（c）完整的DNA分子由双链构战，绕成螺旋线，这两个链由腺嘌脸和胸腺嘧啶间或鸟嘌吟和胞嘧啶间的氢键连在一起鞋1T鞋2GC（d）细胞跑中的金部遗传信息都包含在各核试酸織基出现的次序中链链2（）细胞繁殖时，每个DNA分子分裂成两个分开的链着双线序列中各分子团的配对方式（见图1.1），这些内容属于分子生物学上面概述的那些物理规律和理论知识具有同实验观测的直接结果不同的特点这些规律概括了大量观测的主要部
洗链2（f）每个自由链文从已有的细胞物质中找到它的补足物，从而形成两个全同的新DNA分子分，能使我们成功地作出一定形式的预言，尽管这些预言实际上要受到所讨论系统的复杂性的限制，这些物理规律常常还会提出一些新的和不寻常的实验来，虽然这些规律通常能表述成简洁的形式，但它们在应用时有时候却需要作亢长的数学分析和计算，物理学的基本规律还有一个特点，这就是，我们已经知道的那些规律全都是十分简洁和优美的，这当然不是说不要去做实验，因为一般说来，物理规律都是通过辛苦的和巧妙的实验发现的，上面那句话的意感是，如果未来的物理理论被表述得十分别扭和笨拙的话，我们是会感到非常奇怪的，已发现的物理规律这样优美，这就使我们对于还不知道的规律先人为主地有了一个轮廓。一个假说如果十分筒洁和优美，从而在大量已想到的理论中显得突出的话，我们就倾向下把它说成是值得注意的假说在本课程中，我们将着重强调物理规律的简洁的和优美的特点，并这样去叙述一些物理规律，这就要求我们采用一定的数学表述方式，尽管考虑到本课程的水平，用到的数学手段
不会超出初等微积分的范围，随着课程的进行，我们还将介绍一型卓成的物理实验，以引起兴趣；当然，在一本教科书中要做到这一点是非常难的，对于实验物理来说，研究实验室才是理所当然的训练场所1.3几何学与物理学数学是物理学的语，它使我们在表达物理规律及其推论时大为简洁但是数学是一种具有特殊规则的语言，只要遵守这些规则，就一定能够作出正确的判断：例如，2的平方根是1.414.；或者sin2a=2sinacosa我们必须注意，不要把这种真实性与关于物理世界的确切表达相混淆，一个物理的厕，它的周长与直径之比的测量值是否真3.14159…，这是一个要用实验来解决的问题，而不足恩考所能解决的.几何测量对于物理学来说带有根本性，但是在我们着手用欧几里得几何或任何别的几何来描述自然界之前，必须爱先解决这一类问题，这里当然有一个涉及到宇审的问题：对于物理测量我们能否假定欧几里得公理和定理是真实的？4要想不涉及艰深的数学，我们对于空润的实验特性只能很简单地说一点、全部数学中3最著名的定理是毕达哥拉斯定2+2=02理：“一个直角三角形的斜边的图1.2毕达哥拉斯定理是欧氏平方等丁二邻边的平方和（图几何公理的逻辑结果：但欧氏几1.2）这个基于欧氏几何的正何公理是否能精确地描述物理世界，只有由实验决定确性而作出的数学命题是否也适用于物理世界呢？还会有别的情形吗？回答这个问题光靠2思考是不够的，我们还必须进行实验，我们下面就来进行论
证，不过街于这里不能使别弯曲的三维空间的数学，所以我们的论证会有些不完全。先设想一些生活在球面宇宙中的二维人的情况，他们的数学家向他们描述了三维或更高继空间的性质，但他们要对这些再情获得宜观的感觉其困难就我们在描绘四维空间时一样，他们怎样才能确定自已是否居住在一个用面上呢？一个大圆图1.3球面上B,C两点间的最短“直线”距离是在通过这两点的大圆上，历大是花任何其他路线P上办法是用实验的方法去证实欧氏几何的某些定理以检验平面几何的公理，他们可以画出一条直线作为球面上任意两点B和C之间的最短路径；而我们把这样的路径描述为一个大圆，如图1.3所示，他们可以接着作三角形，并检验毕达哥拉斯定理，对于各边都比球半径小得多的小三角形，该定理是非常好地成立的，但并不完全精确地成立，对于大三角形，就会出现显的偏差（见图1.4至图1.6）如果B和C是球面赤道上的两点，则连结它们的“直线”是赤道从B到C的一段，从赤道上的C到北极A之间的最短路径是经度固定的线，它与赤道BC垂直相交，从A到B的
Ga东道图1.4给定三点ABG，二维人可以作出以“直线”为边的三角形ABC，他们会发现，对于小直角三角形a+6～c，但三角形三角之和稍大于180经线Lβ/BAa赤道图1.5如果他们来用更大的三角形，则三角之和就越来越大于18°这里，因B和℃在赤道上4丽A在极点上，所以α和β都是直角.显然，a十碗，因为h=圾短路径也是经度固定的线，它与赤道BC也是垂直相交于是，我们就得到一个6一℃的直角三角形，毕达哥拉斯定理显然不适用于球面，因为现在?不可能等于+；而且