王洪鵬

很多物理學家都與音樂有著不解之緣，也許正是音樂愛好幫助他們走到了事業(yè)的巔峰。當然，對于大多數(shù)物理學家來說，音樂只是業(yè)余愛好，他們與專業(yè)的音樂家是有區(qū)別的，因為物理學家常常是從物理學的角度來欣賞音樂、理解音樂。

從物理學的角度理解音樂

從物理的角度對音樂進行研究始于古希臘哲學家畢達哥拉斯，后來伽利略、牛頓、笛卡爾、惠更斯等許多物理學家都對音樂與物理的關系有一定的研究。

伽利略的父親精通音樂理論，著有《音樂對話》一書，而伽利略也一直熱愛音樂。在比薩大學學醫(yī)期間，一次伽利略在比薩教堂做禮拜時，注意到教堂屋頂懸掛著一盞搖擺不定的吊燈，他利用脈搏的跳動和自己擅長的音樂節(jié)拍，得出了鐘擺的等時性。此外，伽利略受魯特琴的啟發(fā)，做出斜面實驗，從而發(fā)現(xiàn)了落體定律。

牛頓對音樂的愛好可以從他經(jīng)常帶在身邊的一把提琴看出。1665年，牛頓進行了有關音高、音階和音律的研究，并留有十頁手稿。值得一提的是，正是牛頓最早提出音樂和顏色的聯(lián)覺理論。牛頓曾用三棱鏡對陽光做色散實驗，證明陽光是由紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種色光組成，同時他還對七音與七色之間奧妙的對應關系進行過有趣的探索，認定音階中的七個音和可見光譜中的七種顏色可以對應起來。牛頓關于音樂和顏色的聯(lián)覺理論發(fā)表后，有人據(jù)此設計制造了視覺大鍵琴，后來又有了色彩鋼琴和色彩風琴。二十世紀七十年代，科學家還將激光技術應用在色彩音樂上。

現(xiàn)代物理學家中的“音樂人”

愛因斯坦出生在一個藝術之家，母親能彈會唱，尤其喜歡貝多芬的鋼琴奏鳴曲，于是母親便成了愛因斯坦的音樂啟蒙老師。

愛因斯坦從六歲上小學起，就在音樂老師的指導下開始學習小提琴，他甚至夢想將來能成為一名小提琴演奏家。后來，愛因斯坦雖然放棄了這一美好的理想，但他總是把小提琴帶在身邊，幾乎形影不離。

有一次，愛因斯坦應比利時國王邀請到王宮做客。樸素的衣著加上手拎一個琴箱，比利時國王派去接他的司機竟然沒有認出愛因斯坦，與他擦肩而過，愛因斯坦只能自己步行走到比利時王宮。在王宮里，愛因斯坦不僅得到了國王的熱情款待，還與王后、一位英國女音樂家和一位宮廷侍女一起演奏了四重奏和三重奏，小小的即興音樂會持續(xù)了好幾個小時，令在座的賓客陶醉其中。

愛因斯坦喜歡巴赫、舒伯特、勃拉姆斯的樂曲，從古典音樂中他體驗到和諧之美，感受到大自然的和諧與物理理論的和諧是相通的。愛因斯坦認為音樂是創(chuàng)造新理論的催化劑，他在研究相對論的時候，每當遇到困難時，就拿起小提琴一遍一遍地演奏樂曲，用音樂來尋找靈感。愛因斯坦的朋友、音樂家鈴木先生說：“音樂啟發(fā)人的想象力，也正是音樂啟發(fā)了愛因斯坦對宇宙的觀察，進而發(fā)表了著名的相對論?！睈垡蛩固乖?930年柏林的一場音樂會后，迫不及待地上前擁抱年輕的猶太人、小提琴家梅紐因，并深情表達了自己對音樂的贊美之情。

量子力學創(chuàng)始人普朗克不僅是愛因斯坦科學事業(yè)上的同事和朋友，更是愛因斯坦音樂愛好的知音。普朗克摯愛音樂，鋼琴和手風琴都彈得很好，1874年在選擇大學專業(yè)時，普朗克就在音樂、語言文學和自然科學之間徘徊過，幸好普朗克選擇了物理，正是他的研究成果打破了十九世紀下半葉物理學理論研究上的沉寂狀態(tài)。在柏林科學院，愛因斯坦和普朗克常常一起合作演奏，在兩位物理學家心中，科學和藝術之美是相通的，在科學上他們共同描繪物理學的壯麗圖景，在音樂上他們也能共同演奏扣人心弦的樂章。

愛音樂也愛物理的“發(fā)燒友”

出生于音樂之都維也納的熱力學和統(tǒng)計物理學奠基人之一、奧地利物理學家玻爾茲曼擅長跳舞和彈奏鋼琴，為了培養(yǎng)孩子們的音樂興趣，他還在音樂廳專門為全家人預訂了固定的席位。

德國物理學家亥姆霍茲不但愛好音樂，而且對音樂史也進行了研究，闡明了音樂發(fā)展的基本趨勢。由于他在音樂上的特殊貢獻，大多數(shù)現(xiàn)代音樂學詞典中都有亥姆霍茲的大名。

英國物理學家托馬斯·楊也是一位很有音樂修養(yǎng)的物理學家，他在研究光的干涉現(xiàn)象時，和牛頓一樣，也是將光與音樂進行類比討論而得到重大發(fā)現(xiàn)。

德國物理學家海森堡由于受到音樂理論中泛音振動的頻率是基音振動的整數(shù)倍的啟發(fā)，做出了原子躍遷的基頻與次頻的實驗。

除了以上幾位，熱愛音樂的物理學家還有很多，如玻恩、盧瑟福、歐姆、薛定諤、居里夫人……

音樂碰撞出思想的火花

物理學試圖揭示自然現(xiàn)象背后未知的規(guī)律，要運用邏輯思維和數(shù)學語言進行研究；而音樂是揭示人類感情中未知的內容，從事音樂活動主要是運用形象思維和藝術語言。這兩種思維方式好像是風馬牛不相及，可它們神奇地統(tǒng)一在了這些物理學家身上。

愛因斯坦認為，雖然音樂和物理學領域中的研究工作在起源上是不同的，但它們被共同的目的聯(lián)系著，都表達了人類對未知事物的渴求，雖然反映的方式不同，但它們互相補充著。愛因斯坦曾說：“世界可以由音樂的音符組成，也可以由數(shù)學公式組成。”其實，物理學研究不僅是理智的，它也需要情感，在某些情況下，情感的因素會顯得尤為重要。