2023年7月18日，第一屆“國(guó)際基礎(chǔ)科學(xué)大會(huì)”—“理論物理之夜”專場(chǎng)沙龍活動(dòng)在北京雁棲湖應(yīng)用數(shù)學(xué)研究院成功舉辦。此活動(dòng)由中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所和中國(guó)高等科學(xué)技術(shù)中心具體承辦。國(guó)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(guó)科學(xué)院高能物理研究所所長(zhǎng)王貽芳院士出席并致辭。本次活動(dòng)邀請(qǐng)到諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者、美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院院士戴維·格羅斯（David Gross）教授做專題報(bào)告，同時(shí)邀請(qǐng)了多位來(lái)自世界各地的優(yōu)秀學(xué)者發(fā)言。來(lái)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(guó)科學(xué)院大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院理論物理研究所、中國(guó)科學(xué)院物理研究所、中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所等單位的400余位國(guó)內(nèi)外著名理論物理學(xué)家、青年科學(xué)家及優(yōu)秀研究生參加。 

　　第一屆“國(guó)際基礎(chǔ)科學(xué)大會(huì)”于2023年7月16日在人民大會(huì)堂舉行開幕式和頒獎(jiǎng)典禮，隨后將在北京雁棲湖應(yīng)用數(shù)學(xué)研究院召開為期近兩周的學(xué)術(shù)研討，主題為“聚焦基礎(chǔ)科學(xué)，引領(lǐng)人類未來(lái)”，重點(diǎn)圍繞數(shù)學(xué)、理論物理、理論計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)三大基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域展開學(xué)術(shù)研討和交流?！袄碚撐锢碇埂弊鳛榇髸?huì)其中一個(gè)專場(chǎng)沙龍活動(dòng)，旨在為參會(huì)的國(guó)內(nèi)外理論物理學(xué)家和青年學(xué)者提供一個(gè)集自由發(fā)言、節(jié)目表演和晚餐美食于一體的奇妙氛圍，大家共同度過(guò)一個(gè)輕松、愉快且充滿理論物理學(xué)“頭腦風(fēng)暴”的夜晚。 

　　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(dòng)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(lái)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(lái)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(duì)此深感贊同。 

　　丘成桐先生在致辭中強(qiáng)調(diào)了基礎(chǔ)科學(xué)大會(huì)的主要目的是為數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家和計(jì)算機(jī)科學(xué)家提供充分交流的平臺(tái)，聚力推動(dòng)基礎(chǔ)科學(xué)的發(fā)展。丘先生回顧到，在基礎(chǔ)科學(xué)發(fā)展的歷史過(guò)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(duì)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(chǎng)理論與微分幾何。雖然數(shù)學(xué)家創(chuàng)造了研究規(guī)范場(chǎng)理論所需的數(shù)學(xué)工具，但并沒有意識(shí)到其物理上的重要性。最后，丘先生希望在不久的將來(lái)能有許多重大科學(xué)問(wèn)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(jiǎng)得主、美國(guó)物理學(xué)會(huì)前主席David Gross教授作題為《基礎(chǔ)物理前沿》的專題報(bào)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(wèn)題。報(bào)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，雖然我們已經(jīng)發(fā)展出與觀測(cè)相符的宇宙學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型，但是對(duì)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(cè)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(hào)的確鑿證據(jù)，而對(duì)黑洞的本質(zhì)和黑洞信息丟失問(wèn)題的解釋還需要更深層次的物理圖像。在原子尺度上，我們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(jì)算機(jī)。 

　　當(dāng)前面臨的問(wèn)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)模型告訴我們所有基本相互作用都是電磁力的簡(jiǎn)單推廣，包括描述強(qiáng)相互作用的量子色動(dòng)力學(xué)。實(shí)驗(yàn)上，我們必須要繼續(xù)往更小的尺度推進(jìn)，探索下一個(gè)基本的能量標(biāo)度，這包括歐洲和中國(guó)提出的未來(lái)對(duì)撞機(jī)計(jì)劃。理論上，我們發(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(lái)描述。一個(gè)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(duì)偶在內(nèi)的許多深刻物理概念，顛覆了人們對(duì)黑洞本質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)模型中參數(shù)來(lái)源的理解。最后，經(jīng)典時(shí)空和引力的本質(zhì)是什么？它們是否會(huì)從更基本的物理描述中涌現(xiàn)出來(lái)？ 

　　在探究這些問(wèn)題的過(guò)程中，人們可能會(huì)問(wèn)是否要一直這樣探索下去？對(duì)于這個(gè)問(wèn)題的答案，David Gross提出了三個(gè)猜測(cè)。也許我們最終能夠構(gòu)建出所謂的終極理論。但我們知道的越多，就會(huì)發(fā)現(xiàn)還有更多不知道的東西，然而人類的智慧會(huì)隨著認(rèn)知邊界的擴(kuò)展而不斷增加。也許我們并不足夠聰明得以持續(xù)前進(jìn)，畢竟人類的思維能力可能存在上限。目前來(lái)看，物理研究所依賴的語(yǔ)言數(shù)學(xué)并沒有表現(xiàn)出受到任何限制。希望我們不會(huì)失去繼續(xù)向前的意志和手段，因?yàn)槿藗兊囊庠负蜕鐣?huì)的支持都是至關(guān)重要的。 

　　最后，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(yǔ)：“我們必須知道，我們必將知道?！?o:p> 

　　來(lái)自不同理論物理方向的科學(xué)家代表也出席了會(huì)議。 

　　香港科技大學(xué)Henry Tye教授建議年輕人在從事物理研究時(shí)要追尋他們的熱情所在，享受研究的過(guò)程，并尋找其中的樂(lè)趣。此外，他還強(qiáng)調(diào)了拓寬眼界的重要性，因?yàn)殡S著時(shí)代的迅速變化，我們很難預(yù)測(cè)十年或二十年后哪些方向?qū)⒆兊弥匾?o:p> 

　　韓國(guó)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(guò)程中去感受數(shù)學(xué)邏輯的強(qiáng)大力量。 

　　美國(guó)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(lì)人們擁抱直覺、學(xué)會(huì)質(zhì)疑。他認(rèn)為這些因素對(duì)于原創(chuàng)性工作至關(guān)重要。 

　　日本京都大學(xué)Tadashi Takayanagi教授對(duì)解決黑洞信息丟失問(wèn)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(lái)自于與凝聚態(tài)物理領(lǐng)域同行Ryu的密切討論。 

　　英國(guó)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(duì)科學(xué)理論的真實(shí)性問(wèn)題進(jìn)行的深入思考。通過(guò)淺顯易懂的例子，他向觀眾展示了對(duì)一個(gè)問(wèn)題的探索日益深入，會(huì)在不同層次上給出的不同答案，這從另一個(gè)角度回答了科學(xué)探索是否會(huì)一直持續(xù)下去的問(wèn)題。 

　　上海交通大學(xué)的何紅建教授強(qiáng)調(diào)了 David Gross 教授對(duì)量子色動(dòng)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(duì)論(GR)存在深刻的對(duì)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(lái)散射振幅領(lǐng)域極其重要的前沿方向。他還熱情鼓勵(lì)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(shí)關(guān)注實(shí)驗(yàn)與觀測(cè)。 

　　歐洲核子研究中心和英國(guó)倫敦國(guó)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(huì)中數(shù)學(xué)、物理和計(jì)算機(jī)科學(xué)等不同學(xué)科之間的對(duì)話交流，以及國(guó)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(lái)科學(xué)研究中所發(fā)揮的作用。 

　　年輕的科學(xué)家代表包括英國(guó)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(guó)波士頓學(xué)院的Xiao Chen、美國(guó)俄亥俄州立大學(xué)的Brian Skinner、美國(guó)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。他們分享了對(duì)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(wèn)題的見解，并且還講述了自己有趣的研究經(jīng)歷。 

　　最后，來(lái)自各個(gè)高校的青年學(xué)者代表也進(jìn)行了簡(jiǎn)短的發(fā)言，分享了他們對(duì)理論物理學(xué)的理解、所面臨的困難以及對(duì)學(xué)弟學(xué)妹的鼓勵(lì)和期待。 

　　沙龍活動(dòng)期間還安排了中國(guó)功夫、鋼琴演奏、中國(guó)舞等文藝演出，最后以高能所極具特色的《JUNO2022星空與浪漫》節(jié)目圓滿結(jié)束。 

　　本次沙龍活動(dòng)在全網(wǎng)多平臺(tái)直播，獲得中國(guó)日?qǐng)?bào)、科技日?qǐng)?bào)、光明網(wǎng)、中青網(wǎng)、中國(guó)網(wǎng)、中國(guó)教育電視臺(tái)、中國(guó)科協(xié)、全國(guó)青聯(lián)、北京廣播電視臺(tái)、北京日?qǐng)?bào)、四川日?qǐng)?bào)、新華日?qǐng)?bào)、北京青年報(bào)、科學(xué)網(wǎng)、鳳凰網(wǎng)、中國(guó)科普博覽、中國(guó)科普網(wǎng)、科學(xué)出版社、新浪科技、搜狐、財(cái)經(jīng)網(wǎng)、一點(diǎn)資訊、快手、未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)、大灣區(qū)科學(xué)論壇、返樸、高能所新媒體平臺(tái)等支持，受到356余萬(wàn)觀眾關(guān)注，反響熱烈。 

王貽芳致辭

丘成桐致辭

David Gross教授做專題報(bào)告

節(jié)目現(xiàn)場(chǎng)

節(jié)目現(xiàn)場(chǎng)

《JUNO2022星空與浪漫》節(jié)目現(xiàn)場(chǎng)

大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)