第1章 大蘇爾的大禮拜

物理

每當(dāng)我告訴朋友我在研究物理學(xué)時，他們都會搖搖頭，說：“哇！真難。”大家對“物理學(xué)”這門學(xué)科普遍都有這樣的反應(yīng)。物理學(xué)家在做什么和大家認為他們在做什么之間，就是橫亙著這一道墻。兩者之間差距很大。

這種情形有一部分要怪物理學(xué)家自己。如果你不是物理學(xué)家或希臘人，那么你聽他們的行話就會像是在聽希臘語。雖然他們對一般人說的是英語，可一旦被問及他們在做什么時，他們聽起來又像是科孚人在說話了 ①。

可是在另一方面，這種情形一部分也要怪我們。大致上說來，我們已經(jīng)不再想去了解物理學(xué)家（還有生物學(xué)家等）到底在做什么。這樣我們就害了自己。這些人從事的，其實是非常有意思的歷險，不會那么難理解的。不錯，有時候，一講到他們“如何”做事，的確就要惹來一場專業(yè)說明。如果你不是專家，這一場說明就要使你酣睡。可是，物理學(xué)家做的事其實很簡單。他們尋思宇宙是什么東西做成的，如何運作，我們在宇宙中做什么，如果宇宙要往某處去，那么會是哪里。簡單地說，他們做的事情與我們夜晚仰望星星沒有兩樣。每當(dāng)星星滿天的晚上，我們抬頭看見浩瀚的宇宙，心里就會感到震懾，但同時又知道自己也是其中的一部分。物理學(xué)家就是做這種事。這些聰明的家伙做這種事而且還有報酬。

不過，不幸的是，大部分人一想到“物理學(xué)”，就聯(lián)想到一面黑板，上面寫滿了不知名的數(shù)學(xué)不可解的符號。事實上，物理學(xué)并非就是數(shù)學(xué)。在本質(zhì)上，物理學(xué)只是單純地對事物的情狀感到驚奇，只是種對事物為何如此這般（有的人說是不得不然）的興趣。數(shù)學(xué)是物理學(xué)的“工具”。除去數(shù)學(xué)，物理學(xué)純?nèi)恢皇欠ㄐg(shù)。

杰克·薩法提（Jack Sarfatti）是物理與意識研究會的物理學(xué)指導(dǎo)。我常常跟他談起寫這樣一本書的可能——沒有術(shù)語和數(shù)學(xué)的牽累，而仍然能夠表達那些推動現(xiàn)代物理學(xué)的、令人心動的發(fā)現(xiàn)。所以，當(dāng)他請我參加他與邁克爾·墨菲（Michael Murphy）在伊莎蘭研究所策劃的物理學(xué)會議時，我就接受了。我接受是因為我心里有一個目的。

伊莎蘭研究所（這是學(xué)一個印第安部落的名字）在北加州。北加州海岸是力與美奇異的結(jié)合。其中，大蘇爾（Big Sur）和圣路易斯-奧比斯波（San Luis Obispo）之間的太平洋海岸公路更是無出其右。從大蘇爾向南，伊莎蘭研究所位于這條公路約半小時的路程之上；一邊是公路和海岸山脈，一邊是崎峻的懸崖，俯瞰太平洋。一條河流從其間蜿蜒流過，隔開了北邊的三分之一和南邊的三分之二。北邊的這一邊有一幢大房子（就叫作“大房子”），那是會員聚會和客人落腳的地方。旁邊另有一棟小房子，是迪克·普萊斯（Dick Price，與墨菲同為伊莎蘭的創(chuàng)辦人）一家人住的地方。南邊的這一間房子是做飯、開會、職員與賓客住宿、洗熱溫泉的地方。

在伊莎蘭吃晚餐是一種多維度的經(jīng)驗。燭光、有機食物、一種有感染力的自然氣氛，這種種元素便是伊莎蘭經(jīng)驗的精華。有兩個人正在吃飯，我和薩法提加入了他們的談話。這兩個人一個是大衛(wèi)·芬克斯坦，葉史瓦大學(xué)（Yeshiva University，在紐約）的物理學(xué)家；另一個是艾爾·忠良·黃 ①，他是太極拳師傅，在伊莎蘭開辦了一家工作室。這樣的伙伴再好也沒有了。

我們的話題很快就轉(zhuǎn)到物理學(xué)上面。

“我在臺灣學(xué)physics, ”黃說，“我們叫作物理，意思是‘有機能的各種形態(tài)’。”

這個觀念立刻吸引了飯桌上的每一個人。

這個觀念在餐廳內(nèi)滲透，心靈的光一盞一盞地亮了。“物理”不只詩意而已。這個會議若是要給物理學(xué)下什么定義，這個就是最好的了。這個定義掌握到一種東西，一種我們想用一本書來表達的活生生的質(zhì)素。沒有這種東西，物理學(xué)將成為枯燥乏味的東西。

“讓我們來寫一本物理的書！”我聽到自己大聲叫著，觀念和能量立刻開始流動，我以前所做的種種計劃一下子就從窗外飛走了。現(xiàn)在，從能量聚集的地方出現(xiàn)了一番景象，那是物理師傅在跳舞。此后的幾天以及離開伊莎蘭以后，我們就一直在尋找到底物理師傅是什么東西，他們又為什么要跳舞。我們又興奮又肯定地感覺到我們已經(jīng)找到了一個通道；關(guān)于物理學(xué)，我們想說的事情在這個通道里將要順暢地流動。

漢語和英語

中文和西方語言不一樣，不用字母。中文每一個字都用圖案寫成，這些圖案都是線條畫。（有時兩個或兩個以上的圖案并合，又構(gòu)成不同的意思。）所以中文很難翻譯成英文。翻譯者必須又是詩人，又是語言學(xué)家，才可能翻譯得好。

譬如說，“物”可以是“物”，也可以是“能”, “理”就非常詩意。“理”的意思是“全面的秩序”或“全面的法則”，但“理”又指“有機形態(tài)”。木紋是理，樹葉表面上的有機形態(tài)是理，玫瑰花瓣的質(zhì)地也是理。簡言之， physics的中文“物理”意思就是“有機能的各種形態(tài)”（“物/能”+“全面的秩序/有機形態(tài)”）。這真是不凡；因為中文“物理”反映了一種世界觀。建立西方科學(xué)的諸位人士（伽利略和牛頓）不會了解這種世界觀，可是20世紀但凡重要的物理學(xué)理論卻都指向這樣的世界觀。問題已經(jīng)是“他們是怎么知道的”，不再是“他們是否還有所不知”。

英文幾乎怎么念意思都不會變。我一直到大學(xué)畢業(yè)五年，才知道“Consummate”當(dāng)形容詞用的時候，重音在第二音節(jié)，念成“Con-SUM-mate”（意指“使臻至最高程度，使完善”）。想到自己以前常常說什么“CONsummatelinguists”（完美的語言學(xué)家）、“CONsummatescholars”（完美的學(xué)者）等，我就懊惱。那個時候好像都有人忍著不笑出來。我后來才知道這種人都是讀字典的。可是我的爛發(fā)音并不曾使別人聽不懂我的話。因為，在英文里，一個字的音調(diào)變化并不會改變這個字的意思。“NO”音調(diào)上揚（“no? ”），音調(diào)下降（“no! ”），音調(diào)不變（“no…”）——根據(jù)字典上說——意思都是“否定、拒絕、反對”。

可是中文不然。中文大部分都是一個音節(jié)有好幾種音調(diào)①。音調(diào)不一樣，就是不一樣的字，寫法就不一樣，就有它自己的意思。因此，一個音節(jié)以各種音調(diào)發(fā)音，在生疏的西方人聽起來，是很難分辨的。但是對中國人而言，這種種的音調(diào)卻構(gòu)成明確的字，各有筆畫和意思。可是英文是一種無調(diào)語言，所以中文若是譯成英文，筆畫雖然不同，在英文里寫法和發(fā)音卻可能都一樣。

譬如說，中文有八個以上的字，在英文里拼法和寫法都是“Wu”。黃忠良揀出五個“Wu”，每一個都接上“理”（Li），變成五個“Wu Li”。

第一個Wu Li意指“各種形態(tài)的有機能”。這就是中文所說的“物理”（“物”指“物”或“能”）。

第二個Wu Li意指“吾理”（“吾”指“我”或“我的”）。

第三個Wu Li意指“無理”（“無”指“空”或“無有”）。

第四個Wu Li意指“握理”（“握”指“手作拳狀”或“卷手持物”）。②

第五個Wu Li意指“悟理”（“悟”指“領(lǐng)悟”或“我的心”）。

如果我們站在紡織師傅的后面看他紡織，那么，我們最先看到的并不是布，而是各種顏色的絲線。他用專家的眼光揀取這些絲線，引入梭子里面，然后開始編織。這時我們就會看到絲線開始密合交織，出現(xiàn)了一塊布。等一下，布上面還有圖案！

準(zhǔn)此，黃忠良以這樣的方式，在他的認識論織布機上織出了這樣一張美麗的綴錦：

PHYSICS=Wu Li

Wu Li=Patterns of Organic Energy

Wu Li=My Way

Wu Li=Nonsense

Wu Li=I Clutch My Ideas

Wu Li=Enlightenment

對于這樣一個豐富的比喻，引起會議中的物理學(xué)家們的共鳴。現(xiàn)在，我們終于找到呈現(xiàn)高等物理學(xué)根本要素的載體了。會議的一個禮拜將要結(jié)束的時候，伊莎蘭的每一個人都在談“物理”。

一邊發(fā)生這些事情，一邊我就去找“師傅”的意思。翻字典沒有用。字典找得到的定義都意味著“控制”；這跟我們“跳舞的物理師傅”的意象不合。這一來，因為黃忠良是太極拳師傅，我就跑去問他。

“人家用這兩個字來叫我。”他說。對黃忠良而言，黃忠良就是黃忠良，沒有別的東西。

那個禮拜幾天以后，我又跑去問他，心里希望這一次能得到足以琢磨的答案。

這一次我得到的答案是：“師傅就是比你先開始的人。”

物理師傅

我的西方式教育使我沒辦法接受這樣一個非定義的定義。所以，我就去找他的書來看。他的書，書名叫《抱虎歸山》（Embrace Tiger, Return to Mountain），是阿蘭·瓦茲 ①寫的序。序里面有一段話講到黃忠良。我就在這段話里面找到了我要的東西。阿蘭·瓦茲說：

他從中心下手，不從邊緣下手。這種技藝，他先傳授一種基本原理，然后才論及細節(jié)。他不愿意太極拳變成一二三四、二二三四的運動，使學(xué)生變成機器人。傳統(tǒng)上……都是用背誦教學(xué)。這給人一種印象，以為學(xué)太極拳主要的部分很無聊。在這種方式之下，學(xué)生可能年復(fù)一年不知道自己在做什么。（注一）

這就是我要找的“師傅”的定義。師傅教的是精華。精華懂了，他才教一些必要的東西來擴大這一種了解。他要等到學(xué)生對花瓣落地感到驚奇，才講起重力。要等到學(xué)生說：“好奇怪！兩個石頭同時往下丟，一個輕，一個重，卻同時落地！”才講到一些定律。要等到學(xué)生說：“應(yīng)該有一種比較簡單的方法來表達這一點。”才講到數(shù)學(xué)。

物理師傅就是這樣與他的學(xué)生共舞。物理師傅什么都沒教，可是學(xué)生卻學(xué)到了東西。物理師傅總是從中心著手，從事物的“心”開始。我們這本書就是采用這種方式。有一些人深具慧心，他們想了解高等物理學(xué)，可是不懂物理學(xué)術(shù)語，有時甚至不懂物理數(shù)學(xué)。這本書就是為這樣的人寫的。《像物理學(xué)家一樣思考》是一本精華之書——量子力學(xué)、量子邏輯、廣義相對論、狹義相對論的精華，外加一些指明物理學(xué)未來走向的新觀念。當(dāng)然，未來怎么走又有誰知道？我們只知道我們今天想的事情明天就會成為過去。所以，本書處理的不是知識。知識素來即是過去式。本書處理的是想象力。這個想象力即是物理，即是物理學(xué)的復(fù)活。

最偉大的物理學(xué)家阿爾伯特·愛因斯坦就是一個物理師傅。1938年，他說：

物理學(xué)的觀念乃是人類心靈自由創(chuàng)造出來的。不論多像，都不是由外在世界一手決定的。我們努力地去了解實相，可是我們這種努力就像一個人想了解密閉的手表里面的機械結(jié)構(gòu)一樣。我們看得到表面、時針、分針，我們還聽見了里面的嘀嗒聲。可是我們打不開表殼。如果我們很有天分，我們可能構(gòu)想出一幅機械畫面，其中的機械就負責(zé)他所觀察到的那些東西的運轉(zhuǎn)。可是他永遠也不會知道他的機械是不是唯一的。他永遠也沒有機會把他的機械與真正的機械做個比較，他甚至無法想象這種比較可能產(chǎn)生什么意義。（注二）

大部分人都認為物理學(xué)家是在解釋這個世界。有的物理學(xué)家也自認為是這樣。可是，物理師傅知道，他們只是在和世界共舞。

我問黃如何設(shè)計課程。

“每一課都是第一課，”他告訴我，“我們每一次打拳，都是第一次。”

“但是你當(dāng)然不是每一課都重新開始，”我說，“第二課必然要以第一課為基礎(chǔ)，第三課必然以第一課和第二課為基礎(chǔ)，依此類推。”

“我說每一課都是第一課，”他說，“意思并不是我們忘了第一課學(xué)到的東西，而是，我們做的事情永遠都是新的，因為我們永遠都是第一次做這件事情。”

這又是師傅的另一個特征了。師傅不管做什么事情，都是用第一次的熱忱做。這就是他那無限的精力的泉源。他教（或者學(xué)）的每一課都是第一課。他每一次跳舞，都是第一次跳舞；永遠都是新的，有個人風(fēng)格的，活的。

前哥倫比亞大學(xué)物理系主任、諾貝爾物理學(xué)獎得主伊西多·拉比（Isidor I.Rabi）說：

學(xué)生做實驗的智力內(nèi)涵……也就是開創(chuàng)新領(lǐng)域的創(chuàng)意和能力……我們教得不夠深入……我個人的看法是這種事你要自己來。你之所以做實驗是因為你的哲學(xué)使你想要知道答案。生命太短，不能因為別人說一件事很重要就去做。這樣也太辛苦了。你必須自己去感覺事情……（注三）

不幸的是，大部分的物理學(xué)家都不似拉比。事實上，大多數(shù)物理學(xué)家一輩子都在做別人說是很重要的事。這就是拉比的意思。

這種情況使我們都產(chǎn)生一種誤解。對大部分人而言，他們口中的“科學(xué)家”事實上是“技師”。技師是受過高度訓(xùn)練的人，他的職業(yè)是應(yīng)用已知的技術(shù)和原理，他處理的是已知的事物。科學(xué)家則是追尋自然界真實性質(zhì)的人，他處理的是未知的事物。

簡而言之，科學(xué)家是發(fā)現(xiàn)，而技師則是應(yīng)用。然而，科學(xué)家到底是發(fā)現(xiàn)事物還是“創(chuàng)造”事物，事實上已經(jīng)不再那么清楚。有很多人認為“發(fā)現(xiàn)”事實上就是一種創(chuàng)造。如果是這樣的話，那么科學(xué)家、詩人、畫家、作家就不是那么截然有別了。事實上，科學(xué)家、詩人、畫家、作家可能都是一個族類。這個族類天生有一種才能，能夠?qū)⑽覀円暈槠匠５氖挛镉靡环N新的方式提出，進而打破了我們的劃地自限。凡是特別表現(xiàn)了這種才能的人，我們就叫他天才。

大部分的“科學(xué)家”其實只是技師。這是事實。根本上新的事物他們沒有興趣。他們的視野比較狹窄。他們的精力都用在將已知事物應(yīng)用出來。他們往往把鼻子埋在一棵樹的樹皮上，所以很難跟他們討論樹林。神秘的氫光譜實驗就很能說明科學(xué)家和技師的不同。

白光，譬如太陽光，照進三棱鏡里面以后，就會產(chǎn)生一種最美麗的現(xiàn)象，那就是，從棱鏡另外一邊出來的，不是白光，而是所有彩虹的顏色：紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫。這是因為白光原本就是由這些色彩構(gòu)成的緣故。白光是一種組成物，可是紅光就只含有紅光，綠光只含綠光，依此類推。三百年前，牛頓就在他的名著《光學(xué)》（Optiks）里面論及這種現(xiàn)象。這一種色彩的鋪陳叫作白光譜。我們?nèi)羰菍Π坠庾V做光譜分析，就會現(xiàn)出一個完整的光譜。因為，凡是我們的眼睛看得到的色彩，白光都有（有一些我們看不到的，譬如紅外線、紫外線，白光也有）。

鈉光譜

可是，并不是每一次光譜分析都會產(chǎn)生完整的光譜。譬如，假設(shè)我們拿化學(xué)元素鈉，使它發(fā)光，然后照到棱鏡里面。這個時候，我們得到的就只有一部分的光譜。

假設(shè)有一個暗室，里面有一個物體。此時如果我們看得到這個物體，這個物體就是在發(fā)光。譬如說，如果這個物體看來是紅色的，那么它就是在發(fā)紅光。光，是由“激動”的物體發(fā)出來的。所謂刺激鈉，意思并不是說給它Super Bowl①的入場券。刺激鈉意思是為它加一點能量，其中一個方法就是加熱。我們將激動的（白熱的）鈉放出來的光照到棱鏡或分光器里面，這時我們得到的就不是白光全部的色彩，而是其中的一部分。就鈉而言，我們得到的是兩條細細的黃光。

我們也可以反過來將白光對著鈉氣照射，從而產(chǎn)生鈉光譜的反面景象。我們可以從這個反面景象看到鈉氣吸收了白光的哪些部分。白光通過鈉氣，再通過分光器以后，還是會產(chǎn)生全部彩虹的顏色，只是少了白熱的鈉所發(fā)出的兩條黃光。

這兩種方式不論是哪一種，鈉光譜的形態(tài)都很明確。可以是在原本完整的光譜上只由黑線構(gòu)成，也可以是只由色線構(gòu)成而沒有其他部分。但不論是哪一種情形，形態(tài)永遠一樣。②這一個形態(tài)就是鈉元素的指紋。每一種元素發(fā)出（或吸收）的顏色都是一定的，同理，每一種元素的分光形態(tài)也是一定的，永遠不變。

氫是最簡單的元素。氫“好像”只有兩個組成部分，其一是一個質(zhì)子，帶正電；另一是一個電子，帶負電。我們只能說“好像”，因為從來沒有人看過氫原子。如果有氫原子存在，那么一個針尖上就有幾百萬個。氫原子這么小是計算出來的。所謂“氫原子”，是一種“手表內(nèi)部”的思維。我們只能說，唯有假設(shè)這種實體存在，才能夠圓滿地解釋我們觀察到的一些現(xiàn)象；如若不然就很難解釋，并且無法摒除“魔鬼做的”這種解釋。這種解釋就是有人能夠“證明”。（就是因為有這種解釋，才促使伽利略、牛頓、笛卡兒創(chuàng)造了如今成為現(xiàn)代科學(xué)的那些學(xué)說。）

物理學(xué)家一度認為原子是這樣構(gòu)成的：原子的中心是核子，恰如太陽系的中心是太陽一樣。原子的質(zhì)量絕大部分都在核子，其中包含帶正電的粒子（質(zhì)子），以及大小差不多但不帶電的粒子（中子）。（各種元素里面只有氫核子沒有中子）好像行星繞日一樣環(huán)繞核子的是電子。電子若與核子比較，幾乎等于沒有質(zhì)量。每一個電子都帶有負電。電子的數(shù)量又與質(zhì)子相等，所以正電和負電彼此抵消。因此整個原子是不帶電的。

這個用太陽系來比擬原子的模型是盧瑟福（Ernest Rutherford）在1911年創(chuàng)立的。可是這個模型的問題，在于電子與原子核的距離事實上比行星和太陽之間大很多。用盧瑟福的話來說，如果拿原子與原子里面的粒子（絕大部分都在核子上面）相比，那么原子所占的空間實在太大了，環(huán)繞核子的電子相形之下，“好像大教堂里的蒼蠅”。

這一幅熟悉的原子圖畫我們大部分人都是在學(xué)校里學(xué)的，通常還是強迫的。不幸的是這一幅圖畫已經(jīng)過時，所以你忘了算了。當(dāng)今的物理學(xué)家如何設(shè)想原子我們以后再討論。此地要說的是，這個行星模型如今雖然已經(jīng)過時，卻是因為有這個模型做背景，我們才解決了一個最難的問題。以下我們就說明這件事。

氫是最簡單的元素，可是氫光譜的光線就有一百條以上！其他元素當(dāng)然就更多了。我們?nèi)魧錃夤庹盏椒止馄骼锩妫覀儗⒌玫揭酪欢ㄐ螒B(tài)排列的一百多條色線。①問題在于：“氫原子這么簡單的東西，只有一個質(zhì)子與一個電子兩個組件，為什么竟然產(chǎn)生這么復(fù)雜的光譜？”

關(guān)于光，有一種想法認為光是一種波，從而認為每一種色彩就像聲音一樣，頻率都不一樣。聲音也是波，不同的聲音頻率就不一樣。德國物理學(xué)家索末菲（Arnold Sommerfield）本身鋼琴彈得很好。有一次他開玩笑地說，氫原子既然能夠發(fā)生一百種以上的頻率，那么必定比鋼琴還要復(fù)雜！因為鋼琴只能發(fā)生88種頻率。

玻爾的原子模型

1913年，丹麥物理學(xué)家玻爾（Niels Bohr）提出了一個非常合理的學(xué)說，使他得到了諾貝爾獎①。他的學(xué)說跟物理學(xué)上的大部分觀念一樣，基本上是很簡單的。玻爾不從“理論上已知”的原子結(jié)構(gòu)著手。他從他“真正知道”的著手，也就是說從原始的分光資料著手。玻爾推測，電子與原子核的距離并非隨隨便便，而是有一定的軌道，或者說有一定的“外殼”。這些外殼（理論上數(shù)量無限）與原子核之間都有一定距離，每一個都帶有一定數(shù)量的電子，不會超過。

假設(shè)一個原子的電子數(shù)量已經(jīng)超過第一層外殼能夠容納的數(shù)量，超過的就會擠到第二層。如果原子的電子數(shù)超過第一層和第二層外殼能夠容納的數(shù)量，超過的就會被擠到第三層；依此類推：

外殼層 1 2 3 4 5 ……

電子數(shù) 2 8 18 32 50 ……

玻爾這里的數(shù)字是依照氫原子計算出來的。氫原子只有一個電子；所以，依照他的理論，這個電子與原子核將一直維持最近的距離。換句話說，這個電子會一直在第一層外殼上面。這就是氫原子的最低能量狀態(tài)。不論是哪一種原子，其最低能量狀態(tài)物理學(xué)上都叫作“基態(tài)”。氫原子如果受到刺激，它的電子就會跳到外殼上來。跳到第幾層，跳多遠，要看我們加給它多少能量而定。原子只要確實加熱了（熱能），它的電子就會跳得很遠，一直跳到某一層外殼上面。能量越小，跳的距離越小。然而，這個電子（只要不再加熱）隨時都會回到里面的外殼；最后便回到第一層。電子由外面的外殼跳回里面的外殼時會放出能量，這就是光。這個時候，它放出的能量即等于向外跳時吸收的能量。玻爾發(fā)現(xiàn)，氫原子回返基態(tài)（第一層外殼）一路上所有可能的跳躍方式，其數(shù)目即等于氫光譜上色線的數(shù)目。

這就是玻爾對這一個“大鋼琴”的奧秘著名的解說。假設(shè)在氫原子里面，電子只跳躍一次就從外面一路上回到最里面的外殼，那么它就釋出某一定數(shù)量的能。這在氫光譜上就是一條線。假設(shè)電子從外向內(nèi)小小跳躍一下，那么它就釋出某一個小小的能量。這在氫光譜上又是另一條線。如果電子是由第五層回到第三層，這又是另一條線。如果是從第六層回到第四層，再從第四層回到第一層，這就是另外的兩條線，依此類推。這樣，我們就可以解釋整個氫光譜現(xiàn)象了。

換一個方式，假如我們不用熱而是用白光刺激氫原子，這樣產(chǎn)生的便是我們前面說過的吸收現(xiàn)象。每一個電子由里面的殼向外面的殼跳的時候，所需要的能量都是一定的，不多也不少。由第一層外殼向第二層跳時，需要某一個能量，但也只需要這一個能量。由第五層跳到第七層也是一樣，依此類推。電子每次由里面的殼向外面的殼跳所需要的能量都是一定的，不多也不少。

我們用白光照射氫原子的時候，我們給它的是一個備有各種能量的超市。可是它并不能全部都用，只能用其中一定的量。譬如說，如果電子由第一層外殼跳到第四層，它就會從我們給它的包裹之中拿掉其中的一包。它拿掉這一包以后，就會在原本完整的白光譜上形成一條黑線。從第三層跳到第四層是另一條黑線。從第一層跳到第二層，再從第二層跳到第六層，又是另外兩條黑線（跳躍的方式各式各樣）。

總歸一句話，如果我們用白光對著氫氣照射，然后再通過棱鏡，所得的結(jié)果便是我們熟悉的白光譜，只不過上面有一百條以上的黑線罷了。這些黑線每一條都對應(yīng)了氫原子由內(nèi)往外跳時的某一個能量。

白光譜上面這些黑線構(gòu)成的形態(tài)，正好就是我們將氫氣光直接照到棱鏡上所得到的形態(tài)——只是黑線換成了色線，而其余部分則完全消失。當(dāng)然，這些色線都是電子回返內(nèi)層外殼時造成的。在這個過程中，電子釋出的能量即等于它最初往外跳時所吸收的能量。玻爾的理論使物理學(xué)家得以計算出氫原子發(fā)光的頻率。這樣計算出來的數(shù)字與實際觀察的情形一致。大鋼琴的奧秘就這樣解決了！

玻爾于1913年發(fā)表這個理論。不久，一群物理學(xué)家就把這個理論應(yīng)用在其他元素上面。在電子數(shù)很多的原子，這種計算過程是很復(fù)雜的。而且，關(guān)于原子現(xiàn)象的性質(zhì)，物理學(xué)家的問題并沒有因此完全得到解答。可是，物理學(xué)家卻由這個工作得到了許多知識。

就像這樣，這些應(yīng)用玻爾的理論，甚至做進一步發(fā)展的物理學(xué)家，大部分都是“技師”。玻爾則是“科學(xué)家”，是新物理學(xué)家的創(chuàng)始人。

但是，這并不是說技師不重要。技師與科學(xué)家形成一種合作關(guān)系。玻爾如果沒有充分的分光數(shù)據(jù)任他使用，就不可能構(gòu)成他的理論。這些分光資料，都是實驗室里無數(shù)工作累積的結(jié)果。此外，以玻爾一個人的力量亦不足以進一步充實他的理論。技師將他的理論應(yīng)用在其他元素上，因而為他做了這件工作。技師是科學(xué)界里面很重要的人，然而，因為我們這本書講的是物理師傅，而不是技師，所以從現(xiàn)在開始，我們凡是講到“物理學(xué)家”，指的都是兼為科學(xué)家的物理學(xué)家；換句話說，就是那些不為“已知”事物所限的人或物理學(xué)家。就我們對物理師傅有限的了解而言，物理師傅就是從這些人里面出來的。

凡是討論物理學(xué)的書都有一些無法克服的難題。第一，要講的東西太多，就算是寫20本都寫不完。而且，每一年出版的“新”材料也很多，所以即使是物理學(xué)家也都沒辦法與整個物理學(xué)領(lǐng)域齊頭并進。我們最多只能在閱讀上“節(jié)食”，在某一方面跟上潮流而已。相對于本書收入的材料而言，沒有收入的當(dāng)然更多。關(guān)于物理學(xué)，不管你學(xué)了多少，總是有一些“新”的你不知道。物理學(xué)家同樣有這個問題。

第二，如果沒有數(shù)學(xué)，想要完全了解物理學(xué)是不可能的。然而，我們這本書卻沒有數(shù)學(xué)。數(shù)學(xué)是一種高度結(jié)構(gòu)的思考方式，物理學(xué)家用這種方式來看世界。有一種說法，物理學(xué)家將這個結(jié)構(gòu)強加在自己所看的事物之上；另外一種看法則說，世界只有透過這個結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)才最完整。然而，不管前者還是后者，數(shù)學(xué)都是物理學(xué)最簡潔的表達。可是，大部分物理學(xué)家只要沒有數(shù)學(xué)就沒有辦法把物理學(xué)說清楚。數(shù)學(xué)固然使他們簡潔，可是也使他們難以捉摸。這就是我們要寫《像物理學(xué)家一樣思考》的原因。我們大部分都是用文字來說明事情，這終究是一個事實。

然而，我們必須記住，不管是數(shù)學(xué)還是英文 ①，都是語言，這一點很重要。因為，語言用于傳達資訊是很有用的工具，可是如果用來傳達經(jīng)驗，就沒有用。語言只能“談”經(jīng)驗。物理師傅知道經(jīng)驗的說明只是說明，不是經(jīng)驗。“說明”只是“談”經(jīng)驗。

這樣說來，這本書講既然只是“關(guān)于”物理，所以容納的也就只有一些說明。這本書無法容納經(jīng)驗。可是這并不是說讀這本書無法得到物理經(jīng)驗，而是說如果你得到了，那是因為你自己，而不是因為這本書。譬如說，量子力學(xué)告訴我們，我們并不如我們以為的那樣與世間萬物隔開。粒子物理學(xué)則告訴我們，“世間萬物”并不是呆呆地坐在那里，什么事都不做。世間萬物是一個燦爛的領(lǐng)域，不斷地在創(chuàng)造、轉(zhuǎn)化、消滅。我們?nèi)绻軌蛉P掌握新物理學(xué)的種種觀念，就會得到不平凡的“經(jīng)驗”。譬如說，研究相對論，我們會知道時間和空間不過是一種心靈的建構(gòu)。這就是不凡的經(jīng)驗！這種種經(jīng)驗每一個都會造成我們重大的改變，使我們不再像以前一樣看世界萬物。

物理學(xué)沒有單獨一項的經(jīng)驗，因為物理學(xué)的經(jīng)驗一直在變。相對論與量子力學(xué)雖然普遍不為非物理學(xué)家所知，可是也已經(jīng)半個世紀了。今天，整個物理學(xué)界都因預(yù)期而震動，整個氣氛非常興奮。物理學(xué)家都感覺到激烈的變化即將到來。大家都認為，不久的將來我們將看到新理論進場，與舊理論相合，就我們的宇宙賦予我們一個更大的觀點，最后擴大我們對自己的看法。

物理師傅就在這一切當(dāng)中活動。這樣跳著，那樣跳著。有時候跟著重節(jié)奏，有時候輕快而優(yōu)雅，永遠自在地流動。有時候他們變成舞蹈，有時候舞蹈變成他們。千萬不要把他們跳哪一種舞和他們跳舞這一件事混為一談——這是物理師傅吩咐的。

① 科孚，希臘西北部的一個海島——譯注

① El Chungliang Huang，譯音——譯注

① 譬如按漢字注音符號，一個音有四聲——譯注

② “握”正確拼音wò，此處作者拼音有誤——編注

① Alan Watts,1915—1973，英國哲學(xué)家、作家、演說家，因以西方人的身份介紹推廣東方思想而出名，有25本著作出版，涉獵極廣——編注

① 美國職業(yè)足球每年1月的“全國足球聯(lián)盟”冠軍賽。

② 可是，實際上有一些色線并沒有在吸收光譜上出現(xiàn)，因為這些色線代表的是高能量狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變狀態(tài)。

① 大部分情形，一張氫光譜照片只表現(xiàn)十條左右的光線。正確說來，要拍攝氫光譜，每一組氫光譜所需的實驗設(shè)備都要不一樣才可以。理論上每一組原子光譜的線條都是無限的。但是事實上，每一組光譜的線條由于在高周帶太過接近，所以都擠在一起了。

① 在1922年——譯注

① 因原著是以英文寫作，所以就以英文為例—譯注