物理学需要一种叙述性的语言作为其载体。不幸的是,这门语言不是我们的母语。不同的语言可能呈现给学习者不同的物理图像,而不同的文化会塑造研究者不同的风格从而将物理学导入不同的方向。用中文表达的物理学,因为其间还要经过一个翻译的过程,则那些物理学概念本来的一些内在关联,就在不知不觉中丢失了。有些概念甚至会被完全曲解。
中国科学院物理研究所曹则贤教授在科研教学之余,长期关注物理学在中国传播过程中所遭遇的语言问题。通过比照重要物理学文献的英德法文原文,他对用中文修习物理学所遇到的一些因语言问题造成的缺憾,有了深切的认识。2007年7月,曹则贤教授在《物理》杂志上开辟“物理学咬文嚼字”专栏,为用中文修习物理学者说文解字。
本书收录了“物理学咬文嚼字”专栏文章的第1-30篇(有所增补),是一本值得物理学研习者珍藏的参考书。
我们的世界是有严格的测量标准的,但与此同时,有更多的人类的方法来衡量这些东西,比如风暴的猛烈程度和辣椒的辣度。尺度帮助我们测量物质世界。英寸,英尺,码和英里;盎司、夸脱、升和加仑;秒、分钟和世纪都是定量尺度。但是定性尺度呢?我们一直在使用的这些尺度衡量的是可观测的物理量,但不一定是数值性质。
定性尺度有时是幽默的,通常是彻头彻尾的怪异,但它们和定量尺度一样有价值,可以用来帮助思考属性和标准化概念之间的关系。
定性尺度可以分为两类:序数度量(值可以按有意义的顺序排列),或者区间度量(其中值可以按照有意义的顺序排列,两个值之间的差异很重要)。例如,里氏6.0级的地震比3.0级的小型震颤要大许多数量级。所以地震大小的顺序很重要,而且间隔也是固定的,这就意味着里氏震级是一个区间度量。
有些事情我们可以衡量,有些事情我们无能为力。的确,当适当的测量将数值归属于物质世界时,我们对物质世界的感知却大不相同。英国国家物理实验室(NPL)高级研究科学家安德鲁•汉森(Andrew Hanson)表示:“有些东西我们可以测量,有些东西我们无法测量。”“但即使我们能衡量什么,我们也只能在一定程度上做到。
”汉森研究的是软计量学:他研究的是与颜色和光线等感官尺度相关的测量,这些尺度是定量的,也是主观的。没有人能看到紫外线或红外光,但即使是可见光谱上的阴影也会因人而异——这一差异在现实世界中也有影响。
测量是将未知事物与已知事物进行比较。更好的测量可以在工程和医疗保健等领域实现更加的科学,更少的浪费和更高的精确度,从而提高生活质量。总有一天,我们或许可以将数字用在痛苦或快乐等想法上,将定性测量转化为真正的量化尺度。目前,定性测量有助于我们理解一些无法量化的想法:城市街区或大峡谷的长度,茶壶或雷击的音高或黑暗中的耳语。