【觀後感】This math trick revolutionized physics

我很推薦在量物或其他課程中學過「黑體輻射」這個概念的物理人們,花大概 20 分鐘來看一下真正的黑體輻射理論發展史。

個人印象很深刻的是,之前在為了〈天文輻射物理小教室〉整理黑體輻射的資料的時候,有一度想要嘗試把這段歷史好好爬清楚,然後當成私貨塞在小教室的圖文裡面。結果還輪不到考慮怎麼把歷史塞進圖文這種格式的階段,光是搞懂黑體輻射真正的理論演化過程就不太行了。

大家可以在影片裡面看到,光是普朗克函數這個東西,就有從傳統熱力學和統計力學兩種方向出發的方式可以達成。而現在世人學的,多半都是從統計的方法出發。所以查了半天之後,我就發現要把這事搞清楚實在需要砸太多時間,最後只能選擇在貼文中簡短的提到這個觀念。當然,沒有前面的鋪陳,能達到的啟發性是很有限的。

那從這段故事,我認為可以引申出兩個值得一提的點。

一個是歷史的複雜性。人在試圖理解世界時,往往偏愛簡單又強力的解釋,因此善惡二元、非我族類其心必異這類想法,無論在哪個時代都有市場。因為它們僅需極低的理解成本,就能提供非常明確的決策準則。而只要你不去細究,或是偶爾做點選擇性的忽略,其搭建的世界觀也基本自洽。然而當我們真的挖開史料,深入了解歷史上真正發生了什麼,卻往往會發現其發展脈絡跟那些漂亮的解釋完全不同。

而說到對世界追求極簡的解釋,物理人可能是整個人類社會中最極端的一群。我相信有相當高比例的人之所以會踏上物理之路,就是因為被那份簡潔吸引,相信大道至簡而我們終將到達。而學習物理的路,很大程度上也在強化這個觀念。但如果你實際做過研究,或是放眼整個世界、社會乃至物理自己的歷史,都會發現很少有能夠簡潔但精確地闡明的事情發生,真實世界往往是在一團混亂中慢慢找到出路。妄圖武斷地用一種觀點來理解世界,往往是片面甚至背離事實的。

(而也正是因為這樣,我們能夠找到像是質能守恆、最小作用量原理這些極端逼近「放諸四海皆準的真理」的想法,簡直就是不可思議的奇蹟,是理性和人類心智的偉大勝利。)

二是基於這個觀點看向未來。雖然我已經不記得精確是什麼時候,但我從國中到大學思想上的一個重大轉變,就是認知到「合理」的解釋不一定是「對」的解釋。只要你對某個領域的認識足夠豐富,在有限的已知證據下,你幾乎永遠都能想到複數個合理解釋,但其中只有一個、甚至沒有一個是對的。而正因為在我熟悉的領域,我往往可以同時提出複數個合理的解釋,因此當面對我不熟悉的領域,即使我只想得到一種合理的解釋,我還是會非常謹慎地看待這樣的想法。這也是我在除了物理、科普、高教以外的多數領域,講話都(相對於我認識的多數人)很保守的根本原因。

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