[图文]路甬祥院长在我校作“百年物理学的启示”报告

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  • 创建于 2005-05-31
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     【新闻网5月31日讯】为庆祝中国科学院学部成立50周年, 5月31日上午,“科学与中国”院士专家巡讲团在我校玉泉路园区礼堂举办主题报告会,邀请全国人大常委会副委员长、中国科学院院长路甬祥院士作题为“百年物理学的启示”报告。中国科学院京区各研究所的科研骨干、研究生院的师生700余人参加了会议。报告会由院士工作局、中科院研究生院和中国物理学会共同承办,中国科学院副院长李静海主持了报告会。该报告会同时也是2005世界物理年纪念爱因斯坦相对论诞生100周年的学术报告会。

    路甬祥院长的报告,首先回顾了爱因斯坦相对论奠基之作《论动体的电动力学》拉开近代物理学革命序幕以来百年发展的历史。他说,一百年前,爱因斯坦在伯尔尼狭小而简陋的公寓里写下了十几篇科学文章,其中的五篇论文,即讨论了光量子以及光电效应的《关于光的产生和转化的一个启发性观点》、推导出计算分子扩散速度数学公式的《分子大小的新测定》、提供了原子确实存在证明的《关于热的分子运动论所要求的静止液体中悬浮小粒子的运动》、提出时空关系新理论的《论动体的电动力学》,以及根据狭义相对论提出质量与能量可互换思想的《物体的惯性是否决定其内能》,成为科学史上著名的论文。特别是作为相对论奠基之作的《论动体的电动力学》,拉开了近代物理学革命的序幕。

    路甬祥说,这场以量子论和相对论为基础的近代物理学革命,将科学引入到一个新的时代,由此,人类认知的触角伸向广袤的宇宙,伸向遥远的宇宙起源之初,伸向人类在此之前所未知的微观物质层面。近代物理学革命在以后的岁月里还引发了生命科学的革命。这一切改变了人类的物质观、时空观、生命观和宇宙观。而且,近代物理学革命催生出核能、半导体、激光、新材料和超导等技术物理,促进了一批新技术的飞速发展,并籍此改变了人类的生产和生活方式,将人类推进到知识经济时代。

    他说,爱因斯坦等近代物理学革命的缔造者,无疑是科学史上、乃至人类历史上的划时代伟人。我们纪念他们,回顾一百年来物理学的发展历程,并不仅仅是为了感念和追思,更重要的是要从他们的成就与发现历程中汲取可贵的启示与经验,以对我们把握科学的未来与发展有所裨益。

    在阐述物理学百年发展史对人类的启发时,路甬祥院长用百年来物理学发展史上的大量标志性科学人物和科学事件深刻地阐述了近代物理学的发展对当代科学和社会发展的重要意义。在论述“实验与理论之间的矛盾催生新概念”这一命题时,他列举了冶金工业的迅速发展所要求的高温测量技术推动了对于热辐射的研究的历程及其对人类的启示。他说,我们从对黑体辐射的实验研究到量子理论的提出可以认识到,科学归根结底是实证知识体系,一旦理论与严密的实验结果不一致,无论这种理论的权威性如何,无论这种理论得到多少人、多少年的信奉,作为科学家,都有理由去怀疑理论本身。同时,我们还认识到,科学探索的最终结果是对发现的自然现象做出理论解释,而做出理论解释,不仅需要有严谨的科学态度,理性的质疑精神,更需要有深邃的思考能力和缜密的分析能力,以及理论思维能力。

    以爱因斯坦的相对论、宇宙大爆炸理论和地球磁场理论的提出与完善过程为例,路院长提出“科学想象力需要严谨的实验证据支持”,他还强调说,在科学的发展中,解决问题固然是重要的,而提出重要的科学问题似乎更重要。提出问题是科学研究的前提,提出重要的科学问题更能昭示科学所蕴含的创造性。有时,一个重要科学问题的提出甚至能够开辟一个新的研究领域和方向。提出问题,需要对已有知识的透彻理解,需要热爱真理胜过尊重权威的科学态度,需要极强的观察和洞察能力,以及创造性的思维能力,同时,还需要敢于创新的勇气和信心。

    在讨论“自然科学需要数学语言”问题时,路甬祥院长以开普勒、伽利略和牛顿等科学家的例子,提出近代物理学的书写语言是数学。他说,革命导师马克思甚至认为,只有当一门学科成功地运用了数学才可以认为是成熟了的学科。路院长还以计算机的发明为例论证这一议题。他说,电子数字计算机是一种延扩人脑的机器,它是数学与物理学结合的产物,而它的产生又对数学和物理学产生巨大的影响,产生出物理学的数学实验。我们有理由期待数学与生命科学结合的生物计算机,并通过它理解人的大脑运作等诸多生命活动的复杂规律。

    路甬祥院长的报告内容还有“重大科学突破始于凝练出科学问题”、“新仪器的发明为科学打开新的窗口”、“物理学与生命科学的相互作用”、“社会需求的拉动以及科学与技术的互动”等。在谈到“物理学的魅力及其未来”时,他说,物理学的魅力不仅体现在其物化成果可以极大地改变人类的文明,尤其需要指出的是,物理学、特别是近代物理学,彰显出科学给人类带来的认知能力上的升华。物理学从纷杂的事物中抽象出物质的统一特性,更正了我们日常的肤浅认识,透过表象为我们揭示出物质本质上的奇妙特征,并且借助数学和逻辑,做出了最为理性、简洁的物理表述。物理学在为我们解释周边物质世界的同时,也为我们营造出内容丰富、思维缜密、不断创新、妙趣无穷的理论、方法与实验体系。

    他说,相对论和量子论在科学各个领域的扩展和应用,虽然已经取得很大的成功,但是还远未到达止境。看来一直作为精密科学典范的物理学还是魅力未减,作为其他经验科学基础的地位短时期内不会改变。物理学的巨大魅力还在于它从理论认识中衍生出众多技术原理,20世纪的物理学为我们这个社会提供四个主要新技术原理,即核能技术、半导体技术、激光技术和超导技术。虽然在20世纪近代物理学革命以后,在约为四分之三世纪的时间内,物理学并没有发生新的、基础性的重大变革,物理学的进展主要表现为相对论和量子论的推广应用,但是这并不意味着物理学的发展已经走到了尽头。

    最后,路甬祥院长总结道,当代科学发展的态势和社会对科学的迫切需求,将在很大程度上影响科学未来发展的方向及其特征。一些传统学科仍将保持相当的独特性,物理科学作为整个自然科学发展的基础地位一时还不会动摇,但是科学的学科结构重心将转移到生命领域;数学科学作为数与形的科学,其简洁、精确和优美的表述方法将在自然科学、应用技术与社会人文科学中得到更为广泛的利用;信息技术作为研究与知识信息交流、传播的技术手段,会随着自身的发展及其与其他领域的结合不断进步,并通过广泛的渗透而促进其他领域的发展;各自然系统的研究以及自然科学与人文社会科学之间的结合将成为跨学科研究的生长点,它们的发展和广泛运用,都将有力地推动学科间的整合和交叉科学的诞生与繁荣。

    路甬祥院长的报告以爱因斯坦的主要成果为主线,回顾了上个世纪物理学的发展,介绍了物理学与数学、生命科学等自然科学的交叉及其对社会发展的推动作用,分析了社会需求拉动推动科学技术自身发展的互动关系,讨论了物理学及自然科学的发展规律,提出了科学工作者应具有的素质、理念和思索问题的方法,并对物理学的发展进行了展望。路院长的报告对我国科技界提高科技自主创新能力,对中国科学院做好“知识创新三期工程”,都具有重要的指导意义。

    随着报告的结束,进入现场提问环节。在场的青年学生纷纷举手踊跃提问。路院长一一给予耐心解答。路院长生动的语言、精彩的回答博得了在场听众一片热烈的掌声。

    新华社、人民日报、光明日报、经济日报、科技日报、科学时报、中央电视台海外中心、新浪网等新闻媒体对该场报告会进行了宣传报道。中科院院网站进行了文字直播。“中国科技博览网”对该场报告会进行了视频直播。
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