李政道:像愛因斯坦那樣勇于追求科學(xué)真理
中科院外籍院士 李政道
編者按 4月15日,中國科協(xié)召開了“世界物理年紀(jì)念大會(huì)”。在這個(gè)紀(jì)念“愛因斯坦奇跡年”100周年的大會(huì)上,著名物理學(xué)家李政道發(fā)表了題為《在祖國紀(jì)念愛因斯坦》的演講,他的演講熱情、生動(dòng),飽含深情。他回憶了自己與愛因斯坦面對面交流的經(jīng)歷,愛因斯坦溫暖的大手,親切 鼓勵(lì)的話語,今天聽來,不僅是對李政道先生的鼓勵(lì),也是對探求科學(xué)真理的后來人的巨大激勵(lì)。
李政道 1926年生于中國上海。1957年和楊振寧因“發(fā)現(xiàn)宇稱原理的破壞”而被授予諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。在統(tǒng)計(jì)力學(xué)方面作出了開創(chuàng)性的重大貢獻(xiàn)。被授予愛因斯坦科學(xué)獎(jiǎng),意大利共和國最高騎士勛章,當(dāng)選為美國藝術(shù)科學(xué)學(xué)會(huì)成員,意大利林契國家科學(xué)院院士等。1971年當(dāng)選美國科學(xué)院院士。
愛因斯坦一生對中國關(guān)懷很深,1922年兩次來上海,他在來上海的船上收到瑞典方面通知他獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的電報(bào)。中國學(xué)者和青年對相對論有高度的興趣和了解,中國人民對愛因斯坦也懷著崇敬之情。
我手頭有一張愛因斯坦與卓別林在一起在照片,有人根據(jù)這張照片,虛構(gòu)了一場愛因斯坦與卓別林的對話,愛因斯坦說:“我們兩人都是名人,你在舞臺(tái)上有胡子,在生活中沒有胡子。”卓別林說:“是啊,我們是名人,可是大家既認(rèn)識(shí)我,又知道我在做什么,他們可能知道你的名字,卻可能不認(rèn)識(shí)你,更不知道你在做的是什么。”實(shí)際上,現(xiàn)在全世界都知道愛因斯坦在做什么,而且知道他的工作對世界產(chǎn)生了多么重大的影響。在我看來,愛因斯坦的科學(xué)成就,對新世紀(jì)人類文化可能會(huì)產(chǎn)生與上世紀(jì)同樣或更大的影響。
理由是什么?這得從愛因斯坦的一篇文章談起。科學(xué)家已經(jīng)知道,在構(gòu)成宇宙的物質(zhì)和能量中,約占宇宙總能量的5%是已知物質(zhì)的能量,約25%是暗物質(zhì)的能量,約70%是暗能量。
可什么是暗物質(zhì)?什么是暗能量?我們至今還沒有搞清楚。已知物質(zhì)是由電子、質(zhì)子、中子……和極少量的正電子、反質(zhì)子……構(gòu)成。從引力場,我們知道暗物質(zhì)的存在,但暗物質(zhì)的構(gòu)成方式與已知物質(zhì)的方式不同。已知物質(zhì)的能量約為暗物質(zhì)的能量的五分之一。
暗能量更是奇怪,它有幾個(gè)特點(diǎn):一、它是一種負(fù)的壓力;二、在裂變和聚變反應(yīng)中,反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量有少量的差異。按照愛因斯坦的著名質(zhì)能公式E=mc2,這些少量的質(zhì)量差異能夠轉(zhuǎn)化為巨大的能量;三、暗能量可以將物質(zhì)質(zhì)量全部消失,完全轉(zhuǎn)化為能量!愛因斯坦在二十世紀(jì)早期就曾假設(shè)過負(fù)壓力(暗能量)的存在。他在一篇物理學(xué)文章中提出了這個(gè)觀點(diǎn)的相關(guān)公式。后來,因?yàn)闆]有實(shí)驗(yàn)的支持,愛因斯坦就放棄了這一方向。最近幾年,通過哈勃太空望遠(yuǎn)鏡(Hubble SpaceTelescope),我們發(fā)現(xiàn),我們的宇宙不僅是在膨脹而且是在“加速地”膨脹。從宇宙膨脹的加速度可以推算出,已知物質(zhì)的能量約為暗能量的十四分之一。
我前不久寫了一篇《暗能量的可能來源》的文章,探討暗物質(zhì)的存在,我的觀點(diǎn)是“天外有天”:因?yàn)榘的芰浚覀兊挠钪嬷饪赡苡泻芏嗟挠钪妗N易罱€寫了另一篇文章,試探和解釋最近美國高能核物理的新發(fā)現(xiàn)和暗能量的關(guān)系。我的觀念是“核天相連”:核能也許可以和宇宙中的暗能量相變相連。
暗能量在我們的宇宙中占據(jù)了如此重要的位置,而愛因斯坦是最早提出這一觀念的,所以愛因斯坦對二十一世紀(jì)的科學(xué)發(fā)展的影響,很可能比對二十世紀(jì)的更大!
一百年前,愛因斯坦解決了許多理論物理學(xué)方面的難題,同時(shí),他又給我們提出了許多新的難題,比如“統(tǒng)一場論”,雖然至今還未成功,但它一直是理論物理學(xué)的目標(biāo)之一。由于愛因斯坦和全球無數(shù)的物理學(xué)家的工作,理論物理“遭遇了更多的難題”。在這些難題中,了解暗物質(zhì)和暗能量是二十一世紀(jì)科學(xué)的大挑戰(zhàn),我相信我們會(huì)勝利的。
1952年我和楊振寧合作寫了兩篇統(tǒng)計(jì)力學(xué)的文章。愛因斯坦請他的助手考夫曼(BruriaKaufman)來找我們詢問,是否可以和他討論。我們走到他的辦公室。他的桌子上就放著我們的文章,愛因斯坦說,他看了這兩篇文章覺得很有意思。愛因斯坦先問關(guān)于文章中所用巨正則系綜(Grand Canonical Ensemble)的基礎(chǔ)。顯然,他并不熟悉這一觀念。這很出我的意外,因?yàn)槲乙詾榫拚齽t系綜是為了他1925年玻色-愛因斯坦凝聚(Bose Einstein Condensation)的工作而創(chuàng)造的。愛因斯坦又問了我們文章中的格氣(Latticegas)的細(xì)則。他的問題都著重
于物理的基本概念。我的回答使他很滿意。他說的英語帶有相當(dāng)重的德國口音,而且講得很慢。我們的討論范圍十分廣泛,也談了很長時(shí)間,約一個(gè)多小時(shí)。最后,他站起來,和我握手并且說 “Wish you future success in physics.” 祝你未來在物理學(xué)中獲得成功 。我記得他
的手大、厚而溫暖。對我來說,這實(shí)在是一次最難忘的經(jīng)歷。他的祝福使我深深感動(dòng)。
愛因斯坦逝世于1955年4月18日,我們紀(jì)念一百年前1905年愛因斯坦對物理的貢獻(xiàn),我們也紀(jì)念五十年前愛因斯坦的過世。我們更紀(jì)念愛因斯坦一生對人類的貢獻(xiàn),為科學(xué)獻(xiàn)身。我們的地球在太陽系是一個(gè)不大的行星。我們的太陽在整個(gè)銀河星云系四千億顆恒星中也好像不是怎么出奇的星。我們整個(gè)銀河星云系在整個(gè)宇宙中也是非常渺小的。可是,因?yàn)閻垡蛩固乖谖覀冃⌒〉牡厍蛏仙钸^,我們這顆藍(lán)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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