粒子自旋建構紛繁世界科藝碰撞激發無限可能

2020-11-28 阿基米德FM

今天,上海交通大學第七屆李政道科學與藝術講座基金系列活動如期開幕,國內外知名科學家、藝術家代表和科藝愛好者們齊聚上海交通大學李政道圖書館,共研科學藝術融合與創新這一深刻命題。本屆科藝活動以「自旋(Spin)」為主題,融合科學之理性思辨和藝術之感性視角,聚焦微觀世界的粒子運動規律,管窺未來科技發展趨勢,探尋科學與藝術的奧秘和通途。

什麼是「自旋」?作為量子世界中粒子的基本屬性之一,它常常被與經典力學中的自轉概念進行類比,但實際上本質是迥異的。電子自旋永不停止,這使電子變成了微小的、像地球一樣的磁鐵。藝術家們將會用怎樣天馬行空的想像,來詮這一釋晦澀抽象的物理概念呢?

以光子科技為支點,撬動未來科技創新槓桿。開幕式當日,主題畫《光子科技新時代》揭開神秘面紗。不同於往屆科藝主題畫作者的藝術家身份,今年的主題畫是由一位德高望重的科學家所作,其作者陳益新教授是一位集成光學專家,也是一位「科學與藝術對話」的先行者。畫面中天上的量子衛星、地面和海底的光纖光纜通過光子流聯通,光子攜帶著各種千變萬化的信息,傳遍全球每個角落。光子無處不在,猶如畫中東升的旭日一般,與人類日常生活中的通信交流、工作學習、旅遊購物、醫療保健等各方面切切相關。不同波長的光波和光子,沿著光纖傳播互不幹擾,形成絢麗的「光纖彩虹」。

開幕式現場,正式公布了第七屆科學與藝術作品大獎賽獲獎情況。本屆大獎賽於今年6月正式啟動,經過為期兩個多月的徵集,共收到328件投稿作品,作品數量和整體質量都達到歷屆最高水平。經評委嚴格評審,最終遴選出一等獎作品2件,二等獎8件,三等獎16件。所有參賽作品,除以傳統繪畫形式呈現「自旋」主題外,創意視頻、創意攝影、數碼繪畫等新媒體作品形式大幅增加。海外參賽者中,來自俄羅斯謝爾託洛沃兒童藝術學校的14歲初中生索菲亞·捷列申科(Sofia Tereshchenko)成為七屆科藝大獎賽以來年齡最小的參賽者。

李政道科學與藝術作品展正式開展,本次展覽共遴選優秀科藝結合作品49件(含本屆科藝主題畫和大獎賽獲獎作品),雲端虛擬展覽和線下實體展覽形式同步進行,觀展者既可以前往李政道圖書館負一樓展區實地參觀,近距離感受科學與藝術融合魅力,也可通過關注李政道圖書館微信公眾號獲取線上展覽入口,足不出戶開啟科藝探索之旅。

著名物理學家、1957年諾貝爾獎獲得者李政道先生為本屆科藝活動寄來賀信,基於其主導的中美聯合招考物理研究生項目(CUSPEA,China-U.S. Physics Examination and Application)而設立的「CUSPEA之家」當日正式揭牌落戶上海交大。

今年剛過94歲生日的李政道先生是科藝理念的倡導者和身體力行者,在科學與藝術交融的世界裡,大家看到了物理巨擘李政道的另一面——在諾貝爾獎的盛名之下、細推物理的求索之中,一顆對真理、對美、對創造的赤子之心。他在信中寄語所有科藝愛好者們:「穿梭在科學與藝術之中,用創意和技藝,讓抽象的科學概念,鮮活地悅動於眼前,被更多人看見,被更廣泛理解。」鼓勵科學與藝術工作者攜手共進、交融互通,破除偏見和專業的局限,在更廣闊的空間思考,以更堅實的臂膀來迎接未來的挑戰。

諾貝爾獎獲得者、維爾切克教授現場帶來題為《自旋的過去、現在和未來》的主旨演講。他從史前時代講起,生動講述了陀螺和陀螺儀等快速旋轉物體對人類的巨大吸引力,「它們似乎可以抵抗重力,隨著自轉速度的增加,改變它們的轉動方向將會變得很困難。」圓周運動的動力學為娛樂和藝術創作提供了源源不斷的靈感,也對控制技術等科技發展起到至關重要的作用。

活動採用線上雙語直播、雲展覽等雲端技術手段,為科學家、藝術家與青年學子提供一個高水平的線上互動交流平臺,科藝專家濟濟一堂共襄科藝盛會,開闢科藝育人新模式。

作者:上海電臺記者劉康霞

編輯:山巍

責任編輯:金曉英

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    它是場的量子激發。我們用量子場論這一數學語言來書寫粒子物理學。這裡有很多不同的場;每一種場都有不同的性質和激發狀態,這些場根據性質的不同而不同,我們可以認為場的激發是粒子。」自旋是粒子的內稟角動量,決定粒子行為的許多方面,比如它們是像電子那樣作為組成物質的粒子,或是如光子般傳遞相互作用。在維格納發表自己工作的時代,物理學家已經知道粒子具有自旋。普林斯頓高等研究院的粒子物理學家 Nima Arkani-Hamed 解釋說,維格納證明,在更深層次上,「自旋只是因為世界具有旋轉的特性而賦予粒子的一個標籤」。
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