转载编者按：2010年9月，时任北京大学研究生院院长、物理学院院长的王恩哥教授发起创办面向全校研究生的“才斋讲堂”讲座系列，邀请“北大学人”讲述“北大学术”，旨在传播科学精神和学科素养，探索新时期研究生教育改革。经过十年200讲的实践，“才斋讲堂”已成为前沿性与交叉性并重、科学性与人文性兼容的通识教育品牌。物理学院多位教授曾在讲堂分享做人、做事、做学问的真知灼见。

信息来源：北京大学研究生院

原文链接：https://grs.pku.edu.cn/xwdt/350315.htm

12月10日的二教107教室热闹非常，因为这间教室的老朋友“才斋讲堂”迎来了第二百讲。才斋讲堂自2010年9月创立以来，到现在已经走过了十个年头。十年磨砺，厚积薄发，才斋讲堂已日益成为一门前沿性与交叉性并重，学科广度与内容深度共存的跨学科通识课程。讲座主持人、研究生院常务副院长姜国华指出，才斋讲堂推动了研究生科学精神的培养与人文素养的提升，同时也成为“记录北大学人、讲述北大学术”的宝贵资源。在这见证过往、重新起航的节点上，才斋讲堂的发起者、中国科学院院士、北京大学教授王恩哥作为第200讲的主讲人，从全量子物理学的角度出发，带领我们了解关于水的物理学研究，揭开水的神秘面纱。

王恩哥主讲才斋讲堂第200讲

作为才斋讲堂的发起人，王恩哥教授首先回忆了才斋讲堂创立的初心，即为同学们创造良好的环境，提供跨学科交流的平台，了解各学科的前沿知识内容和研究方法，倾听老师们在人生和科学研究中的体会等。接下来，王恩哥教授以研究了20余年与“水”相关的科研工作为主题开始了课程讲授。水是自然界中最常见、最普通，但也是最神秘的物质。水的形态变幻万千，在不同的温度和压强下呈现不同的形态；水的作用至关重要，它代表生命的存在，不仅直接影响环境，也是解决能源问题的出路之一。但是人们对水知之甚少，水具有一系列反常的特征，沸点、熔点、密度等物理性质和同类型的其他液体均不同，而正是这些反常，创造了我们生存的地球最基本的环境。正因如此，对水的研究是永恒的问题，永远需要追求下去。同时水几乎是唯一一种进行研究越多，会发现需研究问题越多的物质。因此王恩哥教授指出，水在自然界中是一种“软”的物质，但是在科学上是一个“硬”骨头。对水的研究可以追溯到很久以前，但从微观尺度理解这些问题是在量子力学建立之后。

讲座现场

随后，王恩哥教授从科学史的角度，从原子的发现和相关研究入手，讲述了原子模型和量子力学的产生和发展过程，介绍了伦琴、居里夫人、波尔、普朗克等在这一过程中做出突出贡献的科学家的事例和科学发现，并说明了量子力学的发展对推动当今信息化社会发展的重要作用。同时，王恩哥教授也指出过去在凝聚态物理中常常被忽略的问题在于，对于另一类由轻元素主导的材料和过程，比如由氢元素和氧元素组成的水，只对电子量子化是不够的，还要对原子核量子化，即考虑全量子效应。从这个角度，王恩哥教授结合所在研究团队进行的一系列研究，讲解了“一个水分子究竟是什么样？”、“两个水分子之间的作用力有多大”、“水中氢原子如何转移”、“离子水合圈存不存在幻数”等学术性问题，也就大家日常生活中的一些问题，比如：“冰的表面为什么会滑”、冰花是如何形成/长大的”等从科学角度进行了分析和解读。

同学提问环节

王恩哥教授带领同学们回顾了过去群星璀璨的百年科学历程，多位科学家的努力，各种理论的提出，使得人类对世界有了全新的认识，而这其中，基础科学始终发挥着关键作用。结合同学们的提问，王恩哥教授进一步说明了基础科学和材料研究的重要性，鼓励学生们踏踏实实做学问。讲座最后，王恩哥教授表示，“向才斋讲堂致敬，向登上才斋讲堂的所有老师致敬，向选修才斋讲堂的所有同学致敬”。

十年发展，历久弥新。在燕园深厚底蕴的滋养下，才斋讲堂会带着崭新的面貌出发，与北大学人和北大学术共同成长。

撰稿：禚星辰

摄影：陈耿佳、柴亦林