世界是简单的？

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最近谭明老师被邀请到我们学院进行讲座，连进行了三场，涉及摄影、科学艺术通则和地球系统的简单关联。一个问题被抛了出来：“大家觉得世界是简单的举手!”，没有一个。又问“觉得世界是复杂的举手!”，差不多一大半。

根据英国期刊《物理世界》读者投票选出世上最伟大的十个公式：1，麦克斯韦尔方程组； 2，将e、i、pi放在同一式子的欧拉公式； 3，牛顿第二定律，F = ma；4，勾股定理；5， 爱因斯坦的质能方程；6，薛定谔方程；7，哥德巴赫猜想；8，德布罗意方程组（给出了波长、能量等之间的关系）；9，傅立叶变换；10，圆的周长公式。

这些公式我们很多都接触过，你或许会感叹“最伟大的公式竟然这么简单!”事实确实如此，最伟大的或许就是平凡的、简单的。现代科学倾向于利用模型描述无序、不确定性、偶然的、随机的以及概率性的复杂体系。事实上，终极科学以及底层理论都是简单的。比如2000多年前，老子提出的“一生二，二生三，三生万物”，现代物理能够检测到的最小物质夸克本身必须成对或三个一起才能以介子或重子的形态存在。夸克理论，从某种意义上，科学地解释了“三生万物”的合理性。也即是这个世界本身的构成无比简单，而这些简单的物质总是相互关联，比如“很多人不知道，我们犁的土都是星尘，随风四处飘散；而在一杯雨水中，我们饮下了宇宙”——伊哈布·哈桑。

阿尔伯特·爱因斯坦一直期望建立一个新的物理学理论基础，企图得出一个普遍的简单的终极理论。然而最后他说：“我这辈子用很长时间悟得了一个道理，那就是我们所有的科学在被用于衡量现实时，都是原始而天真的——然而迄今为止这是我们最值得珍惜的财富。”当代科学家的梦想似乎依然如此，特别是在近年希格斯玻色子的发现，再次给了人们信心。然而不论是爱因斯坦的相对论还是牛顿的力学体系，其本质并无不同，都致力于证明世界体系的简单性原则。

如果说世界是简单的，似乎也有证据。比如说生命起源于宇宙大爆炸之后，最原始的大气层几乎只有氢和氦，而后经过漫长的演化才形成今天的以氮/氧为主的大气层。乐器，比如笛子，只需要六个音孔就可以演奏出不同风格的曲子。你自己或许长期有规律的做一件事，固定时间跑步、固定地点读书、重复吃某种蔬菜等……总结你的习惯，似乎也很简单；但是一旦推己及人，就有些困难了，不然有句话叫“物以类聚、人以群分”，不同个体之间除了简单的相似之外，你找不到任何相同的两个个体。即便是双胞胎，也有遗传和性格的差异。同样的物种“橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳，叶徒相似，其实味不同。 水土异也”。所以茅台也只能在贵州赤水才能有其风味。

有一个爱好摄影的同学，为了拍摄蚊子，当它吸血的时候，他就连忙夹紧肌肉，看着文字的腹部由白色变成红色，然后拍下来几组照片。为了拍搬运“食物"的蚂蚁，他可以守候一整天，用微距获取详细的活动记录。由此可见，具体的细节是不容忽视的，我们总结的各种简单规律只是为了更好地认识和反映世界的面目。而世界本身并不是简单的，或者应该说是简单性与复杂性并存，只是我们看待的角度不一样而已。

最后送给大家一句话：在复杂的世界里简单地活着，认真地活着。。。新的一年，一切顺利。

参考书目：

B. J. Bjorken; S. L. Glashow, Phys. Lett. 11 (1964) 255–257.

W.C.丹皮尔. 科学史, 桂林：广西师范大学出版社，2005

S.温伯格. 终极理论之梦, 长沙:湖南科学技术出版社，2011

科特·施塔格. 诗意的原子, 北京联合出版公司出版发行，2016