祿克靜

摘要： 生活中的一些現(xiàn)象或者規(guī)律在物理學(xué)中我們希望見(jiàn)到，這樣就能最大限度地降低物理的學(xué)習(xí)難度。生活中左右手的運(yùn)用就是一個(gè)例子。本文就把生活中的左右手和物理中的左右手定則聯(lián)系在一起，用以闡述物理與生活的關(guān)系。

關(guān)鍵詞： 左右手左手定則右手定則中學(xué)物理

小的時(shí)候看電影，電視，或者看書(shū)，常見(jiàn)到左右相關(guān)的說(shuō)法。比如說(shuō)政治上的“左傾冒險(xiǎn)主義”，“左傾機(jī)會(huì)主義”，“右傾機(jī)會(huì)主義”，“右傾分裂主義”。實(shí)在搞不清楚左右到底什么意思。后來(lái)學(xué)了歷史，知道了“左右派”，“左右翼”的說(shuō)法源于大革命前的法國(guó)。1879年法國(guó)國(guó)民大會(huì)成立，開(kāi)始掌管?chē)?guó)家事務(wù)。國(guó)民大會(huì)開(kāi)會(huì)時(shí)，觀點(diǎn)保守的貴族成員坐在大廳的右邊，革命者成員坐在大廳的左邊，他們的觀點(diǎn)偏自由。于是就有了“左翼”和“右翼”的區(qū)別。但是那個(gè)議事房哪邊算左哪邊算右呢？從前看和從后看這左右就掉過(guò)來(lái)了。這是理解左右的關(guān)鍵。有一個(gè)英文的笑話(huà)：

是不是很拗口呢。

中國(guó)人認(rèn)為左的是不正的，出于地位比較低的地位，比如有“旁門(mén)左道”，“輔佐”。右為正，表示地位比較高，比如有這樣一句話(huà)“一時(shí)無(wú)人出其右”，再比如“天佑之”。

我記得有這樣一句西方的諺語(yǔ)：“At right place，with right people，do right shings.”（在正確的地方和合適的人一起，做正確的事情。）可見(jiàn)在西方人的思維中“right”也表示正確的意思。右——即正確，有褒義。在米開(kāi)朗基羅的名畫(huà)《創(chuàng)造亞當(dāng)》中，上帝通過(guò)將自己的右手食指來(lái)觸碰亞當(dāng)?shù)淖笫质持付x予后者生命。

于是我們用左右來(lái)表示我們的觀點(diǎn)。換句話(huà)說(shuō)，事物的一些性質(zhì)具有兩面性，即二值特性。我們借用貼近生活的概念來(lái)理解一些事物的二值特性。在西方，把這種二值特性叫做“Handedness”即“手性”。

生活中，我們的兩只手相對(duì)疊在一起，大致能重合，這在物理上叫做鏡面對(duì)稱(chēng)，但是，如果只靠轉(zhuǎn)動(dòng)和平移，那么這兩只手絕對(duì)不可能重合了，可見(jiàn)，左右是不對(duì)等的。

高中物理中，關(guān)于電磁學(xué)的一些描述就用到“手性”，即左右手。

我們生活在三維空間中，需要三個(gè)線(xiàn)性不相關(guān)的矢量才能準(zhǔn)確地描述空間中的幾何關(guān)系。兩個(gè)非共線(xiàn)的矢量可以確定一個(gè)平面。若這個(gè)平面要加上方向標(biāo)簽的話(huà)就有兩種可能。由此我們明白了矢量叉乘的意義：A×B和B×A正好是用順序給矢量叉乘的兩種可能貼上了標(biāo)簽。并且有A×B=—B×A。對(duì)矢量叉乘的結(jié)果A×B的方向我們沿用了右手定則。將右手拇指直立，其余的四指沿從A到B的方向彎曲，則拇指所指的方向就是A×B的方向。高中物理中，磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力——洛倫茲力F=qvB就是F=qV×B即右手定則的結(jié)果，如圖1。再比如：磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力——安培力F=ILB也是F=IL×B。這里就會(huì)出現(xiàn)左右相混的現(xiàn)象：我們知道，高中物理中這些力都用的是左手，這里怎么會(huì)變成右手呢？

其實(shí)左手定則只能說(shuō)是右手定則的一種表現(xiàn)形式而已。或者說(shuō)左手定則是右手定則在某些特定情況下的簡(jiǎn)化表達(dá)。

這個(gè)定律表示出了電流周?chē)拇艌?chǎng)。我們中學(xué)所熟悉的直線(xiàn)電流的磁場(chǎng)及通電螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)都是由這一定律得到的結(jié)果。可見(jiàn)高中物理電磁學(xué)中有關(guān)矢量的問(wèn)題都用到了右手螺旋定則的規(guī)律。

可見(jiàn)在物理學(xué)中，用到右手的現(xiàn)象比較普遍，于是，一個(gè)在生活實(shí)際中很普遍的現(xiàn)象在物理中得到了有力的驗(yàn)證。

生活中大多數(shù)人的右手更有力，更靈活。左手靈活的人也有，但是少數(shù)（左撇子）。如果左右手都靈活那可就能耐大了。成語(yǔ)“左右局面”也許就是這個(gè)道理吧。如果左右都不好使，在英文中叫做“ambisinister”或者“ambilevous”中文譯作“兩手皆左”，這種情況在進(jìn)化中就會(huì)被淘汰掉了。物理學(xué)中也是一樣的道理，右手定則是大多數(shù)，但是左手定則也有其用武之地。簡(jiǎn)單地講，中學(xué)物理當(dāng)中凡是涉及力的時(shí)候都要用到左手，否則都用右手。

這種左右手的表面對(duì)稱(chēng)實(shí)則不對(duì)稱(chēng)的現(xiàn)象物理學(xué)中叫做破缺機(jī)制。楊振寧與李振道的“宇稱(chēng)不守恒”的提法正體現(xiàn)了自然界中的這種破缺。

14世紀(jì)法國(guó)哲學(xué)家布里丹（Buridan）有一個(gè)結(jié)論：被稱(chēng)為“布里丹之驢”，其表述如下：一頭完全理性的驢子處于兩堆等量等質(zhì)的干草中間將會(huì)餓死，因?yàn)樗荒軐?duì)究竟該吃哪一堆干草作出決定。所幸的是，大自然不是理性的驢子，它允許對(duì)稱(chēng)的破缺，從而表現(xiàn)出多樣性。正是這種破缺機(jī)制造就了我們的世界。

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