第二十二章

 “祖老师，我明白了，我也觉得武汉大学并不是一所特别理想的大学，而且我感觉中国古代文学专业也不一定适合我，对我们的国家和社会也未必有很大的现实意义，只是看到那么多大学和那么多专业，我真的有点眼花缭乱，不知道该怎样确定报考哪所大学哪个专业了，请您指导一下我吧！”慕仲兰真诚地说。


 “嗯，关于你报考哪个大学什么专业好的问题，前两天辛老校长和我专门谈过一次，也有一些基本的想法，不知道你想不想听听我们这两个老家伙的意见。”祖亚庆老师笑道。


 “想听，想听，您赶紧说吧。”慕仲兰有些急不可耐地说。


 “别急。听我慢慢给你说哈。辛老校长和我年轻时，都一直把马克思说的‘使人生具有意义的不是权势和表面的显赫，而是寻求那种不仅满足一己私利，且能保证全人类幸福的完美理想’作为座右铭。过去，振兴中华和报效祖国的理想主义支撑着我们那一代人，现在，我们都希望你也能多具备一点这些情怀。你是一个吃过苦头、经过磨练的人，我们都相信你能做到这一点。”祖亚庆老师的眼睛里闪烁着幸福的光芒。


 “报考志愿最重要的是选择一个适合自己的专业，这是你今后在社会上安身立命的根本。辛老校长和我都觉得你应该选物理学专业，根据我们两个人的观察，你在物理方面有些天赋和兴趣，数学基础和思维都不错，性格很适合学习物理，而且物理对我们国家和社会发展的作用很大，我国现在急需大量的物理学人才，你学好物理，往大里说，会对我们国家科学技术和社会的进步做出很大贡献，往小了说，你走到哪里都能拿得起、放得下，有本事傍身，谁都不能把你怎么样，挺好的。”祖亚庆老师苦口婆心地说。


 物理学研究的是物质世界普遍而基本的规律，这些规律对有机界和无机界同样适用。可以毫不夸张地说，物理学构成了所有自然科学的理论基础。20世纪以来，物理学的发展对现代社会的影响和人类对自然规律认识的深化尤为突出。


 以量子力学和相对论的创立为标志的物理学革命，不仅导致了人类宇宙观的重大转变，诱发或促进了整个自然科学的改观，而且带来了人类社会空前的技术进步，极大地改变了人类的生产方式乃至生活方式。电学和磁学现象的研究以及麦克斯韦的电磁理论为建立现代的电力工业和通讯系统奠定了基础，无线电、电视、雷达的发明极大地改变了人们的生活。


 20世纪物理学的一个重大进展是量子力学的建立，量子力学为描述自然现象提供了一个全新的框架，现在，人们认识到量子力学不仅是现代物理学的基础，而且也是化学、生物学等其他学科的基础。此外，量子力学还导致了半导体、光通讯等新兴工业的崛起，并为激光技术的发展、新材料发现和研制以及新型能源开发等开辟了新的技术途径。


 半导体材料、半导体物理和半导体器件研究的进展为计算机革命铺平道路，计算机革命给人类社会和技术进步所带来的影响将是无法估量的。


 今天，物理学的作用仍然是多方面的。一方面，物理学将继续通过它和其他一切学科的交叉、渗透和相互作用产生出许多新的边缘学科；另一方面，物理学仍会不断地提供新的理论、实验技术和新材料来影响其他学科、技术和社会的进步。今天和将来的许多新技术都来源于物理学的基础研究，物理学仍将是自然科学的基础。


 早在1940年代，量子力学的创始人之一薛定谔在《生命是什么？》一书里预言：“生命的物质载体是非周期性晶体，遗传基因分子正是这种有大量原子秩序井然地结合起来的非周期性晶体；这种非周期性晶体的结构，可以有无限可能的排列，不同样式的排列相当于遗传的微型密码。”他所说的这种“非周期性晶体”，就是存在于细胞核染色体中的DNA分子。1953年沃森和克里克共同发现DNA分子的双螺旋结构。薛定谔在《生命是什么？》书中还有另一段名言：“生命之所以能存在，就在于从环境中不断得到‘负熵’”，“有机体是依赖负熵为生的”。这就是生命的热力学基础。60年代比利时科学家普里高津的耗散结构理论，证实了薛定谔的预言。当前，生命科学中分子生物学、量子生物学、遗传信息学、蛋白质结构等新兴学科的研究正在飞速发展。人们说21世纪是生命科学的世纪，一位物理学家则说，21世纪是物理科学全面介入生命科学的世纪。……

 


 早在1940年代，量子力学的创始人之一薛定谔在《生命是什么？》一书里预言：“生命的物质载体是非周期性晶体，遗传基因分子正是这种有大量原子秩序井然地结合起来的非周期性晶体；这种非周期性晶体的结构，可以有无限可能的排列，不同样式的排列相当于遗传的微型密码。”他所说的这种“非周期性晶体”，就是存在于细胞核染色体中的DNA分子。1953年沃森和克里克共同发现DNA分子的双螺旋结构。薛定谔在《生命是什么？》书中还有另一段名言：“生命之所以能存在，就在于从环境中不断得到‘负熵’”，“有机体是依赖负熵为生的”。这就是生命的热力学基础。60年代比利时科学家普里高津的耗散结构理论，证实了薛定谔的预言。当前，生命科学中分子生物学、量子生物学、遗传信息学、蛋白质结构等新兴学科的研究正在飞速发展。人们说21世纪是生命科学的世纪，一位物理学家则说，21世纪是物理科学全面介入生命科学的世纪。


 翻阅一下物理学的许多重要期刊，或看看许多国际物理学术会议的日程，就会发现，大量本不属于物理学内容的标题，赫然入目。人们不禁要问：“什么是物理学？”的确，今天再从研究对象来回答这个问题已很困难。人们现在的看法是，不管什么问题，当物理学家用物理学的方法去研究它时，就把它变成了物理问题。物理学是一门理论和实验高度结合的精确科学。物理学中有一套最全面、最有效的科学方法。


 20世纪，是科学技术空前高速发展的世纪，人类社会在科技进步上经历了一个又一个划时代的变革。无论在动力和信息交流方面，人类社会正在全面地进入“电气化时代”，这是19世纪安培、法拉第、麦克斯韦等一大批物理学家和爱迪生等发明家努力的结果。


 从世纪之交发现放射性以来，经过近半个世纪原子物理、核物理的研究，40年代物理学使人类掌握了核能的奥秘，把人类社会带进了“原子时代”。今天核技术的应用远不止于为社会提供长久可靠的能源，放射性与核磁共振在医学上的诊断与治疗作用，已渐为人所共知。这个成果是和卢瑟福、玻尔、爱因斯坦、居里夫人、海森伯、费米、哈恩等一长串光辉的名字分不开的。到了50、60年代，物理学家又发明了激光，它的理论基础是爱因斯坦1916年提出的光的受激发射过程。今天激光技术已广泛应于工业、农业、医学、通讯、计算、军事和日常生活，成为几十亿、上百亿的巨大产业。


 20世纪科学技术给人类社会带来的最大冲击，莫过于以现代计算机为基础发展起来的信息技术。号称“信息时代”的到来被誉为“第二次产业革命”。的确，计算机给人类社会带来如此广泛而深刻的变化。1947年，巴丁、肖克菜、布赖顿等三位物理学家发明了晶体管，标志着信息时代的诞生。从物理学家的眼光看来，这个婴儿在娘胎里至少孕育了20年。这就是说，20年代建立量子力学之后，物理学家发展了费米-狄拉克统计、能带论，从此有了电子和空穴的概念。尔后用掺杂的办法产生了N型和P型的半导体，这才为晶体管的发明打下基础。


 以上成果又是和一连串物理学家光辉的名字——薛定谔、海森伯、狄拉克、泡利、布洛赫、索末菲等联系在一起的。自从40年代末晶体管问世以来，60年代制成了集成电路，从70年代后期起，发展成为大规模集成电路，而后是超大规模集成电路，集成度以每10年1000倍的速度增长着。


 在有的人看来，物理学对高技术的贡献属于过去，今天我国高新技术日新月异地发展，几乎没有哪一样不是从物理学各分支的实验室里移植到工业上去的！


 无论任何时候，物理都可以让科学家化身英雄，拯救世界于巨大的环境和能源的危机中。比如，核聚变、风能、太阳能等能源的应用和开发，更好的锂电池和燃料电池等储能材料，乃至未来超导电缆的无损耗电力传输，等等等等，都离不开物理学。完全可以说，物理和其他学科一起会最终帮助人类把这个世界变得更加美好。……

 


 无论任何时候，物理都可以让科学家化身英雄，拯救世界于巨大的环境和能源的危机中。比如，核聚变、风能、太阳能等能源的应用和开发，更好的锂电池和燃料电池等储能材料，乃至未来超导电缆的无损耗电力传输，等等等等，都离不开物理学。完全可以说，物理和其他学科一起会最终帮助人类把这个世界变得更加美好。


 法国的物理学家、诺贝尔奖获得者路易·维克多·德布罗意在《物理学的未来》中说：我们的知识越是发展，自然就越是以其多种表现证明它拥有无尽的财富；甚至在很先进的科学领域，如物理学，我们也没有理由认为我们已经“耗尽”了自然财富，或者认为我们已经接近完整地掌握了自然界的全部财产一样。


 物理是自然科学之首，它用简洁优美的寥寥几条公式定理，就可以将宇宙万物变化的规律，总结描述到登峰造极的高度，其思维之严谨、内容之深奥、地位之根本，是化学、生物等学科难以望其项背的，所以，物理是大学和国家的学术灵魂的重要组成部分。


 学好物理真是利国利己的大好事，每个有志青年，都应该把自己的全部精力都投注到物理学知识的探索与发展中去。这样，也只有这样，我国才能更快、更好地屹立于世界优秀民族之林。同时，物理也会使热爱它的人感到非常兴奋，非常快乐，可以让热爱它的人去经历很多浪漫、冲动和开心的事。


 “辛老校长和我都很希望你能继续学习物理，希望你能对我们这个国家和社会的发展做出应有的贡献。你是有这个资质和潜力的，我们相信你一定不会让我们失望。”祖亚庆老师由衷地说。



 本章完

　

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