物理学家的两个定律

作者: 姬扬

来源: 返朴

发布日期: 2020-02-27 08:05:00

李政道先生提出的物理学家的两个定律,说明了理论和实验的相互促进关系。第一个定律强调实验物理学家的重要性,第二个定律强调理论物理学家的必要性。文章通过μ子衰变中“密歇尔参量”的测量史等例子,阐述了科研工作中的保守性和实验设计的重要性。

物理学研究包括实验和理论,而物理学家需要技巧和信心。李政道先生曾经提出过关于物理学家的两个定律,用来说明理论和实验的相互促进。第一个定律是:“没有实验物理学家,理论物理学家就要漂浮不定。”第二个定律是:“没有理论物理学家,实验物理学家就会犹豫不决。”他还举了几个例子,其中一个是μ子衰变中“密歇尔参量”的测量史。密歇尔参量ρ表征了μ子衰变产生的末态电子的动量分布。

从1949年开始的20年时间里,进行了大量的实验测量,得到的结果不断漂移,直到理论精确地预言了ρ=3/4以后,实验值才稳定下来。

这个例子很好地说明了,许多科研工作者其实是很“保守”的。虽然每个人都知道,奇特的结果可能意味着重大的发现,但是大家首先要排除的就是不要犯愚蠢的错误。大部分人都能而且也只能看到自己愿意看到的现象,科研工作者也不例外,只是他们经过严格的训练,会时刻提醒自己不要犯这种一厢情愿的错误。坚定的信心是从事艰苦实验的必要前提,但只有精巧的设计才能保证得到正确的结果。

这样的事情并不是只发生在以前,现在可能还更严重一些,因为科研活动正在变得越来越需要“注意力”了。并不是人人都那么“保守”。类似的结果,平凡的解释也许正确,但肯定不如奇特的解释更得到关注。再说,宣传新发现的时候通常是轰轰烈烈,而需要进行更正的时候往往是悄无声息。

当然,这些只是科研大潮里偶尔泛起的些许沉渣而已,更多的是理论和实验完美结合的工作。比如中国科学家做出了重要工作的拓扑绝缘体和反常量子霍尔效应、铁基高温超导体系,以及对高压条件下可能出现高温超导相的理论预言等等。

我们在从事研究工作的时候,或者在听到科学新闻的时候,不要忘记李政道先生提出的这两个物理学家定律,应该就会少走一些弯路。

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