2024年4月7日晚，由beat365官方网站、北京現代物理研究中心、北京物理學會主辦的“beat365物理學科卓越人才培養計劃講堂：名師面對面”（第二十三期）在beat365理科教學樓208教室舉行。北京計算科學研究中心講座教授、主任羅民興院士應邀講授“星星為什麼會發光？——從基本作用力到太陽聚變”。本期講堂由beat365官方网站院長、北京現代物理研究中心副主任高原甯院士主持。
萬物生長靠太陽。作為生命的源泉、光明的象征，太陽是宇宙中與人類關系最密切、對人類生産生活影響最大的恒星，也是人類迄今唯一能夠進行高時空分辨率、高光譜分辨率觀測的恒星，在地球演化和人類文明進步的曆程中發揮着不可替代的作用。
人類對太陽的向往與探索由來已久。早在西漢時期（公元前28年），我國就有肉眼觀測太陽黑子的記錄。1610年，伽利略（G. Galilei）用自制望遠鏡證實了太陽黑子的存在，标志人類對太陽進行科學觀測的開始。1687年，牛頓（I. Newton）提出萬有引力定律，揭開日月星辰運行的内在奧秘，成為人類理解和認識世界的重要基石。19世紀50年代，基爾霍夫（G. R. Kirchhoff）、本生（R. W. Bunsen）通過光譜學的分析方法解釋了太陽可見光譜中的暗線，确定氫元素是太陽最主要的化學組分。1913年，玻爾（N. H. D. Bohr）提出量子化的原子結構，解釋了氫原子的能級結構和光譜（獲1922年諾貝爾物理學獎）。1905年，愛因斯坦（A. Einstein）提出質能方程E=mc2（其中E表示能量，m表示質量，c為光速），颠覆了人類對物質和能量之間的關系的認識。經過四百多年的發展，尤其自20世紀50年代末進入“太空時代”之後，随着地基太陽望遠鏡、天基太陽探測器的研制與組合觀測，人類不斷刷新着對太陽的認知。目前，太陽正處在有記錄以來的第25個活動周期，日面黑子數目預計在2024年下半年至2025年上半年達到極大。
羅民興說，“嫦娥”探月、“祝融”探火、“羲和”逐日使遠古神話夢想一個個變成現實
20世紀初葉，阿斯頓（F. W. Aston，1922年諾貝爾化學獎獲得者）用質譜儀證實了氦原子的質量略小于4個氫原子的質量之和。在一定條件下，由1個質子、1個中子和1個電子組成的氘核和由1個質子、2個中子和1個電子組成的氚核會發生聚變反應，生成由2個質子、2個中子組成的氦核，并放出1個中子。精密測量結果表明，反應後的氦與中子的質量之和小于反應前的氘與氚的質量之和。在人們意識到化學能、引力勢能向熱能轉換（後者稱為開爾文-亥姆霍茲機制）并非太陽真正的能量來源之後，愛丁頓（A. S. Eddington）根據質能方程推測，這一反應過程中産生的質量損失被轉化為巨大的能量釋放；也就是說，太陽的能量可能源自其内部的核聚變（即較輕的原子核融合生成較重的原子核）。
1928年，伽莫夫（G. Gamow）用量子隧穿效應解釋原子核α衰變，揭示了核聚變的關鍵機制。1938年，貝特（H. Bethe）等人指出質子-質子（pp）鍊反應和碳氮氧（CNO）循環是太陽和其他恒星獲取能量的兩類途徑；前者是與太陽大小類似的恒星的主要能量來源，後者則是較大質量恒星的主要能量來源。羅民興闡述了這兩類反應過程所蘊含的物理原理及與之相關的20世紀粒子物理學的重大科學成就。1914年，查德威克（J. Chadwick，1935年諾貝爾物理學獎獲得者）發現了原子核β衰變中的能量虧損現象。1930年，泡利（W. Pauli，1945年諾貝爾物理學獎獲得者）預言了中微子的存在。1934年，費米（E. Fermi）提出四費米子相互作用理論，解釋了原子核β衰變過程（獲1938年諾貝爾物理學獎）。20世紀50年代，萊因斯（F. Reines）利用核反應堆首次探測到中微子（獲1995年諾貝爾物理學獎）。1968年、1987年，戴維斯（R. Davis Jr.）、小柴昌俊（M. Koshiba）先後探測到來自太陽的中微子和來自超新星的中微子（獲2002年諾貝爾物理學獎）。1988年、2000年，梶田隆章（T. Kajita）、麥克唐納（A. B. McDonald）相繼發現中微子振蕩現象，揭示了中微子具有質量（獲2015年諾貝爾物理學獎）。太陽聚變所發射的中微子幾乎不與其他物質發生作用，是探測太陽内部結構的絕佳載體。近年來，物理學家通過捕捉太陽發出的中微子，填補了核聚變為太陽和其他恒星提供能量的最終細節。
羅民興說，被稱為“幽靈粒子”的中微子是連接宇宙中極大與極小尺度的理想信使
羅民興還講述了粒子物理學科史上與太陽發光發熱機制有關的其他重大科學突破，例如：蓋爾曼（M. Gell-Mann）提出了誇克模型（獲1969年諾貝爾物理學獎）；格拉肖（S. L. Glashow）、薩拉姆（A. Salam）、溫伯格（S. Weinberg）建立了弱相互作用與電磁相互作用的統一理論（獲1979年諾貝爾物理學獎）；弗裡德曼（J. I. Friedman）、肯德爾（H. W. Kendall）、泰勒（R. E. Taylor）對電子-核子的深度非彈性散射進行開創性研究，證實了誇克的存在（獲1990年諾貝爾物理學獎）；格羅斯（D. J. Gross）、普利策（H. D. Politzer）、維爾切克（F. Wilczek）發現了量子色動力學的漸近自由現象（獲2004年諾貝爾物理學獎）。
處于物理學、天文學、行星科學、空間科學交叉前沿的太陽物理學領域等待同學們去探究
課後，羅民興就量子引力、快速射電暴、全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）、錦屏地下實驗室（CJPL）等與同學們展開交流。他指出，從現代物理學的兩大支柱——相對論和量子論，到20世紀物理學的輝煌成就——粒子物理标準模型，物理學家不懈地追尋将四種基本相互作用統合為一體的理論框架，推進人類對物質微觀結構、宇宙起源與演化的探索和發現。
beat365官方网站吳學兵教授、楊振偉教授、朱華星長聘副教授、王一男助理教授等現場出席。
羅民興（一排右五）、高原甯（一排右三）、吳學兵（一排左四）、楊振偉（一排左三）、朱華星（一排左二）、王一男（一排左一）與同學們以“物”之語、解“星”之道
