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精华笔记
一、物理学是什么？物理的研究方法是什么？
物理学，是研究万事万物运行规律的学科。它的目标是帮助人类从物质层面，更好地认知这个世界。
1. 物理学的研究方法
物理学的基本研究方法，可以分为三个环节，分别是：归纳、演绎和验证。
归纳法，就是通过现象总结规律。比如，一个人见过所有欧洲范围内的天鹅都是白色的，于是他通过经验得出一个结论：世界上的天鹅都是白天鹅，这就是典型的归纳法。归纳法的特点是只能证伪，不能证明。如果有人在澳洲看到一只黑天鹅，那么世界上的天鹅都是白天鹅的结论就被证伪了。
演绎法，则是以一条基本假设为前提进行逻辑推演。比如，已知凡是人都会死，苏格拉底是人，所以苏格拉底会死，这是典型的三段论演绎法。演绎法的特点是只能证明，不能证伪。因为只要前提是正确的，后面的推论都是必然的导出。
即使结论是错误的，也是因为公理前提出了问题。比如苏格拉底会死的论证，是基于凡是人都会死的公理给出的，但是人真的都会死吗？你并不能保证以后生命科学发达了，不会出现永生的人。
所以对于物理学来说，还要有关键的一环，就是验证。物理学是一门实证科学，物理学上的所有结论都要得到实验的验证，才能被认为是正确的。并且这种正确，只局限在一个特定的范围内。任何一项物理学成果，都不能说是海内皆准的。在地球上适用的物理规律，拿到全宇宙就未必了。
所以物理学的研究方法，可以概括为：归纳、演绎、验证。通常是实验给出归纳性的原理，再由理论得出演绎推导的结论，最后通过实验去验证这些结论。比如大家都很熟悉的电磁波的发现过程：先是库伦、安培、法拉第等物理学家，通过实验归纳性地总结出了许多关于电和磁的经验性规律；再由麦克斯韦通过强大的计算能力，在理论上写出了统合一切经典电磁现象的麦克斯韦方程组，并从方程组中直接预言了电磁波的存在；而电磁波的存在，是在麦克斯韦方程组几十年后，才被一个叫赫兹的物理学家用实验验证了。
2. 科学是什么？
由此可见，科学并非真理，而只是可被验证。或者用波普尔的话来说，科学就只是“可证伪”，它永远有被推翻的可能性。正是这种可证伪性，人类对于世界的认知才能不断提升。
物理学的发展，与其说是一部人类对于世界认知的进步史，还不如说是一部人类认知的“打脸史”。可以说，物理学骄人成绩的背后，是比成果多得多的伤痕累累，完全是物理学家们负重前行的结果。物理学的进展，是在不断地推翻旧成果，或者说不断地扩大研究边界的过程中获得的。
二、课程目标
1. 传统物理课讲法
我们这门课的目标，是把迄今为止，物理学每个领域当中最前沿的成果讲给你听，并且我们的侧重点是物理学知识背后的逻辑。只要是这里给出的结论，一定会把结论背后的物理学逻辑讲述清楚。让你能真正做到认知水平的提升，充分理解物理学思维，并享受思想的乐趣。
当然，这门课的讲解方式与传统大学里物理教学的思路是完全不同的。如果你去读一个物理学的本科，你会发现大学的教学主要是按照物理学发展的时间顺序进行的。因为随着时间的推进，物理学认知世界的尺度也在不断变大，变深。这样的讲法固然扎实，但与我们的日常感知相距甚远。
并且，传统物理学的讲法之所以是先学力学，再学热学、电学，最后到量子物理，是因为伴随着物理学的发展，要有与之匹配的数学工具。换句话说，就是数学越来越难。我们这门课不会作深奥的数学计算，但这并不影响你去理解深刻的物理学思维。
2. 我关于讲课的启发
我认为不用高深的数学，也能理解高深的物理，其实是源于我的一段经历。我在美国读博士期间，曾受邀担任一场中学生科学创新比赛的评委。在比赛中，我注意到一个美国的中学生参赛者的课题，居然是与费曼的路径积分有关的。这让当时的我大吃一惊，因为即便是物理学专业的本科生，也未必会去学习路径积分的知识，可以说是非常专业、非常高级的领域了。
我当时的第一感觉是：这孩子学习不知轻重，弄得一知半解，不够扎实，对于以后的物理学专业学习想必没有什么好处，学习的过程还是应该按部就班，一步一个脚印。但是后来听了这位中学生的演讲，可以说是颠覆了我对于学习物理这件事情的认知。这位中学生通篇没有进行任何数学计算，仅仅是从逻辑推理的角度，甚至结合了一些生活中的经验，就把路径积分的核心思想解释得明明白白。这让我意识到，高深的物理学知识经过拆解，其实都可以不用数学，就能讲解得明明白白。
因为，大道至简。
3. 从感官出发
所以你就看到了今天这门《六极物理》。
六极物理，其实是我依据人的感官，以人可以感知的世界为线索，把现有的物理学重新作了一遍拆解：
在我们生活的环境中，所有的物理参数对于我们来说都是适中的、温和的，否则生命无法存续：我们用肉眼看不见宇宙的深处；我们的运动速度不会太快；地球的引力不会太大；人用肉眼也看不见微观世界，看不见分子、原子，甚至细菌都看不见；地球上的气温不会太高也不会太低，否则人不被冻死，也要被热死。所以如果要让物理现象变得明显，必须把参数调到极限，才能看到这里面的神奇表现。
于是，我把这门课分为了六个“极”，分别是：极快、极大、极重、极小、极热、极冷。
三、课程结构
极快篇，我将为你讲述爱因斯坦的狭义相对论，也就是当我们的运动速度快到接近光速的时候，会看到哪些神奇的现象；
极大篇，我将为你讲述大尺度的物理学。从地球到太阳一亿五千万公里的距离，一直到全宇宙几百亿光年的大小；
极重篇，我将为你讲述爱因斯坦的广义相对论。例如在电影《星际穿越》中，男主和女主去黑洞边上的行星考察了3个小时，回来以后就发现飞船上等待他们的同伴已经等了20多年。我会告诉你，这到底是为什么；
极小篇，我将带你进入原子的内部世界，看看这个世界到底是由什么东西组成的；
极热篇，我将把温度升高到难以想象的程度。我会告诉你，当我们能操控一亿摄氏度的高温的时候，也许就能一劳永逸地解决能源问题，以后就再也不用消耗石油了；
极冷篇，我会把温度降到接近绝对零度，物质将会出现各种各样神奇的形态，比如超导体。超导体如果普及民用的话，就再也用不到交流电了。
让我们一起，给思想插上理性的翅膀，在物理学的天空中，尽情翱翔吧！
