阿·熱　荀坤　勞玉軍

我想知道上帝是如何創(chuàng)造這個(gè)世界的。對(duì)這個(gè)或那個(gè)現(xiàn)象、這個(gè)或那個(gè)元素的譜我并不感興趣。我想知道的是他的思想，其他的都只是細(xì)節(jié)問(wèn)題。

——A.愛(ài)因斯坦

在向著簡(jiǎn)單性的行進(jìn)中，物理學(xué)總是大刀闊斧的。物理學(xué)之所以成為物理學(xué)是因?yàn)槟軓母鞣N復(fù)雜現(xiàn)象中找出簡(jiǎn)單本質(zhì)。

從歷史上看，為了物理學(xué)的進(jìn)步，許多“為什么”式的問(wèn)題只得換成“如何”式的問(wèn)題?！耙粔K石頭在下落時(shí)為什么會(huì)加速”？古人認(rèn)為，這塊石頭也像馬一樣是急于回到家中。從伽利略開(kāi)始的物理學(xué)，就不再問(wèn)石頭為什么會(huì)下落，而是去測(cè)量它怎樣下落。

當(dāng)我們還是孩子時(shí)滿口都是“為什么”。而對(duì)每一個(gè)為什么的回答馬上又引出了新的為什么?！盀槭裁礃?shù)葉在春天會(huì)這么綠？”，是這樣，教授解釋說(shuō)，樹(shù)葉中含有一種復(fù)雜的原子團(tuán)，叫葉綠素，它和光以一種復(fù)雜的方式相互作用。這種葉綠素吸收了除人眼感覺(jué)是綠色的那些光以外的大多數(shù)光，于是樹(shù)葉看上去就是綠色的了。這種解釋會(huì)使普通的外行人覺(jué)得乏味（今天，許多物理學(xué)家也一樣）。最終，對(duì)此問(wèn)題和許許多多其他類似問(wèn)題的解釋都將歸結(jié)為電子與光的基本粒子——光子如何相互作用。

物理學(xué)家大約從1928年開(kāi)始，并在50年代早期完成了電子與光子間相互作用的現(xiàn)代理論。徹底理解電子與光子的相互作用已經(jīng)有30多年了，然而，還是有人禁不住要問(wèn)，為什么這兩種基本粒子要以這種特別的方式相互作用呢？這個(gè)問(wèn)題也已經(jīng)得到回答，物理學(xué)家們現(xiàn)在知道，電子和光子的這種相互作用完全是由一種叫規(guī)范原理的對(duì)稱性原理確定的，這種原理遍及整個(gè)自然。顯然，物理學(xué)家現(xiàn)在又可以接著問(wèn)，自然為什么要這樣敬重規(guī)范原理呢？當(dāng)代物理學(xué)在這里停住了，這個(gè)問(wèn)題實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于問(wèn)為什么會(huì)有光。對(duì)此所作的討論都融成了一團(tuán)充滿各種推測(cè)和沉思的迷霧。

在一些為什么取代了另一些為什么時(shí)，物理學(xué)就已經(jīng)取得了不小的進(jìn)步：一個(gè)為什么取代了許多個(gè)為什么。我不僅能用電子一光子相互作用理論來(lái)解釋春天草木的青翠，而且還能用它來(lái)解釋彈簧的伸長(zhǎng)，更不用說(shuō)激光和晶體管的行為了。事實(shí)上，幾乎所有我們直接感受到的現(xiàn)象都可以用電子與光子間的相互作用來(lái)解釋。

物理學(xué)是最最簡(jiǎn)約的科學(xué)。與此相反，我們?cè)谏飳W(xué)通俗讀物中讀到的解釋雖然也吸引人，但完全不能說(shuō)是簡(jiǎn)約的。用生物化學(xué)過(guò)程來(lái)作的解釋常常比問(wèn)題本身所涉及的現(xiàn)象更復(fù)雜。

當(dāng)代物理學(xué)正著手向進(jìn)一步的簡(jiǎn)化進(jìn)發(fā)。我們對(duì)自然探究得越深，她就越顯得簡(jiǎn)單。這個(gè)結(jié)果確實(shí)是驚人的。因?yàn)椴o(wú)先置的理由使我們能期望，這個(gè)包含極多迷惑人的復(fù)雜現(xiàn)象的宇宙，最終只是由幾個(gè)簡(jiǎn)單的規(guī)則支配的。

——摘編自《可怕的對(duì)稱——探索現(xiàn)代物理學(xué)中的關(guān)》（湖南科學(xué)技術(shù)出版社1992年出版）