①物理学家玻尔兹曼说过:音乐家在听到几个音节后,即能辨认出莫扎特、贝多芬或舒伯特的音乐。同样,数学家或物理学家也能在读了数页文字后辨认出柯西、高斯、亥姆霍兹或基尔霍夫的工作。这就是因为他们各自有自己的风格。
②对于他的这一段话也许有人会发生疑问:科学是研究事实的,事实就是事实,哪里会有什么风格?
③让我们拿物理学来讲吧,物理学的原理有它的结构,这个结构有它的美和妙的地方,而各个物理学工作者,对于这个结构的不同的美和妙的地方,有不同的感受,所以每位工作者就会发展自己独特的研究方向和研究方法,也就是说他会形成自己的风格。
④狄拉克是二十世纪一位大物理学家。他话不多,而其内含有简单、直接、原始的逻辑性。一旦抓住了他独特的、别人想不到的逻辑,他的文章读起来便很通顺,就像“秋水文章不染尘”,直达深处。二十世纪的物理学家中,风格最独特的就数狄拉克了。我曾想将其风格写下来给我的文、史、艺术方面的朋友们看,始终不知如何下笔。去年偶然看到了高适在《答侯少府》中的诗句:“性灵出万象,风骨超常伦。”我觉得用这两句诗来描述狄拉克方程是再好没有了:一方面狄拉克方程确实包罗万象,而用“出”字描述狄拉克的灵感尤为传神。另一方面,他于1928年以后四年间不顾玻尔、海森伯等当时的大物理学家的冷嘲热讽,始终坚持他的理论,而最后得到全胜,正合“风骨超常伦”。
⑤可是什么是“性灵”呢?若直觉地把“性情”“本性”“心灵”“灵感”等加起来似乎是指直接的、原始的、未加琢磨的思路,而这恰巧是狄拉克方程之精神,这也正是狄拉克作风的特征。“非从自己的胸臆流出,不肯下笔”,又正好描述了狄拉克的独创性!
⑥比狄拉克年长一岁的海森伯是二十世纪另一位大物理学家,有人认为他比狄拉克还要略高一筹。1925年夏天,海森伯在雾中终于摸到了方向,写了一篇文章,引导出了量子力学的发展。可是这篇文章只开创了前进的方向,此后两年间还要通过玻恩、狄拉克、玻尔等人和海森伯自己的努力,量子力学的整体架构才逐渐完成。
⑦海森伯所有的文章朦胧、不清楚,有渣滓,与狄拉克文章的风格形成一个鲜明的对比。读了海森伯的文章,你会惊叹他的独创力,然而会觉得问题还没有做完,还要发展下去;而读了狄拉克的文章,你也会惊叹他的独创力,同时却觉得他似乎已把一切都发展到了尽头,没有什么再可以做下去了。
⑧海森伯和狄拉克的风格为什么如此不同?主要原因是他们所专注的物理学内涵不同。海森伯从实验与唯象理论出发:实验与唯象理论是五光十色、错综复杂的,所以他要摸索,要犹豫,要尝试了再尝试,因此他的文章就给读者不清楚、有渣滓的感觉。狄拉克则从他对数学的灵感出发:数学的最高境界是结构美,是简洁的逻辑美,因此他的文章就给读者“秋水文章不染尘”的感受。
⑨让我补充一点关于数学和物理的关系,我曾把二者的关系表示为两片在茎处重叠的叶片,重叠的地方同时是二者之根。譬如微分方程、偏微分方程等,今天都是二者共用的基本观念。不过,重叠的地方只占二者各自的极少部分。即使在重叠区,虽然基本观念物理与数学共用,但是二者的价值观与传统也截然不同,二者发展的生命力也各自遵循不同的茎脉流通。
⑩常常有年青朋友问我,他应该研究物理,还是研究数学。爱因斯坦晚年时曾讨论过为什么他选择了物理。他说,在数学领域里,我不能辨认哪些是真正重要的研究,而在物理领域里,我很快学到怎样找到基本问题来下功夫。因此,年青人面对选择前途方向时,要对喜好与判断能力有正确的自我估价。
⑪物理学是自表面向深层的发展,处处有美。表面有表面的结构,有表面的美,譬如虹和霓是极美的表面现象,人人都可以看到。实验工作者作了测量以后发现虹是42°的弧,红在外,紫在内;霓是50°的弧,红在内,紫在外。这增加了实验工作者对自然现象的美的认识。进一步的唯象理论研究使物理学家了解到这42°与50°可以从阳光在水珠中的折射与反射推算出来,此种了解显示出了深一层的美。再进一步的研究更深入了解折射与反射现象本身可从一个包容万象的麦克斯韦方程推算出来,这显示出了极深层的理论架构的美。
(摘编自杨振宁《晨曦集》之《科学工作的风格——论美与物理学》)