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物理的魅力和风采——大型物理学术报告会纪实

2005-06-01  点击:[]

 

   一个世纪前的1905年,当时26岁的默默无闻的爱因斯坦发表的5篇具有划时代意义的论文,彻底改变了传统的物理学,成就了现代物理学中三项伟大理论:分子运动论、狭义相对论和光量子假说,也为造福后世的诸多技术奠定了基础。20世纪的物理学道路和人类对宇宙的认识,在1905年被爱因斯坦照亮。为了纪念这颗闪耀的明星,联合国大会于2004年6月10日通过决议,正式宣布2005年为“国际物理年”。  

由中国科协青少年部和中国物理学会主办的有关国际物理年的一系列纪念活动在国内已拉开帷幕,内蒙古物理学会和内蒙古青少年科技中心也组织了相应的纪念活动。继4月19日在土默特中学举行了“物理照耀世界”光束传递活动之后;4月24日又在内蒙古大学举办了大型物理学术报告会、2005国际物理年签名活动、“推动人类文明进步的物理学”展览等丰富多彩的纪念活动。    

物理学术报告预定在下午3点开始,可是下午还不到2点,主会场就已经坐满了学生。全市各大学、中学的部分学生、教师共800多人齐聚在内蒙古大学理工大楼现代化的三个多媒体联动报告大厅,热切兴奋地、聚精会神地聆听了著名物理学家罗辽复先生、梁希侠先生所作的物理学术报告。  

 

著名物理学家罗辽复先生的报告题目是“暗能量与垃圾DNA”。罗先生用最浅显的语言和比喻给大家讲述了爱因斯坦的杰作——广义相对论中宇宙空间弯曲的含义并饶有趣味地讲述了爱因斯坦的宇宙常数。1917年,爱因斯坦将广义相对论公式应用到整个宇宙,想看看能否获得对宇宙本质的新认识。爱因斯坦的公式却让他十分惊讶:公式表明宇宙要么在膨胀,要么在收缩,但就是不能保持静止!为此,爱因斯坦引进一个宇宙常数,它代表着真空中有一种看不见的能量,其密度是一个常数,会产生宇宙排斥力。我们只要调整这个常数,就可以平衡引力与宇宙排斥力,而得到静止且封闭的宇宙。

   1929年,天文学家哈勃发表了他的宇宙膨胀观测结果——所有的星系都正离我们远去,我们的宇宙不是稳态的,是在膨胀的,这个观测完全改写了人类的宇宙观。自此,爱因斯坦抛弃了自己过去信奉的稳态宇宙理论,宇宙常数也被爱因斯坦视为其一生中最大的错误而丢入垃圾桶。

     然而,爱因斯坦真的错了吗?一个没有加进“宇宙常数项”的爱因斯坦公式虽然也能推导出一个膨胀的宇宙,但其膨胀速度总是逐渐减慢,而不可能越来越快,这是因为宇宙中物质引力造成的效应,就好比你把一颗球往上拋,地球的引力会让这颗球的上升速度越来越慢一样。今天,更多的观测事实一再显示,我们宇宙的膨胀速度,非但没有因物质的引力作用而越来越慢,反而越来越快!宇宙正在加速膨胀,这就证明了宇宙排斥力存在,这个排斥力的来源就是充盈宇宙的暗能量。宇宙常数就是指这种宇宙空间中恒定的能量密度,它本来描述了宇宙的真实状况,却不能被几十年前的科学家所理解,落得个被抛弃的命运。现在,宇宙常数起死回生了,爱因斯坦视为一生中最大的错误,到头来竟是对的。

很久以来,在人类基因组的众多基因中,人们发现只有不到10%的DNA序列参与了编码蛋白质或者酶,而剩下90%没有显示出那些功能,于是就有人认为它们是没有用的‘垃圾DNA’,垃圾DNA真的是垃圾吗?人们早期对‘非编码DNA’序列的功能和重要作用认识不足,不知道其为什么存在,存在的意义是什么?因而认为是垃圾序列。随着人类基因组测序完成,人们开始对这些‘非编码DNA’序列开展系统的研究。如今大多数科学家都认为不编码蛋白质的基因不是垃圾,这部分基因中包含非常重要的调控元件,掌握他们之间的关系,可以从根本上提高对生命规律的基本认识。目前,许多有关的研究工作已经开展。     

著名物理学家梁希侠先生的报告题目是“爱因斯坦·物理学·现代科技”。梁先生用翔实丰富的资料和图片介绍了爱因斯坦的生平和光辉的科学历程,生动地讲述了一百年来物理学的发展和物理学对现代科学技术发展的巨大影响。1879年3月14日,爱因斯坦出生在德国乌尔姆市一个中产阶级犹太人家庭。5岁时,父亲给了他一个指南针,指针在磁力的无形作用下转动的情景让他惊讶。像牛顿看到掉落的苹果一样,爱因斯坦产生了一种奇怪的感觉,认为自己看到的现象是具有深远意义的。  

  由于不认同权威,爱因斯坦一度被人认为注定一事无成,大学毕业后无法进入学术机构,只在瑞士伯尔尼专利局找到一份临时工作。但在那里,爱因斯坦的科学激情终于重新迸发出来。仅就爱因斯坦在1905年6月和9月发表的两篇有关狭义相对论的论文而言,就具有改变历史进程的深远意义,它们提出了关于时间和空间的全新概念。  

  1915年,爱因斯坦发表广义相对论。这是继狭义相对论之后,近代科学的又一个重大成就。1919年,英国天文学家爱丁顿的日全食观测结果证实了爱因斯坦所作的光线经过太阳引力场会弯曲的预言。爱因斯坦由此声名鹊起,相对论成为人们家喻户晓的名词。  

  1921年,爱因斯坦因在光电效应方面的研究而被授予诺贝尔物理学奖。1933年由于纳粹德国反犹太主义狂潮,爱因斯坦被迫移居美国,1940年获得美国国籍。1955年4月18日,爱因斯坦在美国普林斯顿辞世。

  爱因斯坦以其无与伦比的智慧和思想在100年中带来的变化超过了他之前两个世纪的科技进展。爱因斯坦的思想和方法为电脑、卫星、电信、激光、电视、核能和原子弹的问世作出了贡献。因为爱因斯坦,我们成了与100年前的祖辈不同的一代,彻底、完全的不同。  

 

罗辽复先生和梁希侠先生的学术报告精辟地阐述了爱因斯坦的科学思想,深入浅出地把高深莫测的理论作了形象的比喻和通俗的表述,论题的博大精深和讲述的幽默风格令在场的莘莘学子们热烈兴奋,会场中不时传来惊叹和欢笑。报告会结束后,同学们簇拥在罗辽复先生和梁希侠先生身边,请先生签名和进行讨论交流。

 

近年来,公众的物理意识正在削弱。此次活动的宗旨就是通过展示物理学在社会、经济、技术、文化和国家安全等方面的重要作用,争取公众对物理学的理解与支持,坚定公众对物理学的信念,使物理走近大众,让百姓关注物理,推动物理教育改革,培养物理人才,使物理学在21世纪得到新的发展。