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2005世界物理年科普系列報告會(第四場)

世界物理年科學家與青少年的對話

主持人:
  進入到第二個部分,世界物理年科學家與青少年的對話。請于淥院士、張杰院士和同學們進行對話。
張杰:
  大家海闊天空的問,于先生是大家,基本什么事情都知道。

問:
  有一個關(guān)于興趣的問題,關(guān)于地外智慧生物,因為現(xiàn)在越來越多的,包括一些雜志,一些書,包括各種資料都在顯示一些地外生物光臨地球的故事。您對此抱什么觀點?
答:
  我沒有研究這個事情,只能說明我自己的想法。我講過的所謂呈展論,現(xiàn)在有一種看法,宇宙本身有呈展論,什么意思呢?不是只有一個宇宙,是有幾乎是無窮多個宇宙,如果這個看法是成立的,就有兩個可能性。一個可能性是在我們自己生活的宇宙里有其它的生物條件,另外還可能有另外的宇宙,有可能有生物。我自己的觀點是不能排除,但是最后還是要靠事實說話,實踐還是檢驗真理的唯一標準。
張杰:
  我們做天文的科學家無時無刻不在做這種嘗試,因為天文學有一個題目就是對地外生命的探索,實際上他們一直再這樣的研究。王綬琯先生就是非常大的天文學家,不知道王先生有沒有補充和解釋。
王綬琯:
  地外文明的事,應(yīng)該從哥白尼以后很少人會認為我們是宇宙當中唯一的生命,但是確實也有理論這么認為,可以想象在銀河系里的太陽,恒星,其中跟太陽相近的恒星也會有一部分,不太多。跟地球相近的行星可能也會不少,這種情況就有可能在銀河系當中找到。地外生物,人的演化,變成高等智慧的生物,這個時間跟宇宙演化的時間相比起來還是相對短的,因此有可能在很久以前地球以外有生命。他們?yōu)榱烁覀冋f一句話,打個電話,可能需要一千年,各位同學可能很年輕,但是這件事情辦不到。我們現(xiàn)在每天都在看電視,地球大氣還擋不住,因此就會落到空間去,如果地球搬到一千萬年以外去了。講什么語言也許不知道,現(xiàn)在的知識和技術(shù)已經(jīng)發(fā)達到這個程度了,就可以破譯,也許一千年以前說的話我們可能收的到,F(xiàn)在世界上比較好的望遠鏡,一天到晚在觀察,希望有一天能不能收到地外的信息,以后有些同學可能破譯,會看到幾千年前的信息,就有意思了。
張杰:
  我們要想知道地外的文明,需要知道假如發(fā)射出來的無線電波,需要接收下來,現(xiàn)在我們國家正在計劃建一個全世界最大的射電望遠鏡,500米的直徑,非常大的望遠鏡,其中一個科學目標就是收集這樣的信息,而這個望遠鏡原始的想法就是王綬琯先生提出來的,大家向他鼓掌致敬。

問:
  我一直致力于怎么想,究竟怎么認識這個世界。最后我還是選擇物理,物無窮理,格物致知。但我發(fā)現(xiàn)物理、化學這些學科也有自己認識事物的方法,有時我就想如果我認識這個世界,從物理的方面我可以想,從其它學科方面也可以去想,由博至專的關(guān)系總是處理不好。如果一輩子在這幾個學科之間來回走,可能一事無成,如果太專的話也可能一事無成。怎么處理好這個關(guān)系?
  第二個問題,物理其中有很多分支問題,如果找準一個方向鉆進去,可能在別的方面沒有一個非常寬的視角,也解決不了一些問題。但是如果太寬了,而分散了主要的精力,也有可能解決不了問題,怎么處理好之間的矛盾。
張杰:
  這兩個問題其實是相互關(guān)聯(lián)的,就是博和專的問題。
于淥:
  我從字面上回答第一個問題,我今天講的有這個意思,它是有界限的,但又是互相通的,現(xiàn)在有很多交叉學科。所謂交叉學科的意思,往往一個問題最終的解決是要不同學科,從不同的角度來發(fā)揮不同的專長,大家齊心協(xié)力解決這件事情。作為一個人要變成一個通家是比較難的,我自己采取的方針,先從一個地方扎進去,平常講的通俗的話,叫做一通百通。如果一開始把面放的比較寬,這是不行的,一定要解剖一只麻雀,一麻雀真正解剖了,然后再去學習研究這個東西。當然在基礎(chǔ)階段,這些東西還是要學的。具體做研究工作的時候,還是要從一點做起,真正深入進去,要走到這個問題的最前沿,什么最前沿呢?世界上沒有人知道、沒有人明白的事情,一定要找到這個點,集中最大的能力去研究世界尚沒有人知道、沒有人明白的事,在這個點上真正弄明白了,往前推進了一步,再去研究其它的問題會有更多的了解。當然作為常識性的了解是不排除的,但是精力應(yīng)該主要放在突破。
張杰:
  于先生是我非常崇敬的前輩之一。于先生本人就是一個非常好的典范。我在1981年讀大學四年級的時候,我知道最早的科學家之一就是于先生,當時我也做凝聚態(tài)物理,參加我們國家當時第一屆凝聚態(tài)物理的全國大會,在桂林。在那個會議上我認識了于先生,于先生那時不認識我。后來隨著年歲的增長,也隨著我繼續(xù)的研究,發(fā)現(xiàn)于先生涉足了很多領(lǐng)域,而且在很多領(lǐng)域里都做的非常出色,包括現(xiàn)在于先生在我們國家推進交叉學科的,多學科交叉的大的事業(yè)。于先生這方面的心得對那位同學提出來的問題的最好回答。

問:
  曾經(jīng)在電視上看過一篇報道,曾經(jīng)有人在雜志上發(fā)表了一篇文章,繪畫出了一個時間機器的圖表,而且每一步都有相應(yīng)的依據(jù)支持,但由于現(xiàn)在的科技能力還達不到,所以真正的機器還做不了。我的印象里是依靠廣義相對論里的承重科學,跟狹義相對論里的原子鐘科學。當時的科學家說真正的時間機器造出來以后,應(yīng)該可以看見過去的歷史,這個我可以理解。但是也可以看到未來,未來的光還沒有生成出來,怎么能通過時間機器看到未來的事情。
于淥:
  我沒看過這篇文章,所以不敢說!犊茖W美國人》一般不登科學幻想的東西,從你剛剛介紹的東西還是有點科學幻想的成分?茖W是可以預(yù)言的,從我們對它過去的了解。可以預(yù)言的原因,因為我們相信因果。但是預(yù)言本身有一定的局限性,最后是否正確,還是要經(jīng)過時間實踐的檢驗。所以我不能準確回答這個問題,因為我并沒有看過。

問:
  首先感謝你們精彩的演講。我有兩個問題問一下,光速是不是極限的速度?是不是一定是不可超越的?第二,假設(shè)在宇宙大爆炸的時候,一切邊緣物質(zhì)都是以光速向外拓展,有一個數(shù)據(jù)說哈勃半徑是12的7次方,如果以光速拓展到這個距離,需要的時間遠遠大于137億年的,這兩個數(shù)據(jù)是否矛盾?
于淥:
  光速是不是極限?光速是極限是假定,是狹義相對論的假定。當然這件事情是不是絕對的真理,還得看。你提出的第二個問題跟這件事情有密切的關(guān)系。實際上我們現(xiàn)在對宇宙大爆炸,最早最早的了解,現(xiàn)在還是不確定的。為什么現(xiàn)在還有各種各樣的模型呢?有各種各樣的可能性。現(xiàn)在在實驗室能夠檢驗的,或者通過微波背景檢驗的,都是比較后代的事情。狹義相對論與廣義相對論對不對,這是要打問號的,現(xiàn)在這個問題是完全沒有答案的問題,是值得探索的問題。

問:
  我問一個比較外圍的問題,最近幾年看到的很多報道說水有記憶,經(jīng)過很細致的科學實驗證明了水有記憶,水不含藥物分子濃度的時候,也可以有治療的效用。
于淥:
  我說兩個方面。有一部分是正確的,水是非常復雜的,水的復雜,最基本的原因之一是水是兩個氫一個氧構(gòu)成的,氫是非常復雜的狀態(tài),有一個東西叫氫間,有一個分化,水的分子怎么組成的,對于水的了解,現(xiàn)在有很大的進步,但還遠遠不完全。生命的現(xiàn)象,很多很多問題的了解,可能跟水和其它的蛋白質(zhì)、核酸是相互關(guān)系的,有非常密切的關(guān)系。至于水的記憶,究竟有沒有?究竟能不能治?這件事情我想還沒有定論,但是水是很復雜的,這是一定的事情。

問:
  一個是現(xiàn)代物理學有什么樣的途徑能夠解決全球范圍內(nèi)的能源危機?
  第二,現(xiàn)在國際上開發(fā)新能源的發(fā)展已經(jīng)到了什么樣的程度?我國在全球化的競爭當中處在什么樣的局勢?
  第三,作為現(xiàn)在的同學,如果想要往這個方向發(fā)展,應(yīng)該在現(xiàn)在做哪些準備?將來選擇什么樣的途徑向這個方向發(fā)展?
于淥:
  這個問題把我問住了,主要是我的知識面很有限。
  能源危機是非常非常嚴重的問題,是整個全球都面臨的問題。至于解決的途徑,現(xiàn)在據(jù)我知道的有幾個,一個當然是利用熱核反應(yīng)能力。是不是能夠真正解決問題,或者多大程度上解決問題,還要走著瞧。另外現(xiàn)在提倡了好幾個事情,一個事情是太陽能,再有就是風能發(fā)電。我自己覺得比較正確的態(tài)度是采取比較開放的態(tài)度,現(xiàn)在探索各種各樣可能的途徑,究竟哪個途徑是最有效的,但是有一點我是相信的,人類是不會走到末日的,人類聰明的智慧足夠可以開創(chuàng)出新的途徑,來解決這個事情。從我們國家自己講起來,我了解的情況很片面,我自己的看法,我們還有很長的路需要走,這個事實我們知道,我們有比較多的煤,但是油、氣資源比較有限,現(xiàn)在用的速度相當快,應(yīng)該更要有危機感。從我們國家來說,更需要探索其它的能源,包括熱核的能量,包括太陽能、風能各種各樣的途徑。
  至于你說的第三個問題,重要的事情是找到入門,只要有真正的本領(lǐng)以后,我們在這里宣傳物理,但是我不主張所有的人都去學物理,這是不對的,也是不現(xiàn)實的,大家應(yīng)該各顯其能。重要的事情是作為一個年輕人,最重要的事情是自己能夠找到一個最適合自己的崗位和自己興趣的地方。我自己有一個非常簡單的感覺,你對你做的事情要很入迷才行。如果你覺得你做的事情對你是一個負擔的話,那就應(yīng)該考慮一下是不是換一換。
張杰:
  核聚變是我的領(lǐng)域。我們現(xiàn)在所有用的能量都來自于太陽,比太陽能的意義還要大,包括現(xiàn)在用的礦物質(zhì)能量,石油或者是煤炭都是早年的太陽能的儲存。我們的水利能其實也是因為有太陽的存在,所以把水搬到了天上,接著落到了高的地方,落回來,這其實也是太陽的一個反應(yīng)。但是太陽總有一天要熄滅,人類真正徹底解決能源問題,尤其是在太陽熄滅了以后,最根本的辦法是需要重新做一個太陽,就是現(xiàn)在人類做的所謂的聚變的研究,聚變能應(yīng)該是人類要花很大的精力,同時會根本解決問題的嘗試。

問:

  以前聽說過有一種能量,是在真空中能夠檢測到真空含有的能量,這種能源如果能很好的利用,就不用造太陽了,這個項目現(xiàn)在有沒有應(yīng)用?是否發(fā)現(xiàn)已經(jīng)開發(fā)出來了?
于淥:
  真空實際上是不空的,而且不只是有一種真空,有各種各樣的真空。真空里既然是不空的,量子的東西,量子就會有零點能。問題是如何把零點能取出來,我們知道有零點能,如果能把零點能取出來,我們的認識還不夠。打個比方,就像黑洞一樣,黑洞也是不空的,也是有能量的,怎樣把能量取出來,能為人們所利用,這個想法是非常好的,能夠用上以后,首先要對它有真正的了解,然后找到一個辦法,怎么能夠把它取出來。
張杰:
  所以才需要最聰明的人做物理。

問:
  剛才一位同學指出許多國家的科學家從理論上能做出時間機器,只要速度足夠快,就能到達未來。從理論上說,時間機器能不能回到過去?如果能夠回到過去,怎么解釋“祖母悖論”?
于淥:
  
我不知道這個問題的回答,不過我對這個問題的提法本身有點保留。
張杰:
  另外的側(cè)面,另外的信息也好,或者思考也好,大家為什么一直在提這樣的問題,其中一個原因是對地外生命,或者地外文明的探索是相關(guān)的,因為人非常想知道除了人類以外,還有沒有其它的文明。在太陽系里這幾個行星,我們現(xiàn)在正在探索,還沒有明確的答案,起碼像人類這樣高等的生物大概是沒有的。在銀河系里有沒有?我們要想到除了太陽系之外的另外的星系,運動的速度要求非常非?臁,F(xiàn)在我們知道的最快的速度是光速,即使宇宙飛船用光速去飛行,大概飛行的時間大于人的壽命,一個是有沒有可能用光速或者超過光速的速度飛行。超過光速飛行,或許我們的壽命表觀上就不再是表面的,這是人類美好的愿望。究竟有沒有比光速更快的速度,或者有沒有時間機器,還有待于科學的進一步發(fā)展。

問:
  
現(xiàn)在“人則原理”比較流行,您對這個有什么看法。
于淥:
  這個問題很專業(yè),“人則原理”是現(xiàn)在宇宙學的一個看法,整個宇宙的途徑本身,有無窮多個真空,為什么現(xiàn)在研究真空?按照人則原理講起來,因為我們生活在這兒,所以我們就要研究它,就是因為我們生活在這個地方。我自己并沒有真正研究過宇宙學的事情,只是道聽途說,我自己個人的看法,我不太贊成這件事情,往往把人則這件事情過分強調(diào),說明知識的不完整性,對事情還不夠了解,最后把這個東西放進去了,把主觀的東西放進去了。很多事情的是否,是隨著時間的遷移慢慢清楚一點,我不能真正的完全回答這個問題,只是說一下我自己的看法。

問:
  現(xiàn)在人類在研究關(guān)于暗物質(zhì)和暗能量的領(lǐng)域,有什么主要的途徑和方法?我在一些科學雜志上看到過通過一些高能的宇宙粒子,比如中微子可以揭示一些關(guān)于暗物質(zhì)和暗能量的秘密,原因在哪兒?
于淥:
  不是做這個事情的,只能按照外行的了解,差不多跟你同樣的科普的了解來回答這個問題。暗物質(zhì)、暗能量,特別是暗能量,現(xiàn)在有各種各樣的途徑試圖解釋這個事情。有一個途徑,還是按照原來的愛因斯坦的框架繼續(xù)往前發(fā)展,也有按照現(xiàn)在所謂的超旋的理論跟途徑。中微子可能會對于暗物質(zhì)的了解有一些幫助,對暗能量這件事情可能還不會提供更加直接的信息。這就是為什么現(xiàn)在提出來,要通過不同學科的交叉,把理論物理和天體物理相對論、廣義論、粒子物理都弄在一起共同研究,探討這些問題,從不同的角度集中智慧,探討這些事情。
張杰:
  我代表幾位老師,代表王先生向同學們?nèi)琊嚾缈实那笾环矫姹硎拘蕾p,同時感謝同學們一上午的關(guān)注,謝謝大家。

主持人:

  謝謝兩位院士給同學做出的精彩報告,精彩的回答。今天每一個參加報告會的同學會感到精神上非常的充實,的確是一次精神的大餐,只有科技俱樂部,才能為我們架起上中學的學生和國家一流科學家之間的橋梁。
  今天的報告是一次非常重要的學習的活動,和我們平時在課堂上學習的最大的不同點在于我們今天不是搞明白了多少問題,而是通過今天科學家的報告,在你的腦子里會產(chǎn)生多少問題,產(chǎn)生這些問題比你今天搞明白一些問題更重要,因為這些產(chǎn)生的問題可能是你今后進一步學習,進一步努力的動力。

  最后讓我們以熱烈的掌聲,對科學家們表示感謝。