厉光烈，1962年毕业于南京大学物理系，同年考取该校研究生，师从居里夫人的中国弟子施士元教授，毕业后到中国科学院高能物理研究所工作，先后担任实习研究员、助理研究员、副研究员、研究员、博士生导师，以及《现代物理知识》杂志主编。曾应邀赴美国纽约州立大学石溪分校物理系、阿贡国家实验室理论物理部、肯塔基大学物理天文系和德国图宾根大学理论物理研究所访问和工作多年。主要从事原子核物理、粒子物理和天体物理理论的研究工作，发表学术论文140多篇、科普文章数十篇，曾参与编撰《大众科技百科全书》和《彩绘科技百科全书》以及其他科普书籍。
走向统一的自然力
2019年12月5日下午15：00，厉光烈先生在樱顶老图书馆带领着现场的老师与同学们展开了一场科学第一原理之旅。在这短短的一个半小时内，我们不仅了解到了各代科学家们是如何努力让自然力走向统一的故事，也明白了人类对自然的探索或许很难走到终点，但是这个探索的过程本身就美妙无比。
为理想付出毕生的精力
在讲座中，厉先生带领着现场的同学们和老师们了解了科学家们探索科学第一原理的故事，同时也分享了自己多年来学习的心得，希望同学们学会规划自己的人生。厉先生高中二年级的时候在自己的日记本上写道：“探索科学的第一原因——天体的演变，物质的结构和生命的起源是我的理想，我愿为此付出毕生的精力。”而他确实也是这么做的。在他看来“绝不轻易迈出第一步，一旦迈出了第一步。就要一步一个脚印地走到底，不达目的绝不罢休。”他表示，希望武大的学子也能坚持自己的理想，在自己选择的道路上勇敢走下去，也只有专注自己选择的道路，才会使理想逐渐明朗。
科学家对科学第一原理的探索
从1901年到2019年，除6年未颁发诺贝尔物理学奖外，只有6-8次诺贝尔物理学奖的内容与“探索科学第一原理”没有直接关系。人类对物理世界的认知，是一个漫长的过程，这可以追溯到亚里士多德时代。亚里士多德在他的九重天理论里提出有一个“第一推动者”主宰天上星星的运动。而这个“第一推动者”是谁呢？在他的那个时代来讲，或许就是上帝。
厉先生说：“亚里士多德-托勒密地心说与《圣经》所描绘的宇宙图像不谋而合，这使其成为神学的一个支柱，在天文学中占据统治地位达1300年之久。”后来哥白尼因通过天文观测提出的“日心说”威胁到神学的地位而受到迫害。第谷的对天体的观测可以说是历史上肉眼观测精度最高的，开普勒也凭借此发现了天上星星运动的三定律。他弄清了它们如何运动，但未弄清为何运动。
亚里士多德的运动学说把运动分为自然运动和强迫运动，针对前者，厉先生用石头下落时速度与其重量成正比举例说明，后者他则用马拉车的例子解释。伽利略在后来通过实验发现亚里士多德的主张与事实是不相符的，他通过斜面实验进行科学推理得到“力不是维持物体运动的原因”这一结论。笛卡尔在后来补充道：“除非物体受到外力作用，否则它将永远保持其静止或直线运动状态。”并声明惯性运动的物体永远保持在直线上运动，不会使自己趋向曲线运动，而伽利略却错误地将匀速圆周运动看作是惯性运动。
三个世纪后，爱因斯坦的广义相对论进一步修正了开普勒的行星运动定律，提出行星绕目的轨道在一维空间中不是囿于同一个封闭的椭圆这一观点，伽利略通过斜面实验弄清楚了运动与力的基本关系。牛顿也正是在此基础上阐述了他的第二定律。爱因斯坦认为伽利略的发现和他的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，它标志着物理学的真正开端。因而伽利略也被人誉为“近代科学之父”。那么牛顿呢？他对天上星星运动和地上物体运动的规律做了总结，提出了三大定律，建立了经典力学，并在“苹果落地”和开普勒三定律的启发下发现了万有引力定律，从而统一了天上力和地上力，这也就是厉先生讲的第一个统一，他站在我们从前的教科书外补充道：“对于牛顿的这些贡献，总伴随着一些优先权之争，如他和莱布尼茨的微积分、与惠更斯的离心力与向心力、与胡克的平方反比律。”
电磁相互作用可以说是人类最先感知的自然力，但刚开始时人类对电和磁的认识是分开的。当奥斯特发现“电动生磁”和法拉第发现“电磁感应”后，人们才将“电”和“磁”联系起来，最后由麦克斯韦提出的电磁理论：一方面在法拉第发现的电磁感应现象的基础上提出了“变化的磁场产生涡旋电场，另一方面创造性地引入“位移电流”代替安培环路定理中的稳恒“传导电流”来描述“变化的电场产生涡旋磁场”，将“电力”和“磁力”统一了起来，这是第二个统一。厉先生还提到了在这个过程中一个失败的小插曲：科拉顿因忽略磁的暂态变化而遗憾的丢失了发现电磁感应的机会，并以此提醒同学们在自己研究的过程中要保持严谨不要忽略事情微小的变化。
通过对比我们可以发现电力的库仑公式和磁力的安培公式与牛顿的万有引力公式在数学形式上是相似的，这使人们联想到能否将电磁力与引力统一起来呢？爱因斯坦在用狭义相对论和广义相对论分别改进和完善了麦克斯韦电磁理论和牛顿引力理论后一直想统一电磁力和引力，他确信一定能找到一个合适的几何方法来推广广义相对论，使其既能描述电磁场又能描述引力场，甚至还可以涵盖量子论，解释电子和质子的存在及其性质，导出电子电荷、真空光速和普朗克常数等基本物理常数。
临终前，爱因斯坦都仍在计算他的统一场论，但终究未能如愿实现。厉先生也解释了爱因斯坦未能如愿的原因：“爱因斯坦进入中年后他的物理直觉完全埋没于他所欣赏的数学思维的美妙之中，再也没有没有像以前那样设计出可供实验和观测检验的、闪现智慧火花的思想实验；他晚年完全沉迷于经典的统一场论之中，始终不愿接受量子力学的统计解释，致使自己的研究方向偏离了物理学发展的主流方向。”
“不过，爱因斯坦的统一场论，与‘永动机’一样，是一只会下金蛋的老母鸡。”厉先生补充道。爱因斯坦在《电子与广义相对论》提出的问题导致数年后狄拉克因发现反粒子而一举成名；外尔理论中提到的规范变换使杨振宁和米尔斯创建了作为描述强力和弱力理论基础的规范场理论；卡鲁扎五维理论中引入的“卷缩”的概念后来在超弦理论中得到应用和发展。爱因斯坦对人类的发展做出了突出的贡献。
β衰变的研究可以说对于揭示弱力的物理本质起了决定性作用。第一个描述弱作用的是费米，他指出弱作用和电磁作用一样的是矢量作用，且他的这一物理直觉最终导致格拉肖、萨拉姆和温伯格建立了“弱电统一理论”，这是我们提到的第三个统一。
对于第四个统一，厉先生说道：“杨振宁受外尔规范变换的启发，认识到对称性支配相互作用、电磁力可用U(1)规范场来描述，并与密尔斯一起创建了SU(2)规范场理论，接着格拉肖、温柏格和萨拉姆等创建了弱电统一理论，即SU(2)×U(1)规范场理论；格罗斯、威尔切克和波利策等创建了描述强力的量子色动力学，即SU(3)规范场理论，于是，SU(3)和SU(2)×U(1)规范场理论便成为粒子物理的标准模型，随后，格拉肖和乔治又提出SU(5)模型来统一地描述与规范对称性相关的强力、弱力和电磁力，建立了规范统一。”在这个过程中，泡利的“不相容理论”可以说是“上帝的鞭子”，不断鞭策着其他科学家们对自己所研究的问题有一个更深刻的认识，从而提出规范统一。但需明确的一点是实验上至今尚未发现质子衰变的真实事例，因此，现在还不能说强力、弱力和电磁力的大统一，即规范统一，已经实现。
前面统一了强力、弱力和电磁力，却未能把引力包括进来。而超弦理论，是用弦来描写引力进而统一四种自然力的一种尝试。厉先生说：“这一度激发了物理学家的热情，涌现出了数以千计的模型。那么，哪一个是真正主宰现实物理世界的‘上帝’呢？或者说，谁能导出粒子物理标准模型并解释夸克和轻子为何分代而且只有三代，以及电子和其他粒子的质量为何是那样等等粒子物理标准模型无法回答的问题呢？超弦理论的两次革命为这些问题的解决带来了希望。”
人类对宇宙的5%的认知
人类对力的认识，经历了三次飞跃：第一次，从“定性”到“定量”；第二次，从“超距”到“近距”；第三次，从“表象”到“本质”。厉先生总结道：“这三次飞跃，就是对力到场到对称性的认识，时空从3+1维到4维变到多维。自然力实现统一了吗？并没有。在宇宙中人类的认知只有5%，还有95%我们是不知道的。
在讲座的最后，厉先生感叹道，人类对自然现象的认识、对“终极理论”的追求只能是一个不断进步、不断积累、越来越趋近真理的极限过程。太阳终究会有燃尽的一天，地球也将随之毁灭，以人类有限的生命，去认清变化无穷的宇宙、创建解释一切自然现象的“终极理论”，很可能只是一个崇高的理想，但是这个探索的过程本身就是无比美妙的。
