未来物理的发展方向.docx

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1、杨振宁   杨振宁（ZhenNingYang），物理学大师，诺贝尔奖获得者。1957年由于与李政道提出的“弱相互作用中宇称不守恒”观念被实验证明而共同获得诺贝尔物理学奖；其于1954年提出的规范场理论，则于70年代发展成为统合与了解基本粒子强、弱、电磁等三种相互作用力的基础；此外并曾在统计物理、凝聚态物理、量子场论、数学物理等领域作出多项卓越的重大贡献。   21/21各位同学，我是1929年七岁的时候搬到清华园来居住的。我父亲那时候在清华物理系当教授。清华和北大那时候都比现在小得多。我估计清华园的面积只有现在的十分之一。两校门南边那条河，是当时清华的界线。从西直门、动物园一

2、直到北大和清华中间，基本上都是一些农田和农民的房子，还有一些小镇。那时候电影院都在城里，所以我还记得很清楚，每个礼拜清华都在这个大礼堂里演一次电影，所以对于这个大礼堂我当时是很熟悉的。我在清华从七岁到十五岁一共居住了八年。方才我走进这大礼堂，推开大门一进来，我就闻到了大礼堂的味道，这个味道跟七十多年以前我所闻到的味道是一样的。所以你们可以想到，我对清华很多地方有非常亲切的感觉。   当然，世界变化很大了。1938年到1942年我在西南联大念物理系本科生的时候，全系加起来，连研究生在内，不到50个人。我想今天的规模应该是当时的十倍甚至二十倍。当时正值抗战，我们居住的条件，教室的

3、设备，图书馆的情形，都简陋得不得了。可是也许跟今天你们最大的分别，还不是这些，而是整个气氛不一样了。那时正在抗战，常常有日本飞机来轰炸，前途是很不乐观的，我们每个人的前途都笼罩着忧患意识。相比而言，你们今天生活的时代实在是一个大时代，我相信你们每一位对于这一点都有应该有的认识。   我后来去美国学物理，下面我给大家讲讲我去美国学的研究院的物理和你们今天所面临的物理之间的重大分别。我是1945年去的美国，从物理学发展的观点来看，20世纪头三四十年，是历史上的一个黄金时代。因为当时大家知道，19世纪Maxwell[1]、Boltzmann[2]和Gibbs[3]创建了电磁学和统计

4、力学以后，到了19世纪末20世纪初，出现了很多的不能解释的事情，那个时候开尔文勋爵（Lord21/21Kelvin）曾经作过一个演讲，说是物理学的天空里头有几朵乌云[4]。如果你看到过1904年在圣路易斯开的一个国际讨论会的记录，你就可以知道那个时候整个物理学有垮台的危险。因为在19世纪人们虽然了解了很多东西，尤其是电磁学和统计力学方面的，但是仍然存在不能解释的现象。最重要的两个现象我想大家都知道，一个就是Michelson和Morley[5]的实验与以太的观念有直接的冲突。另外就是一个电子在原子里绕着原子核转，它随时都有加速，一个加速了的电体应该21/21随时有辐射，所以能

5、量就越来越减少。这样的话，绕着原子核的电子就应该越来越转到里边去，因为它的能量变小了，最后就要撞到原子核上去。而这种现象跟当时的实验是完全不符合的。人们当时完全不懂这个问题。这在当时是一种困扰，不过在今天看来是一个机会。是什么机会呢？就是人们可以根据这种现象创建出来新的、革命性的原则。大家知道在20世纪头30年产生了“三大革命”：狭义相对论、广义相对论和量子力学。这些都不仅是物理学上，而且也是人类历史上的高峰。我到美国去的1945年可以说这个高峰已经过了。可是这个高峰带来的一些新的，从前不能想象的东西发展出来了，所以我在国内外给一些学生演讲时常常说从物理学的发展史来讲，20世

6、纪的前三十年是一个黄金时代；我去美国以后，也就是第二次世界大战以后的二三十年是一个白银时代。白银时代不能够跟黄金时代比，就是没有像产生黄金时代的那“三大”，那种观念上的大革命。但是能够做的事情也是很多的，比如核物理、原子、基本粒子的构造、固体物理等领域的新发现，以及激光的发明，都是1945年以后的二三十年里的辉煌成就。   21/21了解了上面这些以后，我们可以问，今天在座的各位同学面临的物理学的前景是什么样的呢？以后的二三十年物理学将向什么方向上发展呢？我想这个问题对于你们是非常非常重要的，因为你们将来的工作就与这个问题的回答有密切的关系。当然对于前途没有人能够讲出来百分之

7、百准确的语言。但是我想能看清楚的是，以后二三十年物理学发展的性质和刚才讲的黄金时代、白银时代都不一样了。为什么不一样呢？因为物理学的学科前沿现在变得非常广。之所以变广了，就是因为刚才所讲的黄金时代和白银时代拓展了物理学的前沿。这种宽广对于你们有坏处也有好处。坏处是什么呢？极宽广的领域会使得你们无所适从，不知道该向什么方向上发展。好处是什么呢？如果你在众多的方向中选择了适合你的道路的话，你可以做很多事情。今天能做的事情，比起20世纪初，比起我在作博士后的时候，要多得多，而且今天学术和社会的关系更密切了。讲