主题：一个关于物理学数学与科普的讨论(0) -- changshou

最近changshou和九霄环佩在这个帖中牛顿定律到底说的是什么？就changshou的另一个系列的文章几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型展开了有趣的讨论。changshou 感到更多的读者会对这个话题感兴趣，于是将相关内容转贴至此，希望有更多的人来加入讨论。

changshou的发言

似乎你觉得我使用较多的学术名词，从而有违“深入浅出”的原则。请容我解释

1。在关于哲学的一贴中确有大量学术议题的名称，但该帖并不是在科普某种学术性的思想，只是叙述一下学界情况，回答陈经的哲学家在干什么的问题。

2。在牛顿定律这个系列中，我使用的新术语没几个，而且都是必需的，也不算难理解吧。

3。在广义相对论科普系列中，术语不少。但广义相对论就是特别难，没办法呀。其实我认为 若以我讲到的知识点的深度为目标来衡量，我在“浅出”方面已是相当尽力和耐心。作为比较，我可以指出 河里除了我，还有两位 较深入的提过广义相对论的理论知识。连接如下（他们讲的内容和我讲的有些部分有相当的重叠）

外三篇：等效原理及其结果

数值解爱因斯坦场方程为啥难

你看 和他们的高强度名词堆砌比起来，我写的是不是一下子显得温和了？当然他们写的也是好的，但即使非常耐心的读者恐怕也没有办法跨越术语的障碍。而我写的 则“自给自足性”很强。

现代的数学和物理学真的是非常难的。如果说学牛顿力学相当于学拍皮球，那么学狭义相对论可能相当于学游泳，而学广义相对论相当于学跳伞。即使是读科普，也需要读者投入相当多的脑力和毅力。我知道有很多 很浅显的能让读者轻易看得很爽的关于广义相对论，量子力学和量子场论的科普书，可是就如这个牛顿力学系列的定位就是钻牛角尖的分析帖，我的广义相对论系列的定位就是非忽悠型的科普，哪怕它们里面包含了很多轻浮的表情符。

科普是双向的，作者要“浅出”多作换位思考，读者也应“深入”勇于自我挑战。

另外 大学问家和 善于深入浅出的解释东西 没有必然联系。有些大家，讲课和诠释工作水平都不怎么样甚至是比较差；也有一些诠释工作做得很好的人，学术上不是很突出。

这篇就不放表情了。

changshou的发言告一段落

九霄环佩 的发言

学术的问题

要看受众。你面对什么受众，你就采用什么表达方式。

你在广义相对论的表达方式，是典型的数学课本的方式，一条条的，定义，定理，引论，推论式的，形式上很简洁，在你眼里是很有美感和力量感的，在我某种程度上我也觉得有点，但是我还是觉得你在那个系列里并没有体现出足够的“洞察力”，而有点照搬什么课本的感觉，更多的是象你自己为自己总结的“笔记”。不过说实话，我从你那个系列里还是有些许收获的（在此表示感谢，同时我觉得你自己总结一下，收获最大的是你自己），收获之一，是我打算在某个时候读读老彭罗斯的大作。难我倒不觉得很难，难点可能主要集中在你语言表达上有时候还不太清晰和完整。

另外 大学问家和 善于深入浅出的解释东西 没有必然联系。有些大家，讲课和诠释工作水平都不怎么样甚至是比较差；也有一些诠释工作做得很好的人，学术上不是很突出。

“大学问家有一种境界...”其实采用存在量词表述，而非全称量词。毕竟大牛们注意力的焦点有所不同，他们很少有人去做科普（象彭罗斯、霍金那样的比较少），他们的受众是和他们的同阶者，所以他们犯不着通俗化。不过，我还是认为这句话值得你掂量一下。

最后，还有一句也许不太中听的话，象你们搞理论物理、数学之类科学研究的，业余的时间可以在人文艺术上冲冲电，很可能对你们有意想不到的好处......

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changshou的发言

既要看受众，也要看目标

就像教学时 既要考虑学生的基础 也要考虑完成教学大纲。我尝试着在科普时平衡二者。你可能觉得偏教科书化了，但实际上我是以 类教科书化的模式和非教科书化的模式穿插着讲。通常的教科书模式远比我的途径粗暴野蛮。我在牛顿力学系列的思路也是这样的。

至于“洞察力”我不知你指的是什么？

是指循着创立者的思路和理论的历史发展过程讲吗？如果这么做，你会看到一篇内容相当混乱效率很低的东西，而且几乎无法讨论较高级的议题。

是指能协助读者发现关键吗？这个难度实在太大。

是指绕开困难的数学化的基础，直接抓住“物理核心”吗？遗憾的是，现代物理学中已经没有绕开一切非直观数学（对普通人而言）而施行“洞察力”的空间了。这其实也是到了20世纪后，哲学家无法再“指导”物理学家的重要原因。

顺便说一句，彭罗斯的书“通向实在之路”就是一本很像教科书的“科普”书。想学物理？先读400页数学。。

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九霄环佩的发言

说说一般情况

我自己属于特殊情况，我的趣味比较特殊，那就不多说了。说说一般读者吧。

象相对论、量子力学这一类高精尖的科普，重点在什么地方？

我觉得一个好的角度是，人们对世界的认识！先说人们的常识是什么，然后说说这种常识合理的地方和不科学的地方，所谓不科学，即不符合现代物理学认识的地方，然后谈谈为什么是这样，深层次的原因是什么。讲一个东西，其然是一方面，其所以然是更重要的方面。

您老兄先来一个流形，再接着一个闵可夫斯基时空，对于我这种还好点，对于绝大多数人，扭头就走了，你立马没生意了 ：－）

写文章最起码的艺术是激发读者的好奇心，让他们被你衔着走，而不是抡大板砖，吓也给你吓跑了。

比如最先讲流形的话，先吹吹流形的感性认识，讲点背景知识，让读者对这个东西有亲近感，然后点出其物理和数学本质。这需要作者具备深厚的学养，我前面讲过“深入浅出”就是这意思。

你那个几何直观的相对论，几何算是几何了，直观则未必。对流形的讲述简直“面目可憎”（别介意啊，此乃诤谏 ：－））。

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changshou的发言

科普的角度

我同意。问题在于想要科普的理论本身是否允许。

我的个人观点是

1。狭义相对论。可以这样。也比较容易。

2。量子力学。可以。但代价是要非常大的篇幅和非常耐心努力的读者。量子力学科普书很多，能做好的寥寥无几。

3。广义相对论。不大可能。你回想一下，如果你不能在脑海里建立 时空是弯曲度量流形 这个图象，你如何体会时空弯曲，黑洞，宇宙学模型？这个图象， 是通过指出常识不合理 就能建立的吗？

4。量子场论。更不可能。不解释。

当然很多科普书还是硬着头皮试图解释广义相对论和量子场论。不过我请爱读科普书的读者回忆一下，情况是不是类似这样

1。狭义相对论。仔细读，拼命想。咦。。。俺好像懂了。至少我觉得这事儿是可能的。

2。量子力学。俺能看懂他讲的这个实验和解释。不过量子力学还是很神秘。

3。广义相对论。弯曲时空？4维？有限无边？大爆炸不是发生在某一个地方？呃。。。

4。量子场论。真空到底是啥？质量随着尺度变化？转整一圈不能回复自身但转整两圈就可以？作用力是粒子的交换？但粒子其实是场？和位置相关的“内部”对称性？选取真空可以“自发破缺”对称？质量和对称破缺有关？。。。。呃。。。

由于不理解3和4，读者既难以理解宇宙学又难以理解基本粒子模型，更不用说往往后来还要扯：弦，膜，熵，全息时空，宇宙常数，。。。。所有都建立在3和4基础上。

我的科普是一个尝试。反正常规科普没法让你想象弯曲时空 或者 大爆炸不是发生在某一个地方。所以不妨试试我的。

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九霄环佩的发言

科普可以讲已经明白的和尚未明白的

科普可以讲科学中已经明白的和尚未明白的，把科学家自己的老实话说说就行了。即使一个数学家非常优美地展现了广义相对论，但是心底里可能有句话没说“这玩艺看起来是挺不错，不过我也不知道为什么会是这样，或者真的是这样吗？”

广义相对论这些东西非常明显的指向哲学中的形而上，至少象我这样的读者真正关心的，不是一个聪明的数学家怎样把数学模型完美的套上去，而是那些本质问题。如果你在应付专业要求之外，曾经考虑过一些专业考试和以专业谋生不需要考虑的问题，你大概会多少理解我的意思。如果你对哲学这种东西比较不屑，那么我已然知道你会怎样回答我了。

一个非理论物理专业的人，如果他有思想，喜欢思考，那么她关心的会是什么?

你想要避开“解释”、“讨论”，而只去涉足那些数学的干货，那实质是一种无奈，有点偷懒了:-)

作为一个非专业的外行，归根到底我肯定是不可能告诉你应该怎样写。只能说有个原则，作者需要搔到读者的痒处。

我已经试试你的了，结果是促使我考虑再读读老彭的，也许会互相参照吧，不过这个是慢慢来的事情，老之前都可以做。

九霄环佩的发言告一段落

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