8月11日,第四届国际基础科学大会“物理之夜”专场沙龙活动在北京雁栖湖应用数学研究院举办。本次活动由中国科学院高能物理研究所和中国高等科学技术中心共同承办。
来自麻省理工学院、加州理工学院、宾夕法尼亚大学、匹兹堡大学、北京大学、清华大学、中国科学院大学、中国科学院理论物理研究所、中国科学院物理研究所、中国科学院高能物理研究所等高校和科研机构的专家学者,以及国际基础科学大会参会代表等近400位科研人员和优秀研究生参加活动。
本次“物理之夜”活动汇聚数学、物理学及相关交叉领域的专家学者,围绕基础科学前沿探索、未来重大科学突破以及跨学科合作展开深入交流。基础物理学突破奖获得者、中国科学院院士王贻芳,美国艺术与科学院院士、基础科学奖获得者、宾夕法尼亚大学物理学教授刘若微,狄拉克奖获得者、基础科学奖获得者、美国麻省理工学院文小刚教授等作大会主旨报告,并与多位国际知名科学家共同参与圆桌论坛,展望未来20年的基础科学发展方向。国际基础科学大会主席、清华大学丘成桐教授,中国科学院高能物理研究所所长曹俊研究员致辞。
丘成桐:数学与物理相互促进,共同推动人类认识自然
在欢迎辞中,丘成桐表示,数学与物理之间长期保持着紧密联系,两者相互启发、共同发展。数学如果缺少物理,将失去大量源于自然现象的深刻直觉;而没有数学的发展,现代物理也难以达到今天的高度。他指出,与20世纪50年代相比,如今科学研究面临的问题更加复杂,不同学科之间的交流与融合更加深入。
丘成桐表示,国际基础科学大会旨在促进数学、物理以及相关领域之间的交流合作,为科学家、学生和博士后提供分享研究成果、探索交叉方向的重要平台。他强调,人工智能正在推动科学研究方式的变革,但自然界仍然蕴含着大量未知奥秘,人类对于自然规律的探索仍将持续深入。实验观测是拓展科学认知的重要途径,加强理论与实验研究者之间的合作,对于推动基础科学发展具有重要意义。
曹俊:加强交叉合作,共同探索自然基本规律
曹俊在致辞中表示,基础科学是人类探索宇宙奥秘、解析自然底层规律的重要基石。当前现代物理学前沿领域高度交融、互通共生,粒子物理、宇宙物理、量子材料、生物物理等研究方向看似独立,实则逻辑相通、相辅相成,重大原创性科研突破愈发诞生于学科交叉边界,单一学科的孤立研究已难以支撑前沿科学的高质量发展。高能所建造了一系列大科学装置,在高能物理、中微子物理、天体物理等方面取得了多个标志性成果,正是物理、数学、化学、工程等多学科协同攻关的典范。
他指出,本次“物理之夜”依托国际基础科学大会平台,打破传统物理研究的学科壁垒,活动汇聚各领域前沿科研力量,为专家学者交流思想、碰撞灵感提供契机,持续推动基础科学领域的创新突破与融合发展。
王贻芳:强子、中微子和希格斯粒子是探索新物理的重要门户
王贻芳在主旨报告中,以“探索新物理的三个门户”为主题,系统介绍了强子、中微子和希格斯粒子这三大门户的研究进展及未来发展方向。
王贻芳回顾了北京正负电子对撞机(BEPC)和BESIII实验取得的重要成果,包括在近期在胶球候选态研究方面取得的重要进展,并指出相关研究为未来高能物理探索奠定了基础。他表示,未来环形正负电子对撞机(CEPC)等大型科学设施将为精确研究希格斯粒子性质、探索超出标准模型的新物理提供重要平台。希格斯工厂已成为国际高能物理界重点关注的发展方向。
在中微子领域,王贻芳介绍了从大亚湾实验到JUNO实验的发展历程,指出中国团队在精确测量中微子振荡参数、研究中微子质量排序等方面取得了重要进展。未来实验有望进一步深化对中微子性质的理解,并探索包括无中微子双贝塔衰变在内的重大科学问题。
刘若微:复杂系统与人工智能的发展需要新的理论框架
刘若微在报告中围绕复杂系统与人工智能的发展进行了分享。她指出,“更多”(more)并不一定意味着“不同”(different):对于相互作用固定的系统,规模增加可能并不会带来本质变化;但当系统中的相互作用可以被独立调节时,更多自由度将产生更加丰富和复杂的行为。她介绍了人工智能系统中可调参数、过参数化以及局域学习机制的重要作用,并探讨了未来低能耗、高效率人工智能芯片的发展方向,为下一代人工智能提供新的理论和技术基础。
文小刚:量子信息可能带来基础物理的新突破
文小刚在报告中回顾了物理学发展的历史脉络。他指出,物理学的发展往往经历“发现—统一—进一步发现—进一步统一”的循环,每一次理论统一都带来了物理学的重要变革。从经典力学、电磁统一、相对论革命,到量子力学的发展,新的理论体系不断改变人类对自然的认识。文小刚探讨了信息、物质与空间之间可能存在的深层联系,并介绍了长程纠缠、量子模拟以及量子相等方向的最新研究进展,并提出未来可能迎来信息与物质统一的新阶段。
圆桌论坛:展望未来20年的重要科学发现
主旨报告结束后,以“未来20年基础物理理论与实验的突破会在哪里?”为主题的圆桌论坛举行。由论坛由上海交通大学李政道研究所季向东教授主持。除王贻芳、刘若微和文小刚外,美国艺术与科学院院士、美国加州理工学院大栗博司教授,英国牛津大学理论物理学家苏比尔·萨卡尔教授,ATLAS合作组中国组负责人、南京大学金山教授作为嘉宾出席活动。
萨卡尔表示,宇宙学常数问题涉及远低于传统物理尺度的新能标,对宇宙学常数问题的研究可能为广义相对论与量子场论的统一带来新的突破。刘若微指出,目前对于热力学推广框架以及复杂系统集体行为的理解仍存在不足,未来需要发展更加普适的理论体系。
王贻芳展望未来基础物理的重要发现,包括对中微子振荡机制的全面理解、无中微子双贝塔衰变是否存在的探索,以及通过希格斯精密测量寻找超越标准模型的新物理迹象。文小刚强调,对量子相进行系统分类和深入理解可能带来新的理论突破。大栗博司表示,希望未来能够建立四维时空量子场论完善的数学定义,为理解强关联现象、禁闭现象以及量子相提供新的理论工具。金山指出,近期胶球候选态在实验上的突破为强相互作用产生质量的机制提供了直接证据,而中微子质量起源仍是现代物理的重要未解问题,希望未来二十年能有一个粒子质量起源的统一的图景。
在问答环节,围绕“人工智能是否会助力基础科学发现”这一问题,与会科学家展开讨论。萨卡尔教授指出,人工智能长期以来一直辅助科学研究,而未来更大的挑战在于人工智能是否能够提出新的科学问题。文小刚认为,科学研究首先需要清晰定义问题,在明确逻辑结构后,人工智能可以帮助完成大量可推导的研究工作。
活动最后,部分国际基础科学大会前沿科学奖获奖者分享了科研经历与心得。与会科学家鼓励青年研究者保持好奇心,勇于探索未知领域,坚持基础研究本身的价值。正如Juan Ramón Muñoz de Nova教授所强调,基础研究的意义不仅在于潜在应用价值,更在于人类对于自然奥秘的好奇心。
这是中国科学院高能物理研究所第四次承办国际基础科学大会“物理之夜”活动。
本次活动经科技日报、中国青年报、中青网、光明网、中国网、中工网、中国科学报、北京日报、四川日报、北京电视台、北京青年报、科学网、科普时报、中国科普博览、科学大院、网易科技、搜狐、科技新时代杂志、财经杂志、未来论坛、蔻享学术、返朴、现代物理知识、高能所新媒体等平台线上直播,共计451.57万人次观看。

丘成桐教授致辞

曹俊所长致辞并主持大会

王贻芳院士作报告

刘若微教授作报告

文小刚教授作报告

圆桌讨论环节

大会现场
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