引 言
没有比物理更好用的人生模型
物理是最迷人的科学。当然,你可以说生物学都在讲传宗接代的事情,而化学则光是名字就够让人脸红心跳,但如果讲到宇宙的指导原则,那非物理学莫属:好比运动、能量、重力和熵等定律的的确确主宰了一切,一点都不夸张。它们不但胜过其他定律,还预示了其他活动。物理学迷人之处就在于此——它牢牢掌控一切。
和物理站在同一阵线是件保证值得的事。如果把运动、能量、重力等基本定律运用在生活当中,不但可以变得更聪明、更成功,而且还会更漂亮。这一点我再清楚不过了。假设你本来就是个可爱又聪明到不行的人,你可能会觉得自己已经够好了,但物理还是可以让你更好。彻底理解物理定律,不仅有助于进行安全的高空跳水、平稳地在火车车顶上打斗,也有助于养成平衡且合理的个人生活。嗯,我保证。
如果你不觉得现在的自己特别聪明、成功或迷人,值得信赖的物理定律一样对你大有帮助。它们会提供你稳固而安全的落点,并保证你能找出人生的目标,勇敢追寻。
真正的安心、优雅以及成功,就是以此为开端的。我对物理学的信仰来自经验。物理学的定律引导我,从一名神经兮兮的七年级小朋友(而且还吸着没滤嘴的骆驼牌香烟,像个焊接工人一样脏话连连),摇身一变成为工程师、作家、电视节目主持人以及音乐人。
我完全能够理解你高中或大学时不想念物理的心情。那是个十分忙碌的阶段,除了要适应不断变化的身体,还要学很多生活技能,像是如何计算复利、学开车,以及接吻,很难留一点空间注意物理课。就算你很认真上课,老师讲的当然也和你的目标没什么关系:想当个鼓手、密探,或伸展台上的时装模特儿。你并不知道,物理定律可以帮你做好从事任何职业的准备,即使是就业辅导室柜台上那些宣传单没列出来的职业也行。
爱上科学永不嫌迟
如果有吸引人的角色典范,科学、数学还有工程,就会成为年轻学子选择科学相关职业的强烈动机。我很幸运,遇上一位有着云游四海宣教传道般热情的老师。就算你错过机会,没遇上一位爱好物理学的良师,也还不算太晚。可让人崇拜、模仿、学习的科学家并不算少。
第一位也是最重要的,当然是爱因斯坦。他周游列国,对法西斯主义者以及宗教狂热分子提出质疑,而且还是个情圣。接下来要提到的科学家你未必全部认得,不过物理学界的其他巨星也跟爱因斯坦一样酷。坚持独立思考的伽利略、嗜用鸦片的牛顿、叛逆的居里、爱逗人笑的费曼,以及留下可爱嘟嘴照片的波耳。这些人可能没那么有名,可能没得过诺贝尔奖,也可能单纯因为才华横溢又专注工作而有太多年轻情人。我认为他们是成功人士,因为他们明了物理定律,而且在生活的每个层面都奉行不渝。他们不但知道宇宙的剧本早就写好了,并且还将热情全部投注于这份剧本。
这么一来,你就可以更努力地效法这些了不起的天才了,而我会协助你理解物理定律,并运用在生活中。我在每一章都会解释一个物理概念,用的是我高中时代那些超棒的怪咖老师传授的方法,也就是圣约瑟修女会创办的天主教女子学校——卡伦德莱高中的老师们。接下来,我会让各位看到如何在生活中实践这些概念,不论你是摇滚巨星、密探、狙击手,或是竞速滑轮赛的MVP。我有这个资格,因为我是个机械工程师。我们就是这么过的,我们学到科学概念,并让它们发挥功能。
科学家与工程师:天使与佣兵
在达·芬奇那时代,科学家和工程师并没有分得那么清楚(哎呀,达·芬奇那时代,甚至连科学家、艺术家、哲学家跟铁饼选手都没啥区别)。如今,我们的教育和经济系统迫使大家必须选好道路,科学家或者工程师,只能二选一。只要觉得有必要,我们随时可以换跑道,或是从岔路走到另一个领域里逛逛,但一般来说,这两个学科之间还是有所差别的。要想知道差别在哪里,倒是有条快捷方式可走:科学家乐于探索自然定律,却不太知道真正要找的是什么。他们带着童稚的好奇心穿上实验衣,忙得没时间约会,是一群笨手笨脚的苍白天使。工程师是物理学的佣兵,我们把那些乖宝宝科学家发现的知识拿过来,做出人们真正需要的东西——汽车音响、卫生棉条,还有导弹。
但我必须说,这项定义是由某位偏见很严重的工程师所提出的。科学家可能会把自己描述成“追求绝对真理,且绝顶聪明的纯粹主义者”,认为工程师只对赚钱有兴趣,因为他们肤浅、缺少灵魂,也不是真的关心人类的进步。身为工程师,我的响应是:这不全是事实。没错,我只对赚钱有兴趣,但不是只要赚钱就好,我也想要有绝对的力量。
举几个例子来说,工程师分成机械工程师、电子工程师、结构工程师、土木工程师等,但我们一开始仍算是个科学家。首先,我们必须学习基本的能量定律、重力定律、熵、运动定律等等。学习的过程中,我对它们的信任要比对任何人、任何哲学思想更深。我在物理学定律当中探寻典范,它们也为我的个人抉择提供咨询。我变得更勇敢、更有自信,参加派对时也更乐于和别人聊天——如果你也想聊聊热力学定律的话。
本书的物理学任务
人生也许是易碎而不可靠的,人们也有可能发狂失控,但另一方面,重力、运动、能量和物质的行为举止却会以稳定且可度量的方式为之。了解这些定律,你就能在这一团混乱的世界里拥有坚实的立足点,在令人眼花缭乱的众多选项中寻找方向时,也能有个地方站稳脚步。当你知道该如何运用物理定律理解旋转的齿轮和自转的行星后,还可以进一步运用在个人生活中:键结在一起的原子是了解浪漫爱情如何发生的最佳模型;水沸腾变成蒸汽的过程,提醒你在人生不同阶段转换时要有耐心;浮在水上的物体可以教你如何创造个人特有的浮力;动量守恒的碰撞实验,提示你坚持留在正轨上的最佳办法。物理定律提供美好、有组织的决策架构,还有令人安心的感觉——让你知道人生并不全然是概率游戏。
除了物理定律外,没有更好用的人生模型。我们是由原子构成的,也应该依循它们的原理。如果依循另一套不同的规矩,就会零零落落、受尽挫折。人类不但无法违反物理定律,相反它们还可以把我们整垮,但只要别傻到去对抗它们,物理定律也就不会来针对你。事实上,如果你了解这些定律并善加运用,当你的美好人生奏起摇滚旋律时,它们还会举起小小的荧光棒跟着一起唱和。