“就在上个月,广东江门地下700米的江门中微子实验,首个物理成果登上了《自然》封面。中微子被称为‘幽灵粒子’,每秒有无数颗穿过我们的身体却毫无感觉——花这么大力气‘抓’它,到底能帮我们解开宇宙的哪些秘密?”

7月18日,2026年广东省“脱颖训练营”的科学家讲坛上,一名高一学生握着话筒站起来,把问题抛向讲台上的中国科学院院士、北京大学博雅讲席教授高原宁。话音落下,150双眼睛齐刷刷望向讲台。

这是“脱颖训练营”开营后的第一讲,题目叫《对称与不对称》。一个半小时里,高原宁院士从一朵土豆花讲到反物质,从奥斯特实验讲到宇宙大爆炸;而到了提问环节,话筒在一双双小手中传递,问题一个比一个“烧脑”,一个比一个更接近科学的无人区。

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从土豆花与冰箱门说起:院士把宇宙之谜讲成“身边事”

“刚才介绍的那么多身份里,我最看重的,是作为一名教师。”开讲前,高原宁先“表白”了三尺讲台。他笑言自己回国后教了好几年研究生才取得教本科生的资格,“今天又进了一阶,可以教高中生的课了”。

讲座的题目,他坦承是从李政道先生的小册子《对称与不对称》里“偷懒”借来的。但他请同学们记住李先生的一句原话——对称展示宇宙之美,不对称生成宇宙之实。“今天我讲的你们都可以忘掉,记住这句话就行。现在不懂没关系,今后的日子里慢慢琢磨,它很有意思。”

接下来的一小时,是教科书级的“深入浅出”。他讲建筑的对称庄重,讲艺术品“对称中略微破缺”的灵动;讲把两颗镜像对称的土豆埋进土里,开出的花还会对称吗;讲超市里的冰箱门为什么90%朝一边开——因为左撇子和右撇子不一样多,左右对称性在人群中是被破坏的。从奥斯特实验讲到吴健雄的钴60实验,讲到人类第一次发现微观世界里“上帝居然是左撇子”;再讲到CP破坏——正是这一点点正反物质的不对称,让宇宙大爆炸时约十亿分之一的正物质在湮灭中“幸存”下来,“我们今天的桌椅板凳、你我每个人,都是由那剩下的十亿分之一组成的”。

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可讲到这里,他话锋一转:现有理论预言的CP破坏,与天文观测的要求差了八九个量级,“相当于理论错得一塌糊涂”。为什么我们存在?现有理论其实回答不了。“存在不是问题,问题是为什么会存在。”他把这道“天问”,郑重地交到了少年们手中。

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“没有愚蠢的问题,只有愚蠢的回答”:话筒在少年手中热了起来

提问环节一开始,主持人便给同学们“松绑”:“没有愚蠢的问题,只有愚蠢的回答,大家大胆问。”高原宁院士接过话头:“你们放心,今天只有我可能愚蠢,你们都不可能。”全场笑声里,手举得一片比一片高。

少年们的提问,显然有备而来。有学生紧盯着家门口的大科学装置,问江门中微子实验能解开哪些宇宙秘密。高原宁详解:地下700米是为屏蔽宇宙线,2万吨的“大球”是为在海量中微子中“守株待兔”;它首要回答的是中微子的质量顺序之谜,而中微子自身的CP破坏,“非常可能是解答正反物质不对称的一把钥匙——也许需要江门和美国的实验合力,再等10到20年。”他抬眼看了看台下,“按时间算,这正是你们将来要干的事。”

有学生追问硬核原理:“加速器是怎么产生反物质的?为什么机器越造越大?”高原宁从E=mc²讲起——加速器是把爱因斯坦的公式“倒过来用”,用能量造出质量;而带电粒子转弯必辐射能量,损失与能量四次方成正比,“能量翻一倍,想让辐射不变,环就得造大16倍。加速器越做越大,是被原理‘卡死’的”。

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更有学生把问题问向了科学哲学深处。“面对同一个问题有多种假说,是不是哪个好用用哪个?这严谨吗?”高原宁的回答干脆利落:科学体系如一间屋子,“不能随便从墙上抽出一块砖再换一块进去,否则整间屋子会塌”。新假说必须同时通过所有既往实验的检验,“你以为能随便提一个?十有八九,不是碰这边就是碰那边”。

还有人问CPT联合对称,问介子与重子的层级关系,问“宇宙最终是对称的还是不对称的”,问“是否存在更高阶的对称,补全正反物质数量差的理论缺口”。听到最后一问,高原宁眼睛一亮:“这正是我在找的东西。我们今天引以为傲的粒子物理理论,可能还相当不完备——这也是这个问题迷人的地方。”

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AI会取代物理学家吗?“物理学大概是人类最后的尊严”

“这两年AI特别火,前年的诺贝尔物理学奖甚至颁给了做人工智能的科学家。有人说,以后的物理发现交给AI就行了——您觉得AI会取代物理学家吗?我们这代人学物理,什么才是AI替代不了的?”这个问题,问出了在场许多人的心声。

高原宁先“自曝”:自己这个岁数也在努力学AI,“迄今为止最大的成就,是让豆包画了一张讲座用的示意图;第二大成就,是今年出题时让AI拟了一套卷子,我挑了挑、改了改——它的思路比我更开放,我自己出题已经跳不出套路了”。

笑声未落,他给出郑重判断:AI大概率能取代“开普勒”——面对海量观测数据,总结出行星运动的规律;但它目前造不出“牛顿定律”。“开普勒三定律描述的只是轨道位置,里面没有质量的概念、力的概念。从数据到思想的这一步跳跃,我还看不到AI能做到。”他顿了顿,说出一句让全场安静下来的话,“如果AI终究有一天要取代人类,物理学大概是人类最后的尊严。你们一定要掌握AI、努力使用AI,但物理学中发明创造的那一步突破,目前恐怕还得靠人。”

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另一个同样尖锐的问题来自一名华附学生:“很多物理定律不过是用数学公式解释现象,物理学之于数学,还有无法替代的价值吗?”高原宁先点赞“这的确是个好问题”,再厘清边界:数学是自然科学的语言,但语言不等于规律本身。“数学的公式千千万,十有八九在物理世界里是‘废话’,只有恰好与物理规律一致的那些,才描述了宇宙。物理学的使命,是看清世界到底长成什么样,再用数学的语言把它说出来。”

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存在不是问题,问题是为什么存在

问答渐近尾声,有学生问得朴素:“物理有这么多分支,您为什么选了现在这个方向?”高原宁答得也朴素:做基础研究,唯一需要认真对待的,是自己真正的喜欢。“人一辈子大约要工作两万多个日子。每天清晨被闹钟惊醒时,你是迫不及待想去干点什么,还是叹一声‘烦死了’——这一念之差,就是一生的差别。”他说自己很幸运,每天醒来都觉得“今天有很多好玩的事”,忍不住往办公室跑,“你们这代人有条件去选择热爱的事,好好了解各个方向,找一个自己真正喜欢的事情做下去”。

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一堂课,从对称讲到不对称,从土豆花讲到宇宙之初,最终落回一个最朴素的追问。最后,高原宁把开场的那道“天问”又往前推了一步:“笛卡尔说‘我思故我在’,而今天,我们并不怀疑世界存在,却还没搞懂我们为什么存在——我们的理论甚至觉得,我们不应该存在。”他望着台下150张年轻的脸,声音放缓,“存在不是问题,问题是为什么会存在。这是一个天问,我期待将来由你们,做出你们的回答。”

掌声响起时,不少学生仍举着手——那一问一答间被点燃的东西,或许正是“脱颖训练营”最想留下的火种。

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文 | 记者 何宁 实习生 苏素珊
图 | 主办方提供