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本文是孙昌璞院士的一篇评述,作者结合学习杨振宁科学思想的体会,并联系自己在理论物理研究方面的科学实践(包括在1992-1994年跟随杨先生对量子开系统、超导相变和冷原子物理方面的探索),对当代理论物理发展趋势提出一些个人的看法。文章将通过具体实例,阐述为什么要做“美或有用”的理论物理;为什么基本物理的理论在一段时间内可以与直接的实验验证保持距离?对于后者,文章还从科学方法论 (哲学) 的角度就理论预言与实验证实的关系进行较为深入的讨论。文章还强调了“有用”的理论物理——应用理论物理,指出国家需求驱动的科学研究与自由探索一样,也会导致基础物理的重要突破。
本文为作者在杨振宁先生百岁华诞学术研讨会上的报告改写而成。
从物理理论到理论物理
图5 证实“理论”实验的分级(实际物理-模型-实验的“距离”决定了“实验证实”工作的好坏) (a)模型预言覆盖了实际系统的全部物理,实验正好证实了模型预言;(b)虽然模型预言覆盖了实际系统理论结果的全部,但实验只是证实了基于模型预言的一部分;(c)模型预言覆盖了关于实际系统理论结果的一部分,实验也只是证实了“模型预言”;(d)模型预言不能覆盖实际系统物理的全部,实验也只是符合模型部分不准确预言,证实与否甚至与实际系统无关
孙昌璞,中国科学院院士,发展中国家科学院院士。中国工程物理研究院研究生院院长,北京计算科学研究中心教授。
1984年毕业于东北师大物理系,于南开大学获博士学位。曾任东北师大教授,中科院理论所研究员。长期从事量子物理、数学物理及量子信息基础理论研究,不少工作有长期的学术影响,如q-变形玻色子是领域分支开创性工作,预言的量子临界动力学不稳定和人工循环原子等得到诸多实验证实,澄清的量子热力学概念已经被写入多部专著。近年来,他具体从事有限系统和生命过程中的量子相干效应、复杂系统的可靠性和量子相变动力学等研究工作,并积极探索面向国家需求的基础研究模式的创新。
本文经授权转载自微信公众号“物理学报”,原题目为《当代理论物理发展趋势之我见 |《物理学报》观点和展望》。
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