北大微讲堂：物理与人类未来

目录 正文 附录 主讲人介绍 现场录音精选 正文 同学们好！我来谈一谈自然科学里面的一个分支——物理学。在我 的经历中，接触过两类我并不是很熟悉的人，他们给我印象比较深。 一类是考生的家长，考生的家长会问我：学习物理是不是太辛苦，一 辈子太累了？另一类人我就更加不认识了。比如说有一次我在美国旅 行，在飞机上与一位不相识的女士邻座，坐得时间长了，我们开始聊 了起来，她问我是干什么的？我说是学物理的，“哇！”她很惊讶，我 没有猜到她是什么意思，她也许认为物理很难学，能学物理的人了不 起；也许她的生活远离物理。在我的工作中，我一直在想这样的问 题，就是物理究竟离一个普通人的生活有多远？对未来人类的发展将 会产生什么样的影响？这是我不断思考的问题。我想按照我今天的资 历大概也讲不清楚这个问题，不过这确实是值得我用一生的时间来进 行思索和回答的一个课题。 我先给大家讲一讲物理在做什么，我想这大概可以用北大物理学院 目前的研究领域来简单描述一下。我想象不到在北京大学或其他哪一 所大学，那里的一个系或学院能够像北大物理学院的研究领域这样广 泛。在空间上，它大到研究宇宙、星系。大家知道，在地球外面遥远 的天空中，行星围着太阳转，这个例子实际上对我们的研究来讲还是 太近太小了，我们要研究整个宇宙和宇宙外的那些星系。那么小的方 面呢？原子够小的了，电子够小了，但对我们讨论的课题它还不够 小，我们要研究夸克和弦。而在时间上，你要说短的话，这个尺度可 以是10-18 秒，叫做阿秒，长的话甚至是上亿年。我想象不到哪一个学 科能够做到这样，无论是文科或者是理科，无论我们是搞自然科学 的，还是社会科学、人文科学的，我想象不到它能跨越这样大的一个 空间和时间尺度，唯独物理学可以。我不知道应该用什么样的一个词 来涵盖如此宽泛的研究范围，但是我记得英语里面倒是有一个词我挺 喜欢，叫做“unique”。 我担心自己的语言不够漂亮，所以我找到了一本我很欣赏的书—— 《今日物理》推荐给同学们，是高崇寿先生和谢柏青先生写的，两位 都是物理学院非常有名的教师。他们这样讲道：“物理学研究宇宙间物 质存在的基本形式、物质的性质、物质的运动规律、物质之间如何相 互作用、相互转化及各种物质形态内部结构的基本规律。”如果你们想 对物理有最基本了解的话，我个人认为这是一个很恰当的定义。 我不是太想泛泛地去讲这节课，这样的话同学们听起来可能会觉得 不会有很大的收获，所以，今天我想通过这个讲座，让大家能够知道 物理学从过去那么久远走到今天，它大概分成哪些若干的阶段，每一 个阶段又做了哪些主要的事情。我觉得最鲜明的一个跨越，是发生在 20世纪初的前后，就是1900年前后这段时间，这之前，物理学基本上 应该叫做“经......