李政道：以天之语，解物之道
李政道先生在人民大会堂举行的“纪念望远镜发明400周年科学大师讲演会”上的讲演，原题目为《以天之语，解物之道》。文章为纪念伽利略开始用望远镜观测天体400周年而作，回顾了望远镜的发明、中国古代的天体物理、20世纪物理学的发展和21世纪物理学的前景。
望远镜的发明大家知道，望远镜发明已经有400年了。1608年秋天在欧洲传播着一个消息，说有人发明了望远镜。
不久伽利略就发表了他划时代的著作“星际信使”（Sidereus Nuncius）。他说：“10个月之前，有一条消息传到我的耳朵，说有一位Fleming地区（今荷兰、比利时）的人制造了一种小望远镜。利用这种望远镜，可以来看物体，虽然物体离眼睛较远，但仍然能被清晰地看到，好像它就在眼前??”于是伽利略也制造了一架望远镜，如图1所示，就是伽利略制造和使用过的望远镜。
当时天主教认可的说法是一切星体都是围绕着地球在转动，地球是中心。可是伽利略用他自己制造的望远镜观看木星，却得出了不同的结论。
中国古代的天体物理在各种不同的天体星辰中，有两类星辰最为突出。一类是“新星”；另一类是“超新星”。新星的亮度大约是太阳亮度的几万倍，超新星的亮度是太阳的百万万倍。新星和超新星都是中国最早发现的。发现新星是在公元前13世纪，这在一片甲骨上有记录（见图5）。
这片甲骨上刻有“新大星并火”几个字，上面记录说，某月的第7日傍晚月亮出来的时候，发现了新大星。实际上还有另一片甲骨，说两天以后这个星就消失了。超新星的最早发现也在中国，是在宋朝仁宗至和元年。记录说，1054年8月7日天空突然出现一颗很亮的星，大如鸡蛋。每天都记录它有多亮，一直记录到1056年7月看不见为止。
20世纪物理学的发展20世纪物理学最重要的发展是相对论、量子力学和对核能的了解。
1905年爱因斯坦发表了5篇论文，其中一篇提出了狭义相对论，接着在20年代出现了量子力学。这都是划时代的发展。1939年8月2日，爱因斯坦给罗斯福总统写信，指出铀元素不久可能成为一种重要的能源。1942年12月2号，由费米带领的科学家队伍，首次实现了人工可控制的核能。人类首次可以不依靠太阳而获得能量。
当时芝加哥大学康普敦教授从芝加哥大学打电话给总统科学顾问康南特，用隐晦的语言通报了核反应堆实验成功的消息。康普顿说：“意大利航海家刚抵达了新世界。”康南特问：“本地人的反应如何？”康普顿回答说：“非常友善。”这是因为在1942年的时候，意大利和美国在打仗，所以通电话要非常小心。康普敦说的意大利航海家就是指费米，他借了当年哥伦布发现新大陆的故事，报告核反应堆的运转成功。
21世纪物理学的前景上面说过，在103年前，就是公元1905年，爱因斯坦写了五篇论文。这五篇论文影响了全球人类文化的发展，因此三年前联合国决定1905年为世界物理年。爱因斯坦的第一篇文章是测量分子大小的新方法。第二篇提出了光量子。第三篇是讲布朗运动。第四篇是狭义相对论。第五篇提出了著名的质能方程式E=mc2。今天我想讲的是，爱因斯坦的科学成就，对21世纪的影响可能会与上世纪相同，甚至更大。
现在我们知道，在我们“大爆炸”（big bang）宇宙中像我们这样的已知物质的能量只占总能量的5%，此外暗物质的能量占25%，暗能量则占70%。这是很奇怪的。什么是暗物质，我们不清楚，什么是暗能量，我们也不清楚。像我们这样的物质也就是已知物质，是由电子、质子、中子和极少量的正电子、反质子构成的。暗物质不是我们这样的物质。通过天体间引力场的测量，可以推理算出，暗物质的能量约是我们已知物质能量的5倍。
不仅如此，最近几年通过哈勃望远镜发现我们的宇宙不仅在膨胀，而且是加速地膨胀。膨胀的原因是因为有负压力。这个负的压力，就是由于有暗能量的缘故，而这负压力是爱因斯坦较早提出来的。这个负压力就是暗能量，它占我们已知的物质能量的14倍。2004年我发表了一篇论文，探讨暗能量的来源，观念是“天外有天”。什么是天外有天呢？我认为，暗能量的存在，很可能说明在我们的大爆炸宇宙之外，会有更多、更多的宇宙。
2005年我另有一篇论文，是探讨一种强相作用夸克-胶子等离子体的产生和结构。它的观念是“核天相连”。我认为在暗能量的负压力下会产生新的物质。这新物质可能和核能相连。最近在美国布鲁克黑文实验室，用高能量的金核离子相撞，试图发现这种新物质的存在。
美国布鲁克黑文国家实验室已经有了许多结果，产生了新的核物质，我们称它sQGP，就是Strong Interacting Quark-Gluon Plasma（强相互作用夸克-胶子等离子体）。因为夸克模型的核子中也含有负压力，核能也许可以和宇宙中的暗能量相变相连。爱因斯坦最早提出的负压力——暗能量在我们宇宙中占据了如此重要的地位，所以说爱因斯坦对21世纪科学发展的影响也可能比20世纪更大。
了解暗物质，了解暗能量是21世纪物理学面临的很大挑战，我相信我们会成功的。