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前言
史蒂文·温伯格是世界上在世的最伟大的物理学家之一。 1978年他才来到中国。近日，隐居的温伯格教授首次通过网络向中国观众进行公开讲座。 本次活动的科学顾问是“知识分子”顾问、复旦大学教授石宇。 他邀请了温伯格，并当场为温伯格翻译。 在这篇文章中，石宇教授详细介绍了温伯格和这一事件，包括演讲大纲，以及演讲后精彩对话的书面译文。
作者：石宇（复旦大学物理系教授）
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为什么邀请温伯格？
最近让物理学家，中国科技馆委托我作为科学顾问，邀请诺贝尔奖得主做线上联谊活动。
我想到了1979年诺贝尔物理学奖获得者、美国德克萨斯大学教授温伯格。 2004年，温伯格获得富兰克林奖章。 颁奖词称他“被许多人认为是当今世界上最杰出的物理学家之一”。 温伯格还是一位科学传播大师。 作为科学的代言人和现实主义的代表，他参与了反对后现代主义的辩论。
2010年至2011年我访问德克萨斯大学，期间听了温伯格教授关于量子场论和量子力学的两门课程，并与他讨论了几个问题。 他主动送给我最近出版的散文集《湖景》（后译为中文《湖畔遐想》）。 他告诉我，他1978年才访问过中国，从未向中国听众做过公开演讲。
因此，请温伯格教授为中国观众做一次公开讲座意义非凡，将是一次很好的科学交流。
科学研究和科学传播的最佳范例
史蒂文·温伯格 ( ) 出生于 1933 年，是粒子物理标准模型的创始人之一。 1967年，温伯格提出了弱相互作用和电磁相互作用的统一理论，后来成为粒子物理标准模型的一部分。 他因此分享了1979年诺贝尔物理学奖。
温伯格早年毕业于纽约布朗克斯科学高中，1954年获得康奈尔大学学士学位，1957年获得普林斯顿大学博士学位，1972年成为哈佛大学讲座教授。 自 1982 年以来，他一直担任德克萨斯大学奥斯汀分校的 Jack S. Josey-Welch 讲座教授。
教授一直活跃在科学研究第一线，不断发表研究论文。 他也一直工作在教学第一线，出版了多本不同领域的教材，从最初的《引力与宇宙学》到后来的《量子场论》（3卷）、《量子力学讲义》、《宇宙学》 ，以及最近的天体物理学讲义。
温伯格教授还热衷于科学传播。 他发表了许多公开讲座，撰写了许多科普文章和论文，并出版了许多涵盖广泛主题的书籍。 他1977年的畅销书《前三分钟》（中文译名：《前三分钟》）对于在科学家和公众中传播大爆炸宇宙论发挥了历史性作用。 他编写了三本公开讲座和报纸文章集：《向上》（中文译名：《仰望天空》）、《湖景》（中文译名：《湖畔遐想》）以及最近出版的《第三》（《第三个思考》） ”，意思是第三个集合）。 这三本书收录的文章分别写于2000年之前、2000-2008年和2009-2018年。 这些文章涵盖物理学和天文学、科学史和科学人物、公共事务、政治、宗教、个人经历等，清晰地展示了他的理性、还原论、现实主义和非宗教思想。
温伯格欣然接受了邀请
9月4日，我向教授发出邀请，20小时后收到他的回复，说他接受了邀请，并询问我是否可以使用zoom网络会议系统。 在得到肯定答复后，他们与我确认了日期和时间。 活动将于北京时间10月24日上午9点30分结束。
7号，温伯格教授给我发来了他演讲的标题和摘要。 标题：“非常大和非常小”。 摘要：“今天研究的人，不仅是一个，而且是在规模上，整体上。这两种人的目的是学习最终的法则。”
我把标题翻译成“The Very Large and the Very Small”，摘要翻译成：“物理学家研究自然界最小的尺度，比原子核小得多，以及自然界最大的尺度，整个宇宙。这两种类型的研究相辅相成，支持物理学家理解终极自然法则的最终目标。”
应科技馆摄制组的要求，我根据自己的理解写了一篇解读：“温伯格教授给大家介绍宇宙学（研究整个宇宙的诞生和演化）与粒子物理学的关系（对物质最基本组成的研究）交叉。现代宇宙学发现，宇宙诞生于137亿年前的大爆炸，并且经历了一个非常快的爆炸阶段。在诞生和非常早期的阶段。宇宙中只有场和基本粒子，后来形成了原子。更大的物质形成了星系。所以宇宙学和粒子物理自然地交叉。”
不过，这段话后来流传开来，据说是出自温伯格之手。 其实这段话并不是对温伯格演讲的总结，而只是我应摄制组的要求提前做出的预解读。
9号，我把我写的关于温伯格的介绍发给他，请他核实一下，特别向他确认他是否唯一一次访华是在1978年，以及他是否从未向中国公众发表过演讲。 。
特别突破奖
10日传来好消息。 世界上有很多诺贝尔奖获得者，但只有温伯格在获得诺贝尔奖后成为基础物理学突破奖的获得者。
特别突破奖的颁奖词是：“为了更广泛的领域（奖励他在基础物理领域的持续领导地位，对粒子物理、引力和宇宙学的广泛影响，以及更广泛的受众）传播科学）”。
我向温伯格教授表示祝贺让物理学家，并收到了他的答复，包括确认他唯一一次访华是在1978年，而且他确实从未向中国公众发表过演讲。
特别突破奖的颁奖辞与教授的演讲非常一致。 我很荣幸也很感激温伯格教授接受我的邀请，在访华42年来首次为中国听众做公开讲座。 讲座内容涉及从最小的基本粒子到宇宙的一切。
我为活动预告写了一篇介绍：“ 教授是当今最伟大的理论物理学家之一，对粒子物理和宇宙学做出了许多贡献。他是粒子物理标准模型的创始人之一。1，因此分享温伯格教授获得了1979年诺贝尔物理学奖。他还获得了许多其他奖项，包括刚刚获得的基础物理学特别突破奖。温伯格教授也是一位杰出的科学传播大师，为公众发表了许多文章和书籍。 ” 以下是上述就业和访华的情况。
温伯格致辞
演讲开始前，温伯格教授表示，他很高兴回到中国，即使是通过zoom。
教授演讲的很多具体内容超出了我的预期。 他讲了很多现代科学之前人类对更大和更小尺度的探索，特别是许多古希腊人的成就，以及当前物理学中最大和最小研究的融合，主要集中在暗能量问题。 我现场翻译了温伯格教授的演讲。 下面介绍一下内容概要。
温伯格从古代中国人对一千英里的认识出发，谈到了古希腊人对地球周长的更精确的测量。 他说，直到1662年，人们才测量出太阳与地球之间的距离，而到了1838年，直到1838年，才测量到某颗恒星的距离为10光年。 1923年，哈勃测量到仙女座星云距离我们100万光年，证实它是银河系外的一个星系。 在此之前，人们认为银河系就是整个宇宙。 之后，人们逐渐认识到，宇宙中存在着无数的星系，达到10亿光年甚至更远，但远不到100亿光年，因为100亿年前，星系还没有形成。
温伯格告诉我们，小规模的进展更大，但更困难、更慢。 德谟克利特的原子是一个点。 1900 年之前，原子尺寸测量为 10-8 厘米。1911 年，卢瑟福发现了原子核，其尺寸为 10-12 厘米。 第二次世界大战后，能量越来越高的加速器探测越来越小的尺度，发现质量不断增加的基本粒子。 现在有一个描述所有这些基本粒子的理论，称为标准模型。
温伯格表示，我们现在对从 10-16 厘米到 100 亿光年的尺度有了合理的了解。 标准模型是一种场论。 由于不确定性原理，场发生波动，导致真空具有与其体积成比例的能量。 这会影响星系的引力。 真空能量抵消了广义相对论中的宇宙学常数，但宇宙的加速膨胀要求抵消后必须留下正的总能量。 非常大的和非常小的聚集在一起。 目前，对非常小的加速器和非常大的望远镜的研究非常昂贵。
温伯格最后表示，这次活动是激发公众对科学面临的深刻问题的兴趣的好方法，这些问题增进了我们对极大和极小的理解。
对话
温伯格教授的演讲之后是一段简短的对话，翻译如下。
石宇
我有一个与你所说的内容相关的问题。 有些现象是物理定律的直接结果，例如行星轨道的形状。 有些现象是偶然的，例如行星轨道的大小。 在我们发现直接支配某种现象的基本规律之前，我们不知道该现象是基本规律的直接结果还是偶然。 与你的演讲直接相关的例子是宇宙常数和不同种类基本粒子的数量。 我们不知道它们是根本性的还是偶然的。 您能评论一下这个问题吗？
温伯格
是的，你是对的，在科学史上，区分基本定律的后果和偶然性是非常重要的。 约翰内斯·开普勒认为行星轨道的大小是基本几何原理的结果。 只有艾萨克·牛顿的工作表明，正如你所说，虽然轨道的形状可以根据基本定律计算出来，但轨道的大小是偶然的。
我对暗能量大小的解释可以用一个问题来表达：“这是一个很小的偶然事件，但却是有人研究这个问题的必然偶然，还是某种基本原理的后果？”
在发现宇宙加速膨胀之前，许多物理学家相信有一些基本原理可以解释为什么包括宇宙常数在内的总暗能量严格为零。 但现在我们知道这不是真的。
有许多谜团都在问同样的问题。 有一个叫做层次问题的谜：为什么标准模型中的质量尺度与重力理论中的质量尺度相比如此之小。
有人，我想是尼玛-哈米德，提出这也是偶然的，而这次意外对于生命的出现和测量这些东西的科学家的出现是必要的。 但我们不知道。
石宇
我的第二个问题是关于量子力学的。 我们在量子力学中存在一些困惑和困难，比如像猫这样的宏观系统是否可以处于叠加态。 爱因斯坦说，量子力学的困难可以在未来的某些理论中自然地解决或自然地推导。 你怎么认为？ 你同意？
温伯格
这是非常有争议的。 有许多科学家对量子力学进行了深入思考，并对它目前的形式感到满意。 让我困惑的不是远距离作用，这是20世纪30年代爱因斯坦、波多尔斯基和罗森的著名论文中困扰爱因斯坦的问题。 令我困惑的是，当我们陈述量子力学的基本假设时，我们必须提到观察者，即进行测量的人。 我希望在一个非常基本的层面上，我们有一个客观的理论，就像艾萨克·牛顿的引力理论一样，我们可以从中推理人类的行为，但人类本身并不出现在法律中。
石宇
我们讨论了很多基本法则。 在遥远的未来，有两种可能性。 第一种可能性是，在遥远的未来，但在有限的几年之后，我们发现了真正的基本定律，之后就再也没有发现过新的基本定律。 第二种可能性是，几年后，我们发现这些基本定律并不是真正的基本定律，而是可以从更基本的定律中推导出来或分层，如此循环下去。 您认为哪种情况更有可能发生？
温伯格
显然我不知道答案，没有人知道。 但最好假设我们能够找到一套最终的基本法则，因为如果我们不这样做，我们就不会采取行动。 我有点累。
随后，作为我邀请的实验室嘉宾，中国科学院高能物理研究所高杰研究员也向温伯格提出了一个问题。
高杰
在您的报告中，您多次谈到加速器在粒子物理中的重要性。 它变得越来越大。 标准模型中最重要的粒子希格斯粒子被发现后，从研究自然规律的角度，您期待什么样的加速器？ 您对此有何评论？
温伯格
我不尝试回答这个问题。 有很多充分的理由可以使用质子加速器达到尽可能高的能量，或者使用电子-正电子对撞机（例如欧洲核子研究中心大型强子对撞机）来高精度研究希格斯粒子。 我认为答案取决于实验的可能性，我不是这方面的专家。 我拒绝对此提供意见。
我只是希望我们最终能获得高精度和高能量。 我不得不说，而且我想补充一点，我认为在安静模式下继续实验物理学也很重要，我们可以在其中寻找像质子衰变这样的罕见情况，因为我认为质子衰变甚至有可能在我的有生之年被发现，我希望在地下深处的那种实验中，人们可以在一罐液体中耐心等待罕见的情况。 我希望这种实验也能继续下去。
最后，主持人请温伯格教授给中国年轻观众一些寄语。 “因为我们在中国科技馆，还有另外五个博物馆，人们都在观看。大多数观众都是年轻人、青少年。也许他们将来可以成为伟大的科学家。”
温伯格
我很高兴能够与正在收听这次活动的中国年轻人交谈。 经过多年的工作，作为一名物理学家，回顾 20 世纪 50 年代开始的数十年工作是一件非常愉快的事情。 时不时地发现一个理论想法，通过实验来证实这个想法，或者解释一些已知但看起来很奇怪的东西是多么令人兴奋。 事情并不总是那么令人愉快。 很多时间都花在了行不通的想法上。 我经历的失败多于成功，这在科学工作中很常见。 但你成功的几次可以弥补其他失败的次数。 所以继续工作吧。
温伯格教授再次告别。 我向温伯格教授道了晚安，他欢迎我回到德克萨斯州。
制作编辑|卢卡斯
结尾
