说实话,很难确切地定义什么是物理。
首先,物理学随着我们的进步和新发现而不断变化。新理论不仅带来新的答案,同时它们还产生着新问题。从以前的物理学理论来看,这些问题甚至可能没有意义。
这使得物理学令人兴奋、充满趣味,但它也迫使人们定义物理到底是什么,而不是在未来的某个时刻再定义它。
尽管如此,定义还是有用的。所以,如果你想要一个定义,你就可以得到一个定义。
在大多数情况下,物理学家试图做以下事情:
准确界定:宇宙中最基本的可测量 例如 速度、电场、动能
寻找宇宙最基本的描述一直是物理学历史上的重要问题。
有一些可衡量的数量并不是基本的,比如某个国家的人口或证券交易所的价值。尽管这些数量可以测量,可能理论上也可以用物理基本定律的复杂应用来描述,但我们通常不会认为这样的理论是物理学。
基本和不基本的确切界限有点模糊,也随历史而变化。
一个很好的经验法则是:
如果你对老师提出的任何解释一遍又一遍地问“为什么?”。他给你的最后一个、也是最好的科学答案很可能是物理定律。
(假设你的老师不会在那之前把你赶出办公室)
找出基本测量量之间的关系 例如 牛顿定律、能量守恒、狭义相对论
这些规律和关系用文字、方程、图像、图表、示意图、模型和任何其他方式来表示,让我们能够更好地理解和使用这些工具来表达关系。
数学让理解变得更简单
信不信由你,物理学中使用的原理、图形、定律和方程并不是为了使解释宇宙变得更加困难,他们的存在是为了更容易解释宇宙,准确地说明在宇宙中发现的规律。
对于物理专业的学生来说,这可能并不能给他们带来多少安慰,因为他们正在与一组看似随机、毫无关联的方程和定义作斗争。
但要记住,在所有这些令人生畏、有时看起来像外语的数学符号背后,其中本质通常是一个简单的概念。数学只是使通过非常精确和简洁的方式表达概念成为可能。
把物理学归结为以上两件事其实是一种粗略的简化,并没有完全体现物理学家所做的事情,以及他们如何做一些更精细的观点。
但是,试图用简单而有用的定律来描述一个复杂的宇宙,才是物理学的意义所在。
因此,试图用一个简单而清晰的定义来描述物理学家所做的复杂活动,也许还挺好的。