張興華

物理學是用最基本、最普遍的規(guī)律或原理來描述客觀世界的學科。大自然是復雜而美麗的，物理學家在試圖理解它的時候，首先把那些分散注意力的因素去掉，將物理世界吸引我們注意力的那部分描述出來，這樣的理論通常具有普適性（普遍適用于同類對象或事物的觀念、制度和規(guī)律）。

例如，英國物理學家麥克斯韋將所有經典電磁理論歸納為4個簡單的方程，用這套方程組可以理解發(fā)電、磁鐵、化學元素的結合等現(xiàn)象，也可以利用這些原理來做無線電和光的通信。

我是如何喜歡上物理學的呢？現(xiàn)在回想起來，應該是我從小就對很多事物都感興趣、充滿好奇心。

小時候，我看到人類登陸月球的照片和電視上月球的天空是黑色的，我問爸爸、媽媽為什么月亮上總是黑天呢？爸爸、媽媽說，因為月亮上沒有空氣。但是，藍天、白云和水為什么有這么豐富的顏色？為什么像金屬這樣導電的物體會有光澤，而有顏色的東西沒那么有光澤，透明物體又基本上都是絕緣的呢？

后來通過學習，我才知道，這些是光和物質的相互作用，也是物理學最關注的內容。在《光學》課上我了解到瑞利散射，即光與空氣分子發(fā)生了散射。太陽光像一群小球與空氣中的分子不斷發(fā)生碰撞，改變了傳播方向，因而，我們在各個角度看到的都是明亮的天空。如果沒有空氣中的分子把光碰撞得到處都是，我們看到的還是黑色的天空。

物理學是有胸懷的學科，生活中每一個有趣的現(xiàn)象和問題都是值得被尊重和關注的，不存在“純粹的物理學”和“某些高尚的物理學”。

物理學家愛因斯坦帶給人類的不僅僅是相對論，他從身邊有趣的現(xiàn)象出發(fā)建立了布朗運動的理論。1827年，蘇格蘭植物學家羅伯特·布朗發(fā)現(xiàn)水中的花粉會不停地做不規(guī)則的曲線運動，即布朗運動。起初，有些人認為，花粉做布朗運動是因為它們是活的物質，也有人認為是熱或電等外界因素引起的。1905年，愛因斯坦指出，花粉的布朗運動是由無規(guī)則運動的分子的碰撞導致的隨機運動，并給出了著名的“愛因斯坦關系”。1908年，法國物理學家佩蘭通過實驗驗證了愛因斯坦的理論。此后，科學界才認識到，分子是真實存在的。

由此可見，物理學就在我們身邊，在每個讓我們癡迷的現(xiàn)象中。

如何成為一名物理學家呢？也許有些青少年朋友擔心自己不適合做科研，認為做科研太難了。但是，我想跟青少年朋友說，在對未知世界的探索中，我們都保持著謙卑，用自己現(xiàn)有的力量去搏斗大的“對手”。

熱愛物理能讓我們擁有一雙注視世界的眼睛和一顆熱愛生活的心。只要對身邊的事物充滿興趣，保持探索世界的好奇心，不要放過發(fā)生在身邊的有趣問題，收集每一次解決問題的靈感，樂于向朋友們分享自己的成果，你就是一位少年物理學家了！

花粉的布朗運動不是活的物質的運動，那么由很多活性的物質構成的系統(tǒng)是什么樣子的呢？這個領域就是物理學的前沿之一：活性物質。飛翔的鳥群、水里的魚群、擁擠的人群都是典型的活性物質。

有朋友會問：“這些還是物理學嗎？”當然是。2021年諾貝爾物理學獎獲得者意大利物理學家帕里西就是研究椋（liáng）鳥群飛行集體行為的專家。他的實驗課題包括：鳥群怎么一起轉向而又不相互碰撞，鳥群的速度和加速度是如何分配的等等。

如果你也對身邊的這些現(xiàn)象感興趣，不妨先好好學習基礎的物理學知識，將來才有機會去看更豐富、迷人的世界。

（責任編輯 / 高琳? 美術編輯 / 周游）