量子化·对称·相位因子_20世纪理论物理学的主旋律杨振宁文库.docVIP

量子化·对称·相位因子－20世纪理论物理学的主旋律 主讲:杨振宁 时间:2007-4-13 主持人： 观众朋友，欢迎您来到CETV学术报告厅，我们身后是东南大学的大礼堂，东南大学是一所历史悠久的学校，它前身是中央大学和南京工学院，到2002年的时候，它迎来自己的百年诞辰，世界著名的实验物理学家吴健雄先生就毕业于这所大学，并且以自己的名字在东南大学设立了吴健雄实验室，走在世纪之交的东南大学在深化教育改革、培养跨世纪人才方面又取得了喜人的成绩，在教育部评选的第一批本科教学评估三所优秀学校中，东南大学榜上有名，世界物理学大师杨振宁先生是东南大学的名誉教授，最近，他又来到东南大学，并且发表了重要的学术演讲，题目是量子化、对称、相位因子，21世纪理论物理学的主旋律，下面请您收看这个学术演讲。 杨振宁： 我们如果看一下子20世纪人类的历史，就会发现到曾经有过惊人的进步。在20世纪，第一次发现了第二种能源，比火还要强很多倍的核能，这个是人类长远历史上一个重要的事情。 人类社会控制住电子的行动，从而制造出来半导体，而半导体引导出来了计算机，大大提升人类的生产力，这个的影响，是我们今天已经可以看见，而到下一世纪，以至于再下几个世纪的影响，是今天没有方法估计的。另外一点，人类发现了研究极小结构的方法，这是从世纪开始发现了X光衍射，这一类的发现，大大增加人类研究小结构的本领，从而发现了双螺旋结构，而双螺旋结构引导出来了今天的生物工程技术，这个发展在21世纪以及以后的世纪，所要对人类发生的影响，也是今天没有方法估计的。 人类第一次离开了地球的引力，能够登上月球，许多发展还有许许多多别的，都标志了20世纪，恐怕是人类远古以来的历史里头，发展最快的一个世纪，这些发展的影响固然是大，可是，它们所以能够在20世纪展开，是因为物理学在20世纪里头，在更深的层面里头，有了基本的结构上的新的发展，是人类对于时间、空间、运动、能量以及力量，对于这样五个观念，整体的认识有了革命性的变化，那么刚才我所讲的那许多大的，与我们日常生活有密切关系的这些发展，都基于这五项基本的认识，在20世纪的新的革命性的发展。 我们知道在交响乐里头，有所谓的主旋律，整个交响乐就是经过几个不同的、而互相相关的主旋律纠缠在一起，这个发展出来，就变成了一个交响乐。如果我们以这个眼光来分析一下20世纪基本物理的发展，就发现到有三个主要的旋律，这三个主要旋律是量子化、对称、相位因子。量子化引进到物理里面，是1900年普朗克（音）的一篇文章，在1900年以前，物理里面所讨论的数目，测量出来的东西，都是连续一个东西可以一尺长，可以两尺长，可以1.01尺长，这是一个连续的变数，可是到了世纪之交，在19世纪末，20世纪初的时候，普朗克（音）大胆地提出来了一个量子观念，这个是整个影响了20世纪的物理学发展，以及所有用了20世纪物理学发展所引导出来的实际的结果。不过，普朗克（音）并没有完全了解他的这个量子化大胆的提议，事实上，你如果去看他后来写的文章，就发现到他这个文章，大胆的文章发表了以后，慢慢在退步，一篇文章再写一篇，就是渐渐地可以说，恐怕我所讲的胆子太大了一点。可是，过了五年以后，一个年轻的爱因斯坦在1905年，没有退后，他把普朗克（音）的见解向前再推进了一步，从爱因斯坦这篇文章里面就提出了光子这个观点，光子的意思是说，光的传播不是一个连续的，以前大家觉得光是连续的波，爱因斯坦的想法，说光是一个一个光子传播过来的，这又是一个革命性的建议。这个当时也并没有完全被大家了解，又过了半年，尼尔斯波（音）写了一篇文章，这个文章把普朗克的观念引到了原子核与原子的结构，这篇文章有关键性的重要，因为它使得大家对周期表的结构跟简单的原子的结构，有了一个初步的认识，而把这个认识里边一个重要的元素，放进了量子观点，所以可以说这三篇文章是量子化引进到人类的历史里头，最早的几篇文章。这个文章跟以后爱因斯坦跟波尔的文章发表了以后，有了很多的讨论。从1913年到1925年期间，是物理学历史上非常动荡的一个时代。为什么呢？因为大家知道，他们三位所提出来的见解，是有正确的地方，有许多很复杂、从前不能了解的观念、现象，被他们的想法弄进去以后，就有了一些恍然大悟的感觉，可是另外又有许多新的现象，是他们的想法不能解释的，甚至证明他们的想法一定是错误的，所以从1913年到1925年，这也是一个非常紊乱的时代，那个时代里头，有很多的文章，这许多文章多半是在德国发表的，原因是因为这个整个领域，从普朗克开始到爱因斯坦，到波尔所主体研究的方向是光谱学，而那时候光谱学做得最好的，是在德国，这十几年之间，物理学里头，产生了很多很多的新的见解，也产生了很多新的，可是错误的见解。关于这段时间的历史，是很不容易