书展期间，科普达人严伯钧分享“穿越极限世界，让物理流行起来”

如果跑得和光一样快，时间会静止吗？如果热力学第二定律不可违背，宇宙最终会成为一锅热汤吗？8月13日，科普达人严伯钧带着他历时三年创作的《六极物理》来到钟书阁，“穿越极限世界，让物理流行起来”的主题吸引了不少中学生和物理教研者的参与。从万有引力到相对论、从夸克到宇宙大爆炸、从薛定谔方程到量子纠缠、从超导到人造太阳，抖音粉丝近300万的严伯钧尝试绕开复杂的数学计算，用“小学生式秒懂”的讲述方式，将物理现象通俗地解释清楚。在他眼中，物理学最核心的思想，往往大道至简。而学物理其实更多学的是背后的思维方式。

物理为什么难懂？因为数学难，大道其实至简

现场有中学物理老师疑惑，很多学生认为物理难学、学不好，在刷题之余完全失去了对物理的好奇和探究欲，如何改变这样的学习现状？物理真的难学吗？“物理学的深奥通常体现在数学计算的复杂上，其实大家觉得物理难，只是因为数学难，至于物理学的精髓思想，其实可以用通俗易懂的语言讲清楚。”在严伯钧看来，初中物理、高中物理、大学物理，甚至到研究生的物理课，所讲的知识范围大致是相似的，都要学习力学、热学、电学，对于物理学专业的学生来说，进入大学以后还要学习量子力学。从初中、高中再到大学，一遍遍学习物理的一个重要原因是“数学越来越难”。比如初中只要解一元二次方程就够了，高中就要会解析几何，进入大学之后就要加上微分方程、线性代数、抽象代数，甚至群论、拓扑学等等。传统物理学的讲法之所以先讲力学，再讲热学、电学，再到量子物理，是因为伴随着物理学的发展，数学工具的发展也要与之匹配。

严伯钧的最新力作《六极物理》由接力出版社出版，以人感知世界的六个维度为切入点，还原经典物理原理

但严伯钧一直希望做到的是不让数学成为一个人理解深刻物理学思想的门槛。他分享了自己在美国受邀担任一场中学生科学创新比赛评委的一段经历，“比赛中，我注意到一位美国中学生参赛者的课题，居然是与费曼的路径积分相关的，这让当时的我大吃一惊。因为路径积分可以说是物理学中非常专业、高级的一部分，即便是物理学专业本科生也未必会去学习。所以我当时的第一感觉是，这孩子简直不知轻重。物理学习的过程还是应该按部就班，一步一个脚印。”但当听完这个学生的演讲后，严伯钧坦言颠覆了他对物理学习这件事情的认知。“他通篇没有进行任何数学计算，仅仅是从逻辑推理的角度，结合了生活中的一些经验，就把路径积分的核心思想解释得明明白白。这让我意识到，高深的物理学知识，经过拆解，其实甚至可以不用数学，就可以讲解得明明白白，因为大道，其实至简。”

这让严伯钧灵感大发：其实在生活环境中，所有物理参数相对我们来说，都是适中的、温和的，否则生命就无法存续。比如我们的运动速度不会太快、地球的引力不会太大、地球上的气温不会太高也不会太低……因此，如果要让物理学的现象变得明显，一个方法是把环境参数调到极限，这样才能看到这里面的神奇表现。六“极”物理的概念由此萌发。

物理学的深奥通常体现在数学计算的复杂上

为什么每个人都要懂一点物理？培养快速分清主次的能力

物理，已经成为现代社会受教育人的知识标配，为什么每个人都要懂一点物理？严伯钧认为，学物理，其实更多的是对思维方式的训练。物理研究方法中的“做近似”锻炼了人们在复杂系统里抓大放小、快速分清主次的能力。这套法则在工作生活中也同样适用，只有拥有清晰的逻辑，才能有果敢的决断力和坚毅的执行力。“所以说每个人都要懂一点物理并非指一定要懂某个知识，会解释为什么，而是学会物理背后的思维方式。”

其实，任何一条物理定律都是一个模型。比如说古人偶尔从密林间散射到地面的光束里总结出光线沿直线传播的概念，从而解释了影子，解释了日食，解释了小孔成像。每个人都看到苹果落地加速的过程，这基本是一个平常到无聊的过程，而牛顿抽象出万有引力的概念。苹果有落向地心的趋势，如果以很大的速度向远方抛出苹果，这种远离大地的趋势恰好抵消了它朝向地心的趋势，那么它会去哪？绕地运动！在这一瞬间落地的苹果和日月星辰的运转连在了一起：苹果落地里得到的公式预测了冥王星的轨迹。爱因斯坦把光线传播与牛顿的苹果进行了又一次连接，于是诞生了广义相对论。这就是抽象模型的连接力，每一次物理革命，无非是相隔更遥远的现象被更基本的物理模型连接。我们现实生活中的很多问题有无限层次，能否有一个宏观的解释体系，与对具体事物的把握和联系息息相关。

爱因斯坦提出的广义相对论是描述物质间引力相互作用的理论

哈佛大学终身教授、国际知名数学家丘成桐对“物理直觉”很是推崇，认为物理学家往往能“猜到”一些本质的数学结果。严伯钧同样认为培养物理直觉很重要，科学家把研究的结果写成了公式，很多人就算拿着这些公式能够算出结果来，直觉上可能也没有理解。《六极物理》正是通过极快、极大、极重、极小、极热、极冷六个方面，以人能感知的世界为线索，帮助读者建立物理直觉。

物理一定是理性的吗？实则比我们想象的感性和性感

1619年，开普勒在《宇宙和谐论》这本书中有一个非常玄妙的比喻，地球绕行太阳的速度在近日点和远日点的变化比例，就好像是地球在唱着mi-fa-mi的音调。深奥的物理学，一下子变得温柔起来。爱因斯坦是一位出色的小提琴手，量子力学创始人普朗克也弹得一手好钢琴，物理和音乐之间不乏动人的交集。

1619年，开普勒出版《宇宙和谐论》，行星运动三定律中的第三定律即发表于此书中

在物理学研究之外，作为艺术研究者的严伯钧一直在通过艺术、物理、互联网的跨界思维，向大众输出感性的、充满想象的科学突破。“物理其实比我们想象的感性和性感，艺术也比我们想象的严谨。”在严伯钧看来，区分文科和理工科是一种人为的枷锁，实际上文科也有很严密的逻辑，“比如我讲西方艺术史的课程不讲作品赏析，而讲风格的演变。为什么会形成这个风格？背后的原因是什么？若把这些逻辑搞明白之后，艺术似乎也没有那么复杂。同样，很多人认为古典音乐是远离大众生活的，它为什么难懂？真的不适合大众去欣赏吗？主要是我们打开的方式不对。”

严伯钧举例，在《六极物理》的极快篇中，就有通过普朗克和爱因斯坦的火车实验来阐明狭义相对论的一些原理。爱因斯坦坐在火车上以接近光速的速度运行，普朗克在地面上看爱因斯坦，两个人测量的光速是一样的。如果普朗克可以看到爱因斯坦的手表，他就会发现爱因斯坦的手表比自己的手表走字慢，这就是钟慢效应。“这些极，都是超出了我们日常生活所能直接接触到的事物。书中有很多充满物理直觉的例子，读者可以在自己的大脑中建立实验室，或把整个宇宙想象出来；或把自己缩小成蚁人那么小，看看原子长什么样子；又或像超人一样，进入太阳的中心，看看核聚变是怎么发生的。”真正的智慧不是理性和科学，是我们的想象力，而物理的想象力更像艺术的创造力。

极快篇中通过普朗克和爱因斯坦的火车实验来阐明狭义相对论的一些原理

物理学不仅仅是冷冰冰的“物之科学”，无数人在疑惑、徘徊与迷茫中披荆斩棘。自然有大美而不言，四时有明法而不议，万物有成理而不说。物理，悟理。

作者：袁琭璐

编辑：袁琭璐

责任编辑：李念

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