12月10日的二教107教室热闹非常,因为这间教室的老朋友“才斋讲堂”迎来了第二百讲。才斋讲堂自2010年9月创立以来,到现在已经走过了十个年头。十年磨砺,厚积薄发,才斋讲堂已日益成为一门前沿性与交叉性并重,学科广度与内容深度共存的跨学科通识课程。讲座主持人、研究生院常务副院长姜国华指出,才斋讲堂推动了研究生科学精神的培养与人文素养的提升,同时也成为“记录北大学人、讲述北大学术”的宝贵资源。在这见证过往、重新起航的节点上,才斋讲堂的发起者、中国科学院院士、北京大学教授王恩哥作为第200讲的主讲人,从全量子物理学的角度出发,带领我们了解关于水的物理学研究,揭开水的神秘面纱。

 

王恩哥主讲才斋讲堂第200讲

 

作为才斋讲堂的发起人,王恩哥教授首先回忆了才斋讲堂创立的初心,即为同学们创造良好的环境,提供跨学科交流的平台,了解各学科的前沿知识内容和研究方法,倾听老师们在人生和科学研究中的体会等。接下来,王恩哥教授以研究了20余年与“水”相关的科研工作为主题开始了课程讲授。水是自然界中最常见、最普通,但也是最神秘的物质。水的形态变幻万千,在不同的温度和压强下呈现不同的形态;水的作用至关重要,它代表生命的存在,不仅直接影响环境,也是解决能源问题的出路之一。但是人们对水知之甚少,水具有一系列反常的特征,沸点、熔点、密度等物理性质和同类型的其他液体均不同,而正是这些反常,创造了我们生存的地球最基本的环境。正因如此,对水的研究是永恒的问题,永远需要追求下去。同时水几乎是唯一一种进行研究越多,会发现需研究问题越多的物质。因此王恩哥教授指出,水在自然界中是一种“软”的物质,但是在科学上是一个“硬”骨头。对水的研究可以追溯到很久以前,但从微观尺度理解这些问题是在量子力学建立之后。

 

讲座现场

 

随后,王恩哥教授从科学史的角度,从原子的发现和相关研究入手,讲述了原子模型和量子力学的产生和发展过程,介绍了伦琴、居里夫人、波尔、普朗克等在这一过程中做出突出贡献的科学家的事例和科学发现,并说明了量子力学的发展对推动当今信息化社会发展的重要作用。同时,王恩哥教授也指出过去在凝聚态物理中常常被忽略的问题在于,对于另一类由轻元素主导的材料和过程,比如由氢元素和氧元素组成的水,只对电子量子化是不够的,还要对原子核量子化,即考虑全量子效应。从这个角度,王恩哥教授结合所在研究团队进行的一系列研究,讲解了“一个水分子究竟是什么样?”、“两个水分子之间的作用力有多大”、“水中氢原子如何转移”、“离子水合圈存不存在幻数”等学术性问题,也就大家日常生活中的一些问题,比如:“冰的表面为什么会滑”、冰花是如何形成/长大的”等从科学角度进行了分析和解读。

 

同学提问环节

 

王恩哥教授带领同学们回顾了过去群星璀璨的百年科学历程,多位科学家的努力,各种理论的提出,使得人类对世界有了全新的认识,而这其中,基础科学始终发挥着关键作用。结合同学们的提问,王恩哥教授进一步说明了基础科学和材料研究的重要性,鼓励学生们踏踏实实做学问。讲座最后,王恩哥教授表示,“向才斋讲堂致敬,向登上才斋讲堂的所有老师致敬,向选修才斋讲堂的所有同学致敬”。

十年发展,历久弥新。在燕园深厚底蕴的滋养下,才斋讲堂会带着崭新的面貌出发,与北大学人和北大学术共同成长。

 

撰稿:禚星辰

摄影:陈耿佳、柴亦林

返回
Baidu
sogou