物理之光：照耀人類文明的前程

汪景琇

人類自誕生之日起，就無時(shí)無刻不在思考自己身外的世界，試圖探索宇宙的起源及萬物運(yùn)轉(zhuǎn)的奧秘。物理之光照耀著人類探索宇宙和塑造文明的征途，物理學(xué)的出現(xiàn)和進(jìn)步貫穿了整個(gè)人類社會(huì)的發(fā)展。物理學(xué)與其他學(xué)科，如數(shù)學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、信息科學(xué)乃至經(jīng)濟(jì)學(xué)的對(duì)話和融合，形成新的物理交叉學(xué)科。

在法國巴黎的工藝博物館里，陳列著兩件不太引人注目，卻曾對(duì)全人類意義重大的展品。它們就是基本物理量中力學(xué)里計(jì)量長度的“米”和計(jì)量質(zhì)量的“千克”的原器。人類在使用同位素輻射波長，及后來更精確的光速定義“一米”的長度前，被精心保管的“米原器”是全球都要遵循的長度基準(zhǔn)，“千克原器”則擔(dān)當(dāng)著“世界砝碼”的重任。

您如有幸走進(jìn)這家博物館，看到這兩件計(jì)量原器和它們周圍大量復(fù)雜的機(jī)械發(fā)明，或許會(huì)心生疑問：現(xiàn)在我們?nèi)祟愃淼谋憬萆睿y道是從這兩件計(jì)量原器生發(fā)出來的嗎？從某種意義上說，事實(shí)也許正是如此。今天，人類的生活越來越精細(xì)化了。當(dāng)為物理學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)定義的計(jì)量單位服務(wù)于社會(huì)，“標(biāo)準(zhǔn)化”便水到渠成，成為人類社會(huì)邁向現(xiàn)代文明的基石。此外，人類社會(huì)的三次工業(yè)革命，也沒有一次能離開物理學(xué)的推動(dòng)。不過，物理學(xué)研究的價(jià)值還不止于此。

約四個(gè)世紀(jì)前，開普勒三定律揭示了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，摧毀了托勒密的“地心說”，開啟了現(xiàn)代科學(xué);到了20世紀(jì)初，量子論和相對(duì)論的建立，讓人類對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)發(fā)生了革命性的變化;而今，我們開始探索和認(rèn)知宇宙中約占95%的暗能量與暗物質(zhì)的本質(zhì)。物理學(xué)的發(fā)展，讓我們對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)越發(fā)深刻和透辟。

物理學(xué)為人們帶來生活上方方面面的改變。古人不了解天氣變化的本源，便誕生了種種自然崇拜。大氣物理學(xué)研究逐漸撩開這層蒙昧的迷霧，揭示了諸如雷電、霧凇、幻日和彩虹等氣象現(xiàn)象的本質(zhì);也“挖掘”了云所蘊(yùn)含的氣象“信息”;人類已能夠相當(dāng)準(zhǔn)確地預(yù)測地球上的天氣，并按照需要在小尺度上改變天氣;對(duì)太陽物理的研究，使可能影響人類高技術(shù)系統(tǒng)的太陽活動(dòng)和太空災(zāi)害天氣得以被預(yù)報(bào)和預(yù)警。

然而，浩瀚宇宙中諸多未解的謎團(tuán)讓我們懂得，目前的物理學(xué)研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)稱不上透徹。就在今年3月，北京大學(xué)天文學(xué)系教授吳學(xué)兵的團(tuán)隊(duì)宣布，他們發(fā)現(xiàn)了一顆距離地球128億光年、430萬億倍太陽光度、中心黑洞質(zhì)量約為120億個(gè)太陽質(zhì)量的超亮類星體。這些只看數(shù)據(jù)就已令人震驚的天文發(fā)現(xiàn)，挑戰(zhàn)著人類對(duì)物理學(xué)認(rèn)知的極限。此外，實(shí)現(xiàn)“人造太陽”，也就是由可控核聚變得到取之不竭的清潔能源，對(duì)于今天的人類來說依然是極為艱巨的任務(wù)。今年9月，上海交通大學(xué)校長張杰院士因?yàn)榭禳c(diǎn)火激光聚變研究和在強(qiáng)激光實(shí)驗(yàn)室天體物理研究兩方面的重要貢獻(xiàn)，獲得了美國核學(xué)會(huì)頒發(fā)的愛德華·泰勒獎(jiǎng)。該項(xiàng)工作便是實(shí)現(xiàn)受控核聚變的一種途徑。然而，我們與商用可控核聚變的距離依然遙遠(yuǎn)。

對(duì)于必將走出地球這個(gè)“搖籃”的人類來說，為物理學(xué)的大廈添磚加瓦，將是“走向成熟”的重要一步。無論是建造更為美好的地球社會(huì)，還是開啟前往星海的遠(yuǎn)航，都有賴于物理學(xué)的助力。在可以預(yù)見的未來，物理學(xué)的進(jìn)步，仍然會(huì)引領(lǐng)人類科技前進(jìn)的腳步。物理之光，將始終照耀著人類文明的前程！