中國日報7月20日電 2023年7月18日，國際基礎(chǔ)科學(xué)大會——理論物理之夜專場沙龍活動在北京雁棲湖應(yīng)用數(shù)學(xué)研究院成功舉辦。此次活動由中國科學(xué)院高能物理研究所和中國高等科學(xué)技術(shù)中心承辦。國際著名數(shù)學(xué)家、清華大學(xué)講席教授丘成桐先生和中國科學(xué)院高能物理研究所所長王貽芳院士出席并致辭。諾貝爾物理獎獲得者、美國國家科學(xué)院院院士戴維·格羅斯（David Gross）教授做專題報告。來自哈佛大學(xué)、京都大學(xué)、加州大學(xué)、蘇黎世大學(xué)、清華大學(xué)、北京大學(xué)、中國科學(xué)院大學(xué)、中國科學(xué)院理論物理研究所、中國科學(xué)院物理研究所、中國科學(xué)院高能物理研究所等單位的400余位國內(nèi)外理論物理學(xué)家、青年科學(xué)家及優(yōu)秀研究生參加。
王貽芳院士首先致開幕辭，他將理論物理學(xué)家和實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家之間的互動形象地比作"消費(fèi)者"和"供應(yīng)者"之間的關(guān)系：一方面，實(shí)驗(yàn)需要來自理論的提示或指引，并證實(shí)或證偽理論預(yù)言；另一方面，理論需要來自實(shí)驗(yàn)的新發(fā)現(xiàn)的刺激和新數(shù)據(jù)的啟發(fā)，從而找到正確的發(fā)展方向，建立新理論。兩者互為"供應(yīng)者"，也互為"消費(fèi)者"。David Gross教授對此深感贊同。
丘成桐先生回顧到，在基礎(chǔ)科學(xué)發(fā)展的歷史過程中，數(shù)學(xué)與理論物理之間的關(guān)聯(lián)密不可分、相互影響與促進(jìn)。他指出，理論物理學(xué)家的直覺對數(shù)學(xué)家解決難題具有很強(qiáng)的啟發(fā)性甚至可能成為指導(dǎo)性原則，例如規(guī)范場理論與微分幾何。雖然數(shù)學(xué)家創(chuàng)造了研究規(guī)范場理論所需的數(shù)學(xué)工具，但并沒有意識到其物理上的重要性。丘先生希望在不久的將來能有許多重大科學(xué)問題在北京被解決，期待理論物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家的重要想法最終被實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家所證實(shí)。
2004年諾貝爾物理學(xué)獎得主、美國物理學(xué)會前主席David Gross教授作題為《基礎(chǔ)物理前沿》的專題報告，他講述了物理學(xué)家在理解物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)和自然界基本規(guī)律方面已取得的巨大成就和當(dāng)前所面臨的重大問題。報告按照從宇觀極大尺度到微觀極小尺度的順序逐步展開，內(nèi)容涵蓋了宇宙起源、黑洞本質(zhì)、基本粒子以及量子引力等。
在宇觀尺度上，雖然已經(jīng)發(fā)展出與觀測相符的宇宙學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型，但是對于宇宙的最初起源和終極命運(yùn)、暗物質(zhì)和暗能量的本質(zhì)仍然沒有清晰的線索。在宏觀尺度上，已觀測到星系中心的超大質(zhì)量黑洞和雙黑洞系統(tǒng)產(chǎn)生的引力波信號的確鑿證據(jù)，而對黑洞的本質(zhì)和黑洞信息丟失問題的解釋還需要更深層次的物理圖像。在原子尺度上，能夠在量子層面上操控原子態(tài)，并以此為基礎(chǔ)可以建造具有強(qiáng)大算力的量子計算機(jī)。
當(dāng)前面臨的問題和挑戰(zhàn)是產(chǎn)生和發(fā)現(xiàn)新型物態(tài)。在亞核子尺度上，粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型說明，所有基本相互作用都是電磁力的簡單推廣，包括描述強(qiáng)相互作用的量子色動力學(xué)。實(shí)驗(yàn)上，必須要繼續(xù)往更小的尺度推進(jìn)，探索下一個基本的能量標(biāo)度，這包括歐洲和中國提出的未來對撞機(jī)計劃。理論上，發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)模型中不同類型的相互作用在普朗克能標(biāo)附近的強(qiáng)度趨于相同，這似乎預(yù)示著在普朗克尺度上，包括引力在內(nèi)的所有相互作用都有可能在統(tǒng)一的理論框架中來描述。一個實(shí)現(xiàn)大統(tǒng)一的優(yōu)美理論框架是弦理論，它引入了包括額外維和規(guī)范-引力對偶在內(nèi)的許多深刻物理概念，顛覆了人們對黑洞本質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)模型中參數(shù)來源的理解。最后，經(jīng)典時空和引力的本質(zhì)是什么？它們是否會從更基本的物理描述中涌現(xiàn)出來？
在探究這些問題的過程中，人們可能會問是否要一直這樣探索下去？對于這個問題的答案，David Gross提出了三個猜測。也許最終能夠構(gòu)建出所謂的終極理論。但人類知道的越多，就會發(fā)現(xiàn)還有更多不知道的東西，人類的智慧也會隨著認(rèn)知邊界的擴(kuò)展而不斷增加?；蛘?，人類缺乏智慧而無法持續(xù)前進(jìn)，畢竟人類的思維能力可能存在上限。目前來看，物理所依賴的數(shù)學(xué)語言并沒有表現(xiàn)出受到任何限制。希望科學(xué)未來不會失去繼續(xù)向前的意志和手段，因?yàn)槿藗兊囊庠负蜕鐣闹С侄际侵陵P(guān)重要的。
David Gross引用著名數(shù)學(xué)家大衛(wèi)？希爾伯特的墓志銘作為結(jié)語："我們必須知道，我們必將知道。"
香港科技大學(xué)Henry Tye教授建議年輕人在從事物理研究時要追尋他們的熱情所在，享受研究的過程，并尋找其中的樂趣。此外，他還強(qiáng)調(diào)了拓寬眼界的重要性，因?yàn)殡S著時代的迅速變化，很難預(yù)測十年或二十年后哪些方向?qū)⒆兊弥匾?/p>
韓國高等研究院的Kimyeong Lee教授特別強(qiáng)調(diào)了理論物理的職責(zé)，即探索大自然的理論。他認(rèn)為這不僅僅是一份工作，更是一種生活方式，在不斷探尋和理解的過程中去感受數(shù)學(xué)邏輯的強(qiáng)大力量。
美國加州大學(xué)戴維斯分校Mukund Rangamani教授則強(qiáng)調(diào)了與他人交流的重要性，并鼓勵人們擁抱直覺、學(xué)會質(zhì)疑。他認(rèn)為這些因素對于原創(chuàng)性工作至關(guān)重要。
日本京都大學(xué)Tadashi Takayanagi教授對解決黑洞信息丟失問題的最新嘗試給予了肯定。他還特別強(qiáng)調(diào)了學(xué)科交叉的重要性，并提到他在全息糾纏熵方面的開創(chuàng)性工作正是來自于與凝聚態(tài)物理領(lǐng)域同行Ryu的密切討論。
英國布里斯托爾大學(xué)的Michael Berry教授因發(fā)現(xiàn)Berry相位而聞名。他分享了自己對科學(xué)理論的真實(shí)性問題進(jìn)行的深入思考。通過淺顯易懂的例子，他向觀眾展示了對一個問題的探索日益深入，會在不同層次上給出的不同答案，這從另一個角度回答了科學(xué)探索是否會一直持續(xù)下去的問題。
上海交通大學(xué)的何紅建教授強(qiáng)調(diào)了 David Gross 教授對量子色動力學(xué)(QCD)的討論極具啟發(fā)性。QCD作為完美的非阿貝爾規(guī)范理論是標(biāo)準(zhǔn)模型中最優(yōu)美的一部分，它與廣義相對論(GR)存在深刻的對偶關(guān)系: GR=(QCD)2。 這一關(guān)系揭示了兩種看似全然不同的基本相互作用力(強(qiáng)力和引力)密切結(jié)合與統(tǒng)一的新方向，成為近年來散射振幅領(lǐng)域極其重要的前沿方向。他還熱情鼓勵有志從事理論物理的學(xué)生們既要重視數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)與修養(yǎng)，也要同時關(guān)注實(shí)驗(yàn)與觀測。
歐洲核子研究中心和英國倫敦國王學(xué)院的John Ellis教授以"統(tǒng)一"作為他的發(fā)言主題。他不僅談到了物理學(xué)中不同類型的相互作用的統(tǒng)一，還包括了本次大會中數(shù)學(xué)、物理和計算機(jī)科學(xué)等不同學(xué)科之間的對話交流，以及國際合作在基礎(chǔ)科學(xué)研究中的重要性。他希望人們能繼續(xù)推進(jìn)"統(tǒng)一"在未來科學(xué)研究中所發(fā)揮的作用。
英國愛丁堡大學(xué)的Mao Zeng、加拿大圓周理論物理研究所的Liujun Zou、美國波士頓學(xué)院的Xiao Chen、美國俄亥俄州立大學(xué)的Brian Skinner、美國加州大學(xué)伯克利分校的Erik E. Aldape、瑞士蘇黎世大學(xué)的Glenn Wagner、西班牙材料物理中心的Mikhail Otrokov、清華大學(xué)的Chi-Ming Chang，分享了對于研究課題的選擇、如何做出杰出的研究工作、如何克服困難等問題的見解，還講述了自己有趣的研究經(jīng)歷。各個高校的青年學(xué)者代表分享了對理論物理學(xué)的理解、所面臨的困難以及對學(xué)弟學(xué)妹的鼓勵和期待。
首屆國際基礎(chǔ)科學(xué)大會于7月16日開幕，作為專場沙龍活動之一—理論物理之夜旨在為參會的國內(nèi)外理論物理學(xué)家和青年學(xué)者提供輕松、愉快且充滿理論物理學(xué)"頭腦風(fēng)暴"的夜晚。
引自中國日報2023.7.20版 原地址：http://cn.chinadaily.com.cn/a/202307/20/WS64b8e7a9a3109d7585e45bcb.html
附件下載：
