什麼是對物理的 taste？
很多大牛回答問題時都強調學習物理最重要的是 taste（不僅物理 數學也是），那麼到底什麼是 taste 呢？有什麼中文的詞與之對應嗎？具有很好的 taste 有什麼過人的能力？
相關問題 什麼是對數學的 taste？
taste, 中文大概叫"品味". 如果要政治正確, taste 沒有好壞之分, 但自己的 taste 很強烈的人, 在某種程度上往往會對不同的 taste 產生排斥. taste 不是能力, 它不能直接給你帶來什麼好處. 但 taste 是一個人在科學上的"三觀", 它指導你學習和工作的方式和方向. 我在知乎上經常提到它, 主要是經常看到很多問題首先問得就不好: 有的問題根本不 well-defined, 題主自己也說不清楚自己在問什麼. 有些問題是人造的問題, 按照 Leggett 的話說, 是 pseudoproblem, 其實根本不是問題. 有的回答長篇大論, 但根本沒有抓住物理實質, 只是一些名詞的堆砌, 或是不相關概念的科普. 在我看來, 這就是沒有最基本的 taste. 不談科研, 就是在學習過程中, 壞的 taste 就會讓人糾結於細枝末節的問題, 抓不住重點. 在學習之外的科研, 我覺得, 科學史不斷向我們表明, 具有某類 taste 的人, 對於 breakthrough 的工作彷彿有特別敏銳的嗅覺.
- 物理理論的數學形式之美
我最喜歡舉的例子是 Dirac. 引用他自己的話:
Of all the physicists that I met, I think Schrodinger was the one that I felt to be most closely similar to myself . . . It was a sort of act of faith with us that any equations which describe fundamental laws of Nature must have great mathematical beauty in them. It was like a religion with us. It was a very profitable religion to hold, and can be considered as the basis of much of our success.
在所有我認識的物理學家中, 我覺得薛定諤與我本人最像... 這是我們的一種信條, 相信描述自然界基本規律的方程都必定有顯著的數學美. 這對我們像是一種宗教. 奉行這種宗教是很有益的, 可以把它看成是我們許多成功的基礎.
他最有名的 Dirac 方程, 是這一信條的完美表述. 他自己說:
I was not interested in bringing the spin of the electron into the wave equation, did not consider the question at all and did not make use of Pauli』s work. The reason for this is that my dominating interest was to get a relativistic theory agreeing with my general physical interpretation and transformation theory.
我對於把電子的自旋引入波動方程並不感興趣, 我根本沒有考慮過這個問題, 也沒有以任何方式利用過泡利的工作. 其原因在於, 我的主要興趣是要獲得一個與我的普遍的物理詮釋和變換理論相一致的相對論性理論.
Dirac 方程的精妙之處, 我想學過一點場論的人都會有深刻體會. 但數學也絕不意味著嚴格. 他說:
Previously, I was interested only in exact equations. It seemed to me that if one worked with approximations there was an intolerable ugliness in one"s work and I to preserve mathematical beauty. Well, the engineering training which I received did teach me to tolerate approximations, and I was able to see that even theories based on approximations could sometimes have a considerable amount of beauty in them ...
There was this whole change of outlook and also another, which was perhaps brought on by the theory of relativity. I had started off believing that there were some exact laws of Nature and that all we had to do was to work out the consequences of these exact laws. Typical of these were Newton』s laws of motion. Now, we learned that Newton』s laws of motion were not exact, only approximations and I began to infer that maybe all the nature were only approximations. 原來, 我只對精確方程有興趣. 在我看來, 如果誰用近似法來工作, 那麼在他的工作中就有不可容忍的醜陋. 我非常想保持數學的優美. 然而, 我接受的工程教育教我容忍近似值, 我還能看到, 甚至以近似法為基礎的理論, 它們有時也會有相當多的美...這是觀點上的一種全面變化, 也許還有由相對論引起的觀點上的另一種變化. 我過去的出發點是, 相信存在著一些嚴格的自然定律, 我們所必須做的一切工作則是求出這些嚴格定律的結果. 典型的嚴格的定律曾經是牛頓運動定律. 現在我們知道牛頓運動定律並不嚴格, 只是一些近似而已. 我開始由此作出推論, 也許所有的自然定律都僅僅是近似而已.
實際上, Dirac 早就意識到由於人類的認知能力所限, 科學理論不可能同時具有封閉性和完備性. 這意味著我們不可能有完美的, 精確的理論. 有興趣的可以閱讀他在量子力學中經典著作《The Principles of Quantum Mechanics》第一節中的論述. 你會發現, 現在很多人所喜歡談論的許多問題根本就不值得討論.
- 物理理論與現實世界(實驗)的結合之美
數學形式很美, 它作為一條重要準則指導我們的研究. 但任何事情都過猶不及. 在這個方面, 我最喜歡的是 Heisenberg 的這句話:
Pure mathematical speculation becomes
unfruitful because from playing with the wealth of possible forms it no longer
finds its way back to the small number of forms according to which nature
is actually constructed. And pure empiricism becomes unfruitful because it
eventually bogs down in endless tabulation without inner connection. Only
from the tension, the interplay between the wealth of facts and the mathematical forms that may possibly be appropriate to them, can decisive advances
spring.純粹數學的思辨不會有什麼成效, 因為它玩弄著大量可能的形式, 就不再去尋找回溯到少數幾個實際上藉以構造自然界的形式了. 而純粹的經驗主義也不會有什麼成效, 因為它最終陷入無止境地製造無內在聯繫的表格的困境中. 只有通過這種緊張關係, 通過大量事實和可能適合它們的那些數學形式之間的相互作用, 才能夠湧現出決定性的進展.
Heisenberg 的工作也是如此, 他對於實驗的觀察力十分敏銳, 能從中提煉出精鍊的方程.
有意思的是, 後來我讀到楊振寧先生題為《美與物理學》的文章, 舉的也正是這兩個例子:楊振寧傳承了 Dirac 的 taste. 他的 Yang-Mills 理論, 從 Maxwell 方程組出發, 將 Abelian 的規範場推廣到 Non-Abelian 的情形. 他後來研究磁單極子, 意識到物理上的規範場在幾何上對應於纖維叢上的聯絡. 這是數學形式之美. 張首晟是楊振寧的學生, 他自己在講述拓撲絕緣體的故事時, 這麼說道:海森伯所有的文章都有一共同特點：朦朧、不清楚、有渣滓，與狄拉克的文章的風格形成一個鮮明的對比! 讀了海森伯的文章，你會驚嘆他的獨創力（originality），然而會覺得問題還沒有做完，沒有做乾淨，還要發展下去；而讀了狄拉克的文章，你也會驚嘆他的獨創力，同時卻覺得他似乎已把一切都發展到了盡頭，沒有什麼再可以做下去了!
...海森伯的靈感來自他對實驗結果與唯象理論的認識，進而在摸索中達到了方程式。狄拉克的靈感來自他對數學的美的直覺欣賞，進而天才地寫出他的方程。
我在 有哪些可以在本科學量子力學時期就可以讀的難度低但很有意思的論文？ - andrew shen 的回答 中提到了所謂 "Dirac 神教", 這實際上就是對擁有像 Dirac 的 taste 一樣的物理學家們團體的戲稱. 就像基督教的"三位一體"一樣, "Dirac 神教"的教義也是三位一體: 實驗結果, 物理內涵, 數學形式三位一體. 這三個方面應該是完美對應, 沒有冗餘. 在歷史上這似乎是主流的 taste, 但身處現在的物理學術界就會發現, 符合上述標準的物理越來越少: 有的只有實驗結果, 這種比較低級. 有一批唯象學家, 只是在做一些簡單的找規律工作. 這種工作背後毫無物理 insight, 只要告訴你流程方法, 初中生也可以做.我真的是被我導師的風格所影響, 同時也由衷希望能用這種風格來進行研究, 我認為理論物理的研究是應該這樣開展的: 當你構思出美麗的數學理念之後, 大自然會在某種程度上認可這種美感。
…在當時我是非常糾結的, 我想我的確有很多其他的機會, 不過如果我繼續堅持物理研究, 我最感興趣的還是用這種風格來研究物理。後來我嘗試了其他的一些方向, 最終我發現了拓撲絕緣體, 而且大家應該都能夠認同, 拓撲絕緣體的研究其實就是狄拉克風格的完美體現。....我們當初按著這些概念的指引, 我們使用的數學框架竟然如此之強悍, 以至於可以指引我們預測出真實存在的材料可以成為拓撲絕緣體, 甚至精準地預測出碲化汞這種材料。不僅如此,我們還預測了這些材料在什麼條件下可以展現拓撲絕緣體的特性,而這些預測一年後都被德國的一個實驗室所證實了。
直譯過來應該是，品味。
個人感覺比較通俗的詞應該是，審美。
總歸是對於物理理論的一種價值判斷，比如什麼樣的理論是比較好的。
這個好包含了很多方面，比如精確、易於理解、容易估計和計算、有新想法、新方法等等。一些方面比較容易判斷，比如精確性，比對試驗即可。一些方面比較容易體會，比如易於理解、容易估計和計算。一些方面需要一些閱歷才能明白，比如新想法新方法等。
相比於大眾化的判斷標準，個人的一些獨有的判斷，或許是那些大牛們所津津樂道的taste。所謂一千個讀者有一千個哈密雷特。很可能一千個物理學家就有一千個taste。
大牛們都在關注和交流著這些獨門絕技，還用著我們看不懂的辭彙談笑風生，畢竟大神。。
我等小弱還在用用剃刀原理這種過時工具來判斷理論好壞，哎。。
話說文小剛老師在一本書中有句話令我印象深刻，新穎比正確更重要，也許這就是他的taste。張首晟老師好像特彆強調這個taste，原先只在高研聽過他提到過一次什麼taste很重要balabala的東西。不知道怎麼了，最近在知乎上經常見到這個詞，不知道是不是高研大神 @andrew shen 帶起來的，看他的回答就常見taste這個詞。
哎，大神的世界，我等小弱不懂。。
我不是物理學專業，也不學習理論物理。同時我又對科學史比較感興趣。我的一些觀點可能跟這裡的物理系學生們的觀點有些不一樣。
讓我很奇怪的一點是，從各類傳記、科普以及眾多物理系專業學生口中了解到的二十世紀初物理學家，他們似乎天生就是物理學家。他們完全只是憑自己的原生興趣做學問，做出來的學問恰好就是物理了！又或者，很多解釋「何謂物理學」的文本，就拿這些物理學家的工作作為例子。意思好像是說：首先這些人是物理學家。然後你瞧——他們就是這麼做的。所以，物理學就是這麼做的。
我認為這個邏輯完全反了。現代物理起源於伽俐略（他是「第一個科學家」的觀點可以在另外的問題下爭論），這些二十世紀的物理學家只是整個現代物理學發展其中一個時期的人物，他們與其他時期的物理學家一起共同定義了何謂（現代意義的）物理。當然，這個定義也是在發展之中的。二十世紀以來物理的發展趨勢有著十八、十九世紀所沒有的特點（例如理論的重要性提高到了甚至超越實驗的地位，以及計算機模擬手段等），但肯定也是一脈相承的。
也許能夠讓我感到舒服一些的資料應該不是僅僅介紹這些二十世紀的物理學家個人風格如何獨特，而是是關於他們是如何「膜拜」或者批評比他們更早的物理學家的工作的，也許從這些評論中能夠聽到他們直接闡述「何謂物理」，以及暗示他們的自己工作如何符合他們對「何謂物理」的理解。
從這個意義上說，此問題下什麼是對物理的 taste？ - 匿名用戶的回答，內容採取得最為恰當。他介紹了狄拉克式的品味。這當然是很好的品味，但是這決不是唯一的好品味。若是一一羅列其他各種「品味」，這一項工作本身品味就不高，屬於「初中生也能做」。所以我試著給一個抽像一點的理解：
很多答案提到的導師的影響，我覺得這不是根本原因。因為這嚴格來說就不是這個人本人的品味，無非還是他導師的品味，或者是他導師的導師的導師的（最終追溯到狄拉克的）品味。
所以，所謂「品味」更根本的應該是一個人基於他對科學哲學（什麼是科學，什麼是科學研究）以及科學史的了解而形成的志向和抱負。什麼是科學、什麼是科學研究，當然是主流公認的觀念。然而這往往不是像我國的政治課那樣專門開必修課來宣傳的，而是通過每一個研究生導師以言傳身教的方式傳授給學生的，所以有著不直接、不全面的特點。很多物理學家也許一直無法正面闡述這個問題，就做上了物理學研究，卻也不偏不倚。但是要真正擁有良好的品味，必然離不開對科學哲學和科學史的正面的熱情。
這裡所指的良好的品味，我覺得跟「獨特的品味」是有區別的。獨特的品味，就好像狄拉克這種，對一項非常具體而又是先驗的規定的崇拜（「描述自然界規律的方程一定有數學美」），從而給一般的物理增加一條非常個人化的規定性。（要留意「數學美」和「奧卡姆剃刀」是兩回事，後者是科學研究的一項固有傾向，不是某個人的附加規定）。良好的品味應該是在理論、實驗型研究都有不偏不倚的認識，因為它是建立在對「何謂科學研究」（人類科學認識形成過程）的認識基礎上的。他知道認識事物的必經階段、常見模式，因此不會一味鄙視實驗家或理論家，更不會鄙視化學和生物學研究。這種不偏不倚的科學認識，才是真正的大師級品味。
我以一段書中引用的話來結尾。此書作者揶揄了二十世紀的這些物理學家在生命科學方面認識的幼稚性，以及一些生物學家對量子力學在生物中的體現的一些不靠譜腦洞。Before turning to the organicist paradigm which replaced both vitalism and physicalism, we might note in passing a rather peculiar twentieth-century phenomenon-the development of vitalistic beliefs among physicists. Niels Bohr was apparently the first to suggest that special laws not found in inanimate nature might operate in organisms. He thought of these laws as analogous to the laws of physics except for their being restricted to organisms. Erwin Schrodinger and other physicists supported similar ideas. Francis Crick (1966) devoted a whole book to refuting the vitalistic ideas of the physicists Walter Elsasser and Eugene Wigner. It is curious that a form of vitalism survived in the minds of some reputable physicists long after it had become extinct in the minds of reputable biologists.
A further irony, however, is that many biologists in the post-1925 period believed that the newly discovered principles of physics, such as the relativity theory, Bohr"s complementarity principle, quantum mechanics, and Heisenberg"s indeterminacy principle, would offer new ?insight into biological processes. In fact, so far as I can judge, none of these principles of physics applies to biology. In spite of Bohr"s searching in biology for evidence of complementarity, and some desperate analogies to establish this, there really is no such thing in biology as that principle. The indeterminacy of Heisenberg is something quite different from any kind of indeterminacy encountered in biology.——This Is Biology
My Icon"s Taste:http://www.physics.rutgers.edu/~gmoore/HeinemanEssay.pdf
對一個東西中不好/不美/不強的部分的敏銳度，對發展可能性的敏銳度，以及沒理由的瞎猜
學習階段最重要的是智力，完成系統學習階段之後的探索階段，taste才重要。taste就是判斷力和鑒賞力，對一個領域內問題重要性的判斷，說白了就是要識貨。每個領域要有大成，好的taste是必要條件，不僅僅是物理學。這即是說，我們不必執著於taste，一方面，每個領域有大成的人鳳毛麟角，而不具備好的taste並不會影響學習的質量，另一方面，這屬於天賦，後天訓練不來的。
不怕審美=taste疲勞么
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