物理物理，万物之理

尹传红

相对论和量子论，导致了科学技术的革命，造就了信息时代的物质文明。

在新近发布的北京中考改革方案中，生物、化学、历史、地理被调整为考查科目，仅作为升学参考，而“理化生”唯独保留了物理学科。这引发了一些议论和思考。

物理学之重要性毋庸置疑。可提起物理，各类复杂的公式、各种抽象的概念，常常让人望而却步，几乎可以说是许多人学生时代的“梦魇”。“高冷”的物理，难得让学子亲近；走进公众视野，也殊为不易。不过，美国物理学家、2004年诺贝尔物理学奖得主弗兰克·维尔泽克却说：“在物理学中，你不需要刻意到处找难题——自然已经提供得够多了。”

物理学，是探索未知事物及其成因的学问，它寻求关于世界的基本原理、事实和定量描述，研究宇宙中一切物质的基本运动形式和规律。它是我们认识世界的基础，是自然科学的带头学科，堪称20世纪科学和技术革命的领头羊。

事实上，我们的现代文明，几乎没有哪个领域不依赖于物理学。大至宇宙，小到基本粒子，物理解释并服务于我们生活的方方面面。一句话，物理与我们每个人的生活都息息相关。生活中的许多科学现象，都可以用物理学概念来解释。物理对于一个人形成科学的世界观，具有基础性意义。

回溯到大约400年前，近代科学的初创时期。意大利物理学家伽利略正致力于设计各种实验来寻找物体运动的规律，他巧妙地运用斜坡的实验设计，判定物体不需要外力作用就可以保持其运动状态，从而纠正了古代先哲亚里士多德的错误结论。伽利略实际上创立了真正的科学方法，彰显了对物理世界进行抽象化和理想化所具有的力量，使得物体的运动能够被量化且准确地研究。这是科学史上的一个重要转折点。

科学理性化的火炬，由伽利略传递给了“人类智慧的象征”、英国物理学家牛顿。牛顿最早认识到行星遵循着和石头会落到地面上一样的规律运动，天空和地面并没有它们各自单独的法则——这可以统一用重力来表述。经过多年思索，牛顿成功地实现了物理学、天文学和数学三者的结合，归纳出三条运动定律，并得出了解释物体之间相互作用的引力的定律——著名的万有引力定律。

19世纪初，电池的发明使得科学研究进入一个新时期，证明了随时间变化的电与磁是相互关联的，是一个统一体的两个方面。经由法拉第、麦克斯韦、爱因斯坦等物理学巨匠进一步的探索研究，电磁学成为统一理论并对光做出了解释。电磁量子理论进一步发展并涵盖了弱相互作用力和强相互作用力，自然规律中蕴蓄的统一性愈发明显。

物理学渐次有了这样一个概略的归拢：经典物理学，包括力学、光学、电学、分子物理学和热力学；近代物理学，包括相对论、量子力学基础、原子和原子核结构以及基本粒子物理学。

说“世界是建立在物理规律的基础上的”，或许并不夸张。中国科学院院士、理论物理学家于渌曾谈及，20世纪物理学的两大革命性突破——相对论和量子论，导致了科学技术的革命，造就了信息时代的物质文明。手机通信、音乐/视频播放器、数码相机、互联网、全球定位系統等现代生活必不可少的便利，都离不开物理学等基础学科和立足于它们的激光、电子学、计算机等先进技术。

物理物理，万物之理。