汪衛(wèi)華

大約120年以前，西班牙發(fā)明家和科學(xué)教育家費(fèi)朗·阿爾希那·帕萊雅達(dá)曾經(jīng)提出過(guò)一個(gè)有趣的問(wèn)題：假如知曉這些問(wèn)題答案的未來(lái)人回望我們的時(shí)代，會(huì)不會(huì)認(rèn)為當(dāng)下的我們，就像我們眼中篤信托勒密地心說(shuō)的古人一樣無(wú)知？在他們生活的時(shí)代，物理學(xué)界正在為光究竟是粒子還是波爭(zhēng)論不休，而實(shí)驗(yàn)證據(jù)使后一種觀點(diǎn)暫時(shí)占據(jù)上風(fēng)，令伊薩克·牛頓支持的粒子說(shuō)受到很大的挑戰(zhàn)。與此同時(shí)，天文學(xué)家也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，僅憑萬(wàn)有引力定律，并不能完美地解釋太陽(yáng)系里所有天體的運(yùn)動(dòng)。曾經(jīng)被奉為經(jīng)典的牛頓物理學(xué)體系，出現(xiàn)了顯而易見(jiàn)的瑕疵。

今天我們已經(jīng)知道，光具有波粒二象性，論戰(zhàn)幾個(gè)世紀(jì)的兩種理論都只說(shuō)對(duì)了一半;而牛頓力學(xué)無(wú)法解釋的天體運(yùn)動(dòng)，比如水星在近日點(diǎn)的進(jìn)動(dòng)，也已經(jīng)由相對(duì)論所補(bǔ)充。雖然這些曾是學(xué)界焦點(diǎn)的爭(zhēng)論已經(jīng)塵埃落定，但并不意味著物理學(xué)就此臻于完美。相反，這些成果只不過(guò)提供了繼續(xù)探索的階梯，讓更多的新問(wèn)題顯現(xiàn)出來(lái)。而人類(lèi)對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)，也正是在不斷求索和解答問(wèn)題的過(guò)程中越發(fā)深入。

人類(lèi)探索認(rèn)識(shí)世界過(guò)程的起點(diǎn)，可以追溯到遙遠(yuǎn)的古典時(shí)代。這個(gè)過(guò)程在19世紀(jì)和20世紀(jì)被大幅加快，最終創(chuàng)造出今天我們享受的高度發(fā)達(dá)和文明的現(xiàn)代生活。發(fā)電機(jī)和輸電系統(tǒng)讓人們用上了方便的能源，驅(qū)動(dòng)生活與生產(chǎn)所需的種種工具和機(jī)械。而對(duì)原子核中蘊(yùn)含能量的開(kāi)發(fā)，在催生出原子武器的同時(shí)，也開(kāi)辟出了一條獲取新能源的途徑。光電效應(yīng)成為太陽(yáng)能電池的技術(shù)基礎(chǔ)，源于陽(yáng)光的清潔能量源源不斷地產(chǎn)生，不僅能用于地球，也可以為遠(yuǎn)航太空助力。能量強(qiáng)大的激光為材料加工和制造提供了更有效的途徑，也為測(cè)距和通信提供了新的媒介。人類(lèi)還不斷嘗試離開(kāi)自己誕生的“搖籃”，前往另一顆星球探索，并且憑借部署在太空中的望遠(yuǎn)鏡，清晰地看到了宇宙深處的景象?？梢哉f(shuō)，正是物理學(xué)的進(jìn)步，使人類(lèi)得以更為全面地了解世界的樣貌，并且因此擁有了掌控更多能量的手段，也極大地改變了我們的生活和社會(huì)。

但物理學(xué)的發(fā)展并沒(méi)有就此止步，越是探索，我們?cè)绞菚?huì)發(fā)現(xiàn)更多待解的謎團(tuán)。從加速器里的高能粒子，到黑洞形成與運(yùn)作的機(jī)制，如果置身于物理學(xué)的最前沿，一個(gè)個(gè)有待深入探究的領(lǐng)域，會(huì)讓我們感嘆自己的無(wú)知。屬于全人類(lèi)的知識(shí)寶藏，也恰恰蘊(yùn)含于此。

在本期《知識(shí)就是力量》雜志里，我們會(huì)帶你一起領(lǐng)略物理學(xué)及相關(guān)技術(shù)的前沿，通過(guò)對(duì)生活中豐富多彩的物理現(xiàn)象進(jìn)行解讀來(lái)引領(lǐng)同學(xué)們深入認(rèn)知世界的本源。正如日心說(shuō)的問(wèn)世，讓當(dāng)時(shí)的人們重新認(rèn)識(shí)了宇宙一般，我們也需要為重新認(rèn)識(shí)這個(gè)世界時(shí)刻做好準(zhǔn)備。