4月7日晚7点，科学前沿进展名家系列讲座IV在玉泉路校区阶一五教室如期举行。来自中科院理论物理研究所的蔡荣根研究员向同学们生动地介绍了广义相对论、黑洞和引力波的那些事。
讲座一开始，蔡老师满怀深情地告诉大家，广义相对论是世界上最美丽的理论，没有之一，而是唯一，它是人类智慧的杰出典范。蔡老师由此引出了本场讲座的主题——广义相对论。
“时间是什么？”哲学家奥古斯丁在1500年前提出了这样的问题。直到现在，对时间和空间本质的研究仍然是21世纪基础物理理论研究的重中之重。100年前，爱因斯坦提出了广义相对论这一关于时间、空间和引力的理论。蔡老师鼓励同学们，物理学史上有三大巨匠，伽利略、牛顿、爱因斯坦，而爱因斯坦的理论已经发表了100年了，相信在座的同学们一定能有像爱因斯坦这样伟大的科学家！
蔡老师接着讲到，同学们即将完成普通物理的学习，恭喜大家在短短两年时间走到了19世纪末。当时的物理学天空上有两片乌云，这两片乌云中，以太理论催生出了相对论，黑体辐射催生出了量子力学，他们成为了现代物理的两大支柱。
蔡老师指出，爱因斯坦通过电梯实验得出了引力的普适性，即非惯性力与引力是等价的。之后，爱因斯坦接受了哲学家马赫的观点，提出物体的惯性运动是由于宇宙中的所有物质所引起的。1925年11月25日，爱因斯坦发表了广义相对论，告诉世人：引力=时空弯曲，在弯曲的时空中，没有引力，只有几何。
蔡老师告诉同学们，科学其实是很保守的，我们观测到新现象，总想用旧理论来解释，解释不了才进行旧理论的修正或提出新理论。而牛顿万有引力定律在今天的卫星发射中任然适用。爱因斯坦的伟大在于，他提出的广义相对论是唯一一个不是由观测事实所驱动的理论革新。
在介绍完广义相对论的实验检验之后，蔡老师重点讲解了广义相对论的两大预言——引力波和黑洞。LIGO计划成功探测到引力波，证实了爱因斯坦对引力波的预言。引力波携带了引力波源的结构和动力学信息，引力波的探测对基础物理和宇宙学发展具有重要意义。而黑洞的存在早已被证实。早在20世纪30年代，印度科学家钱德拉塞卡就以发现当恒星质量过大时，它便不会演化到白矮星，而会继续坍缩成更致密的天体。几十年的黑洞研究表明，黑洞不黑，黑洞具有热力学性质，这是量子引力效应的体现。黑洞的力学四定律和热力学四定律也在这段时间建立了起来。更令人惊奇的是，黑洞的熵正比于视界面积，而不是体积。
蔡老师以诺奖获得者温伯格先生给年轻人的4条忠告结束了本场讲座：
1.没有人知道所有的知识，你们也不需要。
2.到毫无头绪的领域去做开天辟地的工作。
3.原谅自己浪费的时间，犯错误，走弯路是正常的。
4.懂一些科学的历史。
（文/牟枭勇 来源：国科大记者团）
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“科学前沿进展名家系列讲座”创办于2014年9月，是中国科学院大学为本科生开设的必修课程，同时欢迎研究生与教职工参加，由中国科学院大学本科部主办，讲座召集人为周琪院士。该课程按照数学、物理、化学、生物、材料、计算机六个专业，邀请相关科学领域的院士等知名专家开展专题讲座。通过讲述科学故事、介绍相关学科方向的科学前沿进展，让学生在本科阶段了解不同学科的科研方向与主要进展，拓宽学生的学术视野，为他们最终选择学科专业与专业方向提供丰富的判断依据。
