38 什么是理论物理学家?他们都干些什么?
物理学家主要研究各种形式的能量,同时还研究能量与
物质的相互作用。物理学家对于支配运动的各种定律是很感
兴趣的,因为任何运动的物质都具有“动能”。他对热、声、
光、电、磁以及放射性都会感到兴趣,因为这些都是能量的
存在形式。到了二十世纪,连质量看来都明显地是能量的一
种形式了。
物理学家还对能量从一种形式转变为另一种形式的方式,
以及控制这类转化的规律感兴趣。
自然,物理学家可以有所侧重。如果有人对于能量和亚
原子粒子的相互作用特别感兴趣,他就是一位“核物理学家”
(原子核是原子中的主要结构)。如果他对恒星中能量和物
质的相互作用感兴趣,他就是一位“天体物理学家”。
同样地,对化学反应中有关能量的问题特别感兴趣的人
是“物理化学家”。而主要关心生命组织使用和产生能量的
方式的人,则是“生物物理学家”。
有的物理学家会致力于在特定条件下进行精确的测量。
或许,他打算测定在某些化学反应中所释放出来的热量的精
确数量;或许,他打算度量某一种亚原子粒于在分裂成其他
粒子、并释放出能量时的精确方式;或许,他打算知道大脑
的微弱电势在某些药物作用下的精确变化。在这些工作中,
他都可以称得上是位“实验物理学家”。
另一方面,一位物理学家也可能特别有兴趣去仔细钻研
早已得到的测量结果,希望从中发现具有普遍意义的思想。
或许,他能推导出某些数学关系式来,这些公式能够解释这
些测量结果为什么是这样的,而且,如果他找出了这些关系,
就能用它们来预言某些还没进行过的测量结果。而一旦进行
了这些测量,其结果又和所预言的相一致的话,他很可能就
发现了一条被称做“自然法则”的东西。
试图用这种方法来获得自然法则的物理学家,就是“理
论物理学家”。
有一些物理学家对理论并不特别感兴趣。他们是极有天
赋的实验物理学家。曾经发明了干涉仪、并精确地测量了光
速的迈克耳孙就是这样的一位。也有人是对实验毫无兴趣的
天才的理论物理学家,相对论的发现者爱因斯坦即属此例。
(译注:爱因斯坦早年对实验是很感兴趣的)。
虽然实验物理学家把自己框在测量的圈子里,而理论物
理学家又拘泥于数学论证,但这两种人对于科学都是极端宝
贵的。不过,人们总还是希望找到一位既是第一流实验家、
又是第一流理论家的人物。费米就是这种“双料”物理学家
的突出代表(他还是一位杰出的教师,因此,他大概可以说
是“三料”的人物了)。
阿西莫夫《你知道吗?--现代科学中的一百个问题》
科学普及出版社 1984年
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