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了解物理學家的意義

生活 更新时间:2024-07-22 16:08:20

對于人來說,看是五感之一。人類通過眼睛獲得人或物的影像信息,并将信息傳遞給大腦,進一步産生對事物的認知和态度。但對于物理學家來說,“看”有其特殊的意義,其含義遠遠不是看書、看報這麼簡單。

了解物理學家的意義(看物理學家怎麼說)1

自從17世紀以來,強調觀測和實驗的物理學家們不再簡單地用眼睛去看,而是更多地開始依靠工具。比如伽利略望遠鏡、牛頓反射望遠鏡、胡克的顯微鏡、分光鏡,現代的物理學更是依靠粒子加速器。通過這些儀器設備,物理學家們可以與那些無法用人的本能感知的現象進行互動。

了解物理學家的意義(看物理學家怎麼說)2

光學天文望遠鏡

最典型的就是很多量子科普中都會提到“觀察者”,其實,在量子實驗中,“觀察者”并不是指做實驗的人,而是指做實驗的儀器。物理學家們會首先介入,根據量子理論對實驗做出預測,進行實驗準備,包括校準儀器。儀器跟粒子發生互動并記錄結果,然後物理學家根據結果和理論分析得出必要的結論。

了解物理學家的意義(看物理學家怎麼說)3

從上面這個過程我們可以看出,在整個實驗過程中,儀器的技術水平才是最重要的。物理學脫離了經典物理進入到現代物理學以後,已經擺脫了使用肉眼去“看”,而是變成了徹底依賴技術、依賴儀器的一門實驗科學。

了解物理學家的意義(看物理學家怎麼說)4

X波段電子直線加速器

這就是為什麼物理學發展到今天,已經不可能出現民間大師的原因了。那些儀器設備,根本不是民間大師的個人财力能負擔得起的。跑偏了,還是回到物理學的“看”這個話題上。自從物理學進入到現代物理,傳統看到的“東西”跟物理學家看到的“東西”發生了根本性的變化。

了解物理學家的意義(看物理學家怎麼說)5

牛頓第二定律驗證實驗

當我們用身體的本能去“看”的時候,我們看到的現象是被發現的。但現代物理學中所看到的現象并非“被發現”,而是通過實驗建立起來的。現象不再是經典物理中那樣被發現的,而是通過理論去創造,再通過儀器來實現的。

了解物理學家的意義(看物理學家怎麼說)6

光電效應實驗

現在的物理學家,不是去發現已有的“事實”,而是根據理論的數學描述,利用更先進的儀器設備來創造“現象”。我們可以這樣說,“看”是現代物理學中一種在理論的基礎上創造現象的技術,依靠這種技術,物理學家們會創造出新的現象,也有可能是預想不到的現象。

了解物理學家的意義(看物理學家怎麼說)7

強子對撞機

也許你會認為,這種認識隻屬于量子力學吧,畢竟粒子物理可以通過理論去設計實驗現象,而天文觀測就不能根據理論去創造現象。但事實并非如此。

可見光的天文望遠鏡隻是天文觀測中的一種,更多的天文觀測依賴可見光之外的波段,包括、但不限于X射線和紅外、甚至是伽馬射線和其它一些宇宙中遊蕩的微觀粒子。天文學家們,依靠理論假設和數學模型的計算,通過不斷研制新的儀器,去發現那些隐藏在宇宙中可見光之外的信号中的信息。

了解物理學家的意義(看物理學家怎麼說)8

事件視界望遠鏡所拍攝到的人類首張黑洞照片

對于物理學家來說,“看”的含義就是“與現象進行互動”,并對這個現象進行測量,從而獲取與現象相關的信息。物理學中“看”的是可見光、紅外、X射線、微觀粒子等等與儀器之間的相互作用,得到的是觀測對象與儀器之間相互作用所産生的信息。

了解物理學家的意義(看物理學家怎麼說)9

中國“天眼”射電望遠鏡

看完上面的介紹,我想大家也應該了解了,物理學家們的“看”不是我們傳統意義上的看,不是被動地接受再形成認識,而是一種集合人類最新的理論和技術成果,創造現象并記錄互動的一種研究方法。

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