科学难题系列：前言
A series of puzzles in science
Preface
温景嵩
南开大学 西南村 69楼1门401号
（2008年 4月2日写于南开园）
最近三个多月因忙于写台湾地区领导人换届大选进程的观察报告，就把科技写作放下了。现在该报告已经写完，并于3月28日通过电邮方式发给了110位友人征求意见，同时还张贴在科学网的博客站上。随后3月31日天益网又把该文发表在该网站首页的评论栏目里供网友们参考。几天来此文已引起了广泛的注意，并引起了各种各样的评论。科学网的文章已有259人次点击了该文。天益网点击的人次更多，虽仅有五天多的时间，但点击的人次已超过1793次（两者五天合计已超过两千次，这对于我是空前的），在天益网的本周前十名的排行榜上它居然排到第四位，这对我又是空前的事（4月5日补记）。在评论方面除朋友们的以外，出乎我的预料，该文竟然还引起了台湾网友的关注，并且台湾蓝绿两方面的网友都发表了评论。在朋友们的评论中大多是赞扬和肯定，也有提出了很好的补充意见。台湾的网友则根据他们各自的立场不同给予了不同的评价。绿营的网友进行了尖锐的批评（天益网），蓝营的网友则相反给予了赞扬和肯定（科学网）。所有以上的赞扬，补充和批评都使我感到很意外又感到很荣幸。这些反馈来的意见也使我对此问题的复杂性加深了认识。有的朋友还鼓励我继续写下去，一直写到5.20马英九就职，5.18民进党选出新主席为止。的确，事情尚未完结，斗争还在继续而且还很尖锐。据这两天《参考》和《环球》报道，以陈水扁为首的民进党不但没有闭门思过，检讨自己8年来的施政错误，反而不甘心自己的失败，对马英九和国民党发动了更猛烈的攻击，主要攻击点是在九二共识上：他们继续否定九二共识，反对两岸在九二共识的基础上复谈，因而就在两岸之间加强交流和融合问题上继续设置障碍。他们还威胁说如果马英九政权不能听从他们的要求，他们就会重新走上街头运动来打击马政权，甚至不排除发动一场大革命以推翻国民党的马政权。所以，马英九和国民党到底能不能顶住压力，击退这股逆流把九二共识坚持到底，就成为一个非常关键的问题，值得继续关注认真研究。然而毕竟政治不是我的专业。我体会：政治是高度非线性高度多体性的问题，它对我这样的搞自然科学的人而言是太复杂了，只能偶一为之，不可以此为业。况且自3.22大选马萧配以极大的优势胜选，大局已定，所以我基本上想就此打住，不再往下写了。从今天起我将把写作转回到科技方面来。当然台海两岸形势稳定与否是关系到两岸同胞共同利益的大事，因此，我还会继续关注它的进一步发展，这方面则确定无疑。
在科技写作方面，目前有一个紧迫的任务，是上个月本校老教授协会交下来的。由国家教育部，国家科技部。中国科学院，国家自然科学基金委联合发起的向全国科学工作者征集10000个科学难题，要求本月30日前交卷。这次征集的学科范围仅限于物理，化学和数学三大基础学科。虽然大气物理属于地球科学。但大气物理严格讲又是一门交叉学科，它是大气科学和物理学的交叉，因此我从大气物理方面提交的科学难题，也可以把它放在大物理学范围之内。事实上南开大学过去一直就没有大气科学，自1984年我到了南开以后，学校就一直把我这个大气物理放在理论物理专业来搞，这样做也有其道理（其道理我将在下面补述），于是，我就在本校的理论物理教研室工作了二十多年，也还取得了一定成绩，所以我决定接受这个任务，从现在起将陆续写出以下5个难题：
1. 多体问题之一：非稀释单分散的悬浮粒子的沉降；
2. 多体问题之二：非稀释不稳定系统悬浮粒子的碰并；
3. 非线性问题：湍流的间歇性及湍流的微结构；
4. 对流暖云中的湍流起伏场在形成大云滴过程中究竟如何起作用？
5. 全球气候变暖中的科学问题真的已经解决了吗？
以上五个科学难题，希望在本月底以前至少写成前三个，我以为至少这三个问题应该说可以算作是大物理范围的问题。当然评委们如何看，我这五个难题是否能入选为他们所需要的10000个科学难题之中，那是他们的事了。
（以上写成于2008年4月5日于南开园）
经过近一个月的努力，上面讲的五个科学难题终于在4月26日全部写成并提交给了由上述四个单位设立的“10000个科学难题网站”。任务已经完成，今后它们的命运就看评委们怎样评判了。理论物理在国内外有两种不同的定义。一种是狭义的：这种定义认为只有用现代物理学的方法解决物理问题的，并且严格讲只有粒子物理等问题，才能被认为是理论物理。另一种是广义的：这种定义认为凡是用数学方法来解决物理问题的（不管是用现代物理方法，还是用经典物理方法来解决），统统都可叫理论物理；与此相对照，凡是用实验方法来解决物理问题的，就叫实验物理，整个物理学就可分为这两大类。持后一种看法的有国际著名的剑桥大学应用数学和理论物理系。这个组建于1957年的很年轻的系半个世纪来已经培养出一位享誉全球的理论物理学家霍金，以及另一位闻名世界的国际流体力学大师Batchelor，他也是该系的创办人并一直连任该系系主任到他80年代退休。有一次我问他：如何理解他的系名？是否应用数学指的是流体力学？而理论物理指的是粒子物理和相对论等现代物理？他断然否定我这个认识。他说无论像流体力学这样的经典物理，还是像粒子物理等现代物理，它们都是理论物理。它们的共同点是大家都采用应用数学的方法来解决各自的物理问题，这就是理论物理的真实含义，也就是他们的“应用数学和理论物理系”的真实含义。目前我国物理学界也有相当多的人持此看法。但是我国在理论物理专业从事工作和研究的人们，却大多持前一种看法。因此我估计这里所提的五个科学难题其实很难入选。然而，根据我过去几十年来的研究经验，它们确实是很有意义且难度很大的科学问题，为能吸引广大对科学有兴趣的年青网友们的关注从而有助这些问题的解决，我现在把它们的主要内容依次发表在科学网以及天益网站上。在网上发表时，将对它们各自的内容和文字作一些必要的补充和修改。若果然由此能得到广大网友们的关切并使这些问题的解决有所前进的话，那将是科学事业发展的一大幸事，我自然也会深感欣慰。
（本段写成并修改于2008年5月18日于南开园）
（2008年6月9日第二次修改稿完成与南开园）
“10000个科学难题”征集
https://blog.sciencenet.cn/blog-4185-28426.html
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科学难题（二）：碰并
