2005國際物理年：21世紀尋找第二個愛因斯坦

央視國際 (2005年03月02日 10:49)

　　1905年是科學史上較為特殊的一年，當時默默無聞的愛因斯坦發表的5篇論文徹底改變了傳統的物理學，也為造福後世的諸多技術奠定了基礎。百年之後，聯合國通過大會決議將2005年定為國際物理年，以紀念這個“奇跡之年”。這一年也恰逢愛因斯坦逝世50週年。

　　以物理的名義

　　2005年1月13日，在巴黎召開的國際物理年發起會議上，國際物理年在全球正式啟動。緊接著，1月19日，德國總理施羅德也宣佈本國的“愛因斯坦年”(德、英等國把國際物理年直接命名為“愛因斯坦年”)開始。施羅德稱讚愛因斯坦“用他的思想給科學帶來了徹底變革，並改變了世界”。

　　中國物理學會常務理事、中國科學院物理研究所研究員聶玉昕説：“把2005年作為國際物理年有三個意義，紀念愛因斯坦，為物理學吸引人才，以及喚起社會對物理學的關注。”

　　“國際物理年”最初被稱為“世界物理年”。這個想法的提出可以追溯到歐洲物理學會2000年12月于柏林召開的第3屆世界物理學會大會。在這之後兩年中，歐洲物理學會開始尋求國際組織的支持，積極促成世界物理年活動。

　　2002年，這一倡議得到國際純粹與應用物理聯合會(IUPAP)第24次全體大會的一致通過；在2003年召開的聯合國教科文組織(UNESCO)全體會議第32次會議上，表決通過了支持2005年為世界物理年的決議。

　　2004年5月17日，法國、巴西、英國、萊索托、摩納哥和葡萄牙向聯合國大會遞交聯名信，要求有191個成員的聯大會議討論世界物理年一事。信中説：“2005年是愛因斯坦一系列偉大科學發現100週年，這些科學發現影響了整個當代物理學。這為世界提供了一次機會，在21世紀慶祝物理學上最偉大的一位思想家。”簽名國説世界物理年將提高“世界對物理學的了解”。2004年6月10日，聯合國大會召開第58次會議，會議鼓掌通過了把2005年定為物理年的決定，並把正式名稱定為“國際物理年”。

　　愛因斯坦狂飆

　　也許有人不喜歡把“狂飆”一詞用於科學領域，因為感情色彩過於濃重。然而，愛因斯坦在1905年完成的工作，任何對科學稍有興趣的人聽後都會熱血沸騰。用國際物理年的形式紀念愛因斯坦，大概也是眾望所歸。

　　“1905年愛因斯坦發表了5篇論文，所覆蓋的3個領域分別是光電效應、布朗運動和狹義相對論。雖然這些文章主題不同，但都是各自領域的奠基之作。”英國《自然》雜誌在1月20日發表的紀念文章中説。

　　在一個世紀前，有少數“烏雲”籠罩著物理學界。美國的兩位科學家完成了光的干涉試驗，結果與當時的物理學理論相悖。在巴黎，似乎有無盡能量的礦物令科學家們困惑不已。與此同時，天文學家和地質學家則因為太陽能不能永遠發光而爭論不休。然而，德國《物理學年年鑒》刊登了一系列論文，以不到70頁的篇幅解答了這些謎，同時顛覆了人類幾個世紀以來關於自然的公認理論。論文的作者是一位名不見經傳的年輕人——26歲的愛因斯坦。

　　“愛因斯坦是相對論的奠基人，也是量子理論的少數幾位奠基人之一，是有史以來對自然科學貢獻最大的人之一。”聶玉昕説。

　　1879年，愛因斯坦出生在德國烏爾姆一個中産階級家庭。5歲時，父親給了他一個指南針，指針在磁力的無形作用下轉動的情景讓他驚訝。像牛頓看到掉落的蘋果一樣，愛因斯坦産生了一種奇怪的感覺，認為自己看到的現象具有深遠意義。由於不認同權威，愛因斯坦一度被人認為註定一事無成，大學畢業後無法進入學術機構，只在伯爾尼專利局找到一份臨時工作。但在那裏，愛因斯坦被正規教育扼殺的科學激情終於重新迸發出來。僅就愛因斯坦在1905年6月和9月發表的兩篇有關狹義相對論的論文而論，就具有改變歷史進程的深遠意義，它們提出了關於時間和空間的全新概念。

　　中國科學院院士何祚庥説：“狹義相對論深化了牛頓所奠定的牛頓力學，深化了牛頓所提出的時空觀，從而影響到當代物理學的各個領域。人們公允地認為這是物理學領域裏的大突破，亦即由宏觀低速運動領域進入到宏觀高速領域的突破。這一突破的重要後果之一，是愛因斯坦首先發現了質量能量等價的公式，E＝mc2，併為人類利用原子能指出了方向。”

　　物理學的危機

　　20世紀是物理學的世紀。沒有20世紀的現代物理學，就沒有今日的許多高科技産品，就沒有今日的物質與精神文明，就沒有今日的現代社會。然而，從20世紀後期以來，物理學的地位開始下降。2005國際物理年，負有幫助物理學在21世紀重振雄風的重任。

　　《自然》雜誌在1月20日的社論中指出，愛因斯坦已經逝去，如果2005國際物理年僅僅是再一次宣傳愛因斯坦百年前的成就，而不是直面物理學眼前的危機，那麼國際物理年就失去了意義。聶玉昕認為，現在物理學面臨的最嚴重的危機是社會重視度下降，後繼人才不足，還有就是學術的浮躁。

　　“學好數理化，走遍天下全不怕。”曾經，這句話在中國路人皆知。但近年來，隨著電子、生物和經濟等新興學科對年輕學子的吸引力日漸增強，學習物理的學生數量和素質均有下降趨勢。這種情況在世界各國具有普遍性，國外媒體的有關描述可謂一針見血。

　　法新社報道在巴黎舉行的物理年啟動儀式時説：“主宰上世紀發展的科學界，正在緩慢而又令人痛苦地衰落，有青黃不接的危機。環顧整個歐洲和北美洲，還有亞洲部分地區，在中學及大學選修物理課的學生人數都減少了。這造成在實驗室埋頭苦幹的科研人員出現老化趨勢，而且主要由男性當家。”

　　學術浮躁是危害包括物理學在內自然科學發展的另一個問題。國際物理年也許是一次機會，讓政治家和科學家反思如何發展物理學以及其他門類的科學。

　　聶玉昕説：“把論文數量和研究人員個人利益挂鉤的做法是損害科學發展的，容易造成科學家的急躁情緒。衡量一個科學家的成績，不能僅靠論文數量。學術浮躁是一個世界現象。”

　　需要注意的是，學術浮躁與整個社會環境分不開，特別是媒體的不當宣傳。對此，三思科學網站站長碧聲説：“在競相爭奪讀者注意力的時代，媒體往往會刊登名不符實的‘重大成就’、子虛烏有的‘神秘現象’、聳人聽聞的‘技術危險’，而事實是，嚴肅的科學研究難得與驚人事物有緣。”

　　第二個愛因斯坦？

　　21世紀，完全有可能出現第二個愛因斯坦，但前提是需要讓社會、特別是青少年能夠分享物理學家的心得。這一點，是物理年中需要科學家們關注的。

　　台灣地區的物理學會在慶祝國際物理年的文章中説：“全世界的物理學家需要更加積極地與政治家及一般大眾分享他們在物理上的見識及信念。”

　　目前，物理正向著宏觀和微觀兩個研究方向不斷深入。在宏觀領域，宇宙和人類的未來密切相關，但人類仍不能回答關於宇宙學的一些基本問題，如暗物質、暗能量的來源、組成和性質。在微觀上，人類對物質組成的認知還需要更為深入。同時，社會還要求物理學發揮“用”的功能，研究繁雜系統，讓物理學為能源、材料、信息和環境問題提出解決方案。物理學與其他學科的交叉和滲透越來越顯得重要。

　　在以上發展方向中，物理學的“用”是最容易為物理學家們在宣傳中忽視的。《自然》雜誌在社論中指出，科學家應該在物理年和以後的時間讓社會了解，“在下一次(物理學理論)革命前，物理學的主要成就將出現在工程領域。正在從事這方面工作的物理學家如果保持沉默，是可恥的……物理學不僅是要了解我們的宇宙，而且也致力於製造有用、有時也是激動人心的事物。”

　　物理學的“用”不言而喻。中國23位兩彈元勳中，至少有13位出身於物理學界。學習物理，不一定做研究，也可以做老師，轉投其他行業。聶玉昕説：“人人都應該學些物理。物理學思想方法的訓練對人有很大好處。”

　　物理學界的行動

　　物理年，物理學界開始行動。中國科協青少年工作部提供的一份新聞發言稿中，工作部長牛靈江説，今年美國當地時間4月18日，光信號將從愛因斯坦工作過的美國普林斯頓發出，通過大洋光纜在24小時內週游地球。這個活動被命名為“物理照耀世界”。

　　按目前計劃，由美國傳來的光信號首先在上海登陸，然後中國每個省、市、自治區都會依次行動起來。在北京時間4月19日晚7時，每個地區都會組織青年學生，讓他們每隔幾十米站一人，組成綿延數公里的人鏈，然後光信號從人鏈的一端開始，通過學生的手電筒、激光教鞭或其他發光物，一個人接一個人傳下去。當一個地區完成光的接力後，最後一人就會通過電子郵件、電話、手機等，向下一地區發去信息和圖片，通知他們繼續接力。最終，傳入我國的光信號將分別向俄羅斯和印度方向傳去。

　　物理學界希望通過類似活動，呼喚社會對物理的關注，增加青少年對物理的興趣。2005國際物理年的標識，正反映了科學家們的這種心情。標識是由四種顏色組成的光錐，其中紅色代表過去，藍色代表未來，黃色和綠色表示連結過去到未來。

　　不過北京大學物理學院教授閻守勝認為：“物理科學有自身的魅力，總會有年輕人喜歡物理，投身於物理研究事業。”

　　聶玉昕説：“在21世紀，完全有出現第二個愛因斯坦的可能性。物理學仍然面臨許多迫切需要解決的問題。愛因斯坦終生沒有解決的統一理論至今沒有解決，另外弦理論還需要完善。隨著實驗條件的進步，超越愛因斯坦理論的物理學理論有可能出現。”（張小軍）

責編：戴昕 　來源：南方週末