（三）关于和谐美

和谐的一般概念是指由于相互间恰到好处而使整体显现出协调。和谐给人以浑然一体、恰如其份、轻松自如的美感。1.自洽和谐美

自洽和谐美是指由于物理学理论内部相互间的自洽而展现的物理学和谐美。

自洽，其基本含义是一致，即自身内无不可统一的矛盾。所以，自洽和谐美首先表现于物理学各分支理论内部，以及各分支理论之间在现象、概念、规律及逻辑都是不相矛盾的。又如，当经典电磁理论与光电效应现象发生尖锐矛盾，当经典电动力学的辐射理论不能解释绕核高速旋转的电子不向外辐射能量时，量子理论的产生顺利地解决了这些矛盾，物理学再次达到了自洽的和谐。

自洽和谐美还着重表现于某种矛盾的统一：即看来似不相关，甚至是相互排斥的两种现象却被证明是相关的、一致的，同时都是正确的。例如，离开地面的重物和被拉开的弹簧，天空的闪电和摩擦出的电荷，白光和色光，光线和电磁波，弱作用和电磁作用等看来不相关的事物，却都具有某一相同的物理本质。至于相互难以相容，却又被实践证明均为正确理论的典型例子，是光的粒子说与波动说。相互对立的事物被物理学有机、完美地统一起来的一个简单例子，如镜面反射与漫反射，平均速度与即时速度，热量与做功，电场与磁场，等等。

数学形式的统一，也是物理学自洽和谐美的重要表现。例如在运动学中，自由落体、竖直上抛等各种匀变速直线运动的十几个公式都可统一于 a=（vtv0）/t 与 S=v0t=at2/2 两个公式与运动的合成。

对应和谐美

对应和谐美是由物理学不同理论间的对应关系展现的物理学和谐美。

对应的美学概念，起源于公元五世纪古希腊雕塑，后被文艺复兴时代的意大利美术家引入美学，着重指人体的各种动作与相应表现出的肌肉、神情、线条的反应。1920 年，N·玻尔正式用对应原理表明了他曾一再阐述的对应思想：量子体系的行为，在大量子数极限的情况下渐近地趋于与经典力学体系相同。这样，本来与经典力学具有完全不同的对象、方法、结论的量子体系，竟在某一条件下演绎出了经典力学的结论。这种转化，显示出物理学理论在整体上的和谐。即在某一领域已被确定为正确的理论，在新的、更加普遍的理论出现时，并不做为错误的东西被抛弃，而是做为新理论的极限形式或局部情况，在新领域中保持自己的意义。于是，物理理论中高级理论对低级理论的包容，或说低级理论与高级理论在某一特定条件下的结论相对应，就成为对应和谐美的最主要表现。类似的例子，当物体运动速度显著小于光速时，相对论力学对运动的描述就还原成牛顿力学的描述。

如果适当扩展对应思想——在表面不相干的某些物理现象、概念与规律之间，却存在着一些物理的或数学的实质对应。例如，任何一种保守力场都对应着一种势能；一定的质量总对应着一定的能量；一种对称

则对应着一种守恒等等。那么，我们就将在更广泛的范围内体会到了物理学的对应和谐美。

互补和谐美

互补和谐美是由物理学各部分之间的互补关系展现出的物理学和谐美。

互补的一般含义指彼此间的相互弥补、满足、相辅相成。宇宙的互补，也是人们自古以来就有的一种观念。我国早在春秋以前已产生的太极图（图 42）就反映了互补思想。

图 42

图中黑白两条鱼互相环抱，形成对称、和谐的圆。黑白二色，表示两种不同的属性。它们之间的相互斗争，渗透、协调和弥补，决定着宇宙间的一切，并最终达到和谐。

物理学中的互补和谐美主要表现在不同的，甚至是相互排斥的理论，不但对描述物理研究对象来说是不可缺少的，而且在正确描述的层次上，它们又恰是互补的。矛盾着的两个事物，却能功能性互补，分外给人以和谐的满足。

互补和谐的例子是很多的。因为几乎任何一物理现象、过程、概念、规律都必须从不同的侧面加以阐述，非如此不能全面揭示其科学性。例如，大量分子的运动与一个分子的无规则运动，二者单独都不能构成为热运动。描述热运动必须同时从分子的个数与运动方式两个方面阐述才能科学揭示其内涵。对热运动来说，这二者是互补的。做为物理学中两种对应而又互补的观念，像物质运动的连续性和量子性，波动性与粒子性，误差存在的必然性与实验结论的精确性，等等，都充分表现着互补和谐美。为了正确描述物质的运动，就绝不能废除它们之中的任何一方。一个特殊又必须提及的互补和谐美的例子，是物理学和数学的互补。纵观科学史，物理学的发展研究促进了数学的发展。如牛顿在运动和动力学的研究中提出并首次成功地使用了微积分。而数学不但最终使理论物理得以诞生，并以其深刻的思想影响着现代物理学的发展。