谋求引力、电磁力、强相互

5、作用、弱相互作用的大统一理论。3．和谐性。物理学的和谐性主要表现在其学科自身内容协调和形式匀称，而且与其他认识体系是相容的、一致的。理论的各个部分以及各种理论之间的和谐、形式的对称，无疑能给人一种和谐的美感。电磁波与光理论、引力平方反比作用与电荷相互作用的库仑平方律、费尔马原理在力学和光学理论中的和谐、质能关系反映的质量、能量之间的统一性等都存在这种美感。4．简单性。科学的简单性在古代自然哲学家以及近代科学家的永不休止追求中得到了充分体现，简单性揭示了科学的质朴美。5．预见性。预见性是科学美的又一重要表现，由于客观世界发展是有规律可循的，具有一定的必然性，或

6、者说在一定程度上具有客观的规定性（因果性），所以描述客观世界发展规律的科学就具有这种特性，这在数学上反映为物理规律满足一定的数学物理方程以及满足一定的统计规律，同时事物的规定性又反映了物理内涵与形式的相互联系、相互统一。如爱因斯坦的诸多理论：时空对称性与力学守恒律，即关于时间反演对称性对应能量守恒，空间平移对称性对应动量守恒，空间转动对称性对应角动量守恒以及空间反演对称性对应宇称守恒（不过宇称守恒在弱相互作用下被破坏了）。6．逻辑性。物理学所用的语言除了物理表述以外，绝大多数理论的思维中用了数学语言，具有逻辑性。数学有简炼、严密、精确、理想化等特点，这就使得

7、物理学有可能从实验物理转向理论物理。在物理理论中，物理规律用数学语言描述以后具有形式上的规范性、协变性，从内容上本质更突出、更明了，这种表述给人以简洁的美、协调的美。它是在数学基础上反映了物理世界内部的和谐、统一和简单。利用数和形来描述自然是许多伟大科学家的出发点，用数和形来统一客观世界是否能够实现笔者不敢断言，似乎过于简单化了些，但也不是没有道理。7．适用性。这里分两个部分来说明：　　第一，前面谈过物理学创造了一个人造物理世界，它为人类直接提供了巨大的物质财富和精神享受。电、电磁波、光子器件、半导体、激光、计算机、原子能和平利用以及超导等，无疑给人类文明增

8、添了光彩，这些科学成果难道不能称之为“科学艺术品”吗