理论基础物理科学前沿探究.ppt

基础理论物理的研究内容与前沿 Feynman关于“重大”的判据 标准模型：原理检验 参数确定 性质研究 超出标准模型的新物理 基础理论物理对大学的作用,理论物理学前沿问题,基础理论物理的研究内容,物理学基本问题: 物质的最基本结构 夸克、胶子、规范粒子、暗物质 物质的最基本描写方法：场、波函数、弦、膜 物质的最基本相互作用 强、弱电、引力、第五种力 物理系统的最基本对称性 时空对称(Lorentz, PT)、规范对称、超对称,基础理论物理的研究前沿,粒子物理学 强子的夸克-胶子结构 标准模型的性质与检验 (色禁闭、Higgs) 新物理 (超对称、超弦、高维、亚夸克结构) 引力与宇宙学 引力的基本问题，引力辐射 暗物质与暗能量，天文观测与宇宙参数的联系 量子力学基本问题 量子测量与量子纠缠，量子力学的完备性 量子信息的传输与处理 (量子通讯与量子计算),If, in some cataclysm, all of scientific knowledge were to be destroyed, and only one sentence passed on to the next generations of creatures, what statement would contain the most information in the fewest words? I believe it is the atomic hypothesis (or the atomic fact, or whatever you wish to call it) that all things are made of atomslittle particles that move around in perpetual motion, attracting each other when they are a little distance apart, but repelling upon being squeezed into one another. In that one sentence, you will see, there is an enormous amount of information about the world, if just a little imagination and thinking are applied.,如果在某场灾难中，所有科学知识都被毁灭，只有一句话传给下一代，什么话能用最少的几个词包含最多的信息？我相信是原子假说，即所有事物的组成都是原子-永恒运动中的微小粒子，在远离时互相吸引、而挤到一起时相互排斥。用这样一句话，你们将会看到，稍微加上一点想象与思考，就能得到关于物质世界的大量信息。,Feynmans Criteria of Importance,科学 =,科学就是 从条件预测结果,从小步预测开始,如果还来得及 说第二句,如果只能留下 一句话：,1. 标准模型的原理,规范不变原理 规范相互作用与自相互作用的构造 Higgs机制：质量的产生 等效原理：引力的构造 有自旋粒子的等效原理检验 量子力学的测量假定,如果能系统交代“后事”,规范不变性与广义协变性,规范场论作为“妥协让步的”物理学理论,物理学的第一步：对系统的尽量完备描述 经典物理: 位置，动量（可控量） 量子力学：波函数（不完全可控量） 规范场论：规范势（完全不可控量）,可能的替代方案,只使用物理自由度 (0,j)+(j,0) 动力学质量产生（Technicolor等),问题：非动力学变量的物理效应(库仑力),如果能系统交代“后事” 2. 标准模型的参数,作用强度（e, g, G） 质量参数 混合参数,3. 标准模型的性质与应用,Scale-dependence of gravity Cosmology Color confinement QCD phase transition Hadron parameters (needed for LHC) Factorization formulae Parton distribution functions Fragmentation functions,如果能系统交代“后事”,超出标准模型的新物理,新的基本结构 亚夸克结构，亚轻子结构 物质的最基本描写方法：弦理论、膜理论 等同地位的新粒子（超对称粒子等） 新的基本相互作用 新的规范场，大统一理论，替代的引力理论 新的基本对称性 CP/T，CPT破坏，Lorentz破坏、超对称,“文伟之后，谁当继者？”孔明不答,大学文化是优秀大学的灵魂 物理文化是大学文化的精髓 基础理论物理是培养物理文化的关键 清晰、务实、负责（主人翁） 自然界对基础理论物理没有禁地与隐私,基础理论物理对大学的作用,教育兴亡，物理有责 物理学应成为思想家、教育家、社会领军人的主要培育基地 社会发展的直接科技推动力根本文化推动力,有所为、有所不为! 摈弃自娱自乐的“技术性”理论 30年来理论物理学的蜕化无益于物理文化的培养,大学应有的基础物理队伍规模,粒子物理与场论：4-6人(核子结构、LHC物理) 引力与宇宙学：4-6人(引力辐