科学定律及其背后的人

    爱因斯坦曾说：“有关世界的最不可理解的事情就是它是可以理解的。”实际上，我们似乎居住在一个用简洁的数学公式和物理学定律就能描述或概括的宇宙之中。

    皮克奥弗是美国著名科普作家，他同美国科普大师马丁·加德纳等人一样，认为可以用简单的公式和定律来描述自然——不是因为我们发明了数学和定律，而是因为自然拥有某些隐藏的数学特征。加德纳认为简单的数学统治了从分子到银河尺度的自然界。牛顿将我们揭示科学基本定律的探索，比作小孩子在无垠的大海边寻找美丽的贝壳。爱因斯坦觉得自己就像是一个进入一座无限大的外文图书馆中的孩子，这个孩子不理解大多数书籍，但他能意识到或猜测到这些图书是按一种神秘的秩序排列的。

    为了“给更多的读者提供一本了解重要科学观点和思想家的简要指南”，皮克奥弗撰写了这部以描写科学定律及其发现者的生平为主要内容的科普作品——《从阿基米德到霍金——科学定律及其背后的伟大智者》。书中介绍了40多条经典的物理学定律——从阿基米德浮力定律和开普勒行星运动定律，到海森伯不确定性原理和哈勃宇宙膨胀定律，它们均以发现者的名字命名，时间跨度达两千多年，这些定律深刻地改变了我们的日常生活，加深了我们对宇宙的认识。

    从古至今的科学定律何其众多，在皮克奥弗看来，选入本书的定律需要满足什么样的条件呢？他的原则是，只探讨以对物质宇宙的观察为基础的“自然律”，因此全书讨论的绝大部分定律都来自物理学领域。并且还有两条比较具体的选择定律的标准：其一是，这些定律对于事实、观察结果或现象具有广泛的解释力，而且在某一具体学科中，它们已被人们广泛接受。其二是，这些定律是用某个人的名字命名的，这通常意味着某一位科学家，要么是在定律的发现过程中，要么是在使定律引起更多的科学关注方面发挥了积极的推动作用。据此，皮克奥弗强调，虽然该书并未包罗所有已命名的科学定律，但它涵盖了绝大部分具有重要历史意义的科学定律，以及绝大部分对于科学和人类的思维都产生了巨大影响的科学定律。

    选择好要讲述的定律后，皮克奥弗以通俗易懂的语言阐述了这些定律的含意，描述了它们最初和新近的应用，还简短而明晰地介绍了这些定律背后的科学。读者无须对这些公式苦思冥想就能了解一种观点的要旨，有时仅仅看一下数学符号如何表达定律就可以感受到定律的简洁性。

    除了定律的介绍，皮克奥弗还以小传的形式，描述了发现这些定律的科学家，如牛顿、法拉第、欧姆、居里、普朗克等的精彩人生。如皮克奥弗所说，定律的发现是人类最伟大的智力或理性的成果之一，为了确切地阐述自然律，科学家常需要扮演重要观察者的角色，发明出创造性的实验方案，或者展现出高深的领悟力——为此，本书中的定律发现者一般都是各自领域中最有能力的科学家。这些以他们的名字来命名定律的科学家们都魅力四射、多姿多彩，有时还很古怪。他们中的许多人都是多才多艺的博学之人，也有许多人并未接受过正规教育，完全靠自学成才。有些科学家的观点曾受到人们的抵制，或者要承受来自家人的强烈反对。例如，法国物理学家库仑的母亲想让他成为一名医生，但她的儿子却坚持要学一门更为量化的学科，如工程或数学。矛盾不断激化，他的母亲恨不得要和他断绝关系。与他类似，物理学家、数学家丹尼尔·伯努利和博学的毕奥都反抗过自己的父亲，因为他们的父亲都坚持让自己的儿子从商。苏格兰化学家格雷姆的父亲一心想让格雷姆成为苏格兰长老会的牧师，因而反对他对化学产生日益增长的兴趣。幸运的是，他的母亲和姐姐都支持他的科学兴趣，这帮助格雷姆实现了他的科学梦想。

    书中还有皮克奥弗关于“自然律”“究竟何为实在”等问题的哲学思考，引领读者对“科学是什么”等问题进行思考。全书虽然内容广博，但描述简洁而引人入胜，既可从头至尾阅读，也可从中间随意挑选感兴趣的章节浏览，既可作为学习物理知识的参考书，又可作为了解科学大家和科学发展历程的消遣性读物，从中获得自己的感悟。兴许，年轻的父母们也可以从这些科学家的故事中得到启发，从而学会尊重孩子的选择吧！