图书序言
美与物理
判天地之美,析万物之理。
——─《庄子‧天下》
真理是美的,这不仅是艺术家的感受,也是许多物理学家的信念。预测正电子存在的狄拉克 (Paul Dirac, 1902-1984)博士于 1956 年 10 月 3 日在莫斯科大学演讲时,有人问他对物理的看法,狄拉克在黑板上写下:「物理的定理,应当具有数学的美。」 据说这片黑板至今仍被保存着(笔者在网路上见到它的照片,图一)。
天才物理学家盖尔曼 (Murray Gell-Mann, 1929- ),他曾于1957 年写了一篇关于「弱交互作用」的论文,发现与当时七个实验的结果都不相合,不过据他自己说,这理论的公式太美了,一定是对的,所以还是把这篇论文发表了;后来发现那些实验都错了,当他五十几年后讲到这段故事的时候,还是得意得不得了。物理是美的,他说;而且他还说有一次爱因斯坦评论一篇论文说:「这理论(公式)这么丑,一定是错的。」爱因斯坦的儿子汉斯 (Hans Albert Einstein, 1904-1973),也说他的父亲对物理理论的评价不是「对不对,而是美不美」。他甚至说:「我真正想要知道的是:上帝能不能以另一种方式创造这个世界;也就是说,要求逻辑的简洁是否仍留下给祂任何一点创造的自由。」对爱因斯坦而言,在简洁与美的要求下,似乎这就是唯一可能存在的宇宙了。
到底什么是「美」呢?我们不都是情人眼里出西施吗?美有客观的标准吗?古代希腊哲学家对美的看法是:「对称,均衡,和谐。」(symmetry, proportion and harmony) 均衡是指长短、大小的比例刚好,也就是「匀称」的意思。根据近来一些学者的研究,人的美是在乎器官的对称,我们可以了解一个人有两个很漂亮、但是不一样(不对称)的眼睛,不但不美,而且可怕。然而一个「姿色」普通的人,由于长得非常的对称,根据他们的调查统计的结果,却能得到很高的评价,被多数人认为是「美」。对称若再加上「匀称」,这就是大美了。
爱美既是人的天性,造物主也把「美」在所造之物中显示出来。人内部的器官是不对称的,心偏左,肝偏右,连两个肺都长得不一样(因为心偏左)。但是人的外表,看得到的,尤其是脸,极具悦人的对称性。其实对称与匀称不只是让人觉得身体的美,自然界的美也常是如此。矿石晶体、雪花的美,都是对称的美,这不是一坨烂泥所能比的。