2016年8月16日上午，2003年诺贝尔物理学奖得主、美国伊利诺伊大学的莱格特教授（Anthony James Leggett）应邀做客第78期南科大讲堂，面向全校师生做了一场主题为“Why Can’t Time Run Backwards”的学术报告。

讲座现场

莱格特教授

          莱格特教授凭借氦3超流体方面的卓越理论工作，荣获2003年诺贝尔物理学奖，现在是量子信息领域的专家，在美国伊利诺伊大学厄巴纳－尚佩恩分校任教。

以问带答，大师引思考

          莱格特教授首先从最浅显易懂的牛顿第二定律讲起。在他展示的模型中，时间倒流导致速度逆转。由于加速度没有受到影响，莱格特教授得出结论：无论时间如何变换，经典力学中著名的牛顿三定律均成立。此外，莱格特教授也用类似的方法解释了受到磁场影响后模型的情况以及量子力学中的描述。

          “过去真的‘决定’未来吗？”莱格特教授在报告过程中提出疑问。在援引了著名法国概率学家、物理学家拉普拉斯的理论，并结合牛顿第二定律加以推演后，他亲自为现场听众解答了这个问题。莱格特教授是个擅长利用疑问带动听众思考的物理学大师，而这样的风格一直贯穿了整场报告。

以点带面，深入浅出解析时间问题

          莱格特教授在报告中使用了很多贴近生活、易于理解的例子。他向现场听众讲解了理想状态下气体自由扩散的现象与现实生活中影响泊车难易的因素，为著名而抽象的玻尔兹曼公式以及热力学第二定律做了形象生动的解释。讲完时间不对称的起源、初状态的低混乱度等等问题后，莱格特教授又以自动洗牌与池底落石为例，为现场听众分别分析了逆向过程和正向过程相同或不同的情况。介绍完玻尔兹曼对“未来方向”的解答以及宇宙的人择原理，莱格特教授又从心理学、生物学、电磁学、热力学、宇宙哲学等学科的角度为时间的方向提出了证据。其中，他特别提到在高能实验中观察到的CP破坏存在例外。

          莱格特教授同样使用了令人一目了然的图表帮助现场听众理解物理意义。在阐释是否能用宇宙哲学解释热力学的问题时，莱格特教授用坐标图说明了宇宙的现状和三种可能的未来。在解决混乱度低。结合了这些图表，现场听众对混乱度低的原因、宇宙闭合的情景和宇宙的真正未来等等复杂而抽象的问题有了直观的理解。

          “时间到底能否做到临时、局部的倒流呢？”针对这个问题，莱格特教授又为现场听众讲述了一个实验。根据实验结果，被观察到的相互关系是和量子力学一致的，但与其他表现了客观性、位置性、归纳性的理论不一致。

师生踊跃“对话”诺奖得主

师生积极提问

          提问环节，南科大师生踊跃争取提问机会。围绕报告主题，南科大师生的问题涉及各个领域：祖父悖论是否可能实现、生物的成长有无熵减的可能、进行时间旅行是否会跳跃至高维度空间……值得注意的是，当天凌晨1时40分发射升空的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”同样进入了作为量子信息领域专家的莱格特教授的视野。在南科大的同学询问到对“墨子号”的看法后，莱格特教授充分肯定了卫星发射的意义。

莱格特教授与学生交流

          精彩的报告会在师生热烈的掌声中结束。许多同学不舍离开，继续与莱格特教授探讨学习问题。

供稿：新闻社

文字：吴知行

摄影：梁雪桂、陈爱、何思阳