2 基本物理 §2-1引 言 在本意中我们将考察有关物理学的最基本观念一即我竹在目前所知道的事物的本 性.这里将不去涉及我们如何知道所有这些观念是正确的那个认识过程；你们在适当的时 候会学习到这些具体的细节. 我们在科学上所关心的事物具有无数的形式和许多属性.举例来说，假如我们站在岸 边跳望大海，将会看到：这里有海水、拍击的浪花、飞溅的泡沫以及汹涌的波浪，还有太阳」 光线、蔚蓝的天空、白云以及空气的流动一风；在海边有砂粒，不同色纹和硬度的岩石；在 海里浮游者生物，此生彼灭；最后，还有我们这些站在海岸边的观察者；甚至还有幸福和怀 念。在自然界的其他场合，难道不也同样出现如此纷繁复杂的事物和影响吗？无论在哪里， 到处都是这样错综复杂和变化无穷.好奇心驱使我们提出问题，把事物联系起来，而将它们 的种种表现理解为：或许是由较少量的基本事物和相互作用以无穷多的方式组合后所产生 的结果 例如，沙粒和岩石是两回事吗？就是说，沙粒只不过是大量的细小石块吗？月亮是不是 一块巨大的岩石呢？如果我们了解岩石，是否就能了解沙粒和月亮呢？风是香与海洋中的 水流相类似，就是一种空气的流动？不同的运动有什么共同特征？不同的声音有什么相似 之处？究竟有多少种颜色？等等，等等.我们就是试图这样地逐步分析所有的事梢，把那些 乍看起来似乎不相同的东西联系起来，希望有可能诚少不同类事物的数目，从而能更好地理 解它们. 几个世纪以前，人们想出了一种部分解答这类问题的方法，那就是：观察，推理和实验 这些内容构成了通常所说的科学方法.在这里，我们将只限于对那些有时称之为基本物理 中的基本观点，或者由于应用科学方法而形成的基本概念作一描述。 现在我们要问：所谓“理解”某种事情指的是什么意思？可以作一想象：组成这个“世界 的运动物体的复杂排列似乎有点象是天神们所下的一盘伟大的象棋”，我们则是这盘棋的观 众，我们不知道奕棋的规则，所有能做的事就是观看这场棋赛.当然，假如我们观看了足够 长的时间，总归能看出几条规则来，这些奕棋规则就是我们所说的基本物理.但是，即使我 们知道了每条规则，仍然可能不理解为什么下棋时要走某一步棋，这仅仅是因为情况太复杂 了，而我们的智力却是有限的。如果你们会下棋，就一定知道，学会所有的规则是容易的，但 是，要选择最好的一着棋，或者要弄懂别人为什么走这一着棋往往就很困难了.在自然界 里，也正是如此，而且只有更难一些.但是，至少我们能发现所有的规则.实际上我们今天 还没有找到一切规则（时而会出现一些象奕棋中的“以车护王”那样的情况，使我们仍然感到 无法理解).除此之外，我们确实能用已知规则来解释的事情也是非常有限的，因为几乎所 有的情况都是极其复杂的，我们不能领会这盘棋中应用这些规则的走法，更无法预言下一步 这里指的是国际象棋。一—译者注