徐湛清华 “清华读书讲座”致敬广义相对论 徐湛讲授时空、宇宙未解之谜

12月10日晚,清华大学图书馆报告厅里座无虚席,“清华读书讲座”特邀清华大学物理系、高等研究院徐湛教授为120余名听众做了题为《时间、空间、宇宙的未解之谜—广义相对论的100年》的讲座,缕析了广义相对论诞生100年的理论发展脉络。

1905年爱因斯坦提出了狭义相对论,10年后的1915年,爱因斯坦又提出了广义相对论,相关论文发表在《普鲁士科学院会议报告》上。相对论革新了人类对时空关系的认识,对人类的时空观和宇宙观产生了重大的影响,掀开了科学史上新的一页。2015年3月6日,《科学》(Science)杂志专门制作专刊(第347卷6226期)纪念这一伟大理论诞生100周年。

读书讲座从推荐书目开始。徐湛教授先向听众推荐了5种与广义相对论有关的书籍供大家在课后深入阅读。这5种图书分别是《狭义与广义相对论浅说》(爱因斯坦著,杨润殷译)、《果壳中的宇宙》(史蒂芬·霍金著,吴忠超译)、《爱因斯坦的宇宙——老人的玩具》(徐一鸿著,张礼译)、《平行宇宙》(加来道雄著,伍义生、包新周译)、《物含妙理总堪寻——从爱因斯坦到霍金》(赵峥著)。

徐湛教授不仅介绍了每本书的作者、译者、版本等信息,在随后的讲座中,在讲到某个理论推演时亦会提及某本图书中的内容,引导大家去阅读。

徐湛教授的讲座以严谨的文字逻辑、珍贵的历史材料和精美的图例向听众阐述了广义相对论诞生的意义。相对论是人类的自然科学发展史上对人们的时空观和宇宙观影响最深远的物理理论。牛顿力学的时空观是绝对时空观,空间是容纳物质及其运动的一个均匀的框架,时间是从过去指向未来的一个均匀的流,时间和空间是彼此独立的,时间和空间容纳物质和运动,但本身不受它们的影响。

狭义相对论的时空观和牛顿时空观的最大不同是:一、把时间和空间联合成了一个4维的统一体,称为空时(spacetime);二、时间对不同的观察者有不同的意义,因此是相对的。

广义相对论是狭义相对论的进一步发展。广义相对论是关于引力的空时几何理论,或者从另一个角度说,广义相对论是关于空时几何的动力学理论。

这不但是对牛顿的时空观的巨大变革,也是对狭义相对论的时空观的巨大变革。随后,徐湛教授分别阐述了广义相对论的基本原理、数学形式与基本方程、三大(亦说四大)经典实验验证、广义相对论对时空观、宇宙观的现实意义。

讲座一共持续了两个多小时,虽然是科普性质的读书讲座,但徐湛教授也对青年学子讲解了相关科学研究中的研究热点,寄语青年学子投入理论研究的广袤天地中,为更新人类的认知世界做出贡献。

讲座结束后,图书馆馆长邓景康教授代表图书馆向徐湛教授赠送了纪念品——《邺架巍巍:忆清华大学图书馆》和《清华大学图书馆百年图史》,并向徐湛教授表示了感谢。

“清华读书讲座”由清华大学图书馆主办,于2015年金秋时节启动,旨在凝聚读书氛围、指导读书门径、促进读书交流、塑造书香清华。“清华读书讲座”致力于打造清华园读书讲座品牌,每学期举办3-4次,邀请嘉宾与清华学子分享读书经验,推荐经典读物,从而激发阅读兴趣,培养阅读习惯,提高阅读品位。除讲座外,图书馆还组织了“清华园中好读书”读书讲座专属听众微信群。

人物链接:

徐湛,清华大学物理系退休教授。1966年清华大学工程物理系本科毕业、1982年同系硕士研究生毕业。多年讲授费曼物理学、量子力学、电动力学、统计力学等课程,曾在尼尔斯·玻尔研究所、费米加速器实验室、国际理论物理中心、欧洲核子研究中心等国际著名学术机构访问。

研究领域为理论物理,包括量子场论、数学物理、引力和宇宙论、量子信息学等。在规范场理论中创立了旋量演算方法,被国际同行称为中国魔术,与张礼教授一起获得2012—2013年度中国物理学会第九届周培源物理奖。