学贵在问

传说公元前 5 世纪,在古希腊的雅典发生了一场可怕的瘟疫,人们胆战心惊,纷纷拥到神庙向神祈祷。祭司代表神对人们说:“你们之所以受到惩罚,是因为供奉神的立方体香案太小了。你们若想结束这场瘟疫,就必须把香案的体积扩大一倍。”大家听了祭司的话,非常高兴,因为他们认为这是一件很容易办到的事情,只须把香案的各棱放大一倍就行了。人们据此制造了一个新香案,放在神殿前,自以为万事大吉。不料没过几天,瘟疫却越发不可收拾。

人们莫明其妙,就去请教大哲学家柏拉图,柏拉图思索片刻,告诉大家: 把香案的各棱扩大一倍,并不能使香案的体积增加一倍。对于这一点,现在我们不难证明。如设原立方体香案的棱长为 a,那么棱长增加一倍即为 2a, 因此,新香案的体积为(2a)3,即 8a3,也就是说新香案的体积为原香案体积的 8 倍。难怪神灵又要发怒呢!

关于这个传说的真假,我们暂且不论,但是,如何将体积扩大一倍的问

题却流传下来。这就是著名的“倍立方问题”。当然,在扩大体积时,只能使用圆规和直尺,并且要在有限的步骤内完成。

除了倍立方问题外,从古希腊流传下来的还有另外两个作图问题,即: 三等分任意角和化圆为方。它们合称为古希腊三大作图难题。这些问题看似简单,似乎要作出它们只在举手之间。可是历代数学家不知花费了多少精力, 在经过了 2000 多年的艰苦探索之后,才揭开了这些古老问题的谜底:要想用圆规和直线解决以上三个作图问题,是根本不可能的。

尽管人们最后得到了否定的答案,这不免使人感到扫兴,但是,在提出这三个问题和解决这三个问题的过程中,人们却提出了各种各样的假说,并且创立了许多崭新的数学理论,形成了一系列的数学分支,从而使一座座辉煌壮丽的数学大厦巍然屹立在人类攀登科学高峰的路旁。

毛泽东说:“什么叫问题?问题就是事物的矛盾。哪里有没有解决的矛盾,哪里就有问题。”《毛泽东选集》人民出版社出版 1991 年 6 月第二版第

839 页)从一定程度上说,科学研究就在于发现、提出和解决问题。

爱因斯坦说:“提出一个问题往往比解决一个问题更重要,因为解决一个问题也许仅是一个数学上的或实验上的技巧而已。而提出新的问题,新的可能性,从新的角度去看旧的问题,却需要有创造性的想象力,而且标志着科学的真正进步。”

2000 多年前,我国伟大的诗人屈原在不朽之作《天问》中,竟提出了 172 个问题,这些问题成为后来的科学家和哲学家们思考研究的课题。

牛顿在他的《光学》一书中以将近 70 页的篇幅提出了 31 个著名问题。这些问题也成为后来科学家继续探索和研究的出发点。

1900 年,德国年仅 38 岁的数学家希尔伯特在国际数学会议上,站在数

学研究的最前沿,以卓越的洞察力提出了 23 个尚未解决的数学问题,即著名

的“希尔伯特问题”,给 20 世纪数学的发展以深刻的影响,推动了一个世纪以来各个数学分支的发展。

俗话说:“学问学问,有学就有问。”在学习过程中,出现了疑点,自然就会提出问题。善于提问的人也是一个善于怀疑的人。学贵质疑,科学研究就要善于发现疑点,而且一旦发现疑点,就应抓住不放,穷追到底。

1953 年,物理学家发现,有一种粒子能衰变成 3 个介子,另一种粒子衰

变成 2 个介子。由于这种介子具有奇宇称,因此,前一种粒子具有奇宇称, 而后一种粒子具有偶宇称。根据宇称守恒定律,这两种粒子应是不相同的。然而,实验结果表明这两种粒子的质量、电荷、寿命等性质又完全相同,因此,它们又像是同一种粒子。

那么,它们到底是同一种粒子,还是不同的粒子呢?当时,大多数物理学家都相信宇称守恒定律的正确性,企图在宇称守恒的框架内解决这个难 题。但是,一几经努力,没有得出什么结果。

美籍华裔物理学家李政道和杨振宁博士也参加了攻克这一难题的战役。

他们在抗战期间曾就学于西南联合大学,以后赴美留学。他们在决定解决这一世界性难题时,也不过 30 岁出头。他们在经过一番认真探索后,开始对宇称守恒这一被人们广泛接受的定律发生怀疑。他们发现关于宇称守恒的实验都是在强相互作用或电磁相互作用下进行的,其中没有一个实验能够说明在弱相互作用下宇称是守恒的。于是他们提出了一个假说,即:在基本粒子弱相互作用的领域内,宇称是不守恒的。由此出发,他们认为这一疑难问题中的两种粒子是同一种粒子,由于在弱相互作用领域内宇称不守恒,所以它们可以有不同的宇称。

几个月后,美籍华裔女物理学家吴健雄博士根据李政道和杨振宁的设想方案,做了一个巧妙的实验。结果表明这个假说是正确的。这立刻引起了科学界的极大震动。李政道和杨振宁因此获得了 1957 年度的诺贝尔物理奖。这是华裔学者首次获得科学界的最高荣誉。

当时,我国著名物理学家吴有训、周培源、钱三强曾代表中国物理学会, 向李政道、杨振宁和吴健雄分别发去了贺电,祝贺他们为中华民族争了光。