物理學和偉大的科學家們

物理學和偉大的科學家們

本文是名為ooooooops網(wǎng)友的大作（原文為愛因斯坦評傳，但在后面的帖子中講訴了很多

物理學史的典故，所以我把它改名了）結趣味和科學于一體，希望有興趣的朋友耐心慢慢看

看

-天降牛頓

滄海月明夜，

萬物匿其形，

天公降牛頓，

處處皆光明。

公元1642年大概是整個物理學史上最為出名的一年，但這一點在當時只怕并不能為

英格蘭東部林肯郡一個名叫沃爾斯索普的小村里的居民能認識到。其時正值圣誕節(jié)前夜，風

雪之中一位村婦行色匆匆地趕往醫(yī)生家中，她在胸口不停地劃著十字，嘴中還在叨念，那個

牛頓家的早產(chǎn)兒不知道怎么到底怎么樣了？

她在村里干了多年的接生婆，卻從來沒有見過如此瘦小的嬰孩，那個孩子象貓兒一樣

蜷在母親的懷抱里，甚至一品脫的杯子就可以把他盛下。孩子剛出世的時候緊閉小嘴，臉色

鐵青，幸好邊上有?位醉醺醺的神父，他情急之下把一杯烈酒潑灑在嬰兒身上，孩子才猛醒

一般大聲哭叫起來。

事隔多年之后，神父猶為當年的急智洋洋得意，因為他拯救的哪里是個病恨做的小生

命，而是世界上最偉大的人。

伊薩克?牛頓靜悄悄地來到人世的這一年，正趕上大物理學家迦利略的去世。這對剛復

興的物理學來說無疑是一沉重的打擊，何況迦利略臨死前不久還被人拖到宗教法庭上伏法認

罪，知者無不心寒。這位德高望重的領袖一去，整個物理學不免顯得蕭索起來，很長一段時

間都沒有什么進展，世界仍是迷霧重重，也許大家都在等待那個撥開迷霧的人。

但小牛頓是不知道這些的，他從來不知道迦利略是誰。對他來說最快樂的事情莫過于

坐在河邊看磨房風車的轉動，或者水中小魚的游蕩。

他不愿意回家。說起來這個孩子的身世頗為凄慘，他出生前的三個月父親就去世了，

而后他母親又改嫁到?個名叫史密斯的牧師家中。這位牧師面慈心狠，經(jīng)常虐待牛頓不說，

還不讓他見母親的面，后來幾個弟妹的相繼出世使得牛頓在家中更無地位可言。

在學校里牛頓也并沒有討到老師的喜歡，各門功課差得塌糊涂，而且由于身形瘦小，

成為諸多頑童欺負的對象。小牛頓生性內向，在外人面前很是靦腆，縱使受了欺侮也很少回

擊，他只喜歡和班上的女孩子來往，經(jīng)常制作一些小玩偶之類的玩具送給她們。

有一次牛頓精心模仿磨房里的風車制作了一個模型，他得意地拿到班上炫耀，這是他

難得開心的時刻,但班上那個成績最好的學生反問了他一句，你知道風車是怎么轉起來的么，

老實的牛頓立時目瞪口呆。

哄笑聲中那個成績好的孩子將風車扔在地上踩個稀爛，牛頓再也忍不住了，他憤怒地

拔拳相向，那個孩子雖然比他高一大截，但在牛頓凌厲的攻勢之下無招架之力。事后牛頓跑

到小河邊痛哭了一場，他發(fā)誓今后一定要出人頭地。

這件事對牛頓的影響極深，直到他晚年仍不時地提及。自此之后，牛頓門門功課都是

全優(yōu)，所有的老師和學生都是刮目相看。牛頓除了學習成績驚人以外，課外他更喜歡動手制

作一些新發(fā)明。

此時牛頓作為天才物理學家的能力已經(jīng)顯現(xiàn)出來，一次他觀察到自己身體的影子隨著

太陽的轉動長短發(fā)生了變化，就萌生了制作日辱的念頭。他在家中大門上畫滿了刻度，隨眼

?瞥就能報出準確到分鐘的時間，與教堂里的大掛鐘別無二致。后來教堂里的鐘出了問題，

村里人干脆就拿牛頓的太陽鐘做標準時間，一直用到牛頓逝世后幾十年。

18歲那年，牛頓終于得嘗所愿，來到了著名的劍橋大學三一學院，當時的大學大多帶

有神學院的性質，三一學院的院名也是借指神學上的圣父，圣子，圣靈的三位一體。

牛頓對宗教的興趣大概也是始于劍橋，但他最喜歡的還是物理和數(shù)學。在大學里牛頓

仍是性格孤僻，很少與人交往，早在讀中學的時候他就發(fā)現(xiàn)自己的智力高得和普通學生不可

同日而語，現(xiàn)在到了英國的最高學府，情況卻沒有什么變化。

同學們之間的話題他從來沒有興趣參與，而指導老師普雷因教授也整天只是忙著招募

弟子。當時教授們的收入完全來自學生們的學費，也無怪普雷因教授一連招收了五六十名弟

子，幾乎落得人販子的美名。

老師根本沒時間指導牛頓，遑論能有心思回答他那些精靈古怪的問題了，最后普雷因

教授干脆列了一個書單，上面都是自古流傳的經(jīng)典名作，內容涉及到數(shù)學，哲學，宗教等等,

在這幾年里牛頓的任務就是把它們讀完就算了結了學業(yè)。

此法果然奏效，牛頓再也沒來找過他，而是埋頭到那些書目之中。他一邊讀書一邊作

筆記，上面寫滿了他對各類科學問題驚世駭俗的看法。無論誰看了，都決不能相信這居然出

自一個二十多歲的年青人之手，直到今天牛頓的這些手稿還在被一些史學家，科學家細細研

究。

在劍橋大學里唯一能讓牛頓動心的是著名的盧卡斯講座，這一講座是當時劍橋大學里

唯一涉及到自然科學的講座，而且通常都是由最負名望的學者輪流主持，第任執(zhí)掌教席的

乃是巴羅教授。這位巴羅教授也算得上是一位奇才，十八歲便在三一學院獲得博士學位，他

精通數(shù)學，還先后擔任過希臘文，哲學教授，被譽為整個歐洲最為出色的學者。

巴羅教授的報告牛頓開始是每場必聽，并且通常坐在最后一排。每當巴羅講到一些艱

澀難懂的地方，經(jīng)常會抽眼關注一下聽眾的表情，臺下人人神色凝重，即便是資深教授也會

微微皺起眉頭，全場只有坐在后排的那個金發(fā)小個子嘴角微撇，一幅滿不在乎的神情。

更令巴羅驚異的是幾次報告之后卻見不到牛頓的人影，他索性直接在宿舍里找到了牛

頓，原來牛頓竟認為他所講的已經(jīng)喪失新意，根本聽之無趣。一番傾談之下，巴羅對牛頓極

是看中。這個年青人聰慧過人，眼界高遠，學識水平遠出齊輩，尤其在數(shù)學上更是極負天資，

很多復雜的定理公式在他手中如同兒戲。

然而當他無意中提到幾個簡單的幾何問題時，牛頓卻眨眨眼睛接不上話，細細盤問之

下卻發(fā)現(xiàn)他居然根本不懂最簡單的歐氏幾何學。

當下巴羅大驚失色："你是怎么看懂笛卡兒的《幾何學》的？"

在剛才的談話中牛頓曾對當代數(shù)學大師笛卡兒的幾何學提出一些很是高明的見解。

不料牛頓更是滿臉狐疑："那是我沒事的時候翻著玩的，難道還先得學什么歐氏幾何不

可么？"

巴羅低卜一頭去半晌無語，他深知笛卡兒著的那本幾何學極盡煩瑣之能事，其中不但充

滿了晦澀的哲學術語，通篇公式之繁雜更是前所罕見，而眼前這位小伙子居然在絲毫不通基

本幾何學的情況下居然能全盤理解，融會貫通，那不是天才是什么？嘿嘿，那位人販子普雷

因教授，著實誤人不淺。

此后巴羅教授對牛頓更是青眼相加，有時候在盧卡斯講座講到精妙費解之處，就讓牛

頓站出來侃侃而談，臺下聽眾盡多博學之士，然則這位年青人說理清澈，功力精湛，竟是誰

也找不出毛病來。?次，牛頓在講說之中靈感忽現(xiàn)，便當即連講帶寫展示了他的想法，其

中的數(shù)學公式極是艱難，寫在黑板上便是極長的一串，牛頓而不改色，心腦并用，轉眼間就

給出答案，包括巴羅在內的所有聽眾無不面面相覷，全場一片靜寂。

最后巴羅教授站了起來，緩緩道："伊薩克?牛頓，我不得不遺憾地告訴你，作為導師，

我實在不能再教你什么了，"，然后把目光轉向其他聽眾“諸位，我提請你們注意一下，眼前

的這位年青人終將執(zhí)掌盧卡斯教席，而他一旦執(zhí)掌，只怕教席的輪流制就此廢止了。"

巴羅教授畢竟是大有眼光的人物，在牛頓二十六歲那年就以教授的身份接掌盧卡斯教

席，而且一直到他五十歲之后自愿放棄為止。

牛頓如此受巴羅教授的賞識倒也不僅靠他的天才。巴羅教授生平閱人無數(shù)，而劍大更

是英才輩出，牛頓的天分固然是無與倫比，他的勤奮更是不作第二人想。

其實用勤奮這種字眼來形容牛頓還是太膚淺了，因為科學在他而言甚于生命。當時劍

大的學生各個風流瀟泗，馬場，劇院，舞廳都少不了他們的身影，惟獨牛頓一人整日埋頭書

桌，不與人交往，更遑論唱歌跳舞之類的活動。

巴羅教授的點撥使牛頓眼界大開，而他介紹給牛頓的歐幾里得所著的《幾何原本》一

書更是讓牛頓明白了如何建立一套公理完備的科學體系。加強了基礎之后他抽空又把笛卡兒

的幾何學從頭至尾看了一遍，找到了其中大量的錯誤，他簡直就象跟作者賽跑一般，一邊讀

著書一邊就遠遠地超出了作者的水平。

一段時間里牛頓狂熱地迷上天文。其時的天文學經(jīng)過多年積累，資料已頗為豐厚，尤

其在大天文學家第谷的畢生努力下，整理出行星運動的極多數(shù)據(jù)。同屋的人曾懷疑牛頓是否

有了什么毛病，幾天都不下床，只是捧著一大本資料看個沒完，有時苦思冥想，有時寫寫畫

畫，手頭上沒紙便順手在墻上打起了草稿。

大家都知道牛頓一件事不完成勢必不會收工的，但從來沒見他如此艱難地沉迷在一道

難題上，以他資質之高當世未必會有什么問題讓他如此費神。有人打趣地問他，難道你想做

個占星士不成，牛頓

緊閉著嘴唇并不答話。

但是牛頓的學生生涯突然被意外地中斷了，那是一場席卷歐洲的大瘟疫，僅在倫敦一下子就

死去了好幾萬人。學校里宣布停課，牛頓不得不轉到鄉(xiāng)下伍爾索普農莊里，這一住便是十八

個月。

這一段隱居生活，多年以來一直是人們津津樂道的話題。誰也無法想象，天下竟有如

此一個聰明的年青人，居然有如神助，能在如此短暫的時間里作出震撼世界的成績來。

村里人都知道那個劍橋的聰明人回來了，但誰也沒有見到他，牛頓始終都在屋后的那

間小閣子里，唯一能表示他存在的便是小屋徹夜的昏黃燈光。

?個經(jīng)典的傳說是當牛頓坐在樹下看書的時候，一只蘋果突然砸到他身上，這一司空

見慣的現(xiàn)象卻引起了牛頓的深思，他認識到一定是一種引力在起作用，推而廣之，地球和月

球，行星和太陽之間必然也存在類似的力，這便是牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力的經(jīng)過。

如此一來，便似整個人類能有今天燦爛的文明倒似是兩個蘋果之功，其一便是伊甸園

里的亞當和夏娃偷食的那一只，他們此后終被逐出伊甸園并得以繁衍眾生，其二便是砸在牛

頓身上的那只，這一砸不僅砸出曠世第一靈感，自此人類的命運是大為改觀。

當然這只是戲說，但牛頓當真這十八月內幾乎完成了他一生中最重要的發(fā)現(xiàn)。

歷史上的牛頓不僅僅是作為大物理學家出現(xiàn)的，在數(shù)學的發(fā)展史上他也是舉足輕重的

人物。而真正以數(shù)學大師身份出現(xiàn)的牛頓似乎只有他回到鄉(xiāng)下后的頭六個月，在這段時間里,

他同時發(fā)明了二項式定理，無窮級數(shù)展開，微積分，無窮小概念和極限，尤其是微積分，幾

乎決定了幾百年來數(shù)學的研究主流。

這些眼花繚亂的成果在當時而言即便是第一等的數(shù)學家花六個月時間未必能理解，一

個并不以數(shù)學為職業(yè)的人居然輕松創(chuàng)造了出來，當真匪夷所思。

被冠以"輕松"二字，是因為牛頓只不過是為發(fā)展他的新物理找到一套工具而已，他也

未必放在心上。牛頓瞄準的乃是宇宙中最普適的真理。

在此之前人們就如何描述垂直下落的物體，也知平拋物體的時候初速度越大拋得越遠,

可是誰能把這和天上月亮和星星的運動聯(lián)想起來!九天之上的神界怎能同渾濁不堪的凡間同

日而語呢，上帝難道也會圍著餐巾拿起刀叉享用早餐么？

在英國鄉(xiāng)下一間昏暗的屋子里，一個年青人銳利的目光看穿了一切：又有什么不一樣

呢？月球，行星運行的軌道方程和地上物體的是何其近似，一定是一種同樣的神秘因素在起

作用，一種促使著物體互相吸引的因素，這就是萬物運動的根源所在。

夜已深了，伏案良久的牛頓終于直起身來，他默默地把手稿放入了柜里，這是牛頓一

向的習慣，凡事不徹底弄清楚之前，決不輕易拿以示人的，萬有引力定理雖然神妙，但要確

定它還需更詳盡的資料。他首先想到的便是在劍大讀書時曾瘋狂研讀過的天文資料，孰料當

時很多記載都有誤，跟牛頓推演的結論差距甚大，他只得再次將手稿封入柜中，直到幾卜年

后天文觀測的數(shù)據(jù)被修正之后才取出發(fā)表。

但這震撼宇宙的第一思想就這樣在悄悄誕生在一個名不見經(jīng)傳的年青人手中，牛頓終

于可以安心地好好睡上一覺了。

瘟疫之后，各大院校也陸續(xù)復課，此時的牛頓全然不似世界第一智者的形象，他照例是

話不多說，人也不多交往，但他獲得了一大筆獎學金，生活著實改善了不少，再加上巴羅教

授的鼎立提攜，他很快成為年輕一代學子中的佼佼者。

1668年，26歲的牛頓雙喜臨門，他一方面獲得發(fā)明了反射式望遠鏡，獲得極大的聲

譽，另一方面終于開始執(zhí)掌了盧卡斯講座的教席。這種反射式望遠鏡不再是透鏡聚焦，而是

利用球面鏡的反射來聚焦，這樣一來消除了色差現(xiàn)象，望遠鏡的分辨率和放大倍數(shù)都大為提

高，四年之后牛頓單憑此項發(fā)明便當選為英國皇家學會會員。

反射望遠鏡的制作也證明牛頓確實是千年以來的第一奇才，為了發(fā)展出他新力學，什

么都是親自動手，數(shù)學知識不夠便自創(chuàng)出一套來，觀測工具不夠先進便重新改進，什么都擋

不住他的腳步。牛頓是既是第一等的思想大家，數(shù)學才能也是古今罕見，實驗的技術也獨步

天下，即便就其作為一個工匠來看亦是身手不凡。

如此才華橫溢的牛頓卻自打跨入皇家學會的第一天便遭人嫉視，這當然與他本人的個

性也是大有關聯(lián)。牛頓自幼雙親離棄，性格上多是偏激自負之處，言語不禁，得罪了不少人,

而他偏又心胸狹窄，睚眥必報，若是有人觸犯了自己，便會遭至傾力報復，甚至不惜利用學

術和行政（這是他晚年當上大官之后）的手段壓制。

和牛頓爭論最多的便是大他13歲同為皇家學會會員的羅伯特?胡克，此人亦是一位多

才多藝的大物理學家，他發(fā)明了很多東西，諸如濕度計，量雨器，螺旋彈簧，萬向節(jié)等等，

在物理學中物體的形變和外力成正比的胡克定理也是大大有名。他身世與牛頓也有相仿之

處，妒忌心之強卻遠甚牛頓，他可不愿意看到這位初出茅廬的年青人就此大紅大紫，將自己

的風頭壓了下去。

胡克首先找到的茬子是牛頓的反射望遠鏡，他以長輩的口吻對牛頓的新發(fā)明反射望遠

鏡再三挑剔，并說如果給他時間他作出來的還要好的多。不僅如此，胡克還強扣著牛頓的論

文不發(fā)表，硬說他的光學理論不值?哂。

生性要強的牛頓哪里受的了這個，一場大戰(zhàn)就此引發(fā)。這些年牛頓一直專注于光學的

研究，戰(zhàn)火便從光學領域燃起，而這一戰(zhàn)便是六年之久。

開始二人還都僅囿于學術范圍，但很快胡克就相形見細，他雖也是一位罕見的奇才，

然而在博大精深的牛頓面前，他的才智也僅剩下一些微不足道的小技巧而已。胡克的數(shù)學功

底相比牛頓不啻霄壤，很多實驗也是毛毛糙糙，漫不經(jīng)心，而牛頓在學術上向來是兢兢業(yè)業(yè),

胡克的維漏^能逃過牛頓那如炬目光，他甚至找出了胡克的看家法寶-顯微鏡原理的錯誤，

并當眾公布了出來。

胡克羞惱之下，也糾集地當時全歐第一流的物理學家對牛頓的光學理論發(fā)難，其時牛

頓的理論發(fā)物未久，基礎薄弱，漏洞實多，因此牛頓一邊回擊，一邊迅速彌補了很多缺陷，

為了替自己的觀點辯護，1675年他在實驗中發(fā)現(xiàn)了著名的牛頓環(huán)現(xiàn)象，這也是光學中極重

要的一個發(fā)現(xiàn)。

后來牛頓和胡克之爭逐步演化為人身攻擊，這一點上他們也是棋逢對手，胡克言辭亢

烈，牛頓用語尖刻，卻是誰也奈何不了對方。二人都被這場論戰(zhàn)弄得筋疲力盡，唯一得益的

倒是光學本身，這幾年的發(fā)展乃是百年間最為迅速的。

孰料一波未平，一波又起，來自歐陸的大數(shù)學家萊布尼茲就微積分的發(fā)明權的問題要

也和牛頓爭個高下。這場風波原是牛頓的好友，另一位數(shù)學家科林斯引發(fā)的。

當年萊布尼茲在數(shù)學上剛展露頭角，年少氣盛，便以外交使節(jié)的身份來到英國，名曰

研究，實是挑戰(zhàn)，英國皇家學會派出的迎戰(zhàn)人員便是科林斯。這萊布尼茲極是了得，三言兩

語便將他駁得體無完膚，科林斯焉能服氣，他拿出了牛頓鎖在柜中的手稿，上面都是牛頓數(shù)

學思想的精華，比如二項式定理，流數(shù)法等。

萊布尼茲一看之下不免大驚失色，一聲不吭地就回了國?？屏炙构倘皇遣蝗枋姑?，得

勝還朝，卻在學界留下一樁公案。幾年后萊布尼茲發(fā)表了世界上第?篇關于微積分的論文，

在那篇不到六頁的文章里他采用了比牛頓高明的微枳分符號，直到今天還被廣泛使用，但這

卻也不能說不受當年牛頓手稿的啟發(fā)。

牛頓知道后大是憤怒，以他個性之強，便是全天下的人與他作對也不見得會屈服，他

馬上寫信將萊布尼茲痛斥一番，自此二人也是你來我往，不亦樂乎。

終于連牛頓自己也不能忍受了，他在給胡克的一封信里明智地宣布退出爭執(zhí)，那封信

是這樣寫的："笛卡兒先生所做的是搭了-一座梯子，而您則使梯子升得更高了一些.....如

果我能看的更遠一些，那是因為我站在巨人的肩膀上。"

最后那句話向來被用來引證牛頓為人是如何的謙遜，但大家都看的出來，牛頓的意思

是我可并沒理睬什么梯子，我是站在巨人肩膀上的，這只不過暗含對胡克的譏諷而已。

尤令人嘖嘖稱奇的是在這幾年的無盡紛擾之中牛頓居然還能靜下心來構思出古今第一

科學巨著《自然哲學的數(shù)學原理》。在書中他模仿了歐幾里德的幾何公里化體系，綜合前人

的經(jīng)驗和自己的創(chuàng)新，奠定了經(jīng)典物理學的根基：著名的牛頓三定律。

此書一出，學界登時將牛頓視為天人，此后他幾百年的崇高地位再也無人撼動絲毫，

直到二十世紀又爆發(fā)新的革命為止。

說起來，書中著名的萬有引力于距離平方成反比的結論還是拜胡克所賜。牛頓在一次

爭吵中指出胡克行星運動的橢圓方程謬誤從生，胡克情急之下卻突然萌發(fā)了?個大膽的見

解，引力應和距離平方成反比。牛頓初聞此言便是一愣，他早年曾有過類似的想法，可是苦

無證據(jù)，年日既久，已經(jīng)慢慢淡忘了，現(xiàn)在一經(jīng)胡克提及，登時想到這些行星的運動方程只

怕就是突破口所在。

看著胡克一頭霧水的樣子，牛頓肚中暗暗好笑，胡克的數(shù)學素養(yǎng)比自己畢竟還是差了

一大截，他要是稍有頭腦的話，便會想到這方程與引力定律乃有莫大的關聯(lián)，決不至當著自

己的面說出來。

牛頓馬上查遍了各種公式，最后目光落到開普勒方程上。開普勒乃是大天文學家第谷

的嫡傳弟子，第谷的最大貢獻便是整理出浩若煙海的行星軌道數(shù)據(jù)，而開普勒也為總結出三

條定律耗盡畢生心血牛頓運用開普勒方程，很快便完成了推導。

《原理》一書影響之大上至王公貴族，下至販夫走卒都有耳聞，甚至女王陛下也為此

召見牛頓，大概是讓牛頓給她講解。這次具體召見的情形史書并為記載，但想必女王對牛頓

甚是欽服，自此牛頓也頗得女王的眷顧，走得一路順風，不久便升任皇家學會主席。

牛頓的思想象火炬一般熊熊地燃燒在歐洲的上空，整個物理學在他的帶動之下走上了

全新的道路，在物理學家的眼中牛頓無異耶穌降世，沒有他的話人們不知還要在黑暗中摸索

多少年。

全盛時期的牛頓在物理學上已經(jīng)沒了敵手，當年膽敢與他爭鋒的學者個個被他清出

場外，皇家學會已然被他一手遮天，不是牛頓思想的信徒休想踏入一步，甚至在幾百年后這

還是選拔會員的唯一標準。

后世的學者不免對牛頓的這種霸氣頗有微詞，英國皇家學會也一度成為最為保守的科

研機構，但問題在于當時牛頓的道路是唯一可行的，所有和他不一致的觀點都是行而不遠，

而那些"盲從"牛頓的信徒們最終將經(jīng)典物理學推上了輝煌的極點，這其中的是與非可就難說

的很了。

至于牛頓對晚年對物理學的放棄，猶如他在隱居在鄉(xiāng)下的十八個月里一般，令人很是

難以理解。可能牛頓已經(jīng)模糊意識到整套看似完美的理論有重大缺陷，那是關于他的絕對空

間和絕對時間的觀念。他自己也無法解釋既然空間時間都是恒久地存在著，那么當初又是怎

么運動起來的呢？

他只有求助于上帝。

他不僅是天才的物理學家，也是虔誠的教徒，他在宗教方面可不是象外人所想的那般前

衛(wèi)和叛逆，注意這樣一個事實：牛頓一生中的神學手稿洋洋灑灑統(tǒng)共有幾百萬字，比科學方

面的多出幾倍，他只怕比任何人都熱心考證上帝的存在。

有人說中年以后的牛頓已經(jīng)是江郎才盡，這卻也未必。那時的牛頓固然不象年輕時那

般石破天驚，但頭腦之機敏在當時仍是不作第二人想。

那是一個昏黃的雨夜，年邁的牛頓從辦公室里疲累地回到家中。此時的他躋身貴族重

臣之列，身兼鑄幣大臣和皇家學會會長兩大要職，工作十分辛苦，但大多已經(jīng)和物理無關了，

尤其是他寵養(yǎng)的貓咪打翻的燭臺將幾十年的手稿燒光之后，牛頓更是意冷心灰，遂全心于官

場上的應酬。

家中一位朋友恭候已久，他向牛頓遞上了幾張紙片，那是一份來自法國的信箋。著名

的數(shù)學家伯努利提出了著名的最速落線問題，題目看上去很是淺顯，從固定高度下落的小球

究竟沿怎樣的曲線軌道滑落到地面上方能使得下落時間最短，孰料此題難度之大居然折服了

歐陸的第一等好手，伯努利無奈之下只得出重金懸賞，消息傳到英吉利海峽的對岸，英倫三

島的大師們亦是一籌莫展。

此時牛頓已遁入官場多年，但他們還是找到了這位精神領袖。牛頓接過信，戴上老花

眼鏡看了看，說道：我盡量試試吧。寒暄幾句之后，訪友告辭下樓。

幾天之后，伯努利突然收到一封沒有署名的信件，他了了瀏覽了一便之后突然大叫了

一聲，人們紛紛聞聲趕到，伯努利愣了半晌方才一字一頓的說道："我雖然沒有見到雄師本

人，但毫無疑問我看到的是雄師的爪印。"那封信便是牛頓所寫，這篇不長的文章里他又用

利劍開辟了數(shù)學上一個嶄新的領域-變分法，算起來該是牛頓對科學的最后一個貢獻了。

至于變分的思想在后世的物理學何等重要，這個只怕牛頓本人也沒有意識到。物理學

發(fā)展到今天，牛頓的光學的微粒說早在十八世紀就被支持波動說的泊松等人找出了破綻，絕

對空間和絕對時間的理念終于被愛因斯坦的相對論徹底顛覆，萬有引力定律也慢慢的為引力

場理論所取代，唯獨他模糊暗示的變分思想一躍成為物理學的真正根基所在，無論是研究廣

袤無垠的宇宙的相對論，還是揭示物質最基本結構的夸克的第一得力工具量子場論，他們的

基礎都是建立在樸素的變分思想之上的。幾百年前偉大的牛頓，不問物理學幾卜年之久的牛

頓，到底在離開人世之前為物理學埋下了最重的?個伏筆。

晚年的牛頓將睿智無匹的頭腦用在升官進爵上，倒也很是了得。這也說明牛頓決非一

般人所想的書呆子之流。他為官工于心計?，算無遺策，有心和他爭競的人在他手下根本走不

了三合，幾十年來內閣幾遭更迭，唯他一人穩(wěn)若泰山，屢受女王的封賞。他為鑄幣大臣的時

候，以執(zhí)法嚴酷聞名朝野，一些蠡賊企圖偽造貨幣，他一怒之下將整個地下組織連根拽起，

二十多人均處絞刑。

牛頓一直到八十三歲那年才病逝，這對于一個生下來僅幾磅重的早產(chǎn)兒來說也是一個

奇跡。他這一生當真事事成功，無論作為物理學家還是數(shù)學家，神學家或者煉丹士，皇家學

會會長或者大英帝國的鑄幣大臣，在歷史上都是重重的一筆。

送葬的隊伍極是壯觀，首尾蜿蜒幾里之長，即便親王下葬也鮮有如此的排場。街頭巷

尾都是潮水一般的人群，這些年來牛頓盡管深居簡出，但在大英帝國臣民的心目中巴然神秘

得宛似上帝的代言人，大英王室的成員來了，坎特伯雷大主教來了，內閣的各部部長來了，

整個歐洲的學界精英都聚齊了。

盡管牛頓離開物理學已經(jīng)幾十年之久，但真正發(fā)自內心悲痛的還是學界的人士，上帝

的代言人走了馬上可以另找一個，鑄幣大臣去了當朝也不乏精明強干的官吏取代，然而作為

科學家的牛頓一死，普天之下，千載以降未必再找得出第二人。

他們中有的人一直因在學術上受到牛頓的傾軋而耿耿于懷，有的人不止一次地被牛頓

的尖刻言辭所刺傷而記恨終生，然而這一次他們都默默地走在送葬隊伍的當中，腳步格外地

凝重，人人心中都是一般心思：歷史終將記住的是科學家的牛頓，而決不是什么鑄幣大臣或

神學家。

牛頓被安葬在威斯敏斯特大教堂的偉人公墓，他的墓碑上刻寫的是如下的文字：

伊薩克?牛頓爵士

靜靜地躺在這里。

他以超人的智慧，

第一個證明了，

行星的運動和形狀，

彗星的軌道和海洋的潮汐。

他孜孜不倦地研究

光線的各種不同的折射角，

顏色產(chǎn)生的種種性質。

對于自然，歷史和圣經(jīng)

他是一位勤勉，敏銳而忠實的詮釋者。

他以自己的哲學證明了上帝的莊嚴，

并在他舉止中表現(xiàn)了福音的淳樸

讓人類歡呼吧，

曾經(jīng)存在過這樣一位

偉大的人類之光。

物理學的開端

每一個故事都有開頭，我們又從哪里說起呢？

距今兩千多年以前，在歐洲巴爾干半島的南端，美麗的愛琴海沿岸。群居民靜靜聚居

在雅典城附近，過著日出而作，日落而息的靜謐生活。

他們的文明按照當時標準的評價也許不值一哂，在此多年以前埃及人就建起了宏偉的

金字塔，美索不達米亞平原匕縱橫交錯的運河更是惠澤萬代，甚至領邦悍勇善戰(zhàn)的斯巴達人

也遠瞧他們不起，雅典城里的那些人么，一一聽到戰(zhàn)鼓就后退，一見到血腥就顫抖，他們不

過是?群悠閑墮落的商人和懦夫罷了

還有比他們更奇怪的人么，敵人都快兵臨城下了，議會大廳里無聊的公民們還在發(fā)表

自己的高見；盛夏劇院里居然數(shù)萬人和舞臺上幾個帶面具的戲子同悲同喜；那里最受尊重的

不是滿身創(chuàng)疤的武夫，而是口若懸河的雄辯家，下筆如神的劇作家，和……一些瘋子。

那時侯沒有思想家這個詞語，但整日望著天空發(fā)呆的人不是瘋子嗎，膽敢鼓動年青人

否定神靈的人不是瘋子么，只知躲在屋內寫畫一些奇怪符號的人不是瘋子嗎，在一起只是大

談邏輯之類枉費人神的人不是瘋子嗎，他們中間固然有一些人頗受貴族們的青睞，從而得以

開學授徒，著書立說，但更多的人則喜歡隱逸民間，最極端的干脆流浪街頭，過著最是貧賤

的生活。

他們所追求的不是金錢，不是名利，不是宗教上的虔誠，只是一種模糊的理性美。王

者的話語是靠不住的，天神的預言也有不實之處,要想真正弄清楚這個世界究竟是什么樣的，

不妨走得遠一些，再遠一些，靜靜地坐在橄欖樹下，用一種審慎目光重新將凡間的萬事再掃

視一遍，終究會有所得的。

"不懂幾何者嚴禁入內。"這是柏拉圖神學院，世界上最早意義上的大學門口的幾個粲

然大字，即便是名赫一時的王公貴族走到這里也會赧然避開，可以想象當?shù)厍蛏系谝慌乃?/p>

想家們尋到數(shù)學這樣一件不帶任何主觀色彩的利器時.，那是如何的驕傲而自豪呀。

數(shù)學早在幾千年以前，就被埃及人和巴比倫人用于買賣商品，丈量土地，甚至他們還

制定了年歷，繪制了星圖，這些不過是為了實用或宗教，但一到希臘人手中，立時神威盡顯,

借助數(shù)學，他們的目光更加敏銳，理解的事理更加深透，從那時便萌生了真正意義上的物理。

早期的數(shù)學是和某種神秘主義聯(lián)系在一起的，這里要提到的是畢達哥拉斯，形式上的

演繹推論便是自他開始。他最是鐘愛自然數(shù)，這是他從琴弦上發(fā)現(xiàn)的秘密，僅當弦長之比為

為簡單的自然數(shù)之比，例如2：1,3：4等才能發(fā)出悅耳的聲音，這大概是歷史上最早用數(shù)

學表述的物理定律了。

畢達哥拉斯甚至還想更進一步，不光琴弦是和諧的，宇宙的萬物都應該符合這一至高

準則，雖然最終神秘主義將他推到科學的對立面匕但這種對自然界美的追尋已經(jīng)為歷代物

理學家終極使命。

另一位大師名叫德謨克里特，是原子論的創(chuàng)始人。很難想象幾千年前就有人敢斷言我

們這個世界是由無數(shù)不可分割的，肉眼不可見的粒子組成。他把這些粒子命名為原子，一共

有四種，干燥而重的石原子，潮濕而重的水原子，冷而輕的氣原子，熱而易變的火原子，萬

物便是這些原子的組合，土壤是水原子和石原子組成的，植物則是土壤中的水原子和石原子

與陽光中的火原子結合成的。

這些觀點以今天的眼光來看未免粗鄙可笑，但在當時的條件下有如此見解，也算是很

了不起了，何況這確實為后世的物理化學奠定了基礎。從德謨克里特玄想中的原子論到道爾

頓提出真正科學意義上的分子論，卻也足足過了兩千年。

混沌之中物理學又向前邁進了幾百年，一直到大哲學家亞里士多德手中才算真正開張

了起來。亞里士多德乃是一位興趣極為廣博的哲人，很多學科都是他給取的名字，包括生物

學，哲學，邏輯學，物理學也是他從希臘文（意為自然）中推演而來的。

但只怕亞里士多德本人對物理學的最大貢獻也就僅僅是給它取上了一個動聽的名稱而

已，他采用的一套說明物理的方法很是符合日常的經(jīng)驗，譬如物體從來都是靜止的，除非你

用力推它才開始運動，這些淺陋的觀點在今天即便是剛學物理的初中生也會直斥其非。然而

他最大的錯漏尚不在此，而是把數(shù)學掘棄到物理學之外，這可能是所有幻想僅通過哲學的思

辯便能通曉天下事理的思想家的通病。偏偏這種錯漏被人們一繼承便是千年之久，傳到后世

的神學家手中時，所謂物理學已經(jīng)被歪曲到慘不忍睹的地步。

相形之下真正具有生命力倒是阿基米德的力學。阿基米德也是古希臘有數(shù)的大科學家，

但他的成名之路與亞里士多德頗有不同。亞里士多德除了自身知識淵博之外，還因他是亞歷

山大大帝的老師；阿基米德則憑借保衛(wèi)祖國的大軍事工程師的身份而聲名鵲起。

在他的時代，所謂學者都是一些行在天上，不食人間煙火的異人，象阿基米德這般既

精擅數(shù)學，又肯腳踏實地地和杠桿，機械之類實物打交道的，卻是少之又少。

物理學原本就是沿著兩條不同的線路走下去的，其一是認得對世界的終極解釋，其二

是用于濟世拯民。阿基米德.偏向的是第二條線路，當他的邦國錫拉丘茲遭到盛極一時的羅

馬帝國的侵襲時便挺身而出。

事實上數(shù)萬的羅馬軍士真正對抗的也只阿基米德一人而已。他利用杠桿原理拋射出的

飛彈和巨石將羅馬人砸的頭破血流，在海上他甚至將敵方的艦只用機械手一把抓了起來，另

一次則用鏡面會聚了陽光的能量將羅馬人的風帆燒為灰燼。

惱羞成怒的羅馬人源源不斷的增兵添將，一番急攻之下終至城破。士兵們怒氣沖沖地

沖入城中，找的第一個人便是阿基米德。但他們見到后都不免大失所望，這位傳說中神魔?

般的人物居然是一個不起眼的白發(fā)老頭，他靜靜地伏在地上用蘆葦桿畫著一些幾何圖形，對

周遭的一切似乎置若罔聞。

有人用腳重重地踩在他的幾何圖形上，阿基米德這才憤怒地昂起頭，厲聲道："你們讓

我把這道題算完……"，無情的刀劍已經(jīng)斬落下來。

躺在血泊中輾轉呻吟的遠不止是阿基米德，而是整個希臘文明。希臘文明的衰亡是歷

史上最是凝重悲壯的一筆，自此人類又在漫長黑夜中探摸了數(shù)千年，終于再見依稀的燈光。

此后崛起的羅馬帝國，其軍威之勝，地域之廣，那是希臘遠不能比擬的。羅馬文化也

有其獨到之處，但是真正意義上的科學精神在他們手中已經(jīng)所剩無幾了，及至西羅馬帝國被

日爾曼蠻族攻占，整個歐洲更是廢墟一片，連羅馬人自己也只能偏安到小亞細亞的?隅，希

臘文明更是只剩下了神話和碎片，留待后世細心的人們拾取。

二大廈落成

"陛下，我們的假設中沒有上帝！"

-拉普拉斯

1799年的法蘭西，燈碧輝煌的宮廷中，盛裝的拿破侖嘴角掛著微笑，他當然有十足的

理由值得自豪，不久前的霧月政變中他一躍便攫取了最高權柄，偌大的法蘭西自此便匍匐在

他的腳下。他隨眼一瞥，參加這次盛宴的盡是王公將軍，政府要員，巨董大亨，學界名流，

全法蘭西的精英都匯集于此，便微微點了點頭。

這時一位高個紳士手捧兩卷新書，緩步走到前排，畢恭畢敬地獻給了拿破侖。眾貴賓

不免相視狐疑，他們自然都識得這位便是鼎鼎有名的大物理學家拉普拉斯，他與拿破侖的私

人交誼非同泛泛，加之素來威望孚眾，此時已升任內政部長。

有人不免暗笑他大不識趣，如此風光的場合，人人都是奉上奇珍異寶，這書呆子卻寒

磋至此，有人卻深知拉普拉斯此人甚是圓滑世故，自大革命以來無數(shù)的腥風血雨傷不了他毫

發(fā)，官倒是越做越大，他此般做作自是大有深意。

拿破侖接過贈書，一頁頁地翻了起來，賓客們紛紛放下酒杯，關注著他的臉色，拉普

拉斯則恭順地垂頭立在一邊。突然拿破侖重重一哼，道："拉普拉斯，你新著的這本《天體

力學》口口聲聲說能解決宇宙的一切謎題，可我前后翻了這許多頁，你居然沒有只字提到上

帝？！"

周圍的人無不聳動，拉普拉斯卻陡然斂起一貫謙卑的笑容，昂起頭肅然說道："陛下，

我的假設中并不需要上帝！"

縱觀物理學千年以來的發(fā)展，對物理學真正最具信心的不是門類空前完善的今天，也不

是經(jīng)典物理成熟透頂?shù)氖攀兰o末，而是拉普拉斯所處的時代。

其時牛頓逝世已近半個世紀，然而他指引的方向確是絲亳不差，這些年來物理學取得

了空前的發(fā)展，神學的迷霧一點點的散去，牛頓力學的威力也一點點的顯出，原先無數(shù)困惑

難解的現(xiàn)象無不迎刃而解。如果說還有什么障礙的話，那便是數(shù)學上遇到了難題。

牛頓力學的概念固然是清晰明澈，但一遇到受力復雜的物體便需羅列諸多方程，求解

極是困難，而且學過初等力學的人便知那套力學須得對每個物體作圖解的受力分析，縱橫交

叉的矢量箭頭更是大添繁亂，究其原因，還是牛頓力學在在數(shù)學上挖掘得尚不夠深入。

隨著微積分體系的逐步健全，分析已成為數(shù)學中新興的第?手段，和代數(shù)，幾何鼎足

而立。大物理學家，數(shù)學家拉格朗日的《分析力學》橫空出世，立時彌補了牛頓力學的缺憾。

拉格朗日是法國18世紀號稱"三L”的三大科學家之首，剩下二位便是拉普拉斯和大數(shù)

學家勒讓德。他的父親是一位很富有的商人，在拉格朗日童年的時候就不幸破產(chǎn)。多年之后

拉格朗日提及此事的時候仍是大有感觸，自稱那是他一生最幸運的事情，要不然到今天法蘭

西只不過會多一個庸碌的商人而已。

《分析力學》一書著眼于更本質的物理量-能量，把虛位移原理，拉格朗日方程，最

小作用原理貫穿在一起，利用變分法這一強大的數(shù)學工具把力學推向了新的高度。全書以拉

丁文寫就，遣詞造句極富風度，全無干巴巴的說教，倒似點綴以公式和方程的詩篇。

拉格朗II于此書也極是自負，在序言中如是寫到："我們自牛頓時代以來力學的專著層

出不窮，但我保證本書的見解是全新的，自此所有和力學相關的題目都可以遵循整套有條

不紊的步驟，這一點恐怕會令一些喜歡奇兵制勝的朋友所望，這里沒有一副圖形，也沒有任

何幾何上的論證，在我看來，力學顯然已經(jīng)成了分析的一支。"

分析力學自是將純數(shù)學引入物理的一個成功范例，而且解決了很多以前很難求解的問

題。機械制造工業(yè)，建筑行業(yè)都在此基礎上大大邁進了一步。但后世學者對分析力學卻也頗

有微詞，它沖淡了物理學對事物本原的追尋，反而陷入了數(shù)學上無盡的形式變化，所有力學

家無不以盡善盡美地解出方程為終極目標，百多年來力學再鮮有進展，這也是原因之一。

但分析力學中的變分法卻無論在當時，還是后世都是大受推崇。變分法思想乃是起源

于亙古以來的?種美學思想，即事間萬物均是被最簡單，最完美的天然規(guī)律所支配。

十七世紀大數(shù)學家費馬在研究光的傳播時提出過一條神秘的費馬原理，不管在什么介

質中運動，沿真實傳播路徑所需時間是最短的，依照該定理便可導出光的折射定理，這實際

上已經(jīng)開了變分法的先河。

牛頓還在世的時候，法國的伯努利曾懸賞解決著名的最速落線問題，題目的原話是這

樣的："在垂直平面內有任意兩點，一質點受地心引力的作用自較高點滑落到較低點，不計

摩擦，間沿何種曲線運動時所需時間最短。"寶刀不老的牛頓僅花了一夜時間便找到了解決

辦法，而真正把變分法用于力學中的則是愛爾蘭的大物理學家，數(shù)學家哈密頓。

哈密頓自小便受過極好的教育，5歲就開始學習各種外語，12歲的時候已經(jīng)掌握了12

門歐洲語言，當時人人都認為他將會成為第一流的語言學家。孰料13歲那一年他和美國另

一位15歲的數(shù)學天才見面之后發(fā)生了戲劇般的變化，他獲得了那位美國神童不可思議的數(shù)

學天賦，而美國神童最終卻成為一代語言學大師。

16歲那年哈密頓便指出了拉普拉斯的《天體力學》，書中的錯誤，令拉普拉斯大為驚

嘆。進入劍橋三一學院之后更是才華畢露，二十二歲那年就成為三一學院的天文學教授，人

們從這位貌不驚人的愛爾蘭人身上依稀看到了牛頓當年的風采。

力學在哈密頓手中又一次獲得升華，他的哈密頓原理是力學中至精至簡的形式，紛繁

蕪雜的牛頓方程被簡要地用哈密頓正則方程所代替。

其中的H便是著名的哈密頓量，這在當年并未怎么引起十分的注意，直到兩百年后新物理

學的兩大支柱相對論和量子力學出世之后，牛頓力學中的很多觀念都被放棄，惟有哈密頓量

成為兩大支柱都扣得極緊的物理量，這一方面固然是哈密頓識見遠卓，另一方面也說明正則

方程實是牛頓方程的精髓所在，須知任何新理論都不是空中樓閣，而要向原有的理論借助一

些最是根本的思想。

哈密頓不僅是?一位物理學，數(shù)學大師，其人文素養(yǎng)也是首屈一指。法蘭西文學院多次

征文，此君都是榜上有名。這也與當時學界涉獵廣博的風氣相關，知識分子階層相互交談用

法語，立論著書用拉丁語，其時的法國大革命方興未艾，啟蒙風氣之勝，思想大家之多相比

文藝復興時代并不遜色，很多人身兼數(shù)學家，物理學家，哲學家于一身，但象哈密頓這般文

筆高妙的人倒是不多，如象拉普拉斯一般冠以革命家，社會活動家，政府高級官員的頭銜的

任務更是罕見了。

拉普拉斯出身貧寒，他自小礪志自學，到二十一歲那年已經(jīng)身手不凡，幾篇涉及到數(shù)

學，物理最新研究領域的論文引起了法蘭西科學院的重視。但科學院當時守舊勢力極重，象

他這般既無背景，又年輕的人是很難進入的，拉普拉斯?jié)M懷希望地申請加入，誰知第一年申

請科學院把職位給了比他年長十四歲的范德蒙，第二年又給了比他大十歲的庫辛，他不免大

發(fā)牢騷"科學院寧愿接受?個才能遠遜于我的人！"，心灰氣沮之余便到一所軍事院校教書，

這卻成為他一生的轉折點，因為在那里他遇上了其時尚為一炮兵學員的拿破侖。

不過若說拉普拉斯的成名全拜拿破侖所賜卻也太過冤枉了他。當拉普拉斯經(jīng)過一番努

力終于躋身法蘭西科學院時，立刻顯出了他的實力。拉普拉斯研究領域之廣，論文數(shù)量之多，

質量之高在全法國再無人能出其右，即便已經(jīng)逝世的拉格朗日也是頗為不及，憑借如此輝煌

的業(yè)績很快便登上了院長的寶座。

拉普拉斯涉獵到分析力學，差分方法，偏微分的解法，概率論和人口論，熱學和聲學

的諸多方向，但他最顯著的成績就是把物理學引入到天文學中。他最早根據(jù)牛頓力學的萬有

引力建立起攝動理論，并討論了三體問題解的存在。

所謂三體問題就是空間三個物體在萬有引力作用下的運動方程，這類看似淺顯的問題

真正解決起來卻極是困難，拉普拉斯憑借深厚的數(shù)學功底，找到了一個特解，大約一百年后

另一位數(shù)學物理大師彭加勒專門研究了多體問題（三個物體以上），他發(fā)現(xiàn)若是任有一個物

體的坐標稍加變動，整個系統(tǒng)的運行軌道就變得全然不可捉摸，順著這條線索走下去便有了

今天盛極一時的混沌現(xiàn)象及非線形科學。

天體力學這個名詞便是拉普拉斯最先提出來的，在他嚴密的推導之下所有的天體，諸

如行星，月亮，彗星，木星、土星、天王星各衛(wèi)星的軌道都是一目了然，甚至拉普拉斯開始

了筆下推算未知天體的嘗試。

一些行星的軌道和計算的軌道有所偏離，學者們首先想到的不是方程出了毛病，而一

定是軌道外圍還有一顆未被發(fā)現(xiàn)的行星在作祟，這也可見此時人們對牛頓力學的倚信程度已

經(jīng)到了無以復加的地步。尤其是1846年英國的亞當斯和法國的勒威耶同時發(fā)現(xiàn)的海王星更

是有筆尖上的行星的美譽，牛頓力學再次顯示出無堅不摧的威力。

如果說上個世紀物理學家還在為上帝的問題和神學家據(jù)理力爭的話，到十九世紀則根

本是不屑一顧，上帝的存在大可不必理會，世上還有什么問題解決不了的呢。漫漫長夜中偉

人牛頓已經(jīng)升起了明燈，沿著他指引的方向，我們自己在頭腦里便可給出合乎理性的答案。

大哲人伏爾泰的呼聲道出了眾人的心底話："如果沒有上帝，我們便造一個出來！"

拉普拉斯雖然在官場上碌碌畏縮，明哲保身，但一談及物理學這一股自豪感卻油然而

生，即便面對威嚴的皇帝也是豪情不減。拉普拉斯的說法是只要能給我宇宙誕生初期的條件

和邊界的條件，叫上加上足夠的數(shù)學知識，我甚至能計算出整個宇宙的演化歷程，不管是過

去，現(xiàn)在還是將來。

此言已頗顯狂態(tài)，阿基米德也曾吹噓若給他一個支點便能撬起整個地球，也不過是極

言杠桿作用之大，誰也不會挺身-試，但拉普拉斯的狂言卻贏得一片轟然叫好之聲，有些持

重之士縱使嘴上不說，心里也是暗暗稱道，人人心中都是一般想法：縱使我們這一代人未必

能夠，后世的物理學家們的日子也大是輕松，甚至不須出什么才能特異之士，只要數(shù)學工具

一朝改進，順著牛頓的路走下去便終可修成正果，所需的不過是時間和經(jīng)驗而已。

今天的物理學家回想起來，拉普拉斯的言語雖然極是鼓動人心，卻也太過狂妄，此后

的兩百年間數(shù)學固然沒取得想象中的進展，牛頓力學卻終究發(fā)現(xiàn)了不實之處，而且即便我們

的計算能力空前強大，也不能預言出宇宙的每一個細節(jié)，這些都是二十世紀的量子力學出世

之后人們才慢慢領悟到的，拉普拉斯縱使是牛頓再世，也決計想象不出后來居然還有如此驚

人的波折。

熱學的發(fā)展包括熱力學和統(tǒng)計物理兩部分，它一開始雖然不象力學一般從數(shù)學中演繹出一套

完美嚴格的體系，但于生產(chǎn)發(fā)展，社會進步卻起過重要的作用，從第?次科技革命的代表-

蒸汽機便可見一斑。

早在1695年法國人丹尼斯?巴本就制造出世界上第一臺活塞似蒸汽機，他的設計思想

很是新穎，汽缸中加熱產(chǎn)生蒸汽，推動活塞上升到頂端，然后汽缸降溫，活塞又被推回，于

是裝置就運轉起來。

此后的蒸汽機種類繁多，但究其原理也與此類似。作出重大改進的是英國的瓦特，他

于1782年制出單動式蒸汽機，并隨后改進為雙沖程式，蒸汽機的效率大大提高，并被廣泛

運用于各行各業(yè)，從此瓦特的名字就和蒸汽機緊緊聯(lián)在一起。

瓦特，巴本等人都是第一等的大發(fā)明家，工程師，卻都算不上是物理學家。熱學建立

之初便和工程運用方面聯(lián)系得極緊，這固與熱學中不需要力學那般復雜的數(shù)學工具有關，但

研究熱學的物理學家們大多重視實驗現(xiàn)象，忽視哲學的思辯也是一大失策，譬如荒謬的熱質

說就作為熱學的根本前后統(tǒng)治達兩百年之久便是明證。至于在如此脆弱的根基上居然演繹出

很多成功的熱學定理，甚至總結出震爍古今的第??哲學思想-能量守恒定律，卻當真匪夷所

思。

整個熱力學是建立在三大定律的基礎之上的，如同牛頓三定律是牛頓力學的核心一般。

第一定律就是能量的轉化和守恒定律，這不僅限于熱學領域，而是貫穿于整個物理學中。最

早用實驗證明熱學中的熱量和力學中的功等效的是英國物理學家焦耳。

焦耳出生于曼徹斯特，原本是位釀酒師，后來在著名化學家道爾頓的引導下走上了科

學的道路。他在實驗方面頗有天賦，幾乎是?點便會，一會便精，二十出頭就在電學中觀察

到電流產(chǎn)生的熱量和電流強度的平方、電阻成正比的焦耳定律而揚名?時，然而自此這位年

青人就沉寂下去，因為他花了足足三十年的工夫才測定熱功當量的數(shù)值，奠定了能量守恒的

基礎。

能量守恒定律意義的重要性在當時而言，其哲學上的意義遠較物理為勝。哲學家盡可

以歡天喜地地拿去引證自然界事物的運動形式總是不斷轉化的觀點，而物理學家只不過簡化

了一些復雜問題的求解過程。

真正令人大開眼界的是二十世紀的相對論誕生之后，愛因斯坦著名的質能方程顯示出

質量和能量的轉換關系，原來各自獨立的能量守恒和質量守恒也合二為一。此后數(shù)學中的群

論引入物理學之后，尋找守恒定律便成了第一要務，今后物理學還會有什么進展，很大程度

匕取決于是否能找到類似能量，動量之類的守恒量。

熱力學第一定律無情的擊碎了"永動機"的夢想。人類自古以來就渴望制出一種不需要

額外提供能量又能永遠轉動下去的機器，但一直也未成功，反倒弄出了無數(shù)鬧劇。

最有名的是歐洲的一個人號稱制出了永動機，其裝置并不復雜，不過是一個輪軸上懸

掛了幾個金屬球，偏偏這個輪軸當真一轉起來就不休不停，而且每轉一圈還可以從井中提出

一小桶水來。稍具物理知識的人便可知此事絕不可能，但也一時看不出其作弊的手段。這個

人口才了得，在他的鼓動之下，居然帶著永動機游歷整個歐洲，每到一國還受到王室的接見，

甚至還曾取得專利。后來他的仆人間拌嘴才泄露了天機，原來永動機的下面有個暗箱，只須

有人藏匿其中轉動發(fā)條即可。

第一定律明確指出了能量是不能憑空產(chǎn)生的，但有些才智之士又突發(fā)奇想，第一定律

不是指出能量和熱量可以相互轉換么，那好，我們可以從一個高溫物體不斷吸收出熱量并轉

換成機械能做功，這不也是一種永動機么，何況于第一定律并不矛盾呀。

其實當蒸汽機不斷完善的時候人們就發(fā)現(xiàn)出這一個問題，無論怎么潤滑機件，減小摩

擦，蒸汽機的效率提高到一定值之后就怎么也上不去了，換句話說高溫物體釋放的熱量絕對

不能完全轉化成機械能，這倒不能簡單地推諉于摩擦，即便是摩擦力為零的情況也是如此，

解決這個問題就需要用到熱力學第二定律。

著名的物理學家克勞修斯提出的第二定理的表述是：不可能從單?物體吸收熱量并把

熱量完全轉化為機械能，另一位物理學家開爾聞勛爵的說法更是簡單明了：不能把熱量從低

溫物體逆?zhèn)鞯礁邷匚矬w，后來證明這兩種說法都是等同的。

隨后克勞修斯便引入了嫡的概念，從而第二定律又獲得了第三種解釋：嫡增加原理，

即在封閉的外部熱量無法傳入的情況下，體系的端值只會朝增加的方向移動。

所謂嫡值乃是表現(xiàn)體系的無序程度的物理量，端值越大，體系便越是混亂離散。熠這

個詞在當今除了物理和化學等寥寥學科之外，很少再有人提及了，但在19世紀的歐洲的上

層社會的交談中，你若不裝腔作勢地拼出這個字音來會被人視為鄙陋的。

起因還在克勞修斯，他得出燧增加的結論之后馬上就推廣到宇宙空間，整個宇宙不也

可視為一個封閉系統(tǒng)么，那么宇宙的前景是可想而知的，端值無限增加，最后到一個極大值,

此后宇宙各處的溫度都等同了起來，便處于一種永恒的死寂狀態(tài)。他寫下這篇論文時的筆調

很是憂郁，似乎宇宙的末日并不為遠。

克勞修斯的文章震動了整個社會，當時西方各國的社會正處于上升的黃金階段，機械

大工業(yè)已初見端倪，粗大的煙囪林立城市，滿載的航船游曳大洋，老百姓的生活II益富足，

人人都正在想如何把此等天堂一般的日子承繼卜去，孰料一盆冷水突然迎面潑來。

末世的到來圣經(jīng)里不是沒有，那也只是觸怒上帝的報復，再說那時人們已大多傾信于

科學，于天主的警告未必放在心上，然而正是科學家作出這等慘淡的預言，不由得不信，'

般小民未必會在意這世界的結局如何，但哲學家們卻非要爭出個是非不可，受其影響，那個

時期的文學也是悲觀主義盛行一時，無病呻吟的詩歌也處處可見，神學家又得意地站了出來

"如何，末II終有到來之日，這可是上帝的懲罰，還不投入天主的懷抱，請求寬??？"

實際上宇宙的熱寂說本不足為信，第二定律簡單地推廣到整個宇宙空間未必適用，何

況我們還無法說出宇宙的邊界究竟是怎樣的情況。至于那些耗散到太空去的熱究竟到哪里去

了，究竟又是怎樣集結起來的，這期間牽涉到怎樣的能量轉化過程，當時的人們只能含混其

詞"上帝自有他的道理"。這須得到二十世紀的新宇宙學發(fā)展之后，才能給出答案。

熱力學第三定理最簡單的表述是：絕對零度可以無限接近，但永遠都不能真正達到。

我們知道，物理學家開爾文曾經(jīng)制定過一套熱力學溫標，與攝氏溫標和華氏溫標不同的是，

它規(guī)定的世界上的最低溫度是絕對零度，換順換算成攝氏溫度是-273.16度。

第三定律是在對低溫進行時由德國的物理化學家能斯脫提出的，沿著這條路走下去到

二十世紀低溫物理學便發(fā)展成物理學中門類最是龐大的一支-凝聚態(tài)物理，八十年代紅極一

時的超導也是系出此門。

熱學的另一支統(tǒng)計力學走的與熱力學全然不是一條路，它是建立在分子運動論和數(shù)學

上一大分支概率論基礎之上的。

分子學說自從古希臘的德謨克里特以來沉寂了千年之久，直到近世才被大化學家道爾

頓從故紙堆中翻了出來，而概率論來歷更是古怪，最初居然是大數(shù)學家傅立葉從賭場中獲得

的靈感。這樣的兩種理論結合在一起，又沒有很強的實驗來支撐，人們原來是不抱什么希望

的。孰料天下盡多蹊蹺之事，統(tǒng)計力學輕易就推導出熱力學三大定律，而且前提只有一條：

承認每個分子在各種不同的物理狀態(tài)中是等幾率分布的。

這樣一來熱力學給出的是宏觀上的現(xiàn)象，統(tǒng)計力學解釋的是微觀上的機理，二者實是

殊途同歸。其實統(tǒng)計力學最大的意義并不在于把熱學重新解釋了一遍，而是第一次把概率論

的觀點引入了物理學中，這在二十世紀物理學的革命中起了極端重要的作用，到今天每個物

理學家都能真切地認識到：我們這個世界是建立在概率基礎上的。

電磁學是整個經(jīng)典物理學輝煌到頂點的標志。早在古希臘時代人們認識到琥珀帶電和磁石吸

引鐵釘?shù)默F(xiàn)象，但也僅僅到兩百年以前才突然發(fā)現(xiàn)電和磁是如何緊密地聯(lián)在一起的。

最早能把琥珀帶電和天上的閃電想象成是?種物質的是美國人富蘭克林，這在當時也

算是了不起的創(chuàng)見。自古以來人們就對電閃雷鳴抱有恐懼的心理，牛頓力學雖然解釋了很多

現(xiàn)象，但對此卻無能為力，因為這其中涉及到的不是引力的作用，而是另一種尚未知曉的力

--電磁力。

富蘭克林也是偶然注意到這一現(xiàn)象的，那次在家中用一個存貯電荷的萊頓瓶做實驗,

一不小心萊頓瓶漏電，當場將他身旁的夫人擊暈了過去，這只怕是歷史上第一次人造電荷發(fā)

生的事故。富蘭克林趕忙將妻子扶起，心中卻想，妻子倒地時渾身抽搐發(fā)青，倒似被雷電擊

中的一般，只怕雷電多少和這萊頓瓶中的電荷有關。

這富蘭克林也是膽氣豪壯之士，他專門找準了雷雨天放起風箏，金屬絲線搭落下來，

火光四溢，旁人見了無不駭然失色，他卻一邊拽著風箏疾跑一邊哈哈大笑，"我找到雷電的

成因了！"

當時研究電流的強度實在沒有什么好的儀器，富蘭克林干脆就把電流通到自己身上，

如此強度就分成了三六九等，無感覺，麻木，抽搐，昏厥，再以上就覺察不到了，幾次富蘭

克林都險被擊斃。物理學家大都極富獻身精神，但象他這般涉身犯險，視生命直同兒戲的倒

也沒幾個，也正是在這些跡近拼命的實驗下，電學的第一批數(shù)據(jù)建立起來了。

第一個認識到電荷平方反比律的是應該算是英國的大物理學家卡文迪許。他出身貴族

豪門，照例卡文迪許這等身份的人或者出入官場，揚威域內，或者放浪形骸，寄情聲色犬馬

之中，可是他生性古僻，平時連生人都不愿見到一個，生平最喜好的事情便是在家里作各種

希奇古怪的實驗。

卡文迪許是第?等的大物理學家，實驗作得固然是精度極高，理論上的功底也是不弱，

他在翻讀牛頓的《原理》一書時看到牛頓的一個證明，一個小球懸吊在另一個空心球體之內，

受到的引力為零，這完全是因為萬有引力與距離平方成反比之故。卡文迪許看到這里，突然

想到萊頓瓶的電荷可是只分布在表面，內部可是一點兒也沒有，莫非電荷的作用力和引力作

用全然相同，都是遵守平方反比的規(guī)律，這也未免太過巧合了吧？

此等聯(lián)想乃是物理學中最是寶貴的直覺，在實驗室中不分晝夜的埋頭實驗故是不易，嘔

心瀝血地推導出復雜的公式也屬難得，但終究是及不上這電花火石般的一剎那，自牛頓的萬

有引力發(fā)現(xiàn)以來最重要的一個猜想便這般誕生了。

當時的實驗條件很是簡陋，但卡文迪許經(jīng)過極細心的檢驗和論證，指出電荷間作用力

的形式如同：，其中n在之間，這是第一等的發(fā)現(xiàn)，但卡文迪許生性內向，所有的手稿

都鎖在柜中了事，根本無意發(fā)表。一直到1785年，法國物理學家?guī)靵鲈O計出扭稱實驗，驗

證了平方反比率，轟動了整個歐洲，但其精度尚還不及卡文迪許。

卡文迪許終身未婚，只有他侄子繼承了一?大筆財產(chǎn)和一大柜手稿。他一生除了購置實

驗儀器之外花費著實寥寥，他的侄子畢竟最通他心意，將此筆錢捐給劍橋大學彼得豪斯學院

實驗室，這個實驗室就是后來名聞天下的卡文迪許實驗室，人類在那里第一次揭開原子的秘

密，前后在那里培養(yǎng)出諾貝爾獎金獲得者共計二十六人。

不過卡文迪許的侄子本人不通物理，倒拿那一大堆手稿沒有辦法，直到他本人也逝世

之后，手稿才流落出來，后世的物理學家讀到之后才對卡文迪許的曠世才學又驚又佩。是他

最早精確測定了萬有引力的常數(shù)，是他最早提出了電荷間的作用力和距離平方成反比，是他

在法拉第之先用實驗演示了電容器的電容和填充的物質相關,早在歐姆定律公開發(fā)表的三十

年前他就發(fā)現(xiàn)了導體兩端的電勢和流過的電流成正比。在化學上他甚至享有"化學家中的牛

頓”的美譽，是他最早提出水是由氫氧兩種元素組成的。

更讓人不可思議的是所有這一切全部都是他一人完成的，連一個助手都沒有，更別提

創(chuàng)立什么學派了，他從來不與其他科學家交往，但英國科學界對他的尊敬是牛頓之后無人可

比的。

庫侖定理提出之后，靜電學又進入了一個嶄新的階段，一些第一流的大數(shù)學家參加了

進來，其中便有高斯，格林，泊松等人。泊松是拉格朗II的得意高徒，他最先把數(shù)學中一整

套分析的辦法引入到電磁學中來，高斯則把單電荷的庫侖定理擴展到連續(xù)場中，格林則第一

次引入了電勢的概念。

靜電學已經(jīng)發(fā)展得很是成熟，與此平行的磁學也找到了類似的平方反比的作用力，但

究竟電和磁之間究竟有什么牽連幾十年來都不甚明了。-直到電池問世，人們可以獲得穩(wěn)恒

的電流時，這個謎底才在1820年被丹麥物理學家奧斯特揭開。奧斯特也是偶然發(fā)現(xiàn)通以電

流的導線邊上的磁針奇跡般地發(fā)生了偏轉，這??發(fā)現(xiàn)當即轟動一時當年的著名科學刊物《化

學和物理學年鑒》破例將他的論文全文刊載，附的編者按也頗耐人尋味："讀者們一定都知

道，本刊從不輕易支持宣稱有驚人發(fā)現(xiàn)的報告，至今我們仍以能堅持這一方針而自詡，然而

奧斯特先生的文章顯然是個例外，他的結果看起來無論怎么光怪陸離，但每一個數(shù)據(jù)都是準

確無誤的，誰也找不到絲毫漏洞。"

奧斯特的論文很快被譯成法文，英文和德文傳便了整個歐洲，另一位大物理學家安培

接到消息之后大吃一驚，頭腦中冒出的第一個想法便是磁體和磁體之間有相互作用，電流和

磁體之間也有相互作用，如此說來電流和電流之間也應該有相互作用的呀。電池發(fā)明并使用

的那么長時間，奧斯特效應擺在眼邊都被漠視至此，己經(jīng)是說不過去了，電流之間的相互作

用要是還找不到，豈不令我輩汗顏？

他馬上付諸實驗，并于1820年9月18日找到了實驗證據(jù)，并向法國科學院作了匯報,

并給出了著名的安培定律的表達式，而這僅僅是在奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應的第七天，電磁學

的在一個星期的時間里進境之快，當真令人瞠目結舌。

物理學家們各個都在暗悔自己的粗心大意，下一個目標卻是再也不能放過了，電流可

以產(chǎn)生磁，那么磁怎樣才能產(chǎn)生電呢？但這個問題一擱置又是十年，直到英國的大物理學家

法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象。

法拉第的崛起才真正算得上是一個奇跡。這位從小生長在倫敦郊外貧民窟里的孩子，

一生所受到的正規(guī)教育不過才兩年。連他自己都認為一生的最大出息也不過是一個出色的手

藝工人而已，可是當時萬業(yè)蕭條，連靠手藝吃飯都成夢想，不得已法拉第浪跡倫敦，什么樣

的粗活重活都干過，包括打鐵，喂馬，送報，烤面包等等，最后的一份工作總算是固定下來

了，幫人裝訂書報。

可是法拉第也算是不世奇才，那個印刷廠出版的多是科技圖書，他在裝訂的間隙閑極

無聊，干脆讀一些裝訂的書頁為樂，開始他連字都認不全，但后來居然對其中的電和磁之類

的東西大感興趣。下工之后，他經(jīng)常在工友中宣講自己對電磁學的理解，人人都聽得昏昏欲

睡，唯獨他意興盎然，最后一位老工人勸他道："你和我們這些粗人有什么可說的呢，應該

去找那些吃白面包的人呀。"

那些吃白面包的人都是上層人士，自己奈何能見到他們？再三思量之下，法拉第決定

把自己的一些見解寫信寄給當時皇家學會會員戴維先生。戴維乃是英國當時首屈一指的大化

學家，28歲那年便自創(chuàng)電化學一門學科，并發(fā)現(xiàn)了鈉，鉀等諸多金屬元素，當時英法兩國

打得天昏地暗，拿破侖還是力排眾議，授予他皇家勛章。法拉第對他景仰已久，經(jīng)常曠工跑

去聽他做的報告。

法拉第本沒抱多大希望，誰知不久竟然受到了戴維的親筆回信。原來戴維看到法拉第

的信后，心想此人的見解倒也頗具靈性，看來也是一位可造之才，一見面之后卻不免微微皺

頭，來者衣衫不整，肢手粗大，全無想象中儒雅的紳士風范，稍詢片刻，便知法拉第根本沒

受什么教育，業(yè)余自學的東西倒是不少，但都雜而未純，不成章法，尤其數(shù)學知識兒乎是零。

但戴維心腸甚軟，不忍拂他一片熱忱求學之意，又見他反應靈敏，手腳麻利，便接納

他為自己的助手。自此法拉第一步登天，步入了科學的殿堂。

法拉第得知奧斯特和安培的進展之后，就把目標鎖定在磁如何生電的問題上。十年之

間他不知做了多少實驗，跟著戴維拜會了多少名家，都沒有取得絲毫進展，但法拉第卻并不

氣餒。

最后一次他選定的方案是把磁鐵插入繞制的線圈之中，然后觀察電流計中的計數(shù)。當

時的儀器很是龐大，每次法拉第把磁鐵插入線圈之后，都須得跑到另外一個放電流計的屋子

去讀數(shù)，結果每每都失望而回。

突然法拉第靈感忽現(xiàn)，莫不是在磁棒插入的一瞬間才有電流產(chǎn)生？他向來心思極是周

全，但于這一節(jié)卻倒是從未想過，心念一動，叫來同事幫忙，在另一個房間里他果然看到了

指針的偏轉，登時目瞪口呆，興奮得連歡呼都忘了。

電磁感應定律發(fā)現(xiàn)又一次轟動了歐洲，法拉第也?朝成名。但法拉第在科學上的貢獻

遠遠不止這些，他師從戴維，在電化學領域發(fā)現(xiàn)了電解第一，第二定律。在實驗方面19世

紀的物理學家中卻沒有一個及得上他，是法拉第首先證實了電荷守恒，研究了光的偏振面在

強磁場中的旋轉，揭示了抗磁性和順磁性，在化學上也是碩果累累，他制造出包括苯，丁烯

在內無數(shù)的有機物，成功地液化了二氧化碳，氯氣，二氧化硫等氣體，接連不斷地創(chuàng)出新的

低溫記錄。

但所有這一切比起他提出的場的觀念，都不免黯然失色了。法拉第的數(shù)學基礎不好，

這是不爭的事實。當時的物理學家各個都擅長用復雜的數(shù)學公式來表達物理思想，法拉第就

經(jīng)常合不上拍，但他也有自己的一套辦法，用圖解的方法表示出電磁場的分布。法拉第稱之

為力線，并在講演中經(jīng)常使用，開始大家都不免竊竊私笑，但沒有人料到，這些力線實在是

牛頓時代以來物理基礎理論的?次最重要的變革。

在此以前人們的潛意識中都持有的是超距作用的觀點，即物質之間相互作用的傳遞根

本是不需要時間的，力本身就是物質的屬性，至于它怎樣產(chǎn)生是無法說明的。

這本來是牛頓的一家之言，只是牛頓威名過勝，后來人們?直便當天經(jīng)地義,般。而

法拉第畫出的力線則隱然包含了物質之間的作用力乃是通過場來傳播的，場雖然看不見，摸

不著，但卻實實在在的是一種物質，這不但為邁克斯韋的電磁場理論奠定了基礎，而且對整

個二十世紀的物理學影響極深。

法拉第曾著有《電學的實驗研究》一書，由于書中公式寥寥，在當時抱有數(shù)學至上觀

點的物理學界中反應平平，但法拉第畢生的思想精髓匯聚于內，后世得益于此書的有兩個大

大有名的人物，其一便是大發(fā)明家愛迪生，他年青時在波士頓的舊書攤上買得一本，雖然頁

數(shù)不全，卻也是收益匪淺。晚年的愛迪生腰纏萬貫，回憶起來仍認為當年買下法拉第的書實

是一生中最得意的一筆投資。

另一個人便是曠世奇才邁克斯韋，電磁學在他手中才到了旁人想也不敢想的至高境界,

以他的姓命名的邁克斯韋方程組更是十九世紀物理學的一株奇葩，千載之后的人們憶及公元

1864年，首先想到的只怕不是轟動一時的美國南北戰(zhàn)爭，而是那幾個樸素的方程。

邁克斯韋出生于蘇格蘭的愛丁堡，自小沉默寡言，喜好的僅是數(shù)學和英文詩歌，同學

們都送給他一個外號"傻子"，但稍有眼光的老師都清楚這個孩子在數(shù)學上的前途不可限量。

果然在16歲的時候邁克斯韋就寫下了兩篇論文《關于旋輪線的理論》和《論彈性的

平衡》，居然獲得了在皇家學院會議上宣讀的資格，但會議真正開始的時候卻是由人代讀的，

他還不過是個穿夾克衫的孩子而已，實在上不得臺面。

邁克斯韋在19歲那年進入劍橋大學學習，他的興趣極為廣泛，數(shù)學，物理，化學，

哲學方面的課都去聽，不過他最喜歡的還是數(shù)學。一次著名的大數(shù)學家霍普金斯到圖書館去

借一本數(shù)學著作，管理員告訴他已經(jīng)被?個叫邁克斯韋的學生借走了，霍普金斯心中暗暗稱

奇，這本書艱難晦澀，全劍橋的數(shù)學教授也未必有幾人能看得懂,而一個學生竟能聰明至此？

自此邁克斯韋師從霍普金斯，水平又升上了一個臺階。數(shù)學自古希臘以來一直分為兩

派，一派以畢達哥拉斯為鼻祖，崇尚抽象數(shù)學，并把數(shù)學看成純粹的符號，另一派由法國的

笛卡兒，英國的牛頓等人繼承了下來，他們強調的是數(shù)學的應用性，尤其在物理學中更是一

件犀利的銳器。很多大數(shù)學家，例如高斯，歐拉等人都是身兼兩派之長，在純數(shù)學和應用數(shù)

學中都有過光輝的貢獻。

而邁克斯韋在老師影響之下，走的是應用數(shù)學的路子，這是他一生中最正確的選擇，

因為他有著比?般數(shù)學家強的多的物理直感。自古而來，數(shù)學家從事物理的鮮有大家，可見

兩門學科的思考方式原本大大的不同，物理學家固罕見嚴密得無以復加的推理本事，數(shù)學家

也缺少簡潔明快地直覺思維，但一朝突破這一障礙，那便是了不起的大師級人物，邁克斯韋

便是一例。

邁克斯韋一生中的另?大幸事便是見到了法拉第，他們二人雖都是第一等的物理學大

師，但各方面相差仍是極遠：法拉第自學成材，邁克斯韋則畢業(yè)于最負名望的劍橋大學，又

受業(yè)于霍普金斯這等大行家，法拉第的實驗手段極是高妙，物理直覺更是勝人一籌，而