物理学家与音乐艺术

 科学史上的名人传记表明,许多物理学家,尤其是诺贝尔奖金荣赝者,他们的科学创造活动都与音乐艺术发生着千丝万缕的联系,或者说他们都非常酷爱音乐这种高雅的艺术。这样的史例是不胜枚举的。被后世尊为伟大的天空立法者、德国物理学家开普勒,是一位非常自觉的毕达哥拉斯主义者,他的著名的“行星协奏曲”,就是从一首古老的名为“和谐的序曲”的“音乐形象”中受到启发,发挥了类比联想而写成的。     

走向统一的自然力爱因斯坦：试图统一电磁力和引力未能如愿(Ⅱ)

 19 世纪末,以牛顿力学和麦克斯韦电磁理论为代表的经典物理学渐趋完善,著名英国物理学家汤姆孙(W. Thomson,1824～1907)甚至认为:“未来物理学将不得不在小数点后第六位去寻求真理。” 他在1900 年末为展望20世纪物理学而写的一篇文章中说:“在已经基本建成的科学大厦中,后辈物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。”     

现代物理百家短文

 W.维恩(Wi-lhelm Wien),德国物理学家.因发现关于热辐射定律而荣获1911年诺贝尔物理奖.劳厄评论他的“不朽业绩”在于“引导我们走到了量子物理学的大门口”.这里选择的短文摘自W.维恩1911年12月11日荣获诺贝尔奖演讲,题目为编者所加.研究工作面临着特殊的困难,我们不知道何时和怎样克服这些困难.在科学上,新的概念往往来自完全不同的方面,在完全不同的领域中进行研究,常常为解决尚未解决的问题带来希望.我们寄希望于未来.     

今日国外物理

 1 美学者提出大科学新概念美国地球物理学家罗·海津和詹·特雷菲尔提出称之为“大科学”的新概念.美国《科学》周刊根据他们新著《大科学概念》,并征集广大学者的意见.将“大科学概念”的内容归纳为28条.即:(1)宇宙发展有自身规律可预测;(2)一切运动形式均符合牛顿三大定律;(3)能量守恒不消失;(4)能量转换遵循热力学第一、二定律;(5)电磁是同种力的两种形式;(6)任何物质都由原子构成;(7)一切物质能及微粒量子特性均离散,对其中某一物理量既不能测量也不能改变;(8)物质的原子均由“电子胶水”粘合;(9)物质的状态由组成它的原子及其排列决定.     

七十二岁的获奖者——玻恩

 1954年,72岁的已经退休的德国物理学家马克斯·玻恩,因“进行量子力学的基本研究,特别是对波函数的统计解释”.荣获了该年度的诺贝尔物理学奖.有人会说玻恩是位“大器晚成”者,其实玻恩一直是位博学多才的优秀的物理学家.玻恩于1882年12月11日出生在德国西里西亚的布雷斯劳.父亲是布雷斯劳大学医学系的教授.因此玻恩自小就生活在一个科学气氛很浓的家庭里,他对什么都好奇,经常到他父亲的实验室去看做实验,或聆听他父亲同朋友间开展的科学讨论.1901年他开始在布雷斯劳大学学习,父亲曾对他提出这样的劝告:“你应该先把各种课程都学一下,然后再决定专门研究哪一门.”于是他没有一进入大学就立即确定专业,他听了数学、哲学、艺术史、天文学等课程.这使他开拓了视野,打下了“博学多才”的基础.     

让泡利敬重的三个半物理学家

 喜欢物理学史的朋友想必都知道,泡利是一位以批评尖刻、不留情面著称的物理学家,荷兰物理学家艾伦菲斯特曾给他取过一个外号,叫作“上帝的鞭子”.至于他的具体“执鞭”事迹,大家可能已经听得多了,在这里我只讲一个在我看来流传较少,并且特别有趣的.我们知道,俄国有位以狂傲著称的物理学家,叫作朗道.有人画过这样一幅漫画：朗道坐在讲台上,长着一对天使翅膀,头上绕着光环(仔细看的话,那光环似乎是用量子力学波函数Ψ组成的),下面的学生则个个长着长长的驴耳朵,恭恭敬敬地聆听教诲.无独有偶,泡利的学生在泡利面前也有耳朵偏长的感觉,在泡利的学生中流传着这样一种说法,那就是他们可以问任何问题,而不必担心问题太愚蠢,因为任何问题对泡利来说都是愚蠢的.     

今日中国物理

 1 著名物理学家纷纷题词纪念中国物理学会成立六十周年据本刊记者报道,今年正值中国物理学会成立60周年,许多著名物理学家纷纷题词以表庆贺.严济慈先生的题词:“发展物理科学促进四化建设”.王淦昌先生的题词:“预祝中国物理学会为我国做出更大的贡献！”周培源先生的题词:“进一步发展我国物理学为四化建设作出新贡献”.周光召先生的题词:“积极开展丰富多样的学术活动,促进学术研究和学科的发展.”朱光亚先生的题词:“发扬中国物理学会的优良传统,鼓励创新和争鸣,提高与普及相结合,重视教育和人才培养,发挥繁荣科技的先导作用,为社会主义四化建设作出更大贡献”.     

标准模型和蒙特卡洛模拟

 20多年来,理论物理学家应用量子场论来建立关于宇宙在亚原子层次上如何运作的“标准模型”.他们想用这个模型计算出按照自然规律应该可以观察到的值.     

2000年7月21日：美国费米实验室宣布第一个τ中微子的直接证据

 20世纪美国伟大作家厄普代克(John Updike,1932～2009)在他1960年的诗《宇宙之胆》(Cosmic Gall)中这样写道：“中微子,极其细小,它们既不带电荷,也无质量,和物质完全没有相互作用.”中微子在当时是相当新的发现,之后的两年,物理学家渐渐开始了解这个神秘的“幽灵粒子”,例如他们发现,中微子不只一种,而物理学家往后花了40年才将它们全部找到.     

物理学与诗词赋

 众所周知,物理学是自然科学的重要领域,是定量地研究自然规律的实验科学。从宇观、宏观到微观,从低速到高速领域(接近光速c),无不是物理学家的研究对象。因此,“求真”是物理学家的第一思维目标。而将“求美”视作自己灵魂的诗、词、赋,则分别对应于文学艺术作品“体裁的一种,一种韵文形式和我国古代的一种文体”(《现代汉语词典》,1983年版)。     

从弱电统一看费米的物理直觉

 德国著名物理学家劳厄曾说过:“新生的科学在开始时是不可能有完备的基础的,它们的创造者的伟大在于他们以直觉的预感击中了正确的目标”。爱因斯坦也明确指出:“我相信直觉和灵感”。由此可见直觉在科学研究中的重要地位。回顾20世纪,我们可以看到物理学界的一位伟人在科学创造过程中曾利用他的直觉预感做出了重大成就,他就是恩里科·费米。费米是美籍意大利物理学家,1901年出生于罗马,1918年进入比萨大学,1922年获得博士学位,1938年荣获诺贝尔物理学奖,1954年逝世。1933年,费米在他提出的β衰变理论中指出,弱相互作用和电磁相互作用都是矢量相互作用。     

物理学大师与音乐的不解之缘

 我在阅读物理学家的传记时,发现一个十分有趣的现象:很多物理学大师都是音乐爱好者,他们所从事的科学活动与音乐有着千丝万缕的联系。我们知道,物理学研究,主要运用的是逻辑思维和数学语言,其创造性劳动的特点重在“现实主义”;而从事音乐活动则主要是运用形象思维和艺术语言,所体现的风格重在“浪漫主义”。这两种思维方式看上来是完全相反的,可是它们竟如此神奇地统一在那些物理学家的身上。这是什么原因呢?本文想对此作一番探讨。     

关于物质-反物质对称性破缺的发现

 2019年3月，欧洲核子研究中心（CERN）的物理学家宣布，他们在粲夸克系统中也找到物质和反物质不完全对称的证据。“物质和反物质”、“对称与不对称”，这究竟是怎么一回事呢？让我们从头说起。     

从牛顿和奈尔经商谈起

 尽管许多科学史家对于那些为数不多的物理学大师经商一事,仅仅是只言片语,或者缄口不言、讳莫如深,但笔者为了“把凝固的文化激活”,特以艾萨克·牛顿(IssacNewton,1642～1727)和路易·奈尔(LouisEug埁ｎｅＦ啨ｌｉｓＮ啨ｅｌ,1904～2000)为例,简要谈谈著名物理学家经商的故事,并由此引发了一番深沉的反思。牛顿经商的目的“站在巨人肩上”的英国大物理学家牛顿,自从于1667年春重返剑桥大学,经过多年研究后,虽然在经典力学、光学等领域内作出了卓越的贡献,但仍然过着紧巴巴的日子。     

粗测自己到地球中心的距离

 高中学生在学完“简谐振动”与“万有引力定律”之后,不妨将两者融汇一起,粗测一下自己到地心的距离.这对培养他们的创造思维能力,发展智力,提高科学素质有益.     

勤思多长寿 大器当早成

概述了物理学自古希腊时期到近代物理基本概念初步形成的1930年的主要成果,及对这些成果作出重要贡献的物理学家.通过分析这些物理学家的寿命以及他们取得重要成就时的年龄,我们发现,这些物理学家的平均寿命远高于他们所处时期的人类平均寿命;而他们取得重要成就的黄金年龄往往在中年以前甚至更年轻的时期;这一黄金年龄的平均值还在随着时代而变得更低.这一结果对当代青年科学工作者具有很大的启发意义.     

1962年5月11日:费曼的“布朗式棘轮”

 1948年,爱丁顿爵士（Sir A.Eddington）清楚说明热力学第二定律占据着“自然法则最高的位置”,他哀叹说,如果有人设计出一个违反第二定律的理论,“就会走上彻底耻辱性的崩溃一途”。虽然如此,却无法阻止物理学家经常提出推测性的想象实验,看看要如何违反第二定律,这些过程也因此深化了我们对它的理解。     

1777年11月：利希滕贝格图形的发现

 被闪电击中的人在他们的皮肤上经常会产生红色、分枝状的图案,并常会持续好几天,这很可能是皮肤下易脆的微血管因电流冲击而破裂所致,是不规则分形的自然例子;俗语称之为“闪电花”,也被叫作“利希滕贝格图形”,以纪念18 世纪的物理学家利希滕贝格（Georg Christoph Lichtenberg）。     

中微子振荡及CP破坏理论描述

2015年10月6日,诺贝尔物理学奖授予日本物理学家鶨田隆章和加拿大物理学家阿瑟·麦克唐纳,以表彰他们发现中微子振荡并证实中微子有质量.同年11月8日,包括鶨田隆章和麦克唐纳在内的7名在中微子振荡研究中做出关键贡献的科学家获得2016年度基础物理学突破奖.中微子振荡成为基础物理学研究的焦点.本文从量子力学理论出发,对中微子振荡及CP破坏理论作简要的描述,并介绍未来中微子研究中的若干重大科学问题.     

复杂而有序的软物质

 法国物理学家德·热纳(P. G. De Gennes)(图1)在1991 年获得诺贝尔物理奖时,以“软物质”为题演讲,首次用“软物质”一词概括所有“软”的东西,包括普通的流体和当时美国学者惯常称呼的“复杂流体”,从此推动了一门21 世纪跨越物理、化学和生物三大学科的重要交叉学科的发展。