总结
如果有谁看一下物理学的发展,会发现这是一个不断努力把我们关于宇宙的知识推向新的疆域的故事。就距离和时间而言,很多进步就表现为知识范围的扩大。人如果只使用天生的能力,就看不见比灰尘——直径大约1/1000厘米——小的东西。在另一种极端情况下,尽管他能够看见星星,并认识到它们非常遥远,但发现任何距离超过月球(大约400,000km)的东西,已经超出了他的能力范围。现在,对小至10的-18次方米,大至10的15次方米的长度我们已经有了确切地了解。至于时间,肉眼无法区分间隔小于1/50秒的时间,尽管理解历史允许人们注意几百年的时间*,但是人的寿命的上限大约为10的9次方秒,也就是人可以进行观察的期限。
*当然,19世纪的地质学家面对千百万年的时间范围,但却无法享受对年代进行很好地界定所带来的好处。
但是对比之下,通过今天的物理测量,已使之成为可能。了不起的现代电子学使研究象10的-15次方秒这么短的时间成为可能,联合观察和推论使天文学家们谈起百万年(10的17次方秒)这么长的时间时充满自信。考虑到时间和空间,物理学家能够研究的现象其要素已超过10的30次方个,并且仍有继续扩大的趋势。
我们关于各种事物的要素之间如何彼此相互作用产生出数量巨大(仍在继续增加)的各种具体的物理现象的知识不计其数。
但是,物理学探测、解释和控制正在进行的物理过程的能力毋庸置疑。甚至有人说,使用已经建立的很好的物理规律探究正在不断扩张的应用领域已代替了追求最小数量的基本规律的传统目标。
我认为,事实上,两个过程都在进行,并且将继续下去。正在扩张的部分毫无疑问得到了计算机的帮助,也对其他科学产生了撞击。所有的化学问题,至少是化学规律,可以用电磁力和量子理论解释。应用物理规律后,生物学开始取得一些有价值的见解。这并不是说物理学在任何方面都优于其他科学。任何人只要看到生物学和化学所取得的惊人成就,特别是在20世纪取得的成就,都会摒弃哪怕任何一点这样的想法。我们也不愿说化学和生物学的命运最终是沦为物理学的一部分。当然,化学家和生物学家都关注的生物系统是如此地复杂,以至于要求一种完全不同于物理学的方法。物理学的特殊地位仅仅在于,在一个由基本粒子及其相互作用构成的宇宙中,物理学的工作是在最基本的层次上理解这些事情。事实上,这句话概括了本文所要寻求的目标。
感谢 E.L.Jossem 教授阅读了本文的初稿,并提出了很多宝贵的建议 。
(梁志国译)




