我在科大開了一門《諾貝爾學》課以後

我在科大開了一門《諾貝爾學》課以後

李福利 5802

 

最近校友們提及物理學家的世界排名，涉及不少諾貝爾獎獲得者對人類的貢獻，這勾起我對兩件事的回憶：一是我在科大開設過《諾貝爾學》課；二是我之後提出“光子紅移說”挑戰宇宙大爆炸和宇宙膨脹的理論，卻放棄了在幾位諾貝爾獎獲得者同時到場的超小型會議上做報告的機會。

 

一、我開設的《諾貝爾學》課程

在中國科大最寬鬆自由的八十年代那幾年，我為學生們開過一門選修課，我自己起的課程名稱叫《諾貝爾學》。當時有不同係的學生聽課，鼓噪一時。

 

當時科大特寬鬆，我提出開《諾貝爾學》這門課，課程名稱是臨時起的，更沒有教學大綱，一句話，半開玩笑，沒想到學校就同意開課了。高興的是，聽課的同學很活躍、很興奮。

 

後來，我整理出講稿，本想印出來把這個門課延續下去，我曾設想過，把預測每個新年度諾貝爾獲奬者作為唯一考試題目，並由不同係的學生在課堂上講解當年獲諾貝爾奨的工作。這個設想還沒落實，就在1996年急忙離開科大。我離開科大後，本應想法在科大把《諾貝爾學》這門課繼續下去，這事挺遺憾的。

 

我當時急忙離開科大回北京，是因為孩子升大學的事。到我辦好調離科大的手續到北京報到時，彔取工作已開始，而我孩子的檔案還一直在我手裏。那時，北京輕工學院（或商學院）的書記和校長是科大校友，他們在招生彔取現場，叫我把孩子檔案交他們即可。同時，首都師大答應我孩子可在首都師大任選專業，也可讓我孩子進首都醫科大學。他們想“引進”我爭取物理學的博士點。但直到北京高校招生的錄取工作結束，我孩子的檔案還在我手裏。聽說是學校有特殊政策，有招生“機動名額”，這算是“走後門”的意思，是為了“引進人才”的特殊政策。可見北京的高校為了從科大“挖人”之心誠心切，我也因此而“動心”了。

 

二、”等效電子黑洞“與計算電子的半徑

回到1980年4月，我乘火車，從北京出發，過莫斯科，到倫敦，進帝國理工學院做公費訪問學者。

 

我到帝國理工學院之後，很快把在中國科大完成的兩篇論文寄出並發表出來。兩篇論文都是發表在意大利出版的一個雜誌。雜誌的名稱是意大利文，好像是Nuvo Cimento，意大利物理學會出版的一本物理學期刊。

 

 

我發表的這兩篇論文，都很短，卻很浪漫，好玩。一篇論文是計算電子半徑；另一篇論文是計算光子靜止質量並挑戰宇宙大爆炸理論。我這兩篇論文都是中國科大特殊學術生態時期的產物，那時我一度想繼續這樣的研究，放棄激光物理，也放棄出國。然而，錢臨照老師勸我先出國。

 

我是怎樣計算電子半徑的呢？寫到此處，耳邊又響起了我在科大校園聽到的大喇叭廣播聲。一天早晨，我走到校圖書舘。突然聽到大喇叭廣播說，丁肇中測量出電子半徑約是10的負15次方厘米。我突發奇想，要計算電子半徑，與丁肇中的實驗測量結果比較。

 

1980年，科大像一個剛進入青春期的孩子，太激動，太自由，太好玩了，學術氣氛異常活躍。你即使用“宇宙語”講“瘋話”，也沒人笑話你，還可能給你“加油”。正是在這種情況下，4係老師講的4種作用力同時在我大腦裏“起作用了”。天體物理的方教授的黑洞更引起我的好奇心。我知道，電磁作用常數是引力常數的10的幾十次方倍。電子是參與電磁作用的。我把電子質量乘上電磁作用常數比上引力作用常數的倍數，這樣把電子看成等效於一個質量很大的“黑洞”，我叫它“等效電子黑洞”。我把這個“等效電子黑洞”的質量，代入黑洞的史瓦茲半徑公式。這樣計算出的電子“史瓦茲半徑”，正好是10的負15次方厘米。這與丁肇中實驗測量的電子半徑10的負15次方，驚人的一致。

 

我計算的電子半徑論文發表時，就在帝國理工學院物理係。又回到激光理論的研究，真是無巧不成書。當時，諾貝爾獎獲得者薩拉姆也是帝國理工物理係的。我碰巧在一個雜誌上看到薩拉姆的文章，他用類似的思路，計算出質子半徑——他是把質子質量乘上強相互作用常數比上引力作用常數，這樣把質子看成一個等效的黑洞，計算出它的史瓦茲半徑，恰巧是10的負12次方厘米。我在國內相對封閉環境下，能產生類似奇想，隻有在科大才是可能的。若是那時在北大物理係有此奇想，估計要被北大的權威送進精神病院。

 

三、錯過與幾位諾貝爾物理獎獲得者見麵

我在1980或1981年發表的另一論文，提出了“光子紅移”，並計算了光子的靜止質量。

 

我的這一工作，也是受科大4係和天體物理方LZ教授的影響。那時，方教授在科大講宇宙大爆炸、宇宙膨脹，人人都有耳聞。這也引起我的好奇，但我卻產生了“逆反”。

 

講宇宙大爆炸、宇宙膨脹，都涉及最基本的觀測結果，即哈勃紅移。哈勃觀測到，我們測量到的星體的發光，越是距離我們遠的星體，其發的光的波長向長波移動，稱為紅移。紅移公式中有個哈勃常數。對哈勃紅移的解釋是光學多普勒效應。遠離我們運動的星體發的光，因為多普勒效應而向長波方向移動。

 

科大的自由環境，允許我胡思亂想，胡說八道。我當時想，人們對哈勃紅移的解釋是“錯誤”的。我的奇思妙想是，遠離我們的星體，並不需要遠離我們運動，可能是星體沒做遠離的運動，可能是光的頻率隨時間在降低。一個光子，時間越長，它的頻率就越降低，這樣就是時間引起了星體發光的紅移。越是遠離我們的星體，它發的光到達我們的地球經曆的時間就越長，其光譜就向長波方向移動越多。這就是我的浪漫的“光子紅移說”。時間引起了哈勃紅移，而不是宇宙膨脹引起哈勃紅移。

 

我根據以上思路，還在論文中計算出了光子靜止質量。

 

綜上所述，我這篇論文篇幅不長，卻涉及到幾個要命的問題，一是用“光子紅移說”否定宇宙大爆炸和宇宙膨脹；二是涉及光子靜止質量。此外，還可能涉及普朗克常數不是常數。

 

我這篇論文，確實可以讓物理學家感到“觸及靈魂”。我在帝國理工學院訪問期間的一天，收到一封信。來信邀請我去參加一個會議並做報告，記得其中的內容大致如此：一是會議的地點在意大利的科莫湖；二是會議的規模很小，邀請赴會的人很少；三是該會議有幾位諾貝爾物理獎得主同時到場，約有7位諾貝爾獎獲得者到場；四是邀請我做報告；五是我做報告用多長時間原則上自己決定；六是每個報告者，每分鍾時間需交15美元（或15英鎊）。

 

我收到這個邀請信時，因為周圍的中國朋友都稱我“Manager（經理）”，引起英方懷疑。他們一方麵派人單獨與我見麵叫我看“白光全息”，問我怎麽回事；另外，還派一個人到我住的房東家裏，與我“聊天”。實際上是考察我的學術能力。但是，我問他的職業時，他一時說不出話來，這引起我的警覺。等他支支吾吾說出他是做顧問時，我一時聽不懂英文詞“顧問”，他就解釋，我還不明白。這樣，我連英語的“顧問”一詞都不明白，就不夠格當“間諜”了吧，因此可能就解除了對我的懷疑。很巧的是，回國多年後，遇到社科院國際政治經濟研究所（？）的一個所長，他和幾個人曾與我同時在倫敦，讓我給他們幾個人補習數學。他告訴我，找我補習數學的幾個人裏，有周總理機要秘書的女兒，還有三人都是國家安全局的。這樣看來，大家叫我“Manager”，我那時又住在大使舘教育處，引起英方對我懷疑也不奇怪。這事使我心情不佳，因此分散了我對參加意大利科莫湖會議的注意力。

 

另外，科莫湖的那超小型會議，做報告每分鍾要交15美元（或15英鎊）。那時國家給我每月約280英鎊，但因我吃住在大使館教育處，錢都在教育處手裏，我剛到倫敦不久，沒開口向教育處要錢。現在想想，教育處應該會很高興給我支持的。總而言之，我錯過了一次很有意思的超小型會議。

 

時間過去40年，我的“光子紅移”設想，竟然又被他人複活了。2024年我到美國，看到美國的雜誌和媒體在“熱炒”這個話題。人們對於宇宙起源於一個沒有大小的點的爆炸後開始膨脹的想法不易接受，而“光子疲勞”說要否定宇宙大爆炸和宇宙膨脹。他們說“光子疲勞”導致光子頻率降低，即紅移。因此，他們的“光子疲勞”說與我的“光子紅移”說，完全是一回事。

 

這也是一件趣事。

 

當然，宇宙大爆炸與宇宙膨脹的理論，目前還是難以撼動的。

 

四、提出誇克星的可能性

在1979年，我根據誇克有三個新的自由度（即色），還完成了預言誇克星的論文（當時國內把誇克叫層子），並在一個全國會議上交流。

 

同時，我在科大天體物理研究組做了關於誇克星的報告，並與一位來訪的德國學者發生激烈爭論。方LZ教授當時在美國，聽說我講誇克星並與外國學者激烈爭論，他很不理解。但是，後來方教授卻在他住處的門口，鄭重地對我說，“我們天體物理研究組正需要你這樣的人。” 這令我感動。 

 

20年後，大約是1999年，國外有天文台發現了存在誇克星的證據（還不能算發現誇克星）。這時，《中國科學報》（當時可能叫《中國科學時報》）一位記者為此專門采訪我，她的采訪文章幾乎占了一個版麵的三分之一，她用的置頂的通欄大標題是“我國學者20年前預言了誇克星的存在”。 

 

在《中國科學時報》的記者采訪我之前，為了準備這次采訪，我專門回過頭去調研外國學者是否提到過誇克星。一個偶然的機會，我看到超弦理論開創者、數學菲爾茲獎獲得者威騰（Witten）的消息，他與我同時想到了誇克星。他在Nuclear Physics上發表的文章的附彔裏提到在宇宙演化中可能有誇克星。 

 

目前，與誇克星有關的研究，又引起了人們的興趣。例如，國內出版的《21世紀100個交叉科學難題》裏，有兩個關於誇克星的難題，隻不過用了“奇異星”與“”奇異物質”的名稱。這大概是因為量子色動力學與誇克星的想法是有尖銳衝突的。 

 

我有時想，如果我果真在1980年下定決心放棄激光物理，放棄公費出國，不論是在科大研究誇克星還是研究“光子紅移”或“光子疲勞”，都是很浪漫有趣的事。

 

說來也怪，我已過85歲，很快就到86歲。離開科大也快30年了，本該靜心了。但是，隨便什麽小事，都會引起我對科大生活的回憶。能在科大學習和工作38年，乃人生大幸！

 

作者在美國華盛頓DC參加科大校友活動

 

2025年5月18日