直播中，黃佳志（左）和韓雨軒講解如何打出更重的拳。戚金葆/攝

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　　你印象中的理論物理博士是什么樣的？

　　天才、宅、戴眼鏡、頭發(fā)少、生活單調(diào)……

　　近日，在中國科學(xué)院第19屆公眾科學(xué)日期間，中國科學(xué)院理論物理研究所（以下簡稱理論物理所）和中國科學(xué)報社聯(lián)合開展了一場直播——“理論物理博士的花樣日?！薄Ｒ蝗豪碚撐锢聿┦楷F(xiàn)身屏幕前，解釋如何根據(jù)公式推導(dǎo)打出最重的拳、帶來脫口秀《神秘的“兩暗一黑”》、分享如何科學(xué)看《三體》……

　　“好活潑！”觀眾們在直播間里點贊。鏡頭內(nèi)外，理論物理博士們豐富多彩的生活、風(fēng)趣幽默的表達顛覆了不少人對他們的刻板印象。

　　理論物理是工作 拳擊訓(xùn)練是生活?

　　理論物理所博士生黃佳志恐怕是少有的能從理論上講清楚怎么打出更重的拳的人。當(dāng)然，他的實戰(zhàn)經(jīng)驗也值得一聽。

　　黃佳志的研究方向是暗物質(zhì)和暗能量探測。他最初喜歡拳擊，是想要釋放壓力，后來，拳擊訓(xùn)練成為了他生活中不可缺少的一部分。為了打出更有力量的拳，黃佳志試圖從理論上闡釋拳擊中的物理規(guī)律和知識。

　　“拳頭的力量有多大？”在黃佳志看來，盡管這是一個相對主觀的判斷，但理論上依然能夠給出一個計算公式。他介紹了“有效質(zhì)量”這個可定量計算且能表征拳頭威力的物理量。這個物理量本質(zhì)上描述的是在擊打目標(biāo)的過程中，從拳擊手到目標(biāo)的動量轉(zhuǎn)移有多少。另一個可直觀描述拳頭威力的量是擊打目標(biāo)時力的峰值。

　　經(jīng)過有效訓(xùn)練后，拳擊手擊打目標(biāo)的力的峰值一般在自身重量的3倍至3.5倍之間，也就是說，一個重70公斤的拳擊手擊打目標(biāo)的力大約為2500牛頓。

　　黃佳志說，為了讓拳頭具有更大動量，拳擊手需要充分利用全身每一塊肌肉。具體來說，需要讓拳頭帶上腿、核心以及肩的力量，以順暢的運動鏈條把這些肌肉的力量送到拳峰。這是增加有效質(zhì)量的高效方法。

　　在這個過程中，黃佳志還展示了一個建模計算的例子。該例子以杠桿模擬人體的骨骼結(jié)構(gòu)，利用牛頓-歐拉方法得到人體的運動函數(shù)。在現(xiàn)場，黃佳志用理論推導(dǎo)實踐，并用實踐驗證了理論。

　　為了讓大家更直觀地看到過程，在直播現(xiàn)場，理論物理所博士生陳廣尚被推上臺充當(dāng)“練習(xí)靶”，未受過拳擊訓(xùn)練的他直呼：“還是待在‘二次元’的世界里比較快樂，起碼不會疼。”

　　“二次元”的快樂?

　　“二次元”里有動漫，也有游戲，理論物理博士在其中的快樂是怎樣的？

　　從事宇宙學(xué)研究的陳廣尚借助游戲《塞爾達傳說》系列的經(jīng)典背景，將游戲中神廟傳送的過程解釋為正在穿越一個蟲洞。

　　“蟲洞是一種特殊的時空幾何?！标悘V尚說。蟲洞又稱愛因斯坦-羅森橋，是宇宙中可能存在的連接兩個不同時空的狹窄隧道，構(gòu)建可穿越蟲洞需要大量破壞類光能量條件的奇異物質(zhì)。

　　陳廣尚通過數(shù)學(xué)、物理公式推導(dǎo)蟲洞結(jié)構(gòu)的起源，最終以“神奇而強大的希卡族”演示了蟲洞。

　　常與蟲洞一同出現(xiàn)的，還有黑洞、暗物質(zhì)等“明星”物理名詞。

　　理論物理所博士生宇文子炎科普了“兩暗一黑三起源”的知識，即暗物質(zhì)、暗能量，黑洞，宇宙起源、天體起源、生命起源。

　　他還特別提醒：“這些聽上去似乎很‘高大上’的名詞，被越來越多地用于‘坑蒙拐騙’，希望從今以后，大家再也不會買‘暗物質(zhì)按摩儀’和‘暗能量鞋墊’了?！?/span>

　　直播中，陳廣尚、宇文子炎和理論物理所博士生韓雨軒還帶來了一場精彩的3人“硬核”脫口秀，為觀眾普及了理論物理知識。

　　“真實的科學(xué)比科幻更加精彩”?

　　蟲洞、黑洞、暗物質(zhì)和暗能量，這些宇宙的神秘物質(zhì)常常出現(xiàn)在科幻作品中。熱播劇《三體》便是其中代表之一。

　　理論物理所博士生曾振民是“科幻迷”，在高中時第一次讀到國內(nèi)科幻著作《三體》，將“《三體》三部曲”讀了兩遍。正是被小說中的設(shè)定所吸引，他選擇了理論物理學(xué)專業(yè)。在《三體》電視劇熱播時，曾振民也追了劇，與當(dāng)年不一樣的是，《三體》中的那些黑科技已經(jīng)不足以吸引他了，倒是他以專業(yè)眼光發(fā)現(xiàn)了許多“bug”。

　　這次分享中，曾振民講述了《三體》中出現(xiàn)的諸多新奇“黑科技”：三體發(fā)送的智子、汪淼發(fā)明的“飛刃”、末日戰(zhàn)役中的水滴、引力波宇宙廣播系統(tǒng)、曲率驅(qū)動超光速飛船等。

　　在曾振民看來，科幻作品畢竟只是一種文學(xué)形式，用科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性要求它，確實不太合適。

　　“真實的科學(xué)比科幻更加精彩。”曾振民說，回顧物理學(xué)發(fā)展的歷史可以發(fā)現(xiàn)，每一次基礎(chǔ)物理的進步都是一次思想和想象力的迸發(fā)，每一次理論和實驗的碰撞背后都有精彩萬分的故事。

　　《三體》帶火了一位有著一頭個性長發(fā)的青年理論物理學(xué)家。他曾說：“永無止境的好奇和對自然法則‘不計利害’的探索是人類最美好的特質(zhì)之一?！?/span>

　　他就是理論物理學(xué)家、理論物理所研究員何頌。作為弦理論和散射振幅方面的專家，他在直播中為大家講述了“時空、量子及其中的數(shù)學(xué)之美”。

　　“如果不是對弦理論有著非常瘋狂的、執(zhí)著的追求，不要做研究；如果興趣大到非它不行、認(rèn)為這是一件非常有意義的事情，那就堅持下去，你會獲得很大的回報?！焙雾炚f。

　　理論物理博士的日常中不只有宇宙、粒子，他們還養(yǎng)花、養(yǎng)魚、養(yǎng)烏龜和青蛙，練書法，探店，拍視頻……當(dāng)然也打游戲。

　　“理論物理所的同學(xué)大多是懷揣著熱情和興趣而來，在開放輕松的環(huán)境氛圍下，做科研的心態(tài)是放松的?！敝鞒秩?、理論物理所博士生李欣陽和王曉倩說，在理論物理所，老師和學(xué)生以平等姿態(tài)共處，“合作”科研事業(yè)，大家共同追求更有價值的理論物理工作和更有意義的生活。

　　原載于《中國科學(xué)報》 2023-05-31 第4版 綜合

https://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2023/5/374719.shtm?id=374719