物理帮我们一窥世界本源

汪卫华

大约120年以前，西班牙发明家和科学教育家费朗·阿尔希那·帕莱雅达曾经提出过一个有趣的问题：假如知晓这些问题答案的未来人回望我们的时代，会不会认为当下的我们，就像我们眼中笃信托勒密地心说的古人一样无知？在他们生活的时代，物理学界正在为光究竟是粒子还是波争论不休，而实验证据使后一种观点暂时占据上风，令伊萨克·牛顿支持的粒子说受到很大的挑战。与此同时，天文学家也已经发现，仅凭万有引力定律，并不能完美地解释太阳系里所有天体的运动。曾经被奉为经典的牛顿物理学体系，出现了显而易见的瑕疵。

今天我们已经知道，光具有波粒二象性，论战几个世纪的两种理论都只说对了一半;而牛顿力学无法解释的天体运动，比如水星在近日点的进动，也已经由相对论所补充。虽然这些曾是学界焦点的争论已经尘埃落定，但并不意味着物理学就此臻于完美。相反，这些成果只不过提供了继续探索的阶梯，让更多的新问题显现出来。而人类对物质世界的认识，也正是在不断求索和解答问题的过程中越发深入。

人类探索认识世界过程的起点，可以追溯到遥远的古典时代。这个过程在19世纪和20世纪被大幅加快，最终创造出今天我们享受的高度发达和文明的现代生活。发电机和输电系统让人们用上了方便的能源，驱动生活与生产所需的种种工具和机械。而对原子核中蕴含能量的开发，在催生出原子武器的同时，也开辟出了一条获取新能源的途径。光电效应成为太阳能电池的技术基础，源于阳光的清洁能量源源不断地产生，不仅能用于地球，也可以为远航太空助力。能量强大的激光为材料加工和制造提供了更有效的途径，也为测距和通信提供了新的媒介。人类还不断尝试离开自己诞生的“摇篮”，前往另一颗星球探索，并且憑借部署在太空中的望远镜，清晰地看到了宇宙深处的景象。可以说，正是物理学的进步，使人类得以更为全面地了解世界的样貌，并且因此拥有了掌控更多能量的手段，也极大地改变了我们的生活和社会。

但物理学的发展并没有就此止步，越是探索，我们越是会发现更多待解的谜团。从加速器里的高能粒子，到黑洞形成与运作的机制，如果置身于物理学的最前沿，一个个有待深入探究的领域，会让我们感叹自己的无知。属于全人类的知识宝藏，也恰恰蕴含于此。

在本期《知识就是力量》杂志里，我们会带你一起领略物理学及相关技术的前沿，通过对生活中丰富多彩的物理现象进行解读来引领同学们深入认知世界的本源。正如日心说的问世，让当时的人们重新认识了宇宙一般，我们也需要为重新认识这个世界时刻做好准备。