张朝阳对话物理学家：横跨经典与前沿的物理“三连奏”

市场资讯2025-08-12

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Gross），著名理论物理学家、科普作家徐一鸿（A. Zee），以及剑桥大学教授、知名理论物理学家汤大卫（David Tong）。这三场深度对谈如同横跨经典与前沿物理的 “三连奏”，以其宏阔视野和深邃洞见引发网友广泛关注。他们沿着物理学发展脉络展开探讨：从牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦的奠基性革命到量子力学、量子场论的诞生，从物理学追求“统一性”的壮丽史诗到当下面临的暗物质、暗能量、量子引力等研究挑战，对话还延伸到粒子物理标准模型背后的渐近自由、夸克禁闭、希格斯机制等内容。这些讨论涵盖宏观宇宙与微观粒子、历史轶事与未来展望，既触达物理学领域最前沿的动态与谜题，也赓续科学探索精神的传承薪火。跨越时空的智慧微光：物理学轶事中的启示 过去两千多年，人类始终在探索世界的基本原理，这些对无数自然现象的高度概括，构成了物理学的根基。其间无数伟大物理学家的名字如星辰般闪烁，在历史上留下了诸多奇闻轶事。在追溯物理学的源头时，徐一鸿与张朝阳谈到了牛顿时代那些有趣的误解——当地球被确认为球体后，古人们便认为地心即地狱所在。更有意思的是，地球密度测量的一个错误，竟让当时的科学家得出“地球是空心球”的结论，这更印证了“地狱处于地心”的设想。实验所得的结果并非总是绝对真理，误差甚至错误在所难免，重要的是拥有坚持正确理论内核的勇气。这一点，在麦克斯韦将电磁力实现历史性统一后，其方程组与牛顿力学的矛盾最终催生相对论革命的故事中，再次得到了印证——理论与观测的不协调孕育着突破。谈到相对论时，徐一鸿还讲述了一个关于“爱因斯坦的运气”的故事。Pixabay早在1911年计算太阳引力场光线偏折角时，爱因斯坦最初竟得出了与牛顿力学相同的值，漏掉了关键的因子“2”。而首支试图测量偏折角的考察队在俄国境内遭受怀疑而被捕入狱，戏剧性地使爱因斯坦的广义相对论避免了“被证伪”的命运，留出了让这位天才修正这个“小小疏忽”的时间。即使是最伟大的头脑也可能出错，科学的脚步常常在不断地修正中前行。汤大卫则讲述了一些科学史上的趣事：牛顿发现万有引力定律后，雪藏了二十年才公之于众；胡克、哈雷等人曾在伦敦咖啡馆里尝试推导同一个公式；曾经砸中牛顿的那棵距今有四百年历史的苹果树仍在结果……这些轶事背后是更为宏大的科学发展脉络：从开普勒定律到牛顿引力理论，物理学实现了首次重大的理论统一；拉格朗日力学、哈密顿力学以作用量和能量为核心，把费马原理和牛顿定律统一起来，实现了物理学的第二次理论统一，并打破了人们对“力”的片面认识。当然，科学史上不仅留下了巨人的丰碑，也写满了研究者个体的种种境遇。徐一鸿谈及麦克斯韦，这位电磁学领域的大师职业生涯起步并非顶尖学府，而是在一所“非常普通的学校”任教。张朝阳也提到，爱因斯坦也曾在普通学校任教。他们以此激励物理学子们大胆想象放手去做，因为学术道路上的挫折及所处平台的高低，并非衡量成就价值的标准。 严谨与通俗的较量：巨匠心目中的科普 如何向大众讲清楚物理的本质？三位科学家和张朝阳都谈了自己对科普的看法，为理解科学传播的本质提供了宝贵思路。作为诺贝尔奖得主，格罗斯在解释粒子物理学核心概念时非常善于“化简”。他给网友讲自然界四大相互作用时，没有堆砌公式，而是拿日常经验为锚点。他邀请众人想象手中托起的一瓶水：引力看似强大（整个地球的原子都在吸引它），实则微弱至极——因为电磁力主宰着托举的动作，这肌肉的力量本质上是电磁力的宏观体现，它比引力强了整整40个数量级。格罗斯还科普了物质质量起源。当公众普遍将质子质量归因于希格斯机制时，格罗斯指出了更本质的图像：质子那巨大的质量（约938 MeV）绝大部分并非源于其内部夸克的微小固有质量（仅几MeV），而是源于将夸克紧紧束缚在质子内部后产生的“被囚禁的能量”。这股能量源自强力场（胶子）以及被强力束缚的高速运动的夸克的巨大动能。他形象地比喻：“当你站上秤发现自己重了一公斤，那增加的其实是一公斤被‘囚禁’的能量。”在格罗斯看来，科普是将深奥的理论精髓，凝聚成简明、直观的物理图像。汤大卫对科普保持着更为审慎的态度，甚至带着一丝忧虑。他肯定了科普的价值是科学家对公众知情权及背后财政支持的回应与责任担当，但是担心科普难以避免地过于依赖于比喻，而这些比喻往往与物理学的严谨表达——数学方程相去甚远。他认为，“科普经常是在讲故事和类比，但那不是物理学的真谛。”汤大卫的理想科普，似乎是架设一座桥梁，沟通专业的数学框架与公众的初步理解，而非提供看起来很美但实质模糊的替代品。汤大卫这种看重“数学内核”的科普观，张朝阳也十分认同。他在对话中也毫不掩饰对于“薛定谔的猫”等哲学讨论的保留态度，认为这并非量子力学的核心。在以往的物理直播课中，他就曾多次强调，学习物理就得动手去算，只有算出来了才是真的懂物理。正是这种理念，让《张朝阳的物理课》能抵达物理的本质，而不是停留在表面泛泛而谈。 宇宙的深壑与物理的基石：对话中的物理前沿与传承 当对话触及宇宙的起源与时空的本质时，格罗斯走向了物理学最深邃的疆域。他坦言，回溯至大爆炸的“奇点”，无论是经典理论、量子力学还是弦论，都可能面临失效的窘境。时间——这一习以为常的概念，在格罗斯眼中依然充满神秘。在广义相对论中，时空是动态的实体，而量子引力的不确定性则让时空在普朗克尺度下剧烈涨落，挑战着我们的理解极限。而弦论似乎还暗示了一种惊人的可能：时空并非基本存在，而是某种“涌现”现象。格罗斯强调，在探讨宇宙起源时，诸如“时间从何开始”这类问题本身可能就需要被重新审视，因为在极端条件下，传统的时空框架或许已经不再适用。与宇宙起源的宏大叙事相比，徐一鸿的讨论则相对“朴实”一些。在学生互动环节中，有人问到量子场论的未解之谜，对此，徐一鸿肯定了量子场论作为“最完善、最精确的已验证理论框架”的地位，例如电子磁矩计算的惊人精度，同时他也坦言，量子场论并非完美无缺。他列举了标准模型面临的关键挑战：为何粒子物理中存在三种基本相互作用而非一种？标准模型为什么有那么多的自由参数？他鼓励年轻人积极投身于这些尚待探索的重要问题中。在张朝阳与汤大卫的对谈中，话题还延伸到了物理教育。汤大卫表示，执教二十年来他每年都推出新课程，并希望在退休前把所有物理课程都教完。他尤其呼吁人们重视流体力学在物理学教育中的重要地位。他指出，在英国，流体力学并不是物理系学生的主要课程。但描述流体运动的纳维-斯托克斯方程拥有惊人的普适性，甚至能刻画极端条件下形成的夸克-胶子等离子体。他强调，流体力学是一门极其精彩的学科，值得认真学习与研究，这点已在《张朝阳的物理课》中得以体现。此前，张朝阳也曾花费大量课时，带领网友深入剖析流体力学原理和纳维-斯托克斯方程的魅力。 AI的萤火：物理学家眼中的智能边界 围绕“AI能否触及物理学的核心创造力”这一主题，三位科学家与张朝阳展开了思辨，观点各不相同。其中，格罗斯对当前的AI热潮持最为审慎的态度。他认为，大语言模型本质上是一场“过度炒作”。这些模型不过是精于编织“听起来合理”话术的机器，缺乏真正的理解力、逻辑严谨性与创造力。格罗斯举例指出，询问ChatGPT“7和9哪个更大”或“葛底斯堡演说的第五个词是什么”，它都可能给出荒谬的错误答案。在他看来，这些大型语言模型既不懂验证答案的严谨性，也不在乎逻辑正确性，只求输出悦耳的语句，它们根本不具备真正的创造力。“这些机器终将取代大量只会说漂亮话的人。”面对“AI能否像人类一样涌现物理直觉”的提问，徐一鸿反问：“如果1924年就有AI，它能‘发现’量子力学吗？”，随后他给出明确否定的答案。他认为，AI的工作方式更像是在牛顿力学框架下不断堆叠变量，而不具备引领物理学范式转换所需的革命性思维能力。正如海森堡开创量子力学时所展现的“超级大脑”式的洞见，是AI难以企及的。张朝阳一语点破：“简单来说，AI是没有直觉的。”相比之下，汤大卫则对AI技术持更为开放的态度。他亲身体验了AI作为工具的强大效能，并分享了借助AI编写脚本，快速计算Christoffel符号或绘制拓扑绝缘体能带结构的可能性。对于绘制拓扑绝缘体能带结构。这令他十分惊叹，“短短两分钟便能完成，太神奇了！”谈及AI未来的应用潜力时，汤大卫将其视为过去五十年来计算机技术发展的自然延伸。他进一步指出，针对纳维-斯托克斯方程奇点问题等重大数学物理难题，AI的适用性取决于目标的性质——如果需要严格的数学证明，目前AI尚难企及；但如果目标是寻找可能带有奇点的特定流体构型，AI则可以高效辅助。这一观点张朝阳深以为然，并指出这是人类大脑和人工智能的完美结合。人工智能可以做脏活累活，人类大脑记不住所有这些事情，而人工智能可以弥补这一点。三位物理学家的观点清晰地划定了当前AI能力的边界：尽管AI可以作为强大的推理和计算工具，但它在理解物理世界和进行颠覆性创造方面仍存在局限性。张朝阳的总结点明了关键：AI的价值在于解放人类于繁复的计算和数据处理，让我们的大脑得以专注于真正需要创造力和深刻洞见的领域——那些定义物理学乃至人类智慧巅峰的核心能力。AI目前称得上得力的助手，但远非创造力的替代者。\n\n\n海量资讯、精准解读，尽在新浪财经APP","kind":"news","is_publish_news":true,"is_publish_highlight":false,"is_publish_live":false,"is_publish_wemedia":null,"editions":null,"column":"","sentiment":"0","news_tag":"","news_rank":0,"isVideo":false,"video":null,"symbols":[],"gpt_button":1,"need_auth":false,"need_login_tip":false,"code":"91000000","status":"200"},"commentList":[],"isCommentEnd":true,"newsSizeData":{"likeSize":0,"commentSize":0,"repostSize":0,"favoriteSize":0,"likeStatus":false,"favoriteStatus":false},"APP":{"userAgent":"Mozilla/5.0 AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko; compatible; ClaudeBot/1.0; +claudebot@anthropic.com)","isDev":false,"isTTM":false,"tenantId":"TBCN","deviceId":"web-server-community-laohu8-v3","version":"4.43.1","shortVersion":"4.43.1","platform":"web","vendor":"web","appName":"laohu8","isIOS":false,"isAndroid":false,"isTiger":false,"isTHS":false,"isWeiXin":false,"isWeiXinMini":false,"isWeiBo":false,"isQQ":false,"isBaiduSwan":false,"isBaiduBox":false,"isDingTalk":false,"isToutiao":false,"isOnePlus":false,"isHuaWei":false,"isXiaomi":false,"isXiaomiWebView":false,"isOppo":false,"isVivo":false,"isSamsung":false,"isMobile":false},"href":"/m/news/2558156636","isCrawlerRequest":true}