2005世界物理年科普系列报告会(第四场)

2005世界物理年科普系列报告会（第四场）中国科学院基础局局长张杰院士介绍世界物理年背景主持人：各位院士，各位来宾，各位老师，各位同学，上午好。

今天是我们国际物理年第二场科学家与青少年的报告会。

首先请允许我介绍一下今天出席报告会的各位院士、专家和领导来宾。

中国科学院交叉学科理论研究中心于渌院士。

中国科学院物理研究说杨国桢院士。

中国科学院基础局局长张杰院士。

北京青少年科技俱乐部活动委员会主任王绶管院士。

中国科学院院士工作局副局长陈丹。

出席今天报告会的还有各学校的老师。

同学们，作为世界物理年的一项活动，中国科学院数学物理学部、北京青少年科技俱乐部活动委员会和中国物理学会联合举办了2005世界物理年科普系列报告会，同时也是科协青少年部举办的2005年科技周活动的一个项目。

今天活动的内容有两项，第一，科学名家讲座。

第二，世界物理年科学家与青少年对话。

首先第一个内容是科学名家讲座。

今天我们邀请了于渌院士、杨国桢院士做报告，参加的听众有科技俱乐部基地学校和一些外校的老师们和同学们。

我们热烈的欢迎科学家和各位老师、同学的到来。

张杰：今天非常荣幸跟我最尊敬的几位长辈一块跟同学们纪念世界物理年。

我的研究单位是中科院物理研究所。

今天我主要是给大家介绍一下世界物理年和2005世界物理年科普系列报告会，相当于做这两个名词解释。

1905年是整个人类发展史上的奇迹年，在这一年刚刚26岁的爱因斯坦写出了五篇论文，而这五篇论文整个改变了人类文明的进程。

因为这五篇论文，后面产生出了量子力学和相对论。

量子力学和相对论的建立，是物理学史上具有划时代意义的里程碑，是20世纪最重要的科学发现，是人类智慧的结晶，是科学原创的杰出成就和体现。

同时使我们对物质世界的认识建立在崭新的时空观念上，从而不但为现代物理学的发展奠定了基础，也为我们一百年来科学技术起了奠基的作用，对整个人类的文明和进步起到了前所未有的推动作用。

可以说整个上个世纪四大发明，其实就是建立在这两大理论基础上的。

而这两大理论的基础就是在1905年爱因斯坦的五篇论文，已经奠定了这个基础。

我们今天所看到的原子能以及半导体、计算机、激光器，实际上都是起源于这两个基本理论。

原子能是非常有用的，除了国防以外，现在对能源起非常重要的作用，还有生物技术。

半导体也是一样，现在的计算机、通讯、电子工业、军事，都是非常有用的。

计算机就更有用了，每个人在家里，包括今天的上网，都是当年爱因斯坦在1905年就给我们奠定的基础。

激光器，我对这个有特殊感情的，因为我自己做这方面的研究，除了国防、科研、信息、工业加工、医疗以及我们平常每天在家里放的CD、VCD，其实都是和激光有关的。

物理学是一个对人类智慧最大的挑战，同时可以让我们尽情地发挥人类智慧的学科。

物理学的发展，推动了整个世界的文明和进步。

为了纪念这个伟大成就一百周年，全球的物理学界一致呼吁，将2005年定为“世界物理年”。

欧洲的物理学会在2000年首先提出了这个倡议，2002年国际纯粹与应用物理联合会第24次全体大会通过了这个倡议。

2003年联合国教科文组织第32次会议支持了这个倡议。

2004年6月10号，联合国第58次会议通过，将2005年定为“世界物理年”。

宗旨是展示物理学在经济、技术、文化等方面的重要作用，在全球范围内争取公众对物理学的信念，推动物理学教育，培养物理学人才，使物理学在21世纪得到全新的发展。

物理学的进步对人类文明的发展进程有非常大的影响。

物理学的定义是研究物质结构、性质、基本运动规律及其相互作用的学科，是自然科学和许多高新技术的基础，也是一项激动人心的智力探险活动，对人类文明做出了巨大贡献。

物理学拓展了我们认识自然的疆界，深化了我们对其它学科的理解。

今天的物理学与其它学科的交叉，更加深刻和广泛，为生物学、医学、地学、农学等提供了探测手段和研究方法，促进了天文、材料、能源、信息等学科的发展。

物理学的进步对于社会发展和人类生活的改善有着不可估量的作用。

“2005年世界物理年科普系列报告会”的原因，是为进一步宣传物理学对人类社会的影响，促进物理学的研究和人才培养，在全社会营造学科学、用科学的氛围，普及科学知识，传播科学思想和科学方法，弘扬科学精神，提高社会公众的科学素养，由中国科学院数学物理学部、北京青少年科技俱乐部活动委员会和中国物理学会共同主办“2005世界物理年科普系列报告会”，这既是世界物理年在中国的活动内容之一，也是科学与中国院士专家巡讲团和北京青少年科技俱乐部活动委员会科学名家讲座的一部分。

希望通过组织这样一系列的科普报告活动，能够进一步激发同学们热爱科学、学习科学的兴趣，促进同学们更深刻地认识科学、领悟科学，帮助同学们增长科学知识，提高科学素养，并引导同学们从“走近科学”进而“走进科学”。

在我小的时候经常会问到一个问题，就是长大了以后干什么，随着时代的变迁，长大了以后干什么的答案一直在不断变。

我在很小很小的时候自己想干什么，将来长大了一定要当科学家，做物理是很好的事情，立志要做物理。

10、20年前，或者是20、30年前说长大了干什么，长大了要当工人、农民、解放军，更近一点的说长大了干什么，长大了以后我要像比尔．盖茨那样挣大钱。

现在我们是不是又回到了一个时候，物理学给人类社会带来的作用既然这么巨大，我们实实在在的应该想一想在座的同学们长大了要干什么，长大了还是要当物理学家，因为物理学实际上对人类智慧最大的一个挑战，同时也是对人类的智慧最好的施展机会的学科，假如在座的各位认为自己是聪明的，是能干的，物理学是最好的发挥聪明和才干的学科。

1905年爱因斯坦似乎已经把一切伟大的事情都做完了，我要再做物理的话，还有没有事情可做？这个答案是肯定的，其实我们还有足够多的问题留给同学们来做。

首先，宇宙起源。

现在的理论告诉我们整个宇宙起源于很多年以前的一次大爆炸，这其实就是一个理论。

人类希望从实验上证实这一点。

我们现在证实到了什么地方？现在大概证实到了在10的负16次方秒之后的事情，基本都得到了证实。

但是更往前，在宇宙大爆炸的一刹那间，究竟是不是可以限制宇宙，还没有得到证实。

爱因斯坦建立的物理学的规律，在这一刹那都不是实用的，给我们提供了非常好的为这个难题奋斗终身的事情。

另外一件事情，物质本质。

现在物理学家经过几百年的研究，已经知道了平常的世界由分子、原子、原子核、质子、电子、夸克组成，但是现在仍然有很多问题，比如夸克为什么不能单独存在，另外夸克有没有结构，以及物质的质量是如何产生的，这些都是留给我们的重大问题。

更大的问题是人类自身，生命应该是宇宙间的另外一个奇迹，生命究竟是怎么起源来的？人的进化图，我想起我在上大学学新概念英语，有一个图，是倒过来的，猴子在给它的子孙讲猴子是怎么进化的，是从人逐渐变成猴子。

地球的生命究竟从什么地方来的，生命体的物质、能量、信息的转换过程，这些问题最本质来讲都是物理问题。

脑和认知是更加复杂的问题，整个认知的过程，包括认知，脑子里的逻辑过程其实现在都不知道，究竟思维逻辑是一种数学逻辑还是量子逻辑，或者是第三种逻辑，这个问题的解决也是有待于在座的各位同学将来在学习和研究的过程当中逐渐解开谜底。

当然这样的问题还有很多很多，包括近几年刚刚发现的，我们认为对宇宙知道的很多，但是前几年刚刚知道原来我们只知道宇宙的很小的一部分，更大的是暗物质和暗能量，只占50％。

报告最开始是爱因斯坦1905年的照片，这是爱因斯坦晚年的照片。

爱因斯坦曾经说过一句话，“想象比知识更加重要”。

某种意义上说这是非常重要的，当我们有了一定的知识以后，想象力对整个科学的发展将要起更加重要的作用。

我很愿意用这张图结束报告，这实际上是李政道先生在世界物理年4月15号在人民大会堂纪念大会上的几句话。

在月球上看地球，地球在太阳系是一个不大的行星，太阳在整个银河系当中也不是特殊的星，而整个银河系在整个宇宙当中也是非常渺小的。

但是，因为爱因斯坦在我们这个小小的地球上生活过，所以我们这颗蓝色的星球就比宇宙的其他部分更加有特色，同时它是唯一一个有智慧的星球，有人的道德，所以我们非常幸运，这个地球上爱因斯坦曾经住过，使今天的文明和进步产生了翻天覆地的变化。

期待着下一个物理奇迹年在中国出现，也非常希望爱因斯坦就是你们当中的一个。

谢谢大家。

报告一：近代物理学的发展——纪念2005世界物理年报告人：中国科学院物理研究所研究员杨国桢院士主持人：谢谢张杰院士，张杰院士在演讲中对在座的每一个人，特别是每一位青少年朋友提出期望。

下面请中国科学院物理研究所杨国桢院士做报告。

杨国桢：各位老师，各位同学，早上好。

我非常高兴今天能到这儿来跟同学们讲一讲。

我高兴的理由至少有两块，第一，每一个人都有中学时代，我进了四中，就想我的中学时代。

第二个原因是张杰院士最后的一张片子，整个物理学的发展，或者整个科学技术的发展都要靠在座的中学生，你们是我们未来的希望，希望以后的爱因斯坦或者类似的伟大科学家就产生在你们中间跟没有来听报告的中学生里面。

我今天讲的题目是《近代物理学的发展——纪念2005世界物理年》。

报告分成四个部分。

第一部分，介绍一下2005世界物理年。

1905年，也就是一百年以前，爱因斯坦连续发表了5篇著名的文章。

这5篇著名的文章分布在三个主要领域，第一是关于光量子假说。

我想把光看成是具有量子，爱因斯坦给出了公式。

第二部分的工作发表了两篇文章，提出了分子运动论，从实验上证明了，至少从一个角度证明了分子、原子的存在。

第三是非常重要的，第三个工作的第一篇文章是狭义相对论，第二篇文章给出了现在原子能利用的主要理论基础，也就是质量跟能量的等价性，1＝MC平方。

1905年爱因斯坦发表文章的照片，这是1907年的照片。

上世纪初叶，除了爱因斯坦，在另外一个方面，相对论以外的量子力学做了贡献，就是光量子假说以外，量子力学的建立，以普朗克、薛定谔、海森堡、波尔和狄拉克都做出了重要贡献。

你们在中学里学到的牛顿的经典力学，运动速度很高，可以跟光速比较，这是狭义相对论研究的领域，这个研究领域跟以后有什么关系呢？在原子体系里面利用率很高。

光的运动速度本身就是光速，所以涉及到光的事情，往往就用相对论。

什么叫量子力学呢？牛顿力学同学们都很熟悉，但是我们的研究工作越来越深入到研究原子、分子的运动规律，就是量子力学。

量子力学要研究的微观体系里面的一些规律问题，就是量子力学。

量子力学规律正像你们学到的牛顿力学，可以看到的宏观的运动的规律同样重要的规律。

五位量子力学做出重大贡献的，普朗克1900年，他是量子力学的奠基人。

波尔建立了原子结构的量子理论。

薛定谔，建立了量子力学的活动——波动力学。

海森堡建立了量子力学的矩阵力学的形式。

狄拉克提出了相对论的量子力学。

由于相对论和量子力学的建立为代表的近代物理学对整个人类的文明和进步起到了前所未有的推动作用。