“王恩哥院士是今天的主講人,也是我們整體‘蔡宅講堂’的主持人,他長期從事凝聚態物理研究,發表論文200余篇,被引用5000余次曾獲第三世界科學院物理獎、德國洪堡學術獎、國際華人物理學會亞洲成就獎、國家自然科學二等獎等一系列國內外重要物理獎項”研究生院常務副院長王楊林教授表示,“現兼任香港大學物理系名譽教授,以及倫敦大學和英國國立大學學術顧問。但除此之外,他還有一個特殊的身份,那就是和今天在座的同學一樣,他是北大的研究生。” 恰如其分的介紹引起了觀眾的陣陣笑聲,頓時拉近了我們與這位物理學大師的距離。
“今天我想和你們談談自然科學的一個小分支,叫做物理學。” 王院士以謙虛、樸實的態度開始了本次講座,并簡要總結道:“我一直在思考一個問題,那就是物理學離普通人的生活還有多遠,對未來的生活會產生什么影響?這將成為我生活的主題。”
“物理學是自然科學的一個非常特殊的分支。它的范圍從研究宇宙到討論夸克。它快至阿秒,慢至數億年。我無法想象任何其他學科可以做到這一點,無論是文科還是理科,無論是自然科學還是社會科學。” 這些話讓我們對物理學研究的深度和廣度有了深刻的認識。 同時,我們也感嘆學習物理的艱辛和不易。 王院士還用“”一詞來形容物理學。
“為了讓同學們收獲更多,在今天的報告中我將帶大家回顧物理學的悠久歷史,介紹物理學各個階段??取得了哪些杰出成就。” 王院士認為,整個物理學史上最鮮明的成就是發生在1900年左右的飛躍。在此之前的物理學可以稱為“經典物理學”,主要研究力、熱、電、光四個學科。 到了20世紀初,隨著相對論和量子力學的誕生,今天的物理科學奠定了基礎。
對于20世紀物理學發展的規律現代物理學的開創者和奠基人是:()。,王院士一針見血地說:“物質世界是有層次的,反映物質世界的物理定律也是有層次的。 物理學的每個層次都植根于更深的層次。 同時,每一層次的物理定律都不能簡單地還原為更深層次的物理定律,即每一層次的物理都是取之不盡、用之不竭的。”
“物理學是最早認識機械運動規律的學科,力學是最早發展起來的物理學分支。” 為了讓我們更好地理解這一點,王院士舉了一個例子,“比如,幾千年前,古人就意識到用杠桿撬動重物,涉及到最簡單的力學原理。”
進入十六世紀后,牛頓在系統總結伽利略提出的慣性概念、開普勒提出的軌道定律、面積速度定律和周期律的基礎上,在其著名科學著作《自然哲學的數學原理》中總結后介紹對于三大運動定律,即慣性定律、基本運動定律和作用力與反作用力定律,王院士總結道:“牛頓運動定律和萬有引力定律建立了完整的經典力學理論”。
隨后,王院士向我們簡單介紹了熱能的發展歷史。 20世紀之前的數百年里,焦耳、開爾文、克勞修斯、能斯特等杰出科學家先后提出了熱力學三定律,并制定了熱力學溫標。 并間接論證了第一類、第二類永動機的不可實現性。 這些熱力學基本定律與熱平衡定律一起構成了熱力學的基礎。
在談到電磁學時,王院士特別提到了庫侖定律和麥克斯韋方程組,“庫侖定律類似于萬有引力定律,但它描述了兩個帶電體之間的吸引力和排斥力,是整個靜電學的基礎;麥克斯韋方程組將電和磁極其完美地統一起來,無論哪個物理學家看到這套方程組,都會從心底里表達出由衷的敬佩之情。
談到光學的發展,王院士對研究生提出了具體要求,“大家在做科學研究的時候,一定要尊重科學真理,不能盲目聽從專家的權威意見。” 對此,王院士真誠地說,“十七、十八世紀時,關于光的本質存在激烈的爭論。當時,由于牛頓在物理學界的崇高地位,他所倡導的‘粒子論’得到了絕大多數人的認可,直到麥克斯韋成功證明了光是一定波長范圍內的電磁波,正確的‘波動論’才被認可。
“20世紀之前經典物理學的發展是完美的。著名科學家開爾文在報告中說,‘在已經基本建成的科學大樓里,年輕一代的物理學家似乎只需要做一些零碎的修補工作。然而,在物理學晴空的遠處,卻有兩片令人不安的烏云。’”王院士為我們總結了經典物理學的發展歷程后總結道:“正是這兩片烏云使物理學擺脫了束縛。”擺脫了經典物理學思想的束縛,完成了現代物理學的一場深刻革命,為隨后層出不窮、層出不窮的高科技奠定了基礎。”
相對論和量子力學的建立已經過去了很長一段時間。 它經受了實踐和歷史的檢驗,是人們普遍認可的真理。 對于它們的重大意義,王院士向我們解釋道:“相對論對現代物理學具有重要意義。” 它對現代人類思維的發展產生了巨大的影響。 它將經典物理學在邏輯上統一起來現代物理學的開創者和奠基人是:()。,使經典物理學成為一個完美的科學體系。”同樣,量子力學也是現代物理學的基礎之一,它在低速、微觀現象的范圍內具有普遍適用的意義。它的產生和發展標志著人類認識自然從宏觀世界到微觀世界的重大飛躍。
作為現代物理學的先驅和奠基人,愛因斯坦對物理學的發展做出了不可磨滅的杰出貢獻。 正如一位法國物理學家所評論的:“在我們這個時代的物理學家中,愛因斯坦將走在最前列。他現在是、將來也將永遠是人類宇宙中最耀眼的明星之一。”
王院士的精彩演講贏得了大家的熱烈掌聲。 在問答環節,有學生問:“您如何看待自然科學與社會科學的關系?” 對此,王院士簡潔地回答道:“自然科學和社會科學相互之間有著非常重要的影響。2013年,北京大學物理學院將舉辦百年論壇,第一位受邀的學者將是語言學家。學生們不應受自己專業的影響,根據自己的興趣涉足自然科學或社會科學。”
“在蔡齋講堂的第一堂課中,葉老師曾提到,現代社會普遍存在著一種普遍的科學迷信現象,您對‘科學迷信’問題有何看法?” 針對同學們提出的實際問題,王院士向大家解釋道,“科學本身有一定的局限性,比如二十世紀之前的經典力學并沒有錯,但只適用于低速宏觀范圍”所以,要想不迷信科學,就必須了解科學。為了不迷信科學,就必須學好科學。
王院士兩個小時的講座即將結束,現場氣氛依然十分活躍。 同學們圍繞物理與人類等話題與王院士進行了交流和討論。 “蔡齋講座”第三場講座也在大家的依依不舍中落下帷幕。