“理论物理学”的六个发展趋势

摘要

物理学是研究物质及运动规律的基础科学。其研究内容可以概括为以下两个方面:第一,是在更高的能量标度和更小的时空尺度上去探索物质世界的深层次结构及其相互作用规律;第二,面对由大量个体组元构成的复杂体系,探索超越个体特性“演生”出来的有序和合作现象。这两个方面代表了两种基本的科学观——还原论(reductionism)和演生论(emergence)。前者把物质性质归结为其微观组元间的相互作用,旨在建立从微观出发的终极统一理论,这是一代又一代物理学家的科学梦想;后者却强调了多体系统的整体有序和合作效应,把不同层次“演生”出来的规律当成自然界的基本规律加以探索。它涉及从固体系统到生命软凝聚态等各种多体系统,直接联系关乎日常生活的实际应用。