从物理学的过去、现在看未来

——兼论物理学若干基本问题

龚昌德

（2011年4月14日）

[核心内容]

地球上的人在研究地球的时候，最早是现象的认识。但是这种认识，我们不能叫做理性的认识。什么叫理性的认识？理性的认识就是说人已经作为一个主体，能有意识地来研究周围的现象，并且希望找出这一现象的背后是什么原因，就是说希望有一些规律性的认识。这时候人类对于自然现象已经不再停留在感性认识上，而是希望从感性认识上升到理性认识。

这种转变是从什么时候开始的？物理学上升到理性认识是从伽利略、牛顿这时候开始的，这两个人等于是物理学的祖师爷。他们所研究的物理学的方法是“形而上”的方法，这个方法是行之有效的。“形而上”的方法非常行之有效，就是把一个自然现象分离成几个分裂的部分。

唐山大地震的时候有地声——吓人的很大的声音，有机械振动——地面基本上是上下动，到后来是横向动，破坏性极大，另外还有地光，所以这里面有力学运动、声学、光学，一般发光就要牵扯到原子内部能级的变动，就牵扯到原子物理。唐山大地震里面涉及到很多现象，可是如果眉毛胡子一把抓，那是研究不清楚的。所以就要把它们分开，于是有一部分是力学现象，专门来研究力学；有一部分是光学现象，把它专门归入光学研究。把一个复杂的现象分成若干个特定的不同的部分，对每个部分进行专门研究。

到今天为止，经典物理——经典力学、经典电磁向高速发展，就进入了相对论的世界；如果向小尺度发展就进入量子物理的时段；从小自由度向大自由度发展就进入热学阶段；从宏观向宇观发展就进入引力论、宇宙学的领域。现有的物理学有五个普适常数——引力常数、光速、电荷e、普朗克常数、波尔兹曼常数，所有的基本物理量都是由这五个常数或者其中几个常数组成的物理量，因此可以说这五个常数构造了现有物理学的大厦。

这五个常数就决定了五个领域，它们之间的相互交叉又组成了各种学科，热学和相对论交叉就形成了相对论热力学，这是搞宇宙学的人都要学习的一门课程；引力论和量子理论交叉形成了量子引力理论，这也是宇宙学的一个学科。这五个理论的相互交叉产生了很多学科，物理学每当从一个领域发展到另一个新的领域，往往伴随一个普适常数的出现，它标志着此领域之跨越，亦标志原领域之界限。整个物理学即由若干普适常数所表征。人们正期待新的普适常数之出现以象征新的跨越的到来。

[经典语录]

我们要尊重科学，信念不是科学，研究物理学需要的是科学而不是信念。

[主讲人简介]

龚昌德，中国科学院数理学部院士，南京大学教授，博士生导师。历任南京大学物理系系主任、理学院院长及中国物理学会常务理事等职。1981年获我国首批博士生导师资格，1984年获首批“国家级有突出贡献中青年专家”称号，先后受聘为李政道中国高科技中心首批特别成员、意大利国际理论物理中心(ICTP)协联教授等。主要研究领域：超导理论、强关联电子系以及低维凝聚态等。合作发表近300篇学术论文，培养了包括中科院院士、长江学者、国家杰出青年基金获得者在内的近50名博士。曾获全国科学大会奖、国家自然科学奖、教育部科技进步奖、国家级教学成果奖等多项奖项。