基础物理学书的十个项级问题.pdfVIP

鲕 滔 基础物理学中的十个项缀阀戆 ◆朱传界 ∥争p 相对论和量子论引发了20世纪物理学的两次重 大革命．前者给出了当物体的运动速度很高时的运动 的问题，会议结束时由克罗斯(D．cross)教授公布和介 规律．给H5了全新的时空观念和引力理论(广义相对 绍这lO个问题。毫无疑问，这10个问题主要涉及高能 论)，后者给出了微观物体运动应该服从的规律．给出 物理和宇宙学的基本理论问题，许多有意思的其他物 了正确描述原子、分子和其他基本粒子运动的框架。 理学分支如凝聚态物理、天体物理和生物物理中重要 毫无疑问．量子理论的确立为以后的发展打下了坚实 和基本的问题都没有提到，这并不是说其他物理学分 的基础．而广义相对论则用来研究宇宙的大尺度结构 支中没有重大和基本的问题。相反．物理学的革命也许 和黑洞．由此提出了宇宙的大爆炸理论。I亘l顾20世纪正好来自这10个问题之外。下面就来介绍基础物理学 物理学的发展．不由想起1900年世纪之交时，英国物 中的这十个问题。 理学家开尔文(hrdKelvin)在一篇名为《遮盖在热和 问题一：所有刻画自然界的无量纲参数是原理上 光的动力理论上的19世纪乌云》的演说中说的两片 可计算的呢．还是有些仅仅是由历史或是■子力学的 “乌云”．正是这两片“乌云”引发了20世纪物理学的两 偶然因素确定而不可计算的? 次重大革命：以太理论的困难由狭义相对论消除，能量 这是由克罗斯教授自己提出的问题。20世纪最伟 均分定理的凼难南最子论解决。一个自然的问题是， 大的理论物理学家爱因斯坦对基本理论及其结构曾有 物理学经过一个世纪的发展之后，“遮盖在物理学上的 过这样的论述：理论的构成应建立在如此强有力的确 20世纪乌云”又是什么呢? 定规律之上，在这些规律中，只有自然地引入并完全确 以史为镜．追寻“乌云”的目的是为了知道21世纪 定的常数出现。理论中不应该有那些可以调节而并不 物理学的革命将在何处发生。19世纪物理学“乌云”的 完全破坏这一理论的常数出现。毫尤疑问．这一观点 说法为开尔文带来了不太好的名声，但是，德国数学家 与人择原理是不同的，它是基于～种关于自然界基本 希尔伯特fDavidHilben)同年在巴黎第二届国际数学规律内在美的信念：对宇宙的最深刻认识将揭示它的 家大会I．做的题为《数学问题》的著名演讲，却为他赢 最真实秘密，那就是，它所依赖的原理是简单而有力 来了声誉，他在演讲中提出的23个问题大大地推动丁 的，爱因斯坦渴望以前人从未成功达到过的清晰来揭 20世纪数学的发展。仿效古人．自然要问，21世纪基础示宇宙活动的奥秘．由此而展示的自然界的动人美丽 物理学应解决的“乌云”或问题又是什么呢?2000年在和优雅，将让每一个第一次接触这一理论的人产生有 簧国密歇根大学召开的弦理论年会上．会议的参加者 生以来最强烈的敬畏、惊讶和震撼。如果真的能找到 正是怀着这样的目的提出了很多问题．其规则是每人 这样的理论，那么也就肯定地回答了上面的问题。也许 最多可提一个问题，然后由一个三人小组(M．Duff’D．一个更容易回答的问题是，描写强相互作用的量子色 动力学的作用强度原则上是否是可以计算的? 问题二：■子引力如何能帮助解释宇宙的起源? 朱传界：研究员．中国科学院理论物理研究所，北京lO0080． Zhu ofneo州lPd 传统物理学问题的表述是：给定系统状态在时间 Ch㈨u诘：Pmfessor，I吣titutcPhy8icB，Chinese of 100080 Ac出e。ySc眦e8，Beii“g