我們身體里的每一個原子,都曾屬于一顆古老的恒星。而今天,我們正以科學(xué)為橋,連接起宇宙的過去與人類的未來。
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2025年12月8日,青島九中報告廳內(nèi),一場關(guān)于“極小世界”的探索之旅悄然開啟。清華大學(xué)長聘教授、教育部高等學(xué)校大學(xué)物理課程教學(xué)指導(dǎo)委員會主任委員王青教授,以《粒子與場——探索極小的神秘之旅與認(rèn)知革命》為題,帶領(lǐng)九中學(xué)子穿越兩千年的科學(xué)長河,從德謨克利特的原子猜想,到今天中國計劃中的環(huán)形正負(fù)電子對撞機(jī)(CEPC),叩問物質(zhì)最基本的奧秘。
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一
粒子:萬物之源,宇宙之始

“如果你只能留下一句話給后世,”王青教授引用費(fèi)恩曼的名言開場,“那就說:‘萬物由原子構(gòu)成’。”
但這只是故事的開始。粒子遠(yuǎn)不止是靜止的“積木”,它們是宇宙演化的親歷者。從大爆炸后第一秒的夸克湯,到恒星內(nèi)部核聚變產(chǎn)生的碳和氧,再到超新星爆發(fā)拋向星際空間的鐵和金——構(gòu)成我們身體的每一個元素,都曾穿越億萬光年,歷經(jīng)恒星生死。
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“這意味著,”王青教授指向屏幕上的元素周期表,“你血液中的鐵,可能來自一顆比太陽古老十倍的恒星;你呼吸的氧,或許誕生于某次劇烈的星系碰撞。我們,就是行走的宇宙史。”
二
場:看不見的舞臺,萬物互動的語言

如果粒子是演員,那么場就是它們表演的舞臺。電磁場讓電子環(huán)繞原子核運(yùn)轉(zhuǎn),引力場支配星系旋轉(zhuǎn),量子場則描述著微觀世界最詭異也最真實(shí)的規(guī)律。
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三
對撞機(jī):在地球上重現(xiàn)宇宙的嬰兒時期

如何研究宇宙誕生之初的瞬間?答案是對撞機(jī)。王青教授展示了大強(qiáng)子對撞機(jī)(LHC)和我國規(guī)劃的CEPC的圖像,解釋科學(xué)家如何通過讓粒子以接近光速對撞,在微觀尺度上再現(xiàn)宇宙早期的極端高溫高密度狀態(tài)。
“某種意義上,宇宙本身就是一臺巨型的天然對撞機(jī),”他說,“而我們,正在用人類的智慧,重建這臺機(jī)器的‘嬰兒版’。”
四
科學(xué)與人文的交響:
我們是誰?從何處來?向何處去?

報告不止于物理公式。當(dāng)王青教授談到巴羅的“文明尺度”——人類從肉眼觀星到探測引力波,認(rèn)知邊界不斷拓展——臺下同學(xué)的眼神亮了起來。科學(xué)探索的本質(zhì),是人對自我存在意義的不懈追問。粒子研究看似遙遠(yuǎn),卻直指人文核心。
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五
九中學(xué)子的“十個想法”:
當(dāng)科學(xué)種子落入年輕土壤

報告結(jié)束后,同學(xué)們并未匆匆離場。禮賢高一.6班黃一茗同學(xué)的筆記本上,記錄著聽完講座后涌出的十個問題與靈感:
1. 能否用量子隧穿解釋某些化學(xué)反應(yīng)速率異常?
2. 宇宙早期對稱性破缺與生物特性有關(guān)嗎?
3. “真空不空”是否意味著能量可以從“無”中提取?
“王教授讓我明白,”黃一茗同學(xué)說,“物理不僅是試卷上的題目,更是理解世界如何運(yùn)行的語言。”
六
啟示

·珍惜中學(xué)階段的物理課程,那是人類幾百年智慧的結(jié)晶
·擁抱“不理解”的狀態(tài),物理學(xué)的魅力常藏于反直覺之處(如量子糾纏、時間膨脹)
·理解科學(xué)背后的歷史與人文,讓知識有溫度、有故事
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這場報告,在青島九中的冬日校園里,埋下了一粒粒科學(xué)的種子。結(jié)束之后,同學(xué)們?yōu)橥踅淌谒蜕硝r花。從德謨克利特到希格斯,從原子猜想對撞機(jī),人類探索極小的旅程,也是一部認(rèn)知自我與宇宙的史詩。對于剛踏入高中校園的學(xué)子而言,這場講座如同一把鑰匙,不僅打開了微觀世界的大門,更點(diǎn)亮了他們心中三個樸素卻深遠(yuǎn)的問題:
我們所學(xué)的知識從何而來?
——來自無數(shù)如王青教授一般的科學(xué)家,對真理數(shù)百年的熱情奔赴。
我們?yōu)楹我剿骺床灰姷牧W樱?/strong>
——因?yàn)樗P(guān)乎星光何以閃耀、生命何以形成,關(guān)乎我們?nèi)绾卫斫饽_下這個世界。
今天的我們,可以做些什么?
——保持好奇,認(rèn)真對待每一節(jié)物理課、每一個公式背后的故事,在筆記本上記下那些“天真”卻閃亮的問題。科學(xué)的遠(yuǎn)征,此刻正從我們的筆尖與思考中啟程。
撰稿:鹿欽偉
一審:劉文曉
二審:邱純凱
三審:鐘鳴
供稿:禮賢校區(qū)

第3586期
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