我今年夏天参加过一场与高三学生的座谈，当时我问他们最简单、最著名的方程式是哪一个。很多同学说是1+1等于2，但我总觉得1+1等于2有点过于简单了，也没那么著名。再说1+1等于2，也不能算是方程式，而且物理学的方程式应该含有物理量。所以，往下看——最著名的物理学公式，毫无疑问是爱因斯坦的质能方程，E=mc²。为什么质能关系这个方程非常简单？因为它拥有意想不到的关联。
了不起的地方在于，它把能量和质量关联起来。
关联性是追求简单性的一个重要原则。爱因斯坦他老人家说了很多这方面的话。1932年的时候，他在哥伦比亚大学说，我们在寻求一个能把观察到的事实联系在一起的思想体系，它将具有最大可能的简单性。我们所谓的简单性，并不是指学生们在掌握这种体系时产生的困难最小，而是指该体系所包含的彼此独立的假设或公理最少。
1933年6月，他在牛津大学访问时强调，一切理论的崇高目标就在于使这些不能简化的元素尽可能简单，并且在数目上尽可能地少。所以爱因斯坦他人家最了不起的地方就是能把时间和空间联系起来，能把质量和能量联系起来，能把万有引力和时空几何联系起来。
将这些看起来毫无关系的东西联系起来，就使得理论非常简单，而且非常深刻。因为简单，从而深刻，而不是反过来。或者说反过来也一样，因为要追求深刻，所以才追求简单。
简单在很多时候是真理的一个重要的标志，也是它的力量所在。举几个例子来体会一下。狭义相对论的质能方程比如说原子弹爆炸，是核裂变。原子核分裂前后有质量差，质量转化成了能量。再比如核聚变。太阳为什么能发光发热？因为它的内部发生了核聚变。在这种巨变的过程中，能量产生出来，也是因为有质量差的原因。
我们有非常多的例子来证明爱因斯坦的理论是对的。
高能所地下的北京正负电子对撞机就是非常好的例子，其中电子或者正电子的速度是0.99999c（c为光速）。如果狭义相对论是错的话，我们就没有办法控制如此高速的电子和反电子束流。广义相对论的爱因斯坦方程爱因斯坦的广义相对论，不再把引力理解成为一种力，而是时空在有质量的物体存在的时候，发生了一种几何形变。这就像一个平坦的蹦蹦床，放入了一个重的物体，它就会凹下去。时空的曲率和质能的分布，两者是等价。
这是一个非常新颖的思想。
光也会走弯路，何况人呢？我们经常犯点错误，然后经常被老师或者家长，或者被其他人指责批评一番，这很正常。连光这么了不起的粒子，都会走弯路，我们人犯点错误，走点弯路，受点挫折是没有问题的。而且以我这么多年的人生经历所得到的最大的体会之一就是人怎样才能变得宽容：你把别人能犯的错误都犯了，你就会变得宽容，你就不太想指责别人了。因为同样的错误我自己也犯过，没必要再说别人了。
我们追求简单，从某种意义上就是追求深刻、追求统一，追求一个完整的、大的物理图像。美感同时，我们需要借助比较好的数学语言，追求数学意义上的美感。复杂的表达通常都缺乏美感，简单的、对称的表达通常都具有美感。我们从中学就学过e指数。著名的欧拉公式就特别的漂亮。费曼他老人家曾经说，这是the most remarkable formula in mathmatics（数学中最了不起的公式）。为什么？
因为这个公式把自然界两个非常重要的参数——自然对数的底e和虚数单位i——联系了起来。
简单还容易和简约、经济（economy）联系在一起。要追求经济，就要做到参数尽可能少，结构尽可能简单，预言能力尽可能强。要构建一个理论的话，这样的要求肯定是合情合理的。但是有时候，你所研究的物理体系并不能保证你能实现这样的简单性和节约性。
历史上有一个所谓的奥卡姆剃刀（Occam’s razor）原则，说的就是Entities must not be multiplied beyond necessity（如无必要，勿增实体）。什么意思？不需要的就不要往里加，越简单越好。
我们讨论中微子振荡现象，最初就假设两种类型的中微子之间相互转化，用来解释太阳、大气中微子振荡实验数据。
后来发现不行，需要引入三种类型的中微子才能解释所有可靠的实验数据。在一定程度上，科学不可能最开始就复杂。如果最开始就假设三种甚至四种中微子，参数就会很多。但当时只做了一种类型的实验，实验数据很少，用很多参数来描述一种现象就没意思了，就没有办法限制参数空间，就得不出正确的物理结论。所以先用最少的参数，不行的话再用次少的参数，慢慢地走向一个完整的理论。
我给大家举一个例子。
1973年的时候，两位日本理论物理学家小林诚（Makoto Kobayashi）和益川敏英（Toshihide Maskawa）做了一个了不起的工作。他们当时还是京都大学的博士后或助教。他们提出，基于当年的标准模型框架，要解决物质-反物质不对称问题的话，只有当时被发现的三种夸克是不够的，需要再引入三种夸克。
这六种夸克构成三代，三个家族，然后才能引入CP破坏的相角，即在夸克混合矩阵中引入一个不可约的虚部。而这个虚部就保证了物质和反物之间可以有不对称——两者最初是对称的，但经过动力学演化变成了不对称。这就是著名的小林-益川CP破坏机制。
这个小故事给我们做理论的人什么样的启发呢？你千万别老呆在办公室想着怎么做计算，没有想法的时候就去泡泡澡，或者去吃个冰淇淋，或者怎么样。
李政道先生和杨振宁先生关于弱作用宇称不守恒的想法，就是在一起吃饭吃出来的——天天一起吃饭不太可能，每隔一周去一起吃顿饭就没问题了。你要做理论，一定要有理论家的风范，千万不能太死板。要经常让自己放松，这样大脑才能产生非常了不起的想法。小林和益川教授的文章看起来很简单，但物理思想其实很深刻。
这样一个工作在2008年获得了诺贝尔物理学奖，颁奖词说的就是他们找到了CP对称性破缺的机制，同时预言了自然界中存在三代夸克。