解讀諾貝爾獎(jiǎng) 聚焦熱點(diǎn)科普

2012年度諾貝爾獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)前后，由上海市科協(xié)發(fā)起主辦的“解讀科學(xué)諾貝爾”科普?qǐng)?bào)告會(huì)在滬同期舉行。報(bào)告會(huì)共分物理學(xué)、化學(xué)、生理或醫(yī)學(xué)3場(chǎng)，共有千余名上海市市民參加報(bào)告會(huì)，并與專家互動(dòng)。首場(chǎng)解讀物理學(xué)獎(jiǎng)報(bào)告會(huì)由中國科學(xué)院院士、上海市科協(xié)副主席、上海市科普作家協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)褚君浩主持，華東師范大學(xué)物理系原系主任、精密光譜科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室“長(zhǎng)江學(xué)者”張衛(wèi)平教授作為主題報(bào)告人，從薛定諤那只讓人摸不著頭腦的“貓”開始，對(duì)2012年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)進(jìn)行了解讀。

人類可能獲知“薛定諤的貓”究竟是死是活

在美劇《生活大爆炸》中，科學(xué)怪才“謝耳朵”用高深玄奧的科學(xué)界著名“公案”——“薛定諤的貓”，為鄰居美女佩妮解釋她和萊納德的戀愛關(guān)系，這讓普通人聽起來完全不知所云。但如果了解奧地利科學(xué)家薛定諤那個(gè)導(dǎo)致世界科學(xué)思想革命的“貓論”，人們會(huì)發(fā)現(xiàn)，“謝耳朵”其實(shí)反倒是一個(gè)比較擅長(zhǎng)將抽象的科學(xué)理論生活化的人。

那只被關(guān)在黑箱子里的貓，它的生死取決于箱子里一個(gè)獨(dú)立原子的狀態(tài)：如果原子衰變，會(huì)引發(fā)箱內(nèi)毒氣泄漏，貓死；反之，貓活。薛定諤稱，不論是死貓、活貓，還是同時(shí)既死又活的貓，都是我薛定諤的貓！

這個(gè)在上世紀(jì)構(gòu)想的思想實(shí)驗(yàn)，被后人引為解釋量子世界的經(jīng)典。量子理論認(rèn)為，單個(gè)原子的狀態(tài)其實(shí)并非“非此即彼”，或者說，箱子里的原子既衰變又沒有衰變，表現(xiàn)為一種概率；對(duì)應(yīng)到貓，則是“既死又活”。這顯然違背了人們從日常世界所知的常識(shí)——我們知道，一只貓的死活不依賴于我們?nèi)祟愂欠窨矗y(cè)量）了它。薛定諤思想實(shí)驗(yàn)的本意是質(zhì)疑哥本哈根學(xué)派的量子力學(xué)解釋：不確定論與測(cè)量導(dǎo)致波函數(shù)塌縮（就確定論而言，他站在愛因斯坦一邊）。這之中隱含了一個(gè)問題，宏觀世界中貓的死活是由微觀粒子的態(tài)轉(zhuǎn)化過來的，那么，從微觀世界（量子狀態(tài)）往宏觀世界（經(jīng)典確定狀態(tài)）演化的過程，是怎樣放大出來的呢？

法國人塞爾日·阿羅什和美國人戴維·維因蘭德因?yàn)榱Ｗ涌刂蒲芯慷@得2012年度的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)評(píng)審委員會(huì)2012年10月9日在瑞典首都斯德哥爾摩宣布這一消息時(shí)認(rèn)定，兩人“開啟量子物理學(xué)實(shí)驗(yàn)新時(shí)代的大門，顯示不必?fù)p毀量子粒子個(gè)體，就可以直接觀測(cè)它們”。這將能給世界帶來超快的量子計(jì)算機(jī)和超準(zhǔn)的光鐘（其精度將比現(xiàn)有的銫原子鐘高百倍）；同時(shí)，也許終于可以告訴人們：薛定諤的那只貓究竟是死是活。

“獲獎(jiǎng)”其實(shí)也是一個(gè)薛定諤貓態(tài)

講座中，張衛(wèi)平特別提醒公眾注意大半個(gè)世紀(jì)里西方科學(xué)界探尋“薛定諤貓”之旅的不懈努力和對(duì)實(shí)驗(yàn)材料、方法的執(zhí)著改進(jìn)，如超導(dǎo)材料的進(jìn)展導(dǎo)致了實(shí)驗(yàn)中“腔”的鏡子的改進(jìn)。他打比方說，對(duì)于一個(gè)科學(xué)家，“獲獎(jiǎng)”其實(shí)也是一個(gè)薛定諤貓態(tài)，這受到機(jī)遇（領(lǐng)域選擇、方向、導(dǎo)師）、環(huán)境（社會(huì)、單位、團(tuán)隊(duì)、合作）和心態(tài)（興趣、堅(jiān)持）等多方面因素的影響。以許多中國人信奉的“唯物”主義，或許會(huì)認(rèn)為研究瀕死經(jīng)歷的史都華·哈默洛夫等著名科學(xué)家的工作是為不務(wù)正業(yè)。他特別贊同白巖松談諾貝爾獎(jiǎng)的話：“當(dāng)中國的文學(xué)家、科學(xué)家開始做很多‘無用’的事時(shí)，就離諾貝爾獎(jiǎng)不遠(yuǎn)了。”

對(duì)此，褚君浩院士也表示，科學(xué)研究必須如竺可楨所說“只問是非，不計(jì)利害”。美國普林斯頓大學(xué)歷史學(xué)博士、復(fù)旦大學(xué)歷史系教授吳以義則引用法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)后，答一位貴婦人“這有什么用”時(shí)的反問：“新生的嬰兒有什么用？”來說明科學(xué)研究的超功利性和超越時(shí)代的開拓性。同時(shí)，他也強(qiáng)調(diào)了科學(xué)研究的局限性。據(jù)說，經(jīng)過后來流行的哥本哈根學(xué)派的解釋，薛定諤原先作出的具有確定性的波函數(shù)方程變成了不確定的，薛定諤對(duì)此感到非常失望，甚至說：“如果早知道量子力學(xué)會(huì)發(fā)展到今天這種狀況，我就不該提出‘薛定諤的貓’。”吳以義教授認(rèn)為，這種對(duì)于科學(xué)局限性的痛苦也正是人們持續(xù)不斷探索的動(dòng)力之一。張衛(wèi)平認(rèn)為，雖然迄今為止，在我們的世界里還未發(fā)現(xiàn)量子力學(xué)是不對(duì)的，但在更大的宇宙空間里，量子力學(xué)也難保不發(fā)生問題。

如此系統(tǒng)地面向社會(huì)公眾“解密”諾貝爾獎(jiǎng)，在上海尚屬首次，通過解讀和互動(dòng)活動(dòng)，讓公眾清晰獲悉2012科學(xué)類諾貝爾獎(jiǎng)的來龍去脈，并使之從科學(xué)的層面向社會(huì)擴(kuò)散，讓公眾從中不僅能獲得一定的科學(xué)前沿知識(shí)，而且能領(lǐng)略獲獎(jiǎng)科學(xué)家的研究思路和勇于探索的敬業(yè)精神。

（上海市科協(xié)供稿）

了解科學(xué)發(fā)明 體驗(yàn)科學(xué)樂趣——重慶科技館“走近諾貝爾”主題展受青睞

你只需要按動(dòng)發(fā)報(bào)機(jī)按鈕，熟記密碼本內(nèi)容，就能當(dāng)一回《風(fēng)聲》里的顧小夢(mèng)，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)你的科學(xué)家夢(mèng)想……

這是重慶科技館“走近諾貝爾”主題展中的一個(gè)互動(dòng)場(chǎng)景，該主題展于2012年12月29日正式開展。開展當(dāng)日，便迎來上千名觀眾前來體驗(yàn)。其中“維生素家族”“石墨烯”“核反應(yīng)堆”等展區(qū)深受重慶市民的喜愛，展覽持續(xù)至今，仍然吸引著重慶市民前來參觀的熱情。

“走近諾貝爾”主題展覽主要展示諾貝爾獎(jiǎng)的歷史、傳承，以及諾貝爾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)叩难芯款I(lǐng)域及貢獻(xiàn)，通過挑選具有代表性的科學(xué)家，讓諾貝爾獎(jiǎng)這項(xiàng)看似遠(yuǎn)離普通人的概念更為人熟知，最重要的是，通過優(yōu)秀的獲獎(jiǎng)?wù)叩目茖W(xué)思維、方法、貢獻(xiàn)，激發(fā)公眾對(duì)科學(xué)的熱愛，對(duì)真理的訴求。

“走近諾貝爾”主題展分為3個(gè)部分進(jìn)行展示。首先是序廳里的“諾貝爾獎(jiǎng)歷史”，采用場(chǎng)景、模型等展示方式，展示諾貝爾獎(jiǎng)的由來及其背景，重現(xiàn)諾貝爾本人一生對(duì)科學(xué)的追求與對(duì)人類的貢獻(xiàn)。其次是“諾貝爾獎(jiǎng)殿堂”（含物理獎(jiǎng)、化學(xué)獎(jiǎng)、醫(yī)學(xué)或生理學(xué)獎(jiǎng)3個(gè)部分），這一部分采用機(jī)電一體化技術(shù)、多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、虛擬仿真等多種手段相結(jié)合的方式，對(duì)諾貝爾獎(jiǎng)歷史上物理獎(jiǎng)、化學(xué)獎(jiǎng)和生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)中具有典型性和開創(chuàng)性的獲獎(jiǎng)?wù)呒捌溲芯砍晒M(jìn)行重點(diǎn)展示，以故事化、情景化和互動(dòng)化的方式深入淺出地介紹其中的科學(xué)原理、獲獎(jiǎng)成就及意義，傳播所蘊(yùn)含的科學(xué)思想和科學(xué)方法。第三部分是“我與諾獎(jiǎng)”

（諾貝爾獎(jiǎng)離我們有多遠(yuǎn)）。這部分展示諾貝爾獎(jiǎng)中的成就與人類自身的切實(shí)關(guān)系，體現(xiàn)科技對(duì)人類社會(huì)所帶來的巨大改變，引發(fā)觀眾追尋諾貝爾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)叩淖阚E去探索科學(xué)的興趣。

此次展覽共30余件展品，并且每個(gè)展項(xiàng)、每件展品都嚴(yán)格按照獲得諾貝爾獎(jiǎng)的各項(xiàng)發(fā)現(xiàn)、發(fā)明逐一呈現(xiàn)。此次主題展，所有的展項(xiàng)、展品都可以進(jìn)行互動(dòng)體驗(yàn)。觀眾不僅可以通過展品在歷史時(shí)空重現(xiàn)的情景中回味諾貝爾獎(jiǎng)的社會(huì)價(jià)值，而且在模擬實(shí)驗(yàn)、虛擬仿真、拼圖游戲等互動(dòng)體驗(yàn)中，也會(huì)很容易地理解科學(xué)原理，學(xué)習(xí)科學(xué)方法。此外，主題展還用漫畫化的科學(xué)家形象以及通俗化的圖像，表達(dá)獲獎(jiǎng)?wù)呖茖W(xué)探索的思維方法以及科學(xué)精神與人文精神融會(huì)的價(jià)值理念?！斑@一點(diǎn)深受小朋友們的喜愛，也使得他們的興趣更加濃厚，體驗(yàn)熱情更高?！敝貞c科技館臨展廳工作人員介紹。

（重慶科技館供稿）