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段一士先生逝世一周年座谈会及学术研讨会在兰州大学举行

日期: 2017-12-26 点击: ...
   

  12月16日上午,兰州大学物理科学与技术学院在科学馆201会议室召开座谈会,缅怀我国著名理论物理学家和物理教育家、兰州大学资深教授、原物理系系主任段一士先生逝世一周年。物理学院副院长刘玉孝和西安交通大学物理学科主任张胜利分别主持座谈会。来自中国科学院理论物理研究所、中国工程物理研究院、中国科技大学、浙江大学、南京大学、厦门大学、西北大学、吉林大学、上海大学、兰州大学等25个高校和科研院所的学术同行和段一士先生的研究生等八十余人以及段一士先生遗孀黄友梅研究员参加了座谈会。

  物理学院院长罗洪刚对各位专家学者前来兰州表示衷心的感谢,并深情缅怀段一士先生扎根祖国西部60年,潜心学问、教书育人,培养出一大批活跃在教学科研管理等岗位的优秀人才,他们中不少人现已成为中科院院士、教育部长江学者、国家自然科学基金委杰出青年基金和优秀青年基金获得者。兰州大学物理学院能有今天的成绩,也与段一士先生等为代表的老一辈物理学家倾注的毕生心血息息相关。罗洪刚表示,尽管段一士先生已经离开了我们,但他留下的丰富的精神财富永远激励着我们,他留下的大量的科研笔记是同行及青年学者宝贵的资料,应当发扬光大。

  随后,在张胜利的主持下,南京大学王凡教授,中国科技大学卢建新教授,湖南师范大学余洪伟教授,浙江大学李有泉教授,西北大学杨文力教授,中科院近代物理研究所左维研究员,中国引力与相对论天体物理学会秘书长、华中科技大学龚云贵教授,中国科学院理论物理研究所刘纯研究员,厦门大学赵鸿教授,中国工程物理研究院傅立斌研究员,上海大学姜颖教授,西安电子科技大学贾广教授,浙江大学张宏教授,吉林大学王海军教授等先后发言,深切缅怀段一士先生的点点滴滴。最后,段一士先生的遗孀、中国科学院化物所黄友梅研究员对大家远道而来缅怀段先生表达了衷心的感谢之情,她说:“段先生的科学成就与学生们的付出是分不开的。”

  据悉,为了缅怀段一士先生,南开大学陈省身数学研究所葛墨林院士、中国科学院理论物理研究所执行副所长蔡荣根院士和兰州大学刘玉孝教授主编了《纪念段一士先生》一书(英文版),并由新加坡世界科学出版社出版。兰州大学物理学院也组织编辑了《段一士论文选集(上)》,供国内外同行参考。随后两天,与会的专家学者通过学术研讨方式进一步缅怀段一士先生。

新闻背景:

  段一士先生于2016年12月21日逝世,其主要科研和教学成就如下:

  1957 年,段先生将诺特定理推广到引力存在情况下的广义协变形式,得到了广义协变的守恒定理,克服了Einstein和Landau等人的守恒定律只适用于准伽利略坐标系的缺点,受到国内外同行的重视。采用半度规方法将平直时空中的任意自旋场方程推广到弯曲时空的情况,在此基础上给出了任意自旋粒子的广义协变场方程。这是国际上最早开展的引力规范理论研究之一,受到前苏联朗道院士的重视。在美国N.D. Birrel (比雷尔)教授所著的《Quantum field in curved space》一书中,此论文被列为主要参考文献之一。刘辽教授所著的《广义相对论》把段先生引入标架后得出的广义协变守恒定律称为段一士表述。

  1969年发生珍宝岛事件,为克服我军反坦克火箭的跳弹现象,段先生在国家需要的时候,成立了技术革新组,成功设计了反坦克火箭的非接触式电子引信。叶剑英元帅亲自观摩打靶实验,并给予了高度赞扬,该项目获全国科学大会科技进步奖。

  上世纪七十年代初,段先生的研究重点在规范势可分解和具有内部结构的理论。后来,韩国的Y.M.Cho 教授(1980年)和俄罗斯的法捷耶夫院士(1999年)分别独立开展了类似的研究工作,Phys. Report上有文章称这一理论为“Duan-Ge-Cho-Faddeev分解理论”。诺贝尔奖获获得者、著名理论物理学家杨振宁先生一九七七年访问兰州大学,在听完段先生关于规范场和磁单极的报告后,称赞其理论“妙极了!”。

  1984 年斯坦福大学访问期间,段先生首次提出并建立了φ-映射拓扑流理论;建立了凝聚态物理中缺陷的新拓扑场论和以挠率为基础的新拓扑不变量,得到缺陷的几何与拓扑的直接内在联系,受到固体缺陷规范理论创始人D.G.B.Edelen的高度评价。段一士拓扑流理论被广泛应用于宇宙学、额外维理论、玻色爱因斯坦凝聚、量子霍尔效应、London假设、扭结和微分几何与拓扑等众多领域。

  上世纪九十年代以后解决了以下重要问题:在黎曼—嘉当流形中以挠率为基础,建立了新阿贝尔规范场论和相应的拓扑不变量,创建了固体位错和旋错新的拓扑缺陷理论;利用黎曼—嘉当流形中由挠率张量构成的新阿贝尔规范场,研究了宇宙时空缺陷,国际上首次提出了早期宇宙中宇宙弦产生的物理机制,确定了宇宙弦的拓扑结构,提出产生宇宙弦的序参量场就是使宇宙加速膨胀的暗能量;用提出的规范势分解和段一士拓扑流理论,在国际上首次严格证明了超导理论中的London理论,得到了超导体缺陷拓扑量子数与序参量波函数零点映射度之间的定量关系;以建立的拓扑量子力学为基础,在国际上首次严格证明了著名物理学家朗道和费曼提出的量子力学中速度矢量场的旋度不为零的重要设想,并具有严格的奇异性,指出涡旋的拓扑量子数完全是由波函数φ-映射的零点指数决定,研究了玻色-爱因斯坦凝聚中涡旋的拓扑结构;利用提出的段一士拓扑流理论,建立了缺陷系统拓扑分岔的新理论,并分别应用于超导、玻色-爱因斯坦凝聚及宇宙弦系统,得出了相应缺陷分岔的临界条件;用建立的U(1)规范势分解理论和段一士拓扑流理论严格证明了Chern-Simons流是对应弦的拓扑流,并严格证明了Chern-Simons作用量是扭结弦的拓扑不变量,比国际上著名数学家Witten的证明简明严格;利用规范势分解和段一士拓扑流理论建立起来的拓扑场论,还研究了螺旋波、波位错、液晶、太阳黑子涡旋的拓扑结构以及膜世界、宇宙弦和暗物质、暗能量。

  1957年段先生从前苏联莫斯科大学回国后,编写了量子场论讲义并在兰州大学开始给本科生主讲这门课程,同时还自编教材给本科生开设了群论和广义相对论课程,这一传统持续至今。量子场论教材的特点是以段先生发现的广义守恒定理I和II为基础,建立了各种场在在相应变换下的守恒定律和守恒量,使量子场论内容化难为易,言简意赅。同时开设基本粒子理论、重整化理论等重要前沿课程。段先生自编讲义并持续主讲的前沿课程有:粒子物理、李群李代数、规范场论、引力规范理论、弱电统一理论、量子色动力学、近代微分几何及拓扑、拓扑场论、SU(N)规范势分解、SO(N)规范场理论、同伦理论、非对易几何、抽象代数、现代宇宙论、超对称和超弦、时空缺陷理论、粒子物理与现代宇宙学、拓扑流理论及其应用、广义相对论和引力规范理论、额外维理论、复流形与Calabi-Yau流形等。尤其是晚年,段先生连续八年系统主讲了他一生对科研前沿所做的总结,留下了大量的讲课笔记。

  在半个多世纪的执教和科研生涯中,段先生总结归纳出教学之道:“言简意赅,珠联璧合,集纳新说,返璞归真”,治学之道:“去其糟粕,取其精华,去伪存真,止于至善”,学习之道:“少而精,精而深,深而悟,悟而得道”,以及科研之道“方向入流,主题明确,发挥优势,开拓创新”。兰大物理学院院训“勤学、悟道、创新、育才”中的“悟道”就来源于段先生多年的教学科研经验积累。

  段一士先生晚年在稿纸上写道:“我这一生问心无愧。因为我这一辈子都奉献给了祖国的科学和教育事业,奉献给了我的研究生们”,这是先生一生的写照。

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编辑:董德旺
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