汪衛(wèi)華

大約120年以前，西班牙發(fā)明家和科學(xué)教育家費朗·阿爾希那·帕萊雅達(dá)曾經(jīng)提出過一個有趣的問題：假如知曉這些問題答案的未來人回望我們的時代，會不會認(rèn)為當(dāng)下的我們，就像我們眼中篤信托勒密地心說的古人一樣無知？在他們生活的時代，物理學(xué)界正在為光究竟是粒子還是波爭論不休，而實驗證據(jù)使后一種觀點暫時占據(jù)上風(fēng)，令伊薩克·牛頓支持的粒子說受到很大的挑戰(zhàn)。與此同時，天文學(xué)家也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，僅憑萬有引力定律，并不能完美地解釋太陽系里所有天體的運動。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)幾個世紀(jì)的兩種理論都只說對了一半;而牛頓力學(xué)無法解釋的天體運動，比如水星在近日點的進動，也已經(jīng)由相對論所補充。雖然這些曾是學(xué)界焦點的爭論已經(jīng)塵埃落定，但并不意味著物理學(xué)就此臻于完美。相反，這些成果只不過提供了繼續(xù)探索的階梯，讓更多的新問題顯現(xiàn)出來。而人類對物質(zhì)世界的認(rèn)識，也正是在不斷求索和解答問題的過程中越發(fā)深入。

人類探索認(rèn)識世界過程的起點，可以追溯到遙遠(yuǎn)的古典時代。這個過程在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)電機和輸電系統(tǒng)讓人們用上了方便的能源，驅(qū)動生活與生產(chǎn)所需的種種工具和機械。而對原子核中蘊含能量的開發(fā)，在催生出原子武器的同時，也開辟出了一條獲取新能源的途徑。光電效應(yīng)成為太陽能電池的技術(shù)基礎(chǔ)，源于陽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。能量強大的激光為材料加工和制造提供了更有效的途徑，也為測距和通信提供了新的媒介。人類還不斷嘗試離開自己誕生的“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，正是物理學(xué)的進步，使人類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。

但物理學(xué)的發(fā)展并沒有就此止步，越是探索，我們越是會發(fā)現(xiàn)更多待解的謎團。從加速器里的高能粒子，到黑洞形成與運作的機制，如果置身于物理學(xué)的最前沿，一個個有待深入探究的領(lǐng)域，會讓我們感嘆自己的無知。屬于全人類的知識寶藏，也恰恰蘊含于此。

在本期《知識就是力量》雜志里，我們會帶你一起領(lǐng)略物理學(xué)及相關(guān)技術(shù)的前沿，通過對生活中豐富多彩的物理現(xiàn)象進行解讀來引領(lǐng)同學(xué)們深入認(rèn)知世界的本源。正如日心說的問世，讓當(dāng)時的人們重新認(rèn)識了宇宙一般，我們也需要為重新認(rèn)識這個世界時刻做好準(zhǔn)備。