第一章　物理学与美

谈到美，人们首先联想到自然美和艺术美。当你面对大好河山、奇光异彩，当你面对梵高、毕加索的名画，当你面对古今著名的建筑，当你倾听优美的歌曲，欣赏优美的舞蹈时，你都不免要感叹：“好美呀！”然而科学美却是多数人不易感受到的，因为科学美与艺术美是两种不同形式的美，艺术美是事物外在形式所呈现的美，科学美是事物内在结构的和谐、秩序而具有的美，科学美美得比较抽象，需要深入体会，需要经过大脑整理、加工形成美的意识或美的观点，但这是一种高层次的审美。爱因斯坦（见图1-1）认为，科学家和艺术家都是以“最适当的方式来画出一幅简化的和易于领悟的世界图像”。虽然科学家和艺术家的创作手段和方式不同，但他们都是为了在纷乱中找出秩序，从现象中揭示本质，都是为了认识世界和改造世界，都是为了勾勒出反映自然界和谐与秩序的宏伟蓝图。

图1-1　著名物理学家爱因斯坦

物理学是一门自然学科，著名物理学家丁肇中博士说：“科学改变了整个人类生活，我猜想这也是很多国家支持它的主要原因。但这不是我的原因，我做这些事情最主要的原因是好奇，想了解我们是怎么来的，这是我做科学研究最根本的动力。”当一位物理学家从最初的好奇到深入去研究物理学的奥秘，应该说他已经是位美学大师，被物质内在规律中蕴含的美深深吸引了。

著名物理学家钱学森曾经感叹：“为什么我们的学校总是培养不出杰出人才？”物理学的研究和教育的目标不应局限于教给学生物理学的概念、定理、理论和为后续课程打下基础上，更应培养学生对自然科学的现象和理论具有浓厚兴趣，把客观自然规律作为世界观，对自然现象、自然法则、思维艺术具有一定审美情趣，为以后的能力逐步提高和创新发展打下基础。在大学物理的教学中引入美学教育，让学生感受物理现象之美、鉴赏物理定理之美、理解物理理论之美，进而主动探知物理科学之美。