作为一名理论物理学家,不但要拥有异常优秀的大脑,而且要有一定胆量,还要能够承受学者、同事之间的竞争,有出类拔萃的战略性眼光,有管理理论层面上尚未定论的大型研究项目的能力,能培养可吸引优秀人才的核心魅力人物,可以创造使研究者心情舒畅地持续研究的环境等。这些内容要求理论物理学家成为一名知识界的企业家。
日本东京大学卡弗里数学物理联合宇宙研究机构所长、特聘教授,美国加州大学伯克利分校物理教研室教授村山齐(Hitoshi Murayama)正是这样一位知识界的企业家。村山老师是取得了国际成就的物理学家,也是致力于宇宙国际共同研究的年轻领导者。为了将最先进的研究成果回馈于社会,村山老师还积极举办民间讲座等活动。
同时,村山老师的第一部科普著作《隐匿的宇宙: 用基本粒子揭开宇宙之谜》(宇宙は何でできているのか)也成为了畅销书。
村山老师,您的专业是“基本粒子物理学”,是普通人不熟悉的领域,那么,这是怎样的研究领域呢?基本粒子正如其字面意思,通过不断深入剖析物质,研究微观层面中组成物质的基本粒子的结构和运动机制,这就是基本粒子物理学。这一领域在20世纪取得了巨大进展,我们世界物质的基本结构已大致明了。
物质由原子组成,原子的中心部位存在原子核,原子核周围环绕着电子。原子核由质子与中子构成,质子、中子又由更微小的粒子夸克组成。原子的直径约为一亿分之一厘米,夸克的直径则小于十亿分之一厘米,可见它们是多么微小。就像这样,我们现在已经能够从微观层面重新了解物质了。另一方面,当我们仰望浩瀚的宇宙,会意识到宇宙中尚有许多未解之谜,而基本粒子的研究在很大意义上与宇宙息息相关。
例如,追溯过去的宇宙,那时曾经没有恒星和星系,只存在暗物质与原子。再进一步向前追溯,宇宙还曾经处于原子核与电子各自零乱运动的时期。越往早追溯,宇宙越接近微小基本粒子的世界。基于这个意义,现在的宇宙研究也都是从基本粒子物理学的角度进行的。
卡弗里数学物理联合宇宙研究机构,是为了解答宇宙的根源性问题而设立的国际性研究机构,机构中的数学家与物理学家合作进行研究。
我们总是说宇宙中存在着很多未解之谜,在卡弗里数学物理联合宇宙研究机构中,研究者试图汇集最先进的科学成果来阐述“宇宙的起源”“宇宙的组成”“宇宙的未来”“宇宙的基本规律”“我们为何存在于宇宙中”这五类问题。这五类问题是非常基础且重要的问题,也是特别难以解答的问题,爱因斯坦也没有实现曾经梦想过的“统一理论”。
在宇宙的统一理论中迫切需要融合和贯通数学、物理学、天文学这三大领域,其中,我当前最感兴趣的是暗物质与暗能量。
村山老师的科普著作下面让我们来追寻村山老师在这些丰富多元活动中的思想轨迹。强烈的好奇心——研究是为了探求谜底与真相。村山老师,您的专业是“基本粒子物理学”,是普通人不熟悉的领域,那么,这是怎样的研究领域呢?
基本粒子正如其字面意思,通过不断深入剖析物质,研究微观层面中组成物质的基本粒子的结构和运动机制,这就是基本粒子物理学。这一领域在20世纪取得了巨大进展,我们世界物质的基本结构已大致明了。物质由原子组成,原子的中心部位存在原子核,原子核周围环绕着电子。原子核由质子与中子构成,质子、中子又由更微小的粒子夸克组成。原子的直径约为一亿分之一厘米,夸克的直径则小于十亿分之一厘米,可见它们是多么微小。
就像这样,我们现在已经能够从微观层面重新了解物质了。另一方面,当我们仰望浩瀚的宇宙,会意识到宇宙中尚有许多未解之谜,而基本粒子的研究在很大意义上与宇宙息息相关。例如,追溯过去的宇宙,那时曾经没有恒星和星系,只存在暗物质与原子。再进一步向前追溯,宇宙还曾经处于原子核与电子各自零乱运动的时期。越往早追溯,宇宙越接近微小基本粒子的世界。基于这个意义,现在的宇宙研究也都是从基本粒子物理学的角度进行的。