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暗物质和暗能量的挑战  

2013-06-22 10:45:15|  分类: 科学 教育 |  标签: |举报 |字号 订阅

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    本报讯 记者朱广菁报道 “实际上,是核能产生了太阳能,而不是太阳能产生了核能……” 1957年诺贝尔物理学奖获得者、美国华裔科学家李政道,9月5日上午在北京人民大会堂“2006诺贝尔奖获得者北京论坛”上做报告《从能量的来源谈基础科学和培养人才》。

  李政道说, 64年前,即1942年12月2日,他的导师费米,成功地在美国芝加哥大学的橄榄球场地下室建立了第一个链式核反应堆。在费米的领导下,人类实现了第一个可控制核反应堆的运转。这标志着人类首次能够产生不是来自太阳能的能量。而在此前,地球上所有的能量,包括石油、煤和其他化石能量,都是由太阳能造成的;然而核能则不同。

  费米和他同时代的物理学家怎么会了解太阳能是核能呢,这些观念是如何产生的?李政道说,太阳发光、发热,若解太阳能之谜,必先研究光能和热能的基础科学规律。

  李政道列举了科学家们的一系列发现:1887年,迈克耳孙和莫雷的实验证明,光速与地球自转的方向和速度无关;1900年,普朗克提出普朗克方程,给出黑体温度与其发光的光能关系,这是量子假设的开始;1904年洛伦兹创立洛伦兹坐标变换公式,建立了光传播方式的基础;1905~1925年,在光能和热能研究基础上,产生了狭义相对论和量子力学。

  李政道说,了解太阳能来源之谜,人类才开始产生不是来源太阳能的能量。他说,我们感觉到的物质仅占整个宇宙能量的极少数,我们了解的能量也只占全宇宙全部能量的极少数,而全宇宙的总能量约70%是暗能量。暗物质和暗能量的存在,向全世界年轻的科学家提出了新的挑战。

  李政道说,从引力场,我们知道暗物质的存在,但它是什么,不知道;暗能量更是奇怪,它是一种负的压力,在裂变和聚变反应中,反应前后物质的质量只有少量的差异。按照爱因斯坦的著名质能公式E=mc2,这些少量的质量差异能够转化为巨大的能量;暗能量可以使物质质量全部消失,完全转化为能量!

  李政道说,最近几年,通过哈勃太空望远镜,人们发现我们的宇宙不仅是在膨胀而且是在“加速”膨胀。他说,两年前,他在探讨暗能量可能来源研究中,提出一个观念是“天外有天”:因为暗能量,我们的宇宙之外可能有很多的宇宙;而在另一项试探和解释美国高能核物理的新发现和暗能量关系的研究中,他提出的观念是“核天相连”:核能也许可以和宇宙中的暗能量相变相连。李政道认为,“20世纪初的大问题是太阳能的来源;21世纪初的大问题是暗能量的来源”。他说,了解暗物质和暗能量,是人类在21世纪向科学的大挑战。

  李政道强调,了解宇宙能量的来源和其科学规律并不等于造福人类,亟需明智的政治家和社会学家,具备科学发展的观点。只有这样,才能达到人类的和谐,并取得可持续的良好发展。 
 

摘自:联合早报网

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