【我心目中的美】校園驚豔

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驚豔,是指某種事物出其不意進入視野,並一下觸及你視覺中樞的美學閾值,讓你刹那間領略或頓悟其美。世上美物很多,大部分無需讓你猝不及防,畢竟人之間的美學欣賞大同小異,大部分人都說其美了,即使你尚未親見,也便欣然接受,當真見到了,覺得也就不負其名吧。

但有些大美,並不如此顯然,有的瞬息萬變,陰差陽錯間你被調校到某種濾波狀態,稀鬆平常的事物間,美忽然噴湧而出,撲麵而來。年少時在田間,躺在鬆軟的稻草堆上,望著婀娜而起的雲團,忽然驚為天人。這樣彼時彼境與斯心斯情互動調製而來的美,我不敢肯定其存在是否真實,但至少,我們能如此而獲美的感覺,這本身也算是一種大美了,畢竟,藝術由此而來,靈感由此而來,人文世界的向美演化由此而來。

但還有另一種並不常顯現的大美,倒是真實地存在著。她也許要通過上述的情況來觸動而驚豔,但一旦驚豔了,就不會稍縱即逝,而是與你大腦皮質中部的美感中心建立了永久的共鳴。學生時代曾有兩次驚豔,一次是在某個初夏,一夜間玉蘭綻放,早上起來,似乎校園中每個女生都換上了美麗的裙裝,午間在熙熙攘攘的食堂,忽見鄰班一位女生,穿著素色連衣裙,白色涼鞋,旖旎走過,視野除了她幾乎沒了別人。她從此越來越真實地進入視野...... 。

第二次是一堂物理課,教室特別明亮,那位女生坐在前排靠左,但我的目光卻很快被吸引到講台上,教授在黑板上寫下四行異常簡潔的公式,然後開始推演。隨著一行行符號在黑板上展開,一種無法言說卻暢快淋漓的美撲麵而來,這組公式叫麥克斯韋爾電磁方程組。

物理公式無非三類,一類經驗公式,從實驗中積澱出來,往往疊床架屋,鮮有美感;一類是對自然規律的提綱攜領,如牛頓第二定律,歐姆定律,要說美吧,也可以,要說驚豔卻無從談起。有人說愛因斯坦的質能方程驚豔,我覺得初識之下更多的是驚撼,你被當胸猛搗一拳,或許各種感覺都有,唯獨不會大呼美哉;還有一類是結合數學理論推導而來的物理方程,自帶幾分數學的嚴謹“美”,但那大多隻是理性演繹擠壓出來的美感。

但是,麥克斯韋爾電磁方程卻與眾不同。

要推選物質世界最美妙神奇的兩樣東西,其一自然是水,生命和文明的基本元素,其二我想便是電磁波了,它涵蓋了無線電波,微波,紅外線,種種可見光,紫外線,到X光,和伽瑪射線等種種放射現象。

眾所周知,電磁是電和磁兩者互動而來的一種能量,以場的形式存在,以波的形式傳導。它在空間的傳播,是電和磁以正交的波浪形式推進,電場和磁場互為依托,交相感應,此消彼長, 輪次遞進。 如此複雜的運動,竟然是靠下麵這組形式及其簡單的方程來掌控的:

公式1 要求電磁波的電場發散,
公式2 要求電磁波磁場封閉,
公式3 要求電場環繞變化的磁場,
公式4 要求磁場環繞變化的電場.

想來任何人,既使不懂其含義,都能感受這組方程的形式美, 對稱, 和諧,整齊, 簡潔。就是這樣一組方程,不僅給人類帶來光明,給世界帶來溫暖,更賦予現代文明以不可或缺的通訊,生活,醫療和導航的種種便利,這難道不令人嘖嘖稱奇。而今天,人類正一邊擁抱一個太陽光帶來的可再生能源時代(即使風能,也是太陽光能在地球表麵不勻分布帶來的),一邊正進入一個固體光源應用的技術時代,從發光兩極管(LED)照明到呼之欲出的Li-Fi(用LED取代WIFI通訊)。電磁波,正以其更可見的形式 - 光,推動人類文明更上一層樓。
 
電動力學之父麥克斯韋爾(James Clerk Maxwell 1831到1879)比牛頓晚一百來年,他在前人(包括高斯,法拉第,安培等)基礎上建立的電磁方程,完備地描述了電磁場,統一了電力,磁力和光這三樣偉大造物,從而奠定了他在經典力學中與牛頓各坐半壁江山的王者地位:麥氏方程掌控能量場,牛頓定律掌控物質。由麥氏方程導出的真空光速和對波動性的描述,也幫助了以後相對論和量子力學的建立;更具意義的是這統一的電磁力一躍躋身於構築宇宙的四大基本力之中(其他三個基本力包括引力,原子的強相互作用力和弱相互作用力)。

怪不得出國後,在跳蚤市場會時有撞見形形色色印有這組公式的汗衫,並都諧趣地將其與聖經創世紀裏”神說要有光,就有了光“的話語相聯 : 神說要有麥克斯韋爾方程,就有了光。
 
要提一下的是, 這組方程的極簡主義現代美,得歸功於那個倒三角 – 空間微分算子的魔力,但即使不用算子,麥氏方程在偏微分形式下的展開和求導,盡管可以洋洋灑灑,卻恢複了其更加因襲的古典美(這裏書寫不便,但在任何一本電動力學教本中都可領略到)。看著那一行行起起伏伏的優美符號組合,似乎一走眼,它們就會滑進巴赫《平均律》的線譜中。這兩者真的有些相得益彰,《平均律》被譽為音樂的舊約,那麽想象一下,當一組波光粼粼的樂章,乘著一組波光粼粼的方程,從虛空通過電台或網絡的電波而來,你在聆聽之際,會不會讚歎宇宙之妙,神工造化之奇呢。

(圖片來自網絡)

所有跟帖: 

理工之美! -可能成功的P- 給 可能成功的P 發送悄悄話 可能成功的P 的博客首頁 (0 bytes) () 12/18/2021 postreply 17:51:43

是理工有理工的美,尤其工科係女生鳳毛麟角,男生隻能從知識尋求美了 -老鍵- 給 老鍵 發送悄悄話 老鍵 的博客首頁 (0 bytes) () 12/18/2021 postreply 18:48:28

這。。,工科出身的女同學情何以堪啊。。汗 -Anthropologi- 給 Anthropologi 發送悄悄話 Anthropologi 的博客首頁 (0 bytes) () 12/18/2021 postreply 18:50:01

工科女生福氣啊,半個班追一個,完全叢林規則,問多瑙好了 -老鍵- 給 老鍵 發送悄悄話 老鍵 的博客首頁 (0 bytes) () 12/18/2021 postreply 19:06:46

我就是,完全沒這回事兒啊~~ -Anthropologi- 給 Anthropologi 發送悄悄話 Anthropologi 的博客首頁 (0 bytes) () 12/18/2021 postreply 19:11:02

安班原來是文武雙全啊,新人類新人類 -老鍵- 給 老鍵 發送悄悄話 老鍵 的博客首頁 (0 bytes) () 12/18/2021 postreply 19:45:46

完全沒有這回事兒啊! -donau- 給 donau 發送悄悄話 donau 的博客首頁 (428 bytes) () 12/18/2021 postreply 23:02:25

大讚!鍵兄把矩陣和美女,音樂結合的天衣無縫。真高人也!我也覺得微分算子很美:)。 -Anthropologi- 給 Anthropologi 發送悄悄話 Anthropologi 的博客首頁 (0 bytes) () 12/18/2021 postreply 18:02:43

謝謝安班,當時確實為此驚豔倒,後來不從事此行了,無聊時還能拔筆推導一番 -老鍵- 給 老鍵 發送悄悄話 老鍵 的博客首頁 (0 bytes) () 12/18/2021 postreply 18:51:38

驚豔美女與科學知識相結合--鍵兄真與別不同:) -江上一郎- 給 江上一郎 發送悄悄話 江上一郎 的博客首頁 (0 bytes) () 12/18/2021 postreply 18:21:12

和江上兄不能比,藝術和美色環伺 -老鍵- 給 老鍵 發送悄悄話 老鍵 的博客首頁 (0 bytes) () 12/18/2021 postreply 18:54:37

各有千秋呀:) -江上一郎- 給 江上一郎 發送悄悄話 江上一郎 的博客首頁 (0 bytes) () 12/18/2021 postreply 20:11:56

美的挺深奧的 -魯冰花- 給 魯冰花 發送悄悄話 魯冰花 的博客首頁 (0 bytes) () 12/18/2021 postreply 18:22:51

謝謝冰花,當下我們的視通享受幾乎都拜此大美所賜 -老鍵- 給 老鍵 發送悄悄話 老鍵 的博客首頁 (0 bytes) () 12/18/2021 postreply 18:57:57

鍵兄該文,令人佩服得五體投地 -nearby- 給 nearby 發送悄悄話 nearby 的博客首頁 (0 bytes) () 12/18/2021 postreply 18:28:24

近兄說得太客氣,你的科幻裏早已隱含了這些 -老鍵- 給 老鍵 發送悄悄話 老鍵 的博客首頁 (0 bytes) () 12/18/2021 postreply 18:59:07

還有,“ 她從此越來越真實地進入視野...... ”,afterwards? The result is …… -nearby- 給 nearby 發送悄悄話 nearby 的博客首頁 (61 bytes) () 12/18/2021 postreply 18:30:15

失之交臂,塞翁失馬罷了 -老鍵- 給 老鍵 發送悄悄話 老鍵 的博客首頁 (0 bytes) () 12/18/2021 postreply 19:01:01

哇,老鍵就是老鍵啊,美得別出心裁與眾不同。。。:) -塵凡無憂- 給 塵凡無憂 發送悄悄話 塵凡無憂 的博客首頁 (0 bytes) () 12/18/2021 postreply 18:33:03

我想問,老鍵這文是為活動現寫的麽?:) -塵凡無憂- 給 塵凡無憂 發送悄悄話 塵凡無憂 的博客首頁 (0 bytes) () 12/18/2021 postreply 18:44:06

謝謝無憂版主 -老鍵- 給 老鍵 發送悄悄話 老鍵 的博客首頁 (0 bytes) () 12/18/2021 postreply 19:01:44

啊啊,舊文改了下,版主不介意吧 -老鍵- 給 老鍵 發送悄悄話 老鍵 的博客首頁 (0 bytes) () 12/18/2021 postreply 19:04:25

哈哈,不介意。我就是看看我猜得對不對,果然被我猜中了。:) -塵凡無憂- 給 塵凡無憂 發送悄悄話 塵凡無憂 的博客首頁 (0 bytes) () 12/18/2021 postreply 19:05:45

哈哈哈哈哈哈,老鍵,我理解你! -donau- 給 donau 發送悄悄話 donau 的博客首頁 (0 bytes) () 12/18/2021 postreply 23:02:52

I love this T-shirt. -林外芭蕉- 給 林外芭蕉 發送悄悄話 (0 bytes) () 12/19/2021 postreply 06:28:11

麥克斯韋爾方程預言了電磁波,支持了康德的觀點:knowledge can be derived from pure reason -viBravo5- 給 viBravo5 發送悄悄話 (116 bytes) () 12/19/2021 postreply 08:57:06

寫的真好!大開眼界!真是理工之美,從抽象到具象,從視覺到聽覺到想象。 -浮雲馳- 給 浮雲馳 發送悄悄話 浮雲馳 的博客首頁 (0 bytes) () 12/19/2021 postreply 10:00:19

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