物理学之“美”

1.最伟大的英语诗人

在与物理学家的谈话中，他们可能会宣称自己对自然规律之美的信念。对美的热爱和对和谐的追求诚然是人之常情，但就以上所言，我们需要注意以下两点。首先，在研究过程中，崇拜自然法则之美岂非科学家应该避免的“信仰行为”？其次（第二点可以说是第一点的结果），对和谐之美的热衷有可能扭曲客观认识，误入科学话语禁区。

让我们暂且放下这个话题，试问谁是有史以来最伟大的英语诗人（诗人可谓最热衷于追求美的人）：是威廉∙莎士比亚，塞缪尔∙泰勒∙柯勒律治，还是乔治∙戈登∙拜伦？困于众口难调，这似乎将是一个永远无法得出答案的问题。然而，在格雷厄姆∙法梅洛[1]的眼中，有史以来最伟大的英语诗人是保罗∙阿德里安∙莫里斯∙狄拉克[2]。狄拉克是英国理论物理学家，他与埃尔温∙薛定谔（Erwin Schrödinger）“因发现原子理论的新形式”而共同获得1933年诺贝尔物理学奖，为后来的量子力学奠定了基础。或许法梅洛不具备人文和文学的严谨性，无法识别“最伟大的英语诗人”；或许更合理的解释是，他有意以这种具有挑衅性的声明邀请人们反思物理学和诗歌之间珠联璧合的相像，感受两个不同领域中奏响的美的旋律。

通过本文，我们将看到，科学和诗歌的一个共同语言特征是类比语言的广泛应用；另外，尽管体现于不同层面，但科学与诗歌同样取向于总结概念，偏爱简明叙述而不是繁冗描绘；最后，我们将特别关注诗歌和物理学对审美趣味的青睐，即使其中会存在难免的差异。

2.一种深厚的内在审美趣味

在物理学家眼里，自然界悄然无声地展示自己，然而相悖的是，这种宁静实则是一种清晰响亮的表达，一份反璞归真的“美丽”。但是，物理学家并不具有单一的审美品味，就像人们在文学喜好上的莫衷一是。上文提到的狄拉克曾声称，他对诗歌一无所知，也不理解包括罗伯特∙奥本海默[3]在内的一些卓越同事竟能写出十四行诗。他甚至指出，“一个人怎么可能在物理学前沿工作的同时吟诗作赋？两者完全是风马牛不相及的事情！物理学以人人都能理解的术语阐释以前不为人所知的事物；诗歌则以艰深晦涩的语言来表达众所周知的事情”。可以说，这一声明相当具有代表性。

数年后，理查德∙费曼[4]在重申这一说法时强调指出：“诗人们说，科学剥夺了星辰之美，将它们说成由气体原子组成的球体，仅此而已。仅此而已？殊不知，我也会为沙漠夜晚的星空而感动！我眼中的星辰之美是更多还是更少？[…]我看到一个宏伟的公式，我自己是其中的一部分，因为构成我的物质也许来自某个已被人遗忘的星体爆发，就像此时此刻在空中爆发的那一个。[…]公式它意味着什么，为什么？对事物有所了解并不破坏其神秘魅力，因为事实比以往任何艺术家所能想象的都要精彩得多！对此，当今的诗人为何惜墨如金？”。

那么，当我们把物理学家视为潜在的“伟大诗人”或是能够造就极品的艺术家时，我们谈论的是哪一种美？这种评价是一个不可原谅的狂言妄语，还是或许科学中真的存在某种审美观念？如果确实存在的话，那么物理学具有怎样的一种美？

3.数学的优雅和类比的恩赐

尤金∙维格纳[5]想搞清楚人如何能够通过数学来描述世界。对此，他的回答是，从本质上讲，数学语言之所以美妙绝伦，不仅因为它是独一无二的（通用的），而且还因为它是正确的（对描述自然最有效）。对此，这位匈牙利物理学家说这是一个真正的“奇迹”和“恩赐”：数学语言在表述物理定律时的适当性是一个奇迹，一种我们既不理解也非我们应得的奇妙恩赐[6]。尽管维格纳宣称他不信神，但这一观念却透露出一丝崇高的精神之光。

可以说，物理学中最著名的方程式是爱因斯坦[7]在其狭义相对论中提出的E=mc2。它假定一个物体的能量（E）等于物体本身的质量（m）乘以光速的平方（c2）。但是，对于法梅洛[8]，有史以来最美丽的方程式当属保罗∙狄拉克的i