百年清华

李政道:以天之语 解物之道

2008-10-15 |

1012上午9时至12时,两位诺贝尔奖获得者李政道、里卡尔多·贾科尼与邵逸夫天文学奖得主杰弗里·马西在人民大会堂就望远镜发明四百年后天文学和宇宙观的重大问题发表精彩演讲。以下为1957年诺贝尔物理学奖得主李政道教授的演讲内容《以天之语,解物之道》:

很高兴今天跟各位讲《以天之语,解物之道》。我就讲刚才已经提过的望远镜的,1608年秋天在欧洲传出一个消息,说有望远镜的新闻,不久伽利略就发表了他的文章:“10个月之前有一条消息传到我的耳朵,说有一个人制造一个小的望远镜,拿这个眼睛看相当远的距离还是很清楚就在眼前”。(幻灯展示图片)这是伽利略自己制造的望远镜。伽利略1609年拿着他自己制作的望远镜看木星,看见木星右边有一个小星,左边是两个小星,第二天看又变了,两个小星,再过一天也是两小星大一点,再过一天发现有三个,再过一天他发现有四个,这样伽利略就发现了木星四个卫星。他最早发现木星有四个卫星,他发现木星跟我们地球相同,地球有一个月亮,但木星有四个,他把相同和不相同拿出来,不相同可能是偶然性的。伽利略这么大发现他是惯性质量和理性质量的等价,1609年以后刚才讲的四个卫星跟月亮上的山脉,他觉得月亮和地球很像,1632年他最重要的著作就是《对话》。可是之后伽利略给关起来了,在教皇的名义下不准发表论文,不准演讲,不准讨论学识,四年以后他眼睛瞎了,然后五年后他就过世了。同年也就是125牛顿诞生,还好当时的罗马教皇的势力并不到英国,不然的话欧洲的科学可能也不能像现在我们知道的能够发生。

那么在我们祖国是什么样呢?两年之后1644年,明朝亡了,崇祯自杀,从这开始西方的科学发达,中国的科学停滞。在1991年为纪念伽利略发现惯性质量和行星质量等价而做的实验,这是我设计的。在1998年梵蒂冈的教皇为平反伽利略而向全球的科学家道歉,我代表全球的科学家发言,我说是地球绕太阳转,还是太阳转地球转,这两个都是对的,是相对的。不对的是教皇强逼伽利略,因为教皇说是太阳绕地球转,强逼伽利略不能讲学。我很高兴伽利略得到平反。

第二个我讲一下中国古代的天文问题。新星的亮度大约是太阳亮度的几万倍,还有超新星的亮度是太阳的百万万倍,新星最早发现就在中国。最早新星的发现是13世纪,这是甲骨文,我们老祖宗的字“大”像人,它的脚像人,是一个新的大星,这个“星”仔细看是三个方块,三个方块不一样大小的,这是最早的新星的发现。超新星的最早发现也在中国,在宋朝郴州,它刚出来书上就讲有一个新星它和鸡蛋一样,每天都记录它有多亮,记录有一年就把它寿命相当准确的测量出来,这是了不起的事情,以苍壁礼天,以黄琮礼地。这苍壁是什么,黄琮是什么?这是中国最早对探问的记录。圆的代表天,方的代表地,天是圆的也有一个洞,地是方的也有一个洞,另外还有一个叫璇玑,璇玑美玉也,当时观点王者天文之器,当时的璇玑很大的,我们想像它是怎么样天文的奇迹。

中国的文化、祖国的文化不是海洋文化,它是黄土文化,所以我们可以想像我们的老祖宗在晚上对着天看,对天看发现所有的星都在慢慢的移动,没有一个星不动的,不动了有重要性,所以我们可以想像老祖宗对不动的点把它记出来。璇玑这是最早的机器,它有三个缺口,中间放个圆筒子,然后把它稳定了就用大石块定下来,假如说是8尺,圆筒是竹子做的里面是空的,可以看小孔,我们老祖宗讲这一点不动的是有道理的。这是一圈是北极,几千年以前北极是自己走的,2500年走一圈,在星座上最奇怪的是什么星座?紫薇星,紫薇星永远是最重要的,可是我们假定璇玑向着是紫薇,就用北斗的瑶光跟另外两个相对性,紫薇在中间,璇玑就这样定了紫薇,假如这样的话,黄土文化是在2700公元前开始,这是我的假设,没有科学证明。伟大的发明指南针、火药,很多人以为当时发明在欧洲,其实都是发明在中国的,可是望远镜的发明是在欧洲,伽利略和牛顿开始了现代物理的发展。伽利略、牛顿18世纪就发现电动可以产生磁场,伽利略发现质动可以产生电,然后到20世纪产生相对论。

这里有几位重要的科学家在核能控制方面。(幻灯)这是爱因斯坦在193982,爱因斯坦给罗斯福写封信。核的发明和应用开始了人类的文化,太阳能是核能,太阳是一个庞大的核反应堆。1942212直接产生了人类可以控制的核能,不通过太阳。我记得在40年代我做研究生的时候,FERMI老师每星期都花半天时间跟我讨论,每一个学生他对所有的物理问题都可以自己下手。FERMI有时候问我,知不知道太阳内部的温度是多少,我说大概一千万度,你算过吗?我自己没算,他说不行,一定要自己算。我说算太复杂,太阳的温度这是亮度,这是半径,这是温度,亮度T度跟温度T度是18次方,所以这个做起来相当麻烦。FERMI说你做一个玩具弄一个算尺,最早的计算器是算盘,接着就是算尺,这是FERMI做的这个尺,我把这个照相尺寸弄大一点,它上面是18Log,下面是6.5log,这是我当时在芝加哥做研究生的,有了这个算尺我当时自己算出来了。

我现在要讲21世纪的前景,103年前,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的文化,因此三年前联合国决定将2005年作为世界物理年。这是五篇文章,爱因斯坦第一篇文章测量分子大小的新方法。第二篇光量子。第三篇布朗运动,第四篇狭义相对论,第五篇能源等于质量乘的平方,在2005年联合国决定把2005年作为世界的物理年,并对新世纪的人类可能产生同样或者更大的影响,这一点我要解释一下。这是05年的邮票,这邮票就是说我们已知的宇宙,我们这样的物质总能源5%,暗物质能量是25%,暗能量是70%,其他的能量都不是我们这里的物质,这是很稀奇的,什么是暗物质我们不知道,什么是暗能量我们也不知道,我们这样的物质我们叫它已知物质是由电子、质子、中子和极少量的正电子、反质子构成的,暗物资不是我们这样的物质,用公式算出来暗物质能量比我们已知能量大了5倍。最近几年通过哈勃大孔望远镜发现我们宇宙不仅在膨胀,而且是加速地膨胀,它是负的压力,这个负的压力,那么这个压力就是暗能量,比我们物质能量大了14倍,最早的假设负的压力是爱因斯坦提出来的。我自己的一个探讨在04年,暗能量的可能来源是一个天外有天,什么天外有天呢,很可能因为有暗能量,我们宇宙之外可能有更多更多的宇宙,而这种相通的是暗能量相通的。

这是另外一篇我的文章,我说很可能暗能量在负的压力下产生新的物质,所以就把在美国高能核物理的新发现和暗能量的关系,这是不是暗能量还不一定,我只是一个探索。如果这有关系,核能和宇宙暗能量联系的就和天相遇,天外有天连起来。最近美国布鲁克海文国家实验室发现新的核物质,我们叫他SQGH,这文章就说高能量是不是也有负压力。

这是中国的大画家,他为了做对照他画了两个牛在斗,核子重和牛对撞生新能,他在清华大学做的雕塑就是牛,各位有机会可以看看。这是在瑞士日内瓦跟法国边境周长27公里,这也可能出很多核心的物理。也是一个LHCATLOS的探测器。

暗能量在我们宇宙中占据了如此重要的地位,爱因斯坦最早提出的,所以爱因斯坦对21世纪科学发展的贡献比20世纪更大,了解暗物质,了解暗能量是21世纪科学很大的挑战,我相信我们会成功。1952年我和杨振宁合写两篇关于物理的文章,爱因斯坦也请他的助手来问我们能不能跟他讨论。爱因斯坦看了我们的文章觉得很有意思,爱因斯坦问了我们各自的细则,他的问题都着重于物理的基本观念,他的英文有相当重的德国口音,他讲得很慢,我们的讨论范围非常广泛,也谈了很长时间,约一个多小时。爱因斯坦站起来跟我握手,就说祝你未来在物理学中获得成功,我记得他的手大,厚而温暖。对我来讲,这是一生最难忘的经历,他的祝福使得我深深感动。我们讨论就在这张桌子前,三年后爱因斯坦过世了,这张照片是他过世之后一、两天时照的,你看他办公室多简单,有些书、有一些杂志,黑板上一些方程式,这样一个伟大的天才一生,完全献身在科学。这是爱因斯坦住的房子,它这个房子很简单的,现在北京都是高楼了,这个房子非常非常简单的,这是他的一生。

我们纪念五百年前望远镜的发明,我们纪念一百多年前1905年爱因斯坦对物理的贡献,我们也纪念五十多年前爱因斯坦的过世。我们更纪念伽利略和爱因斯坦一生对人类的贡献,为科学献身。我们地球在太阳系是一个不大的行星,我们的太阳在整个银河星云系四千亿颗恒星中也不是怎么出奇的星。我们整个银河系在整个宇宙里面也是相当渺小的。可是因为我们有发扬炎黄文化的祖先,因为四百年前望远镜的发明,也因为爱因斯坦在我们小小的地球上生活过,我们这个黄土蓝水的地球,就比宇宙其他部分有特色,有智慧,有人的道德。谢谢大家!

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