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李政道:像爱因斯坦那样勇于追求科学真理

《光明日报》4月21日

中科院外籍院士 李政道

编者按 4月15日,中国科协召开了“世界物理年纪念大会”。在这个纪念“爱因斯坦奇迹年”100周年的大会上,著名物理学家李政道发表了题为《在祖国纪念爱因斯坦》的演讲,他的演讲热情、生动,饱含深情。他回忆了自己与爱因斯坦面对面交流的经历,爱因斯坦温暖的大手,亲切鼓励的话语,今天听来,不仅是对李政道先生的鼓励,也是对探求科学真理的后来人的巨大激励。

李政道 1926年生于中国上海。1957年和杨振宁因“发现宇称原理的破坏”而被授予诺贝尔物理学奖。在统计力学方面作出了开创性的重大贡献。被授予爱因斯坦科学奖,意大利共和国最高骑士勋章,当选为美国艺术科学学会成员,意大利林契国家科学院院士等。1971年当选美国科学院院士。

  爱因斯坦一生对中国关怀很深,1922年两次来上海,他在来上海的船上收到瑞典方面通知他获得诺贝尔物理学奖的电报。中国学者和青年对相对论有高度的兴趣和了解,中国人民对爱因斯坦也怀着崇敬之情。

  我手头有一张爱因斯坦与卓别林在一起在照片,有人根据这张照片,虚构了一场爱因斯坦与卓别林的对话,爱因斯坦说:“我们两人都是名人,你在舞台上有胡子,在生活中没有胡子。”卓别林说:“是啊,我们是名人,可是大家既认识我,又知道我在做什么,他们可能知道你的名字,却可能不认识你,更不知道你在做的是什么。”实际上,现在全世界都知道爱因斯坦在做什么,而且知道他的工作对世界产生了多么重大的影响。在我看来,爱因斯坦的科学成就,对新世纪人类文化可能会产生与上世纪同样或更大的影响。

  理由是什么?这得从爱因斯坦的一篇文章谈起。科学家已经知道,在构成宇宙的物质和能量中,约占宇宙总能量的5%是已知物质的能量,约25%是暗物质的能量,约70%是暗能量。

  可什么是暗物质?什么是暗能量?我们至今还没有搞清楚。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。从引力场,我们知道暗物质的存在,但暗物质的构成方式与已知物质的方式不同。已知物质的能量约为暗物质的能量的五分之一。

  暗能量更是奇怪,它有几个特点:一、它是一种负的压力;二、在裂变和聚变反应中,反应前后物质的质量有少量的差异。按照爱因斯坦的著名质能公式E=mc2,这些少量的质量差异能够转化为巨大的能量;三、暗能量可以将物质质量全部消失,完全转化为能量!爱因斯坦在二十世纪早期就曾假设过负压力(暗能量)的存在。他在一篇物理学文章中提出了这个观点的相关公式。后来,因为没有实验的支持,爱因斯坦就放弃了这一方向。最近几年,通过哈勃太空望远镜(Hubble SpaceTelescope),我们发现,我们的宇宙不仅是在膨胀而且是在“加速地”膨胀。从宇宙膨胀的加速度可以推算出,已知物质的能量约为暗能量的十四分之一。

  我前不久写了一篇《暗能量的可能来源》的文章,探讨暗物质的存在,我的观点是“天外有天”:因为暗能量,我们的宇宙之外可能有很多的宇宙。我最近还写了另一篇文章,试探和解释最近美国高能核物理的新发现和暗能量的关系。我的观念是“核天相连”:核能也许可以和宇宙中的暗能量相变相连。

  暗能量在我们的宇宙中占据了如此重要的位置,而爱因斯坦是最早提出这一观念的,所以爱因斯坦对二十一世纪的科学发展的影响,很可能比对二十世纪的更大!

  一百年前,爱因斯坦解决了许多理论物理学方面的难题,同时,他又给我们提出了许多新的难题,比如“统一场论”,虽然至今还未成功,但它一直是理论物理学的目标之一。由于爱因斯坦和全球无数的物理学家的工作,理论物理“遭遇了更多的难题”。在这些难题中,了解暗物质和暗能量是二十一世纪科学的大挑战,我相信我们会胜利的。

  1952年我和杨振宁合作写了两篇统计力学的文章。爱因斯坦请他的助手考夫曼(Bruria Kaufman)来找我们询问,是否可以和他讨论。我们走到他的办公室。他的桌子上就放着我们的文章,爱因斯坦说,他看了这两篇文章觉得很有意思。爱因斯坦先问关于文章中所用巨正则系综(Grand Canonical Ensemble)的基础。显然,他并不熟悉这一观念。这很出我的意外,因为我以为巨正则系综是为了他1925年玻色-爱因斯坦凝聚(Bose Einstein Condensation)的工作而创造的。爱因斯坦又问了我们文章中的格气(Latticegas)的细则。他的问题都着重于物理的基本概念。我的回答使他很满意。他说的英语带有相当重的德国口音,而且讲得很慢。我们的讨论范围十分广泛,也谈了很长时间,约一个多小时。最后,他站起来,和我握手并且说 “Wish you future success in physics.” 祝你未来在物理学中获得成功 。我记得他的手大、厚而温暖。对我来说,这实在是一次最难忘的经历。他的祝福使我深深感动。

  爱因斯坦逝世于1955年4月18日,我们纪念一百年前1905年爱因斯坦对物理的贡献,我们也纪念五十年前爱因斯坦的过世。我们更纪念爱因斯坦一生对人类的贡献,为科学献身。我们的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好像不是怎么出奇的星。我们整个银河星云系在整个宇宙中也是非常渺小的。可是,因为爱因斯坦在我们小小的地球上生活过,我们这颗蓝色的地球就比宇宙的其他部分有特色,有智慧,有人的道德。
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