物理學家也常會被“帶偏”?概念先入爲主,影響力有多強

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20歲那年,理論物理學家馬特·斯特拉瑟暫時放下物理學業,赴巴黎音樂學院研習鋼琴與作曲。初抵巴黎時,用法語溝通令他倍感壓力。去聽古典音樂會時,從購票到與引座員交流,再到看懂節目單,都成了他的難題。但當音樂響起,他突然感受到了意想不到的釋然——原來,音樂根本無需翻譯,就能撫慰心靈、放鬆大腦,無論在家鄉還是他鄉。

和音樂一樣,數學有時也能超越日常語言,比如符號體系讓“2+2=4”能在不同文化間無聲傳遞。那麼物理學呢?既然理論物理是最依賴數學的學科,或許它也繼承了這種符號語言的獨立性。

如此說來,“E=MC²”還需要譯成文字嗎?答案是肯定的。在這個等式裏,E與m分別代表“能量”(energy)與“質量”(mass)。但這兩個單詞的本義究竟是什麼?若不探討這些術語的精確內涵,即便是大學物理系學生也無法真正理解愛因斯坦這個著名公式——因爲現代物理學中存在多種energy與mass,每種都有各自定義。除非選取正確的含義,否則連公式都可能不成立了。

然而,用通俗語言解釋科學術語,確實存在諸多挑戰。斯特拉瑟少年時曾閱讀大量物理學書籍,試圖按字面意思理解其中內容。而當物理老師使用那些看似熟悉的表述時,他還是如此理解。但與其在巴黎聽音樂會時的經歷恰恰相反,他無法詮釋那些看似用日常英語表達的內容。他以爲當時自己只是能力不足,直到修讀高階物理課程,開始基於數學原理構建認知體系,他才真正掌握物理概念。此時他才恍然大悟:問題根源始終在於那些陌生的語義。

如今身爲職業物理學家,斯特拉瑟發現科學術語的挑戰更爲微妙。儘管有人主張科學主要建立在非語言概念之上,比如實證數據、方程式、思想實驗以及對物質世界的靈感直覺,但科學實踐本身要求科學家進行交流。科學家們必須分享新思想和假說,以便它們能被討論、權衡、評估。在此過程中,語言會影響想象力——當聽到熟悉的詞彙時,大腦會瞬間調用人們日常習慣的詞義,形成先入之見,即那些承載着隱含意義、關聯隱喻和視覺意象的認知框架。若某個單詞已被重新定義(如particle),那麼這種認知包袱便可能誤導我們,甚至阻礙我們把握對宇宙本質的新認知。

比如,粒子不同於塵埃微粒是人類認知宇宙的最重要發現之一。儘管斯特拉瑟擁有數十年的粒子物理學研究經驗,內心深知電子、夸克、希格斯玻色子與沙粒截然不同,但每當聽到particle一詞,大腦內仍會不自覺地浮現出微小圓點的圖像。這種現象似乎無法避免:即使對專家而言,語言對非語言想象力的影響如此深遠,以至於必然會左右思維方式。

既然這種影響可能干擾我們對自然的認知,就必須對此保持清醒並加以修正。如果詞語無法改變,就得學會透過表象看本質,培養超越直覺的“基本粒子”認知,並且敞開思維理解該詞在現代物理學中的真實內涵。遺憾的是,那些最初看似恰當的術語,往往在暴露其不足或誤導性之前就已在人們心中根深蒂固,幾乎無法撼動。我們最好的選擇,或許是認清這種語言的侷限性,並尋找繞開的方法。唯有如此,我們才能清晰感知宇宙的奧祕與壯麗。

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