心得報告：物理與頭腦相遇的地方

10108 洪沛晴

柯爾《物理與頭腦相遇的地方》

http://www.books.com.tw/products/0010456780

本書概要：

許多人心目中的相對論就只是這句話：「所有的事都是相對的。」事實上，愛因斯坦的理念幾乎正好相反，相對論的主旨是：很多事情是絕對不變的。量子力學很玄、超現實嗎？其實不然。你爬樓梯時，不管是一階一階走，還是一次跳過好幾個階梯，你總不會以為樓梯像斜坡，可以隨意踏在1/2階或3/4階的地方吧？這就是量子力學的內涵。大自然本來就是結結巴巴的，不是很滑順。

《物理與頭腦相遇的地方》蒐羅了牛頓、愛因斯坦、費曼、波耳、加莫夫、歐本海默等等物理大師的智慧，把偉大科學家推敲物理觀念的竅門與藝術，古典力學、相對論及量子力學的精髓，物理科學思想的演變，統統梳理出頭緒來。

愛因斯坦說：「物理的書總是充滿了複雜的數學公式，可是思想及理念而非公式，才是每一個物理理論的開端。」本書只用了E＝mc2這道著名公式，不包含任何複雜的數學，將是你的頭腦與物理歡喜相遇的開端。

內容摘錄：

        對科學家來說，簡單就是美，因為令人驚奇的是，自然界中，簡單無處不在，它擁有能引導至重要理念的偉大力量。過去有多少看起來非常不同的東西，最後都發現具有共同的線索、密切的關聯，例如自然的力、電與磁、下落的蘋果與繞著軌道運轉的行星。如詩人路基色(Muriel Ruthkeyser)觀察到的，即使是島，在海底也聯接在一起。「他很簡單，因此他美」，費曼提到重力定律時這麼說。(p.106)

        椅子和黑洞，原子和螞蟻 ，六角形的蜂巢和人骨，所有這些東西的型態都來自去適應自然界的拉力。湯普生(D’arcy Thompson)在他的名著《論生長與型態》中說，任何物體本質上只是「力的圖」而已。模式似乎只是短暫的，和蜉蝣一樣的朝生暮死，可是最終說來它們還是物體的本質。 (p.214)

我的心得：

這本書是一位我非常崇敬的理化老師推薦我看的，雖然書名乍看之下不是非常有趣，但我發現它幾乎可以說是一本精彩的散文集，作者以洗鍊的感情來把生活看成生活的一面，同時作者用的副標題 「物理是一種生活方式的反省」，也充分地表明她的觀感。物理可以說是一門又是技術性又帶哲學性的科學。

本書提到，科學最注重的是懷疑的態度，我們對自己經常看到的東西往往視為理所當然，有人陣為這種觀點是科學的阻礙，可是對我們人類來說，這才是人類能不斷進步的原因。大家小學念書時，老師都會把每一句逐字解釋，解釋到我們把這些詞彙、句子都搞懂，到把這些句法都視為理所當然的時候，才算盡到了責任。而我逐漸長大了之後，可以不必再去回憶這些句子的逐字解釋就能應用，因此學會了在講話中能很快的構思。

因果關係是甚麼？這本書也花費了相當大的篇幅講這個深入塵世的科學觀念：因果關係。這是統治人間世界最重要的觀念之一，也已深深織入了我們的文化之中，從經濟到宗教，甚至到法律。其實因果關係在人類文化的早期就已經存在，甚至在動物之中我也發現了類似的因果概念，例如在地震之前，動物往往可以感覺到地面的微微震動，因而感到不安。

中國古典小說中，提到某事命中註定時，常常會加上一句「一飲一啄，莫非前生所定」的嘆語，而現實中也的確有許多表面上看來有因果關係的事物，例如把硬幣投入飲料販賣機，飲料罐就為自動跑出來，因此我就把將硬幣投入販賣機看作是因，飲料罐出來是果，可是在把硬幣丟入到飲料罐自動出來的這一段時間中，還有許多其他的因果步驟，而每一個步驟又牽連到其他的因果步驟，因而使得這個看似簡單的關係變得十分複雜。

本書作者說，她所談的東西都是老生常談，提到的東西都是三十多年前發展出的物理原理，可是我卻不這們覺得，因為如果仔細想一下，自然界還真是奧妙，即使一片綠葉也是神奇的。在太陽系中，只有地球上有樹葉，一片葉子的出現也真不容易，要三十多億年的時間才能從一個沒有生命的環境中演化出樹葉來，可我們卻都覺得樹葉是最不值錢的東西，反觀缺水的沙漠地帶居民，他們對樹的價值觀就與我們不同，一棵樹代表的是在一片一望無際的黃沙中的可貴生命。

雖然以我高中的物理程度，不可能把整本書的觀念摸索到完全理解，但我發現裡面有幾個相關的主題確實還蠻值得拿出來探討的，作者引用各個不同領域名人的言論，也讓物理不僅僅侷限在一個框架裡面，它跳脫出來，將物理觀念延伸到生活的各個角落，科學、自然、藝術，甚至於愛情。