作者:王洪见 来源: 中国科学报 发布时间:2019-9-6
选择字号:
物理学的崇高理想

 

《走向统一的自然力》,厉光烈著,科学出版社2019年6月出版

■王洪见

近期,科学出版社出版了《走向统一的自然力》,这是厉光烈教授的科普大作。厉光烈是中科院高能物理研究所研究员,主要从事原子核物理、粒子物理和天体物理的研究工作。他还长期主编《现代物理知识》。阅读本书后,笔者发现厉光烈在现代物理学部分用力最多。

19世纪下半叶,随着物理学经典理论的确立,其理论体系渐趋完善之后,一些人乐观地认为,后辈的物理学家只能干一些零碎的或修补的工作。不过,仍有一些物理学家坚持认为,经典的理论并不是完善的,并形象地提出了“两朵乌云”的说法,以表明他们的担忧。

很快,相对论和量子论的不断发展大大拓展了物理学的研究范围,而且还大大深化了人类对于自然界的认识,这也成为本书最为核心的一部分内容,也是作者铺陈最多的内容。或许也是让读者觉得最为精彩的、需要下一些功夫阅读的一部分内容。这当然与这部分内容中的主角——爱因斯坦——有很大的关系。除了爱因斯坦,厉光烈在这本书中对建立狭义相对论作出贡献的洛伦兹、彭加勒和闵可夫斯基都作了介绍。

关于量子部分的内容,厉光烈有一些很好的想法。书中第一节标题就是“量子·量子力学·量子电动力学”,既能全面叙述量子理论的发展,又能照顾到作为一种知识体系的逻辑结构。看到这样的结构是会使读者产生一些新奇感的,并且像别的章节一样,按照能量子(普朗克)、光量子(爱因斯坦)、原子模型(玻尔),直至量子力学的建立,以及关于量子力学的统计解释的争论,等等内容展开。

量子力学的建立是众人合作给出的“果实”,但其争论的激烈程度也是科学史上少见的,而且专业性很强;随着时间的流逝,这些争论还时时被人们提起,并且要不断地消化其中的各种“果实”,甚至对于像“薛定谔的猫”这样的思想实验也通过适当的量子调控方法,能在实验上得到验证。从今人的眼光看,这些争论还与今天正在研发的量子通信技术有所关联。这些是那个时代的人们在争论时万万想不到的。

在建立量子电动力学之时,人们也提出了规范场论。这是杨振宁与米尔斯的重要工作,直至此后的统一工作,不管是弱电统一理论,还是标准模型和更大的统一理论,厉光烈都花了较大的篇幅来叙述其史实,评论其价值所在。在夸克理论和量子色动力学中,厉光烈对于(物质)粒子质量来自何方也有所叙述,如近些年希格斯粒子的证实,使希格斯和恩格勒特同获2013年诺贝尔物理学奖。

关于“大统一”,应该如何统一,书中写得比较多,对于多数读者是有用的,特别是对于讲这些课的老师会有更大的参考价值。作者在写作该书时必须对物理学史事有所取舍,可以看到,关于热力学和统计力学的内容,被作者全部舍去。

在后记中,厉光烈还提到他最初对于此书的构思,以及写作此书的过程。特别是杨振宁先生寄给他的杂志,还有其中的题词,使他豁然开朗,以至于他把最初的书名“探索宇宙无穷奥秘”改成现在的书名。这就是说,正是这个题词让他的思路理得更加清晰,从“统一”各种自然力的途径去描述物理学的发展历程。通观全书的内容,这的确是一个很好的思路。

《中国科学报》 (2019-09-06 第7版 书评)
 
 打印  发E-mail给: 
    
 
相关新闻 相关论文

图片新闻
《自然》:绘制人原肠前胚胎发育全景图 欧太空望远镜开启系外行星研究新时代
儿童肾癌始于胚胎时期 三体是灾难?快来了解宇宙中的“两体”
>>更多
 
一周新闻排行 一周新闻评论排行
 
编辑部推荐博文