李政道先生的物理哲思

作者: 葛惟昆

来源: 溪谷清流

发布日期: 2023-05-21 08:16:46

李政道先生通过小诗和科普书籍,深入探讨了物理学的基本概念如微观与宏观、真空与对称,并预见了21世纪物理学的发展方向。

李政道以几句话的小诗,概括了物理学最基本的概念:微观与宏观,真空与对称,直至世界万物的本质与本源。李政道先生曾应华盛顿大学出版社的要求,撰写了一套科普小书“Symmetries, asymmetries, and the world of particles”,此书是对这首小诗最好的诠释。

2021年,该书最新的中文版《对称与不对称》面世,其中除了包含北大朱允伦教授翻译的该书,还收录了李政道先生在中国的多次演讲。

李政道先生于1996年在一个关于“相对论性重离子碰撞”的暑期学校的致辞中,以一首简短而深刻的英文小诗结尾:To know the smallest, we need the largest Large things are made of small And even smaller. To know the smallest We also need the largest. All lie in vacuum Everywhen and everywhere. How can the micro Be separate from the macro? Let vacuum be Violating harmony. We can then penetrate Through asymmetry to symmetry.

虽然是几句话的小诗,却寓意深邃、涵盖广远,概括了物理学最基本的概念:微观与宏观,真空与对称,直至世界万物的本质与本源。要理解这首诗的深意,李政道先生为华盛顿大学一套科学丛书所撰写的一本小册子《对称,不对称和粒子世界(Symmetries, asymmetries, and the world of particles)》应该是最好的诠释。

人类对世界的好奇心,是科学发展的一大动力。大至宇宙,小至粒子,是人类追索的两大极端,而智者则进一步探求其间的关联。李先生的西南联大校友黄昆先生给半导体所的题词说:“物穷其理,宏微交替。” 与李政道先生可谓英雄所见略同。

李政道先生认为,“真空可能是非常复杂的。我们将看到,在真空中可能不断发生粒子-反粒子对的虚产生和湮没。因此,真空类似一种物理介质。”他明确指出:“按照我们现在的观点,物理真空具有以下性质:(1)没有物质的态;(2)但由于有相互作用,有能量涨落(虚物质);(3)有洛仑兹不变性;(4)因此不是以太;(5)有复杂的凝聚能够破坏对称;(6)好像超导体,可以有相变。”

李政道先生对21世纪物理学的发展保持乐观,并寄予厚望。他认为:“21世纪物理学还将有重大的发展:激发真空,制造像宇宙开始的状态,了解暗物质,了解类星体的能源,了解CP(电荷与宇称)不对称的根源,微观和宏观物理的结合……20世纪的科学文化发明在19世纪末是很难想象的!没有20世纪初基础科学的发展,20世纪的科技应用和开发就没法产生出来。

我相信,21世纪物理学的这些重大问题的解决也同样会对21世纪的科技应用和开发产生重大的影响。”

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