散步是物理学家的天职
范洪义
45个想法
黑体是我的笔记，下次补上前面部分
我怎样启发研究生的想象力
>> 孔子曰：“不愤不启，不悱不发。举一隅不以三隅反，则不复也。”这段话的意思是：教学生，先让他独立思考，不到他苦思冥想怎么也弄不明白，从而着急、郁闷乃至悲苦的时候，不去启示他、开导他。
>> 当学生对于某一物理问题的想象活动有滞碍时，我就向他提出一个相对简易的问题。既然老师问了，学生是错是对总要给个答案。不少情形下，他们是信口开河的。在我分析批驳这类胡答后，学生不得不去展开自己的想象，迫使自己用心去体验这个新问题与已有知识的关联和异同，从一系列有逻辑性的判断趋近问题的本质。
>> 君子坦荡荡，小人长戚戚。想象力的发挥也与一个人的胸襟大小有关，胸无芥蒂的君子，想象力也更为丰富。
小议物理抽象
>> 喻说：物理学家是探险者，而哲学家是观光客或评论家。
师生之喻水茶
>> 就教学相长而论，研究生与指导教师的关系又如茶叶与水的关系。素质高的学生如能有幸遇到有真才实学的、认真负责的指导老师，就有希望成才；而如果老师徒有虚名，再好的学生也难免窒息在死气沉沉的科研氛围中。老师与研究生的这种知遇就好比水与茶的关系那样。明代文人张大复在《试茶》一文中指出：“茶性必发于水。八分之茶，遇水十分，茶亦十分矣；八分之水，试茶十分，茶亦八分耳。”研究生的聪慧有赖于有真功夫的老师的指点，如同好茶还得有好水相发。素质八分的研究生遇到好老师，就能达到十分发展；相反，老师平平，空有虚名，素质十分的研究生也难免受到糟践。
学习一定要循序渐进吗？
>> 狄拉克也说，学数学“我喜欢跳跃式地前进再蹦回来，这样往复多次，要做到这一点就不能像听一个演讲那样有序地去听，当我去听课时，我通常激励自己只是思考某些提纲线条，我顺着这些线条想下去，而不是去听每一个字。
>> 回顾自己年轻时的学习经历，由于没有循序渐进的机会学四大力学，几乎都是蹦前跃后地学习书本知识，看懂些许时向前进了两步，不懂的地方滞步不前，只得蹦回来一步，找新路迂回，但总的轨迹是向前进的
《书李伯时山庄图后》对写物理教科书的启迪
>> 这样说来，对于写书人，物理的奥妙不但要“心识其所以然”，还要进一步使之了然于手笔；既要将物理知识融会贯通，又要将其上升为艺术修养。不可谓简单。
看漫画与悟物理
>> 漫画用比喻、夸张、象征、拟人、寓意等手法，以独特的构思方法和表现手法实现幻想与现实同存，从而使画面产生简洁、幽默、风趣的艺术效果。
>> 可见，漫画是滋润和保持童心的养料，是启迪智慧的通俗教材。
河滩寻石
作者很有文采和诗意，纵然是研究物理的科学家，物理和自然有很多想通的地方，有时候会发现，如果你是画家，对自然的感悟是艺术版本，如果你是物理学家，对万事万物的感悟便是物理版本……这些感悟，当然是对于那些善于思考和感悟的人士。
有机会真应该看看这位物理学者的论文，感受感受。
>> 这又使我想到物理学家费曼的话：“研究物理要从多个侧面看同一个问题，也许真理就躲藏在某一角落呢！”
“圈”内闲谈
物理学家，会有一双发现的眼镜，会不断深入思考的大脑，崇拜
>伽利略在教堂里做礼拜时，搭着脉搏当计时工具，估算吊灯的来回摆动周期。
富兰克林在下雨天让儿子放着风筝，自己触摸悬在风筝线上的金属钥匙，感受电击的“快乐”。
法国理论物理学家、波动力学创始人德布罗意一战时在一个气象观测队服役，寂寞中，他也观察不远处池塘里的青蛙，常常注视着青蛙跳进池塘产生的一圈圈波纹发呆，这形成了他以后提出物质波的潜在意识。
英国物理学家威尔逊于1894年的一天在苏格兰的一个山顶上闲来无事，注视着云彩被阳光照射后发生的绮丽彩环，久久不愿离开。1985年，他在苏格兰高原研究气象学时，受此启发，让一个容器中快要冷凝的饱和水蒸气突然绝热膨胀，容器中的温度降低到露点以下，蒸气处于过饱和状态，再将带电粒子射入容器内。在粒子的行径上，有许多分子电离，成为过饱和水蒸气凝结的核心，随之出现指示粒子路径的雾迹。这种“雾室”可以用来探寻粒子行进的轨迹。
1827年，英国植物学家布朗在用显微镜观察水中悬浮的花粉时，发现这些花粉颗粒不停地做无规则运动，并把这种实验记录在他1828年出版的《植物花粉显微观察》一书中。但是，布朗不知道产生这种运动的原因。1905年，爱因斯坦用分子做无规则运动对悬浮粒子的撞击，对布朗观察的结果进行了精确的理论研究，导出了解释布朗运动的爱因斯坦公式。1908年，法国物理学家佩兰利用与大气分子垂直分布相类似的胶态粒子在液体中悬浮进行显微镜观察，以前所未有的精确度确认了爱因斯坦公式的正确性。
在物理学家眼里，“凡物皆有可观。苟有可观，皆有可乐，非必怪奇伟丽者也”。（苏轼《超然台记》）
>> 伽利略在教堂里做礼拜时，搭着脉搏当计时工具，估算吊灯的来回摆动周期。富兰克林在下雨天让儿子放着风筝，自己触摸悬在风筝线上的金属钥匙，感受电击的“快乐”。法国理论物理学家、波动力学创始人德布罗意一战时在一个气象观测队服役，寂寞中，他也观察不远处池塘里的青蛙，常常注视着青蛙跳进池塘产生的一圈圈波纹发呆，这形成了他以后提出物质波的潜在意识。英国物理学家威尔逊于1894年的一天在苏格兰的一个山顶上闲来无事，注视着云彩被阳光照射后发生的绮丽彩环，久久不愿离开。1985年，他在苏格兰高原研究气象学时，受此启发，让一个容器中快要冷凝的饱和水蒸气突然绝热膨胀，容器中的温度降低到露点以下，蒸气处于过饱和状态，再将带电粒子射入容器内。在粒子的行径上，有许多分子电离，成为过饱和水蒸气凝结的核心，随之出现指示粒子路径的雾迹。这种“雾室”可以用来探寻粒子行进的轨迹。1827年，英国植物学家布朗在用显微镜观察水中悬浮的花粉时，发现这些花粉颗粒不停地做无规则运动，并把这种实验记录在他1828年出版的《植物花粉显微观察》一书中。但是，布朗不知道产生这种运动的原因。1905年，爱因斯坦用分子做无规则运动对悬浮粒子的撞击，对布朗观察的结果进行了精确的理论研究，导出了解释布朗运动的爱因斯坦公式。1908年，法国物理学家佩兰利用与大气分子垂直分布相类似的胶态粒子在液体中悬浮进行显微镜观察，以前所未有的精确度确认了爱因斯坦公式的正确性。在物理学家眼里，“凡物皆有可观。苟有可观，皆有可乐，非必怪奇伟丽者也”。（苏轼《超然台记》）
伽利略——理论物理学家的先驱
>> 这里值得指出的是伽利略启用的理论物理思维模式。当他发现单摆的摆动周期与摆幅的大小无关，又是怎样用理论家的思考方法来证明这一点的呢？摆的运动轨迹是一个圆弧，使摆锤做横向运动的力的大小在每一时刻都在变化。在当时微积分还未出世的情况下，伽利略就改而从圆弧对着的弦（譬如一张弓的弦）切入，这样就把问题转化为研究一个小球沿着不同斜面滚动的情况，由此推出，由于这些不同的弦（斜面）都被圈在同一个圆内，因此小球滚下的时间相同。
为什么说狄拉克是天才
啊！神奇，惊叹
我想我慢慢在体会这样的神奇
>法国雕塑家罗丹说：“所谓大师就是这样的人，他们用自己的眼睛去看别人看过的东西，在别人司空见惯的东西上能发现出美来。
>> 法国雕塑家罗丹说：“所谓大师就是这样的人，他们用自己的眼睛去看别人看过的东西，在别人司空见惯的东西上能发现出美来。
>> 天才就是那种能把自然以一种直观的形式呈现给人们的人，虽然，展现给人们的往往只是自然界的某个侧面的剪影，而永远不会是其本身的全息图像。
>> 画家吴冠中说：“不少有杰出成就者默默无闻，往往等三十、五十年甚至几个世纪后才被人们发现。是群众暂时不理解吧？”默默无闻对于能者不见得有多糟糕，徒有虚名却往往坏事
>> 关于文章，南宋文天祥曾写道：“一日之赫赫者多矣，千载而赫赫者几人。为一日计者，无千载也。决矣。”狄拉克乃千载而赫赫者。人们惊羡狄拉克的天才，很多人慕名来听他讲授量子力学课，其中甚至有非物理专业的学生、退伍士兵和政府职员。
闲情偶寄于一本量子力学书的大学生
>> 狄拉克是20世纪举世闻名的物理学家。初入道时，他曾对原子中电子的玻尔轨道做了充满热情的研究，为了理解在相互作用下玻尔轨道是如何形成的，他苦苦工作了两三年。直到看了海森堡的文章后，狄拉克才意识到自己“赖以出发的基本观念是错误的”。在海森堡的理论中，只有那些连接两个玻尔轨道的值（跃迁矩阵元）才会出现，这导致了坐标算符与动量算符不可以交换。受海森堡的文章的启示，狄拉克领悟到不对易性是建立量子力学的关键。某次悠闲散步时，他突然想到了经典力学的泊松括号与量子对易括号的相似处，这深化和充实了海森堡的思想。狄拉克把他的发现写成文章，寄给海森堡征求意见，得到后者的赞赏。1926年，狄拉克被玻尔召到哥本哈根。他花了一年时间发明了由ket-bra符号组成的体系，完成了关于变换理论的重要文章，建立了与波粒二象性吻合的表象理论。狄拉克随后写了《量子力学的原理》一书，书中强调了变换理论是理论物理的精髓，使他的符号法能在将来得以发展。狄拉克在书中还提到了作用量在量子力学中的地位，这个思想后来被费曼发展为“路径积分”理论。
论心只觉宜狂士，得句常疑复古人
>> 写诗时偶尔得佳句，如在望月诗词中有“应识月光谱，读出离人愁”，这是不会重复古人的，因为古人不知道什么是光谱和识得光谱。
>> 法国数学家兼物理学家拉格朗日就是这样一个狂士。他19岁那年就发明了分析力学，将力学科学看成是四维空间中的几何——三个笛卡尔直角坐标和一个时间坐标，就足以确定一个运动质点在时空中的位置。他看待力学的这种方式，后来被爱因斯坦用到广义相对论上。拉格朗日还发明了变分法，把它用于力学，英国物理学家哈密顿成就了以哈密顿命名的正则方程。拉格朗日还研究过为什么月球总是以同一面对着地球（著名的三体问题之一）。拉格朗日对牛顿的敬意，带有一点温和的讽刺味道。他说：“牛顿无疑是一个特别的天才，但是我们必须承认，他也是最幸运的人：找到建立世界体系的机会只有一次。”他又说：“牛顿是多么幸运啊，在他那个时候，世界的体系仍然有待发现呢！”拉格朗日的时代还没有电动力学，所以他没有机会发现狭义相对论，但是讨论为何惯性质量等于引力质量的机会是有的，不过这机会他没有注意到，后来被爱因斯坦抓住，并建立了广义相对论。按拉格朗日的说法，我也是一个幸运的人，因为提出对狄拉克的ket-bra算符做积分的机会几乎是向所有认真学习量子力学的人开放着的，而我有幸抓住了它。
言者无聊，闻者有心
>> 41岁的莫尔斯——一位颇有成就的绘画教授，决定放弃他的绘画事业，发明一种用电传信的方法——电报。这真是“言者无心，闻者有意”啊！科学技术有时就是邂逅了有心人才得以发展的。莫尔斯在科学笔记中写道：电流是神速的……电流只要截止片刻，就会出现火花；火花就是一种符号；没有火花是另一种符号；没有火花的时间长些又是一种符号。这里有三种符号可以组合起来，代表数字和字母。
>> 这些代表符号由不同的点、横线和空白组成。这是电信史上最早的编码，后人称它为“莫尔斯电码”。
有心人的创造，奇迹
>电报的发明，不是物理学家的动议，而居然是一位画家的杰作，这本身就是奇迹
>> 电报的发明，不是物理学家的动议，而居然是一位画家的杰作，这本身就是奇迹
是啊，人生路漫漫，有心人的灵感源于生活，生活的多样性很难确定，从一而终是个很大的束缚
>近代中国教育家陶行知写下了很多教育名言，其中曾录“择一而壹之”写成条幅赠友人。“择一而壹”来自《荀子·解蔽》：“身尽其故则美。美不可两也，故知者择一而壹焉。”从画家莫尔斯到电报发明人莫尔斯，说明了“择一而壹”绝非千真万确。
>> 近代中国教育家陶行知写下了很多教育名言，其中曾录“择一而壹之”写成条幅赠友人。“择一而壹”来自《荀子·解蔽》：“身尽其故则美。美不可两也，故知者择一而壹焉。”从画家莫尔斯到电报发明人莫尔斯，说明了“择一而壹”绝非千真万确。
心羡游僧处处家——散步是理论物理学家的天职
>> 德国著名物理学家亥姆霍兹（他是普朗克的老师，也是以光辐射的位移定律传名于世的维恩的引路人）有句名言：“散步是自然科学家的天职。”
我也喜欢散步，一个人独处，消化脑海里的想法
>歌德说：“我最宝贵的思想及最好的表达方式都是在散步时出现的。
跋
>> 范洪义
的确是，在孤独中寻求灵感，消化灵感，厉害的老师
>范洪义先生常常散步，一个人散步；而这本书，就是他这几十年来在散步中“消化”了思想和孤独的产物。
>> 范洪义先生常常散步，一个人散步；而这本书，就是他这几十年来在散步中“消化”了思想和孤独的产物。
>> 我看来这本书讲的不是“闲”，却是“孤独”——这是一本在孤独的步伐中寻找灵感，再用孤独写就的书。
>> “从一而终的人最是孤独！”
>> 范老师是一个老物理学家、中国首批十八博士之一，在量子力学领域有自己独到的见解和创新——首创“有序算符内积分技术”。
理解，真心的，真的是从一而终的境界
>，勤勤恳恳地耕耘着自己开辟的理论领域。写书、写论文；思考问题，解决问题；闲暇之余不过就写写诗，把玩把玩一些年代久远的东西和一些书画来消遣；甚至于连自己远在异国的家人们，也许久未见了……很少有人能理解这样的生活方式，我也一度困惑过。然而我终究还是想明白了，之所以我们没法理解范老师这样的生活，是因为我们还没有达到他这样的境界——这是一种从一而终的境界
>> 而在这样的境界下，孤独是无法避免的；既然选择了从一而终，就要一条路走到黑；而这条路，注定是一个人的朝圣之路。
有科学与范老做伴
就像如今画画，我有好多名家大师和我做伴，还有大自然呢，哦并不孤独
>“五十年来，日日读物理大师们的高论并努力发展之，如同与他们神交，我并不孤独，有科学与我做伴，我变得真实，不屑矫揉造作。”
点评
非常适合要从事物理研究或者一个人的朝圣的人阅读，体会范老的状态和对待自然的心得，体会范老与物理科学家们神交的快乐，感受物理理论研究和独特的各种思维方式。非物理人士也可以读，开阔视野，感悟科学家对科学的执着追求，对自然的探索，对生活旅途的欣赏，各种角度。
作者是个多才多艺的物理学家，喜欢书画，诗词，漫画等，对这些喜欢的领域往往有独到的见解和创新，还能从中汲取通向物理之领域的通途，让人有种通透的感觉，醍醐灌顶，透彻灵光的感觉。
好书需要一读再读，过些天可继续。
