被忽略的星光
林俊源
一般人對科學，尤其是所謂的”硬”科學，如物理、化學、數學等,總是盡可能的敬而遠之。對物理學家，則常常有些刻板印象；不是蓬頭散髮如愛因斯坦；就是過專注研究而輕忽生活細節，如夜晚觀測星象跌到洞裡的蘇格拉底或是從澡盆中裸奔而出的阿基米得。更有甚者認為物理學家（或廣言科學家）大概對文學、藝術、音樂等具有”文化氣息”的活動都一竅不通。這些”偏見”，直到近年來科普書的佳作如費曼的”別開玩笑了，費曼先生！”與戴森的”全方位的無限”出現，才有所改變。然而如果說對藝術的熱愛、對人文的關懷、與對生命的關心是許多物理學家生命中不可分割的一部份，這些特質當然不會只在科普書中表現出來而已。聽過楊振寧與李政道演講的人，常可以感受到他們兩人物理以外領域的另一種深厚功力。
對大多數的科學家而言，專業領域的活動除了學術論文，專業的教科書也佔了一定的比重。對一般大眾而言，不要說學術論文，就算是教科書，除非是學校必修課程不得已外，能不碰是絕對不碰的。另一方面，專門的學者也往往汲汲於在專業書籍中尋找”有用”的知識，而往往忽略了一些”不實用”的東西。就在雙重的因素下，某些教科書中一些其實可雅俗共賞的東西往往成了遺珠之憾。在這裡，我僅譯出柴曼（J. M. Ziman）”固態理論的原理”的序文與費曼”物理演講集”中的一節為例，以就教於諸方。由於不是正式的論文，在引用原名方面並不嚴謹也不多作註譯，為了考慮對非專業讀者的可讀性，譯文也略作刪節，尚祈見諒。
在介紹這兩段文字前，或許應簡介一下它們的背景。儘管並不為一般科普書讀者所熟知，柴曼是一位很優秀的凝態物理學者，也寫過許多專業領域中膾炙人口的教科書；這些教科書仍不時在一流的專業論文中，被列為參考文獻，這是極為難得的事。柴曼因為長期處在英國的學術圈，自有一股英國學人獨特的氣息（異於費曼等美國的科學家）。他曾在自己所寫的專業書引用”愛麗絲夢遊記”中的話自嘲：”一本沒有圖畫的書能有甚麼用呢？”
至於費曼，早是家喻戶曉而不勞我介紹了。在以下的譯文中我們可以看到費曼特有的思考方式，並在似乎是玩世不恭的嘻笑間，不經意透露出震攝人的光芒。這智慧究竟出於有心說法的長者，還是來自於無意間洩漏天機的純真頑童呢？
柴曼的“固態理論的原理“序
知識王國的邊界不斷向前推進。今天的新發現，明天將成為每一個相關研究者腦海中不可或缺的傢俱擺設。在本周結束前，它已成為每一堂研究所課程談論的話題。不滿一個月，你一定會聽到大學課程應該把它包括進去的呼籲。到了明年，我相信它將會變成似乎每個小學生都應該懂得的常識。
知識王國疆域的擴展分為佔領、開墾、馴化等階段。當原創性的論文剛發表時，作者創作的喜悅總是與讀者批評懷疑的眼光分不開的。稍後的評論性文章（review articles）才提供了粗糙簡圖，教導人如何通過可怕而陌生的文獻叢林。要到稍後出現的專文才會把經過無數戰役所贏得的疆域清楚地畫出來，認可適當的領土主權宣稱，最後讓經過考驗的事實或理論各正其位。
於是，我們需要教科書來完成知識領域擴張的最後一個階段。教科書與有特定讀者的專業書籍是截然不同的。專業書籍推銷知識；而教科書闡釋知識。我們從來不會期望一個學生把所有的物理知識全填到他的腦裡；他不需要去背誦那些可以輕易在參考書籍中找得到的東西。然而，他必須學會去讀那些參考書籍：他必須學習其中所使用的特殊語言，如數學；他還必須知道一些基本的可由實驗應證的事實；還有他的學問依據的一些最基本的理論與原理。
這本書的目的是希望以最簡單的方式，向讀者呈現有關完美晶格固體的一些物理理論的要素。這是一本充滿了想法，而非充斥著事實的書。這本書主要在於教導原理，而非描述現象。
且讓我向那些總喜歡挑剔一本書缺了什麼什麼的書評家自首。我招供本書沒有對合金、錯位、F-中心、雜質等等作嚴格的探討。而且也完全沒提到核磁共振、順磁區間、P-N接點或超導體等的中間態（intermediate state）。我們完全不討論簡單、最完美的晶格系統以外的現象，當然極不自然；然而從能夠將所有本書中討論的問題，建構在晶格連續性所導致的數學結果上來說，這卻是一本教科書最容易的寫法。還有一個我們避免探討複雜系統的重要理由：我的朋友啊，生命是如此的短暫。
卡文狄西不只是一個有名的實驗室而已，它更是一個充滿人性與友情的歡喜之家。我願意在此向我的朋友們表達感激之意，尤其是對Mott，Pippard和Heine（按：三人都是知名的物理學家，其中Mott是1977年諾貝爾獎得主。）。是他們把我帶來劍橋，歡迎我、教導我，以智慧和我爭論、以無盡的寬容幫助我，並慷慨的使得此地的生活充滿著祥和、趣味甚至時而另人興奮。他們早已聽到物理這門科學所發出的美妙音樂；然而他們清楚的知道：科學是人類為了追求更完美的生命而建立起來的，而不是人的生命應該奉獻於科學的追求。（Science is made for man, not man for science.）
費曼的〝不完美對稱〞
（費曼在前文描述了弱作用中宇稱不守恆的現象。）
接下來的問題是：我們能不能從這些幾乎，但不完全對稱的定律裡得到什麼啟示呢？其中一個啟示是所有牽涉到強的作用如核力與電磁現象，以及遠距離的作用如重力，都是完全對稱的。然而卻有一個不起眼的小傢伙輕聲的說：〝不，不是每個定律都對稱。〞大自然怎麼可能幾乎對稱，但這對稱性卻又不被完美的遵守呢？
我們的內心深處總有一種期望大自然的定律是對稱的衝動，因為對稱代表完美。其實在古早的希臘時代，人們就因為這種想法而認定行星繞太陽的軌道是圓的，因為圓代表完美。如果行星的軌道只是近似圓形，而不是真的圓形，這是多可怕的事啊！圓形與近似圓形不只是形狀差一點點而已；從某種信仰的觀點來看，它們根本是截然不同的兩種東西。從一個圓，可以看到對稱與完美；一但稍有偏差，整個對稱與完美就不見了。
所以我們要問：為什麼大自然是如此的對稱，而這對稱卻又不被完美地遵守呢？沒有人知道為什麼。也許我們唯一能說的是下面這個小故事。在日本長野縣日光地區，有一個據說是全日本最漂亮的唐風建築。在其上有許多奔放的飛簷，而樑柱上刻有許多美麗的飛龍以及傳說中英雄的雕像。如果您很仔細很仔細地觀察，您會發現在這幾乎是完美的建築物中，有一根柱子上的某一個雕刻上下顛倒了，要不然這整個東西根本是完美無瑕的。你也許要問怎麼會這樣呢？傳說是，因為有這個上下顛倒的圖案，神才不會忌妒人創造出這麼完美的東西。所以當時的工匠是故意刻錯的，以免激怒了神。
從另一個方向來思考這個故事，也許如下關於大自然並非完美對稱的解釋竟可能是真的：為了不使人忌妒神，祂創造了不完美的定律。
哇！您想像過在物理教科書裡，也看得到這樣的文章嗎？夠霹靂吧！然而，如果您以為既然具有如此人文關懷的段落，這兩本教科書想必易讀可親。這就未必了。柴曼這本書以其獨具的簡潔風格，向來另教學者又愛又恨，而學生更是翻開書就頭大。費曼這本書稱得上是物理教科書中的經典，是我見過對物理基本觀念闡釋最透徹的書之一。加上文字流暢，讀者頗有讀小說的快感。然而其中對某些抽象觀念的著墨，卻又不是一般學子所能輕易掌握的了。
歸根究底起來，也許一切美好的事物，儘管表面上的形式或有不同，其源頭皆在人心不可思議的幽微深處。科學研究的終究處，與梵谷的畫、王家衛的電影、村上春樹的小說、手塚治虫的漫畫之間的距離，也許比你我想像的還要近一些。深邃的心靈爆發時所創造出的星光，在行經思維空間無數光年的距離後，仍會引發在蘋果樹旁作夢少年的靈感與菩提樹下苦思行者的覺悟。
