诺贝尔物理学奖获得者霍夫特做客南科大讲堂解析量子黑洞

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Gerard ‘t
Hooft,荷兰科学院院士,诺贝尔物理学奖获得者。1946年生于荷兰登海尔德,1972年在乌得勒支大学获得物理学博士学位,1977年起在乌得勒支大学任物理学教授。他于1979年获得美国物理学会丹尼·海涅曼奖,1982年获得沃尔夫奖。

霍夫特1977年开始在乌得勒支大学担任物理学教授,1979年获得美国物理学会丹尼-海涅曼奖,1982年获得沃尔夫奖,同年成为荷兰科学院院士。1999年,因在证明组成宇宙的粒子运动方面的开拓性研究,获得诺贝尔物理学奖。

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2018年5月18日,1999年诺贝尔物理学奖得主、荷兰乌得勒支大学教授赫拉尔杜斯霍夫特(Gerardus
‘t Hooft)做客第172期南科大讲堂,为我校师生带来了主题为The Quantum Black
Hole的精彩报告。霍夫特教授也是继格拉布斯教授之后,一周内到访南科大的第二位诺奖得主。

5月25日,诺贝尔物理学奖获得者、荷兰科学院院士、荷兰乌得勒支大学Gerardus
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Hooft教授在闵行校区李政道图书馆B1报告厅做客第103期大师讲坛,为交大师生带来题为“How
Black Holes can Change our Views on the most Basic Laws of the
Gravitational Force and Matter”的精彩报告。

论现在和未来:终有一天会找到答案

大师讲坛组委会向Gerardus ‘t
Hooft教授赠送了精心制作的泥塑人像作为纪念品,以表达交大学子对他到访由衷的感谢和诚挚的祝福。他也应邀留下大师手印和题字,并与大师讲坛组委会成员合影留念。

霍夫特教授讲述了他的亲身经历。他经常会收到很多来信,很多写信者固执地认为一些现有理论是错误的,而他们自己的想法更好。对此,霍夫特教授强调,把现有理论全都抛在一边,这不是探讨问题的专业方式。只有通过实验,才能验证理论的正确与否。

为了寻找“统一”理论,这些相互作用能否量子化是很关键的一点。万有引力非常之弱,在作用到恒星或行星这样巨大的天体上时才会容易被察觉,而原子和基本粒子这样微小的物质则对于量子力学效应非常敏感。物理学家期望能找到一个能把它们统一起来描述的理论。但在量子化万有引力时常常会遇到反常现象的出现,例如出现能量无穷大。为了研究这一众所周知的难题,人们提出了一种新的方法,即利用微型黑洞同时对万有引力和量子力学都敏感的特性来进行研究。

霍夫特教授表示:科学史告诉我们,很多理论可能看起来很完美,但是只有在实验之后才能验证它是否正确。。

量子力学是物质运动的最基本运动规律,强相互作用、弱相互作用、电磁相互作用等三种相互作用都可以很好地和量子力学融合在一起。万有引力也是四种基本相互作用之一,但是万有引力和量子力学的融合却遇到了很大的问题。Gerardus
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Hooft教授回顾了人们研究万有引力的历程,并介绍了将万有引力量子化时遇到的困难。Gerardus
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Hooft教授指出,为解决万有引力量子化的问题,微型黑洞应该是一个很好的着手点。一方面黑洞本身就是万有引力效应极端强化的结果,另一方面微型黑洞由于个头非常小以致量子效应明显,因此通过对微型黑洞的研究探讨万有引力量子化很可能会有所收获。从最基本的量子力学和广义相对论,Gerardus
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Hooft教授阐述了他如何从微型黑洞的角度来理解万有引力的量子化。他向在场观众展示了作为一位顶级物理学家如何运用物理思维研究基本物理问题的过程,这对于开展科研工作大有裨益。

威尼斯官网网址 1讲座现场

讲座后,Gerardus ‘t
Hooft教授与部分同学进行了座谈。针对物理学学习和科研方法、量子力学的诠释途径,暗物质的探索、时间旅行等主题,他与大家进行了深入交流。

讲座中,霍夫特教授用循序渐进的讲解方式,将量子黑洞这一复杂的概念细致地讲解给听众。他表示,量子黑洞的研究是量子物理学与黑洞物理学的结合,比单个研究更加复杂。黑洞对基本粒子做了什么?原子中的基本粒子发生了什么?黑洞最后的爆炸中会产生什么物理现象?援引爱因斯坦、霍金等著名物理学家的理论,并结合薛定谔方程,霍夫特教授详细解析了这些问题。

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