回顧過去二千多年人類社會(huì)的發(fā)展歷史，為什么歐洲社會(huì)可以成為物理學(xué)思想萌芽的溫床，而中國社會(huì)卻只有強(qiáng)調(diào)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，個(gè)中原因必然有多種因素。在這里，我們?cè)噲D從文化的角度和用科學(xué)的觀點(diǎn)來了解這個(gè)社會(huì)的現(xiàn)象，從而表達(dá)對(duì)中國物理學(xué)未來發(fā)展的期待。
　　一、中國與歐洲文化的對(duì)比
　　1．中國文化是建基于黃河河谷的大農(nóng)業(yè)社會(huì)，以“人本”的家族文化為主，“物本”的宗教文化為次。聚河谷而居，居有定所，多見人鄰，少見樹木。人與人的關(guān)系比人與自然界的關(guān)系更為密切和重要，社會(huì)的主要問題和興趣是在于人而不在于物。生活復(fù)雜的大農(nóng)業(yè)社會(huì)，必須分工合作，自然要建立一個(gè)有組織和有權(quán)威的中央政府。家族文化是一個(gè)整體文化，個(gè)體有義務(wù)要支持整體的共同性，而整體亦有義務(wù)要照顧個(gè)體的特殊性。人是來自現(xiàn)實(shí)的祖先，必須對(duì)祖先負(fù)責(zé)。中國文化是強(qiáng)調(diào)整體、務(wù)實(shí)、內(nèi)向、兼容、義務(wù)、約束、合作和相對(duì)性，重視對(duì)個(gè)人天賦欲念的自我克制和自我修養(yǎng)的人為能力，稱之為“德”。人的問題只可以靠人自己去了解和處理，發(fā)展了人本的“人理(倫理)學(xué)”。無論從《易經(jīng)》、《道家》、《儒家》到《諸子百家》等，都是以人本為基礎(chǔ)來發(fā)展。特別是道家所重視以“順其自然”人的“被動(dòng)性”和“消極性”，而儒家則重視以“事在人為”人的“主動(dòng)性”和“積極性”。人性有別于物性在于它的辯證特性：失敗是成功之母，成功是失敗之父；好事變壞事，壞事變好事；大亂之后必有大治，大治之后必有大亂等等相對(duì)而相反的大循環(huán)原理。
　　復(fù)雜的河谷生活，促使物的應(yīng)用技術(shù)發(fā)展和宗教信仰發(fā)展的多極化。中國的四大發(fā)明是屬于技術(shù)上的發(fā)明，而不是原理上的發(fā)現(xiàn)。中國數(shù)學(xué)的發(fā)展也是以實(shí)用，而不是以原理為基礎(chǔ)。中國(漢)文字和歐洲數(shù)學(xué)文字同屬于符號(hào)文字。要描述和了解“人本事物”，促使中國文字學(xué)的發(fā)展；中國文字的對(duì)稱和其他特性也可以用來推到人本的可能新事物。當(dāng)現(xiàn)有的文字不足以了解新事物情況下，自然要?jiǎng)?chuàng)造新的文字。要描述和了解“物本事物”，促使歐洲數(shù)學(xué)的發(fā)展。而數(shù)學(xué)的對(duì)稱其他特性也可以用來推測(cè)物本的可能新事物。不同系統(tǒng)的數(shù)學(xué)有不同的極限性。當(dāng)現(xiàn)有的數(shù)學(xué)系統(tǒng)足以了解新事物的情況下，自然要?jiǎng)?chuàng)造新的數(shù)學(xué)。符號(hào)文字與拼音文字是有不同的思維邏輯。所以認(rèn)識(shí)中國文字學(xué)的人要學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)，是有邏輯上的優(yōu)勢(shì)。
　　2．歐洲文化建基于游牧文化。游牧人逐水草而居，多見樹木，少見人鄰。人與自然界的關(guān)系比人與人的關(guān)系更為密切和重要。生活的主要問題和興趣是在于物而不在于人。由于自然界的存在和變化，并非人力可以改變和控制，認(rèn)為所有自然現(xiàn)象都來自能力最高的主宰。摘食獵魚的簡單生活，各人的功能差別不大，分工制度弱，獨(dú)立性強(qiáng)，自由性大，平等性高。生活環(huán)境的不斷改變，只有天，才有永恒的意義，傾向上天單極宗教的信仰。
　　歐洲文化是游牧文化和地中海內(nèi)海文化(希臘邏輯文化、羅馬帝國文化和中東耶穌宗教文化)的綜合文化，以“物本”的宗教文化為主，“人本”的家族文化為次。它是強(qiáng)調(diào)個(gè)體、理想、外向、對(duì)抗、自由、權(quán)利、信仰和絕對(duì)性，重視發(fā)揮個(gè)人天賦欲念的自由和權(quán)利。歐洲文化在物質(zhì)世界的“物性理論”發(fā)展，對(duì)人類物質(zhì)生活巳作出了重要的貢獻(xiàn)。中國文化在人類社會(huì)的“人性理論”發(fā)展，對(duì)人類和
　　二、科學(xué)技術(shù)科技
　　科學(xué)是物質(zhì)世界的了解，是一種思想系統(tǒng)，也是一種順其自然的思想活動(dòng)，其探索的目標(biāo)是“發(fā)現(xiàn)”。技術(shù)是物質(zhì)世界的應(yīng)用，是一種行動(dòng)系統(tǒng)，也是一種事在人為的行動(dòng)活動(dòng)，其運(yùn)作的目標(biāo)是“發(fā)明”。早期的技術(shù)發(fā)展主要是靠嘗試和經(jīng)驗(yàn)，與科學(xué)的發(fā)展并沒有一定的姻親關(guān)系。后來的科技就是把科學(xué)與技術(shù)結(jié)合起來，利用科學(xué)知識(shí)來改進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，目標(biāo)是“創(chuàng)新”。物理學(xué)是科學(xué)的基石。
　　三、物理學(xué)的發(fā)展
　　物理學(xué)主要的興趣是探索物質(zhì)世界的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和相互作用關(guān)系。物理學(xué)是一門量化的學(xué)問，從事物理量的研究和它們之間的時(shí)空基礎(chǔ)關(guān)系。不能量化的東西便不是物理量。萌芽時(shí)代：物理學(xué)的起源是來自古希臘時(shí)代(650—330Bc，雅典)的幾個(gè)重要思想。
　　(1)自然現(xiàn)象是根據(jù)“固定的自然定律”而發(fā)生(賽勒斯Thales，俗稱為科學(xué)之父)——定律概念和演繹邏輯。(2)要描述所有自然現(xiàn)象，數(shù)字是扮演中心角色(畢達(dá)哥拉斯Pythag0ras)——數(shù)量描述。(3)要改變自然狀態(tài)，必需有起因(柏拉圖Plato)——牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律的廣泛含意。(4)物質(zhì)的原子(德謨克利特Democritus)和元素(亞里斯多德Aristotle)的概念——物體結(jié)構(gòu)的基本成份概念。古希臘文化是強(qiáng)調(diào)個(gè)人自由和思想系統(tǒng)的探索，奠定了基本的科學(xué)精神、態(tài)度、構(gòu)思、概念、邏輯、原則和言語。希臘化時(shí)代(338—31B．C．亞歷山大港)：主要的興趣在解決實(shí)用問題，知識(shí)分類及技術(shù)成就。重要思想發(fā)展有：(1)幾何學(xué)定理的公理化(歐幾里得Euclid)——演繹邏輯。(2)以地球?yàn)橹行妮斔蛨A的均速運(yùn)動(dòng)為主，運(yùn)轉(zhuǎn)圓的均速運(yùn)動(dòng)為微擾，可以準(zhǔn)確解釋包括太陽在內(nèi)的各行星在天上的運(yùn)動(dòng)。(3)物體“比重”物性的發(fā)現(xiàn)(亞基米德Archimedes)，后來進(jìn)一步發(fā)展到“密度”物性。
　　黑暗時(shí)代(30B．C．一1300A．D．)：這是物理學(xué)發(fā)展a冬眠時(shí)代。(1)羅馬帝國(3OB．C．一476A．D．)：羅馬人是實(shí)用民族，他們強(qiáng)勢(shì)在軍事，行政和工程，而不在學(xué)術(shù)和科學(xué)。大量收集和發(fā)展希臘哲學(xué)思想，而很少有原始的創(chuàng)作。為了要準(zhǔn)確解釋以地球?yàn)橹行牡男行沁\(yùn)動(dòng)，增加了偏心圓的微擾(托勒密ptolemy)。(2)中世紀(jì)(476—1200)：中世紀(jì)的歐洲是一個(gè)宗教和封建的封閉保守時(shí)代。研究希臘哲學(xué)和科學(xué)的中心便轉(zhuǎn)移到阿拉伯和波斯。(3)十字軍東征(1096—1270)：二百年十字軍東征運(yùn)動(dòng)，動(dòng)搖了歐洲的封建制度和教會(huì)權(quán)力。伊斯蘭的優(yōu)秀文化開始對(duì)歐洲人開放。
　　復(fù)興時(shí)代(1300—1600)：大亂之后必有大治。經(jīng)歷過十字軍東征的浩劫之后，歐洲從一個(gè)保守封閉的教條社會(huì)轉(zhuǎn)入一個(gè)改革開放，實(shí)事求是和解放思想的文藝復(fù)興時(shí)代，由神本回歸到人本。文藝復(fù)興使歐洲恢復(fù)對(duì)人，人的成就和人的世界的興趣。文藝復(fù)興把歐洲從一個(gè)較為落后的社會(huì)在五百年內(nèi)，先后超過伊斯蘭和中國社會(huì)。
　　1．機(jī)動(dòng)力學(xué)(Mechan0dynamics)
　　從希臘時(shí)代到黑暗時(shí)代這一千六百多年，物理學(xué)發(fā)展的主要興趣上行星運(yùn)動(dòng)。發(fā)展以數(shù)學(xué)的歐幾里得幾何學(xué)為基礎(chǔ)，均速圓周運(yùn)動(dòng)為核心。到了復(fù)興時(shí)代，以既定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)來了解觀測(cè)的事實(shí)，改變?yōu)閺氖聦?shí)去尋找事實(shí)背后的數(shù)學(xué)原理。由實(shí)是求事改變?yōu)閷?shí)事求是，由以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)改變?yōu)橐晕锢頌榛A(chǔ)。
　　(1)天上行星的日心橢圓運(yùn)動(dòng)的發(fā)現(xiàn)(開普勒Kepler，1571—1630)和地上物體的重力加速度及拋物線運(yùn)動(dòng)的了解(伽利略Galileo，1564—1642)。橢圓和拋物線非均速運(yùn)動(dòng)的發(fā)現(xiàn)是一個(gè)非常重要的突破，是歐幾里得幾何不能解釋的現(xiàn)象。除了物理現(xiàn)象的突破外，更促使后來十七世紀(jì)解析幾何的發(fā)展(笛卡爾Descartes和費(fèi)馬Permat)。
　　(2)機(jī)動(dòng)力學(xué)的誕生：為了解決重力問題，牛頓(1642—1724)認(rèn)為，天上月球圍繞地球的運(yùn)動(dòng)與地上物體的拋物線運(yùn)動(dòng)是同一根源，及推出它們之間與地球中心距離的關(guān)系。他成功發(fā)現(xiàn)三個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)定律：慣性定律，動(dòng)力定律和反作用定律。更由第二和第三個(gè)定律推出物體之間的重力定律。為了完成三個(gè)運(yùn)動(dòng)定律，牛頓創(chuàng)造了兩個(gè)重要的物理量：慣性質(zhì)量=密度×體積和慣性動(dòng)量=質(zhì)量×速度。同時(shí)他更創(chuàng)造了一條微積分的數(shù)學(xué)工具，來取代歐氏幾何學(xué)的不足。牛頓運(yùn)動(dòng)定律的力只是與物體的變速度有關(guān)，與物體的速度無關(guān)。
　　(3)牛頓動(dòng)力定律理論的普遍化，以位能和動(dòng)能取代外力和加速度：拉格朗日(Lagran—ge，1736—1813)和哈密頓Hamilton，1805—1865)。從物理定律推理到物理理論是符合從幾何公理推理到幾何定理的——演繹邏輯。
　　(4)牛頓動(dòng)力學(xué)對(duì)隨機(jī)過程的應(yīng)用：麥克斯韋(Maxwell，1831—1879)，玻耳茲曼(Boltzmann，1841906)。19世紀(jì)未，機(jī)動(dòng)力學(xué)已發(fā)展成為宏觀物質(zhì)世界一個(gè)完美的理論：完整，合理和前后一致。
　　2．電動(dòng)力學(xué)(Electrodynamics)電磁現(xiàn)象雖然是人類很早便發(fā)現(xiàn)的自然現(xiàn)象，但到了十六世紀(jì)才開始從實(shí)驗(yàn)中取得量化的結(jié)果。
　　(1)電磁相互作用的關(guān)系：庫侖(Coulomb)電荷與電荷和磁極與磁極的相互作用，奧斯特(Oersted)磁極與電流的相互作用，安培(Ampere)電流與電流的相互作用，法拉第(Faraday)電荷與運(yùn)動(dòng)磁極的相互作用。

　(2)法拉第提倡電磁的“本地作用”來代替“超距作用”，導(dǎo)致“電磁場(chǎng)”物理量的誕生。
　　(3)電磁學(xué)的基本定律：根據(jù)電磁相互作用的關(guān)系和以電磁場(chǎng)為基礎(chǔ)，麥克斯韋完成完整的“電磁場(chǎng)定律”，相當(dāng)于牛頓機(jī)動(dòng)力學(xué)中的物體重力定律。后來洛倫茲(Lorentz,1853—1928)更進(jìn)一步完成電荷在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的“電磁場(chǎng)力定律”。“輻射反作用力定律”也是電磁學(xué)一個(gè)基本定律，只是直到現(xiàn)在，符合邏輯的定律還未完成。
　　(4)帶電粒子動(dòng)力學(xué)：洛倫茲的電磁場(chǎng)力是一個(gè)與速度有關(guān)的力。只有速度為零的情況，才適合牛頓的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)。愛因斯坦(Einstein，1879—1896)采用牛頓動(dòng)力推出電磁場(chǎng)力在速度為零的情況，再用洛倫茲慣性變換，把速度為零情況的結(jié)果變換到速度不等于零的情況。結(jié)果推出帶電粒子在電磁場(chǎng)力的洛倫茲動(dòng)量=v×牛頓動(dòng)量。v是洛倫茲因子，與速度有關(guān)。FL=d(vp)／dt。相當(dāng)于牛頓機(jī)動(dòng)力學(xué)中的物體第二運(yùn)動(dòng)重力定律愛因斯坦后來把這方面的理論改稱為“狹義相對(duì)論”。在狹義相對(duì)論的基礎(chǔ)上，以微分幾何為工具，愛因斯坦用演繹方法建立他的重力場(chǎng)論，稱為“廣義相對(duì)論”。可以說是一種重力場(chǎng)的電磁化。到這個(gè)階段，除了輻射反作用力定律之外，電動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)的探索已基本完成。
　　(5)電功力學(xué)定律理論的普遍化：相當(dāng)于拉格朗日和哈密頓對(duì)牛頓動(dòng)力定律的理論推廣和發(fā)展。
　　(6)電動(dòng)力學(xué)對(duì)隨機(jī)過程的應(yīng)用：無規(guī)則電磁場(chǎng)的統(tǒng)計(jì)特性的發(fā)展。其結(jié)果應(yīng)該符合量子力學(xué)和量子動(dòng)力學(xué)的結(jié)果。簡而言之，機(jī)動(dòng)力學(xué)的發(fā)展是以動(dòng)力的基礎(chǔ)來發(fā)展作用力，而電動(dòng)力學(xué)的發(fā)展卻是以作用力的基礎(chǔ)來發(fā)展動(dòng)力。歐洲從牛頓到麥克斯韋這個(gè)二百多年的物理學(xué)發(fā)展時(shí)代，正好是歐洲從巴哈(Bach)到華格納(Wagner)的音樂發(fā)展時(shí)代。這是歐洲自從古希臘時(shí)代以后，一個(gè)重要的思想創(chuàng)新時(shí)代。因此促進(jìn)了文學(xué)，音樂，藝術(shù)，哲學(xué)和科學(xué)的高速發(fā)展。
　　3．輻射動(dòng)力學(xué)(Radiodynamics)：輻射反映了物質(zhì)世界的微觀結(jié)構(gòu)。
　　在19世紀(jì)未，出現(xiàn)了三個(gè)有關(guān)不相干輻射(隨機(jī)性電磁波)與物質(zhì)作用的物理現(xiàn)象：黑體輻射，光電效應(yīng)和氫原子光譜。這些現(xiàn)象無法用決定性(Deterministic)的電動(dòng)力學(xué)來解釋。到二十世紀(jì)，也出現(xiàn)了與輻射作用有關(guān)的三個(gè)物理現(xiàn)象：離子體，核子一基本粒子和激光(決定性電磁波)作用。這些現(xiàn)象激發(fā)了物理理論的發(fā)展。
　　(1)量子論的誕生：普朗克(Planck)創(chuàng)立“量子”的新物理概念，成功解釋黑體輻射的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。后來，愛因斯坦和玻恩(Born)分別用量子來成功解釋光電效應(yīng)和氫原子光譜。
　　(2)量子力學(xué)：在數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)上，由海森伯(Heisenberg)，薛定諤(SchrOdinger)等所發(fā)展的量子數(shù)學(xué)系統(tǒng)(量子力學(xué))，不但可以用來了解原子物理現(xiàn)象，也可以用來了解分子物理現(xiàn)象。
　　(3)基本粒子物理：基本粒子物理實(shí)驗(yàn)觀察的新結(jié)果，促使大量相關(guān)理論的發(fā)展：量子電動(dòng)力學(xué)，相對(duì)性量子力學(xué)，楊一(Yang-Mils)場(chǎng)等，其中楊一米場(chǎng)有更突破性的廣泛意義。
　　20世紀(jì)的世界發(fā)生了重大變化。(1)物理學(xué)發(fā)展已由宏觀的物質(zhì)世界轉(zhuǎn)入微觀的物質(zhì)世界。由以物理為主導(dǎo)的思維轉(zhuǎn)回到以數(shù)學(xué)為主導(dǎo)的思維。微觀物質(zhì)世界發(fā)展了兩個(gè)很矛盾的物理觀點(diǎn)：在原子分子的領(lǐng)域，越基本的狀態(tài)，壽命越長，能量越低；在粒子的領(lǐng)域，越基本的粒子，壽命越短，能量越高。(2)經(jīng)過兩次世界大戰(zhàn)后，影響人類社會(huì)的重心已由歐洲社會(huì)，轉(zhuǎn)移到?jīng)]有傳統(tǒng)民族文化的美國移民社會(huì)。美國文化是一個(gè)以商業(yè)為主，物質(zhì)為重的實(shí)用文化，可以說是一個(gè)現(xiàn)代化的羅馬帝國文化。
　　四、中國文化與未來科學(xué)發(fā)展
　　雖然科學(xué)的發(fā)展是源于古希臘，但亦需要通過歐洲各種不同的文化時(shí)代，才可以孵育發(fā)展出來。歐洲文化對(duì)科學(xué)發(fā)展的優(yōu)點(diǎn)可能已經(jīng)到了飽和狀態(tài)?？茖W(xué)思想發(fā)展的進(jìn)一步突破，必須要有新的文化來推動(dòng)。中國文化對(duì)人理思想發(fā)展雖然是一個(gè)有五千多年的舊文化，但對(duì)物理思想發(fā)展卻是一種很新的文化。中國復(fù)雜而辯證的人理思想，吸收和結(jié)合歐洲簡單而演繹的物理思想，必定融合成為一種新力量，把科學(xué)發(fā)展推到更上一層樓，尤其是生命科學(xué)，醫(yī)理科學(xué)和心理科學(xué)。由復(fù)雜系統(tǒng)去吸納簡單系統(tǒng)易，由簡單系統(tǒng)去吸納復(fù)雜系統(tǒng)難。中國文化是一個(gè)黑洞文化，善于把吸收的外來文化中國化。例如：印度佛教轉(zhuǎn)化成為具有中國特色的佛教和歐洲社會(huì)主義轉(zhuǎn)化成為具有中國特色的社會(huì)主義。外來文化中國化，是中國傳統(tǒng)文化的一個(gè)特色。要再進(jìn)一步的創(chuàng)新突破，必須把中國傳統(tǒng)文化現(xiàn)代化。
　　中國社會(huì)現(xiàn)在正是一個(gè)民族文化復(fù)興新時(shí)代的開始：改革開放，實(shí)事求是，解放思想，自主創(chuàng)新，可以比美歐洲十字軍東征后的文藝復(fù)興。中國是一個(gè)非常不均勻的大社會(huì)。各地區(qū)都有不同的方言、生活環(huán)境、生活方式、和風(fēng)俗習(xí)慣，自然形成中國社會(huì)的多元多樣和多姿多彩。在這種復(fù)雜的文化環(huán)境，必須要因人制宜，因事制宜，或因地制宜，“一刀切”便會(huì)弄巧反拙。相反地，美國是一個(gè)非常均勻的大社會(huì)，自然形成美國社會(huì)的一體化思想。一體化社會(huì)并不符合中國社會(huì)的實(shí)際情況。自從改革開放以來，因?yàn)榻?jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，形成社會(huì)走向“一刀切”的商業(yè)化發(fā)展：教育商業(yè)化，學(xué)術(shù)商業(yè)化，音樂商業(yè)化，生活商業(yè)化等等。一個(gè)行業(yè)以商業(yè)利益為主導(dǎo)，便不可能有獨(dú)立的自主創(chuàng)新。這是一個(gè)不健康的情況。因事制宜：有些事應(yīng)該商業(yè)化，有些事可以商業(yè)化；有些事不可以商業(yè)化，有些事不應(yīng)該商業(yè)化，才符合科學(xué)觀。教育應(yīng)該教育化，學(xué)術(shù)應(yīng)該學(xué)術(shù)化，音樂應(yīng)該音樂化，生活應(yīng)該生活化，中國應(yīng)該中國化，才能把社會(huì)推進(jìn)到更高境界。我們必須努力改正這個(gè)不健康的情況，否則，中華民族復(fù)興的前途便會(huì)面臨很大的阻力。
　　物理學(xué)還有不少的基礎(chǔ)問題尚待解決。年青一代的中國物理學(xué)者，好好把握這個(gè)新時(shí)代的優(yōu)勢(shì)，不但要努力嘗試去解決仍未解決的問題，更要好好選拔和培育下一代的接班人，把一個(gè)完整的、合邏輯的和合符事實(shí)的物理思想系統(tǒng)發(fā)掘出來。