封底照片说明

虽然科学技术在不断进步，但人类对地球内部的了解仍然非常有限。中国大陆科学钻探工程正在采集深达几千米的岩芯，探知地球内部的秘密。这项被誉为“来自地球深部的信使”的工程于2001年6月正式开始，2005年3月钻井终孔深度达到5158米。钻探5000多米全孔定向连续取芯技术，在当今世界只有极少数国家能够掌握。科学家们将利用深井建立观测站，设置先进的技术设备监测地球内部的地质活动，为地球科学、探矿、预防灾害及环境治理等研究领域，提供科学数据。照片为中国大陆科学钻探工程模型演示。     

乌龟塔

 一位著名的科学家,据说是贝特朗·罗素,一次做天文学讲演时,描述了地球如何绕着太阳运动,太阳又如何绕着星系的中心转动。     

地球是怎样称量的

 我们人类居住的地球,是个非常巨大的球体。第一个测量出地球质量的人是谁?他就是英国科学家亨利·卡文迪许(1731～1810)。1798年,他通过巧妙实验,间接测量出地球巨大的质量数值,被人们誉为“第一个称地球的人”。几乎无法攻克的难题1731年10月10日,亨利·卡文迪许诞生于英国的一个贵族家庭中,这个家族地位非常显赫,家财豪富。但是他从小却十分喜爱读书,富于幻想,求知欲强。青少年时期打下的牢固基础,对他一生中在科学上取得的成就有很大的作用。卡文迪许生活的年代,正是自然科学飞速发展的时期,同时也面临着许多“难题”。其中“称出地球质量”就是最著名的一个。     

科普大师卡尔·萨根——兼谈科普教育

 2001年12月15日到16日,我国科学家为纪念美国著名科学家和科普作家卡尔·萨根逝世5周年,举办了“科学与公从”论坛。虽然卡尔·萨根对普通的中国人来说是如此陌生。然而他的成功对中国科学普及工作却提供了不少启示。     

玻色-爱因斯坦凝聚研究的过去与未来

 2001 年,瑞典皇家科学院宣布2001 年诺贝尔物理学奖分别授予美国科学家埃里克·康奈尔（Eric Cornell）、德国科学家沃尔夫冈·克特勒（Wolfgang Ketterle）,以及美国科学家卡尔·韦曼（Carl Wieman）。     

物体在地球隧道中的运动

本文描述了地球重力在地球内部和外部的分布,分析了物体在地球内部隧道中的运动,证明了物体在地球隧道内部受到的万有引力与简谐振动质点所受回复力遵循的规律相同。通过简谐振动的性质计算出物体在地球隧道(过地心的直径)中的运动周期约为84min、运动最大速度约为7.9km/s等。本文进一步推导了连接地球表面的任意两点的通过地球内部的一条弦线中的物体的运动,得出其周期与过地心的地球直径隧道周期相同。更重要的是:本文分析比较了地球为匀质球体的理想情况和真实质量分布情况下物体在隧道内的运动情况的差异,使用Matlab对两个模型下物体的运动进行模拟,并得出结论:在真实地球模型下物体运动得更快,到达地球另一端的时间更短。     

迈耶夫人

 对于居里夫人,绝大多数读者是很熟悉的。然而,继居里夫人之后半个世纪,又有一位女科学家获得诺贝尔物理学奖---她就是玛丽亚·戈佩特·迈耶。2006年恰逢迈耶夫人诞生100周年,我们回顾她的生平和她对科学事业的贡献是很有意义的。迈耶夫人生平玛丽亚·戈佩特·迈耶（MariaGoeppertMayer,1906¹972,即迈耶夫人,原名玛丽亚·戈佩特）出生于德国的上西里西亚地区（第一次世界大战后归属波兰）卡托维兹市的教授世家,前六代都是德国大学教授。她是父母的独生女。     

2002年诺贝尔物理学奖获得者

 瑞典皇家科学院于2002年10月8日将2002年诺贝尔物理学奖授予美国科学家雷蒙德·戴维斯、日本科学家小柴昌俊和美国科学家里卡尔多·贾科尼,表彰他们在天体物理学领域里所做出的先驱性贡献,并为人类观测宇宙打开了两个新窗口。     

科学家正在揭开太阳中的微子之谜

 揭开太阳中微子之谜已成为即将过去的2001年物理界最引人注目的事件之一,著名俄罗斯物理学家、科学院院士维塔利·金兹堡在接受俄通社-塔斯社记者采访时指出,“问题在于,在所有实验中记录的来自太阳的中微子流都低于理论预期值,这种偏差已成为激烈科学争论的原因,这一问题会影响到我们关于太阳内部结构以及太阳内部发生核反应的概念是否正确。现在我们只知道3种中微子---电子中微子、μ子中微子和τ子中微子,物理学家在一定程度上相信,实验也将继续证明,这几种中微子在从太阳内部飞向地球的过程中一定会互相转化。     

2000年诺贝尔物理奖

 根据瑞典皇家科学院１０月１０日发布的消息,瑞典皇家科学院已决定把２０００年度的诺贝尔物理奖授予在信息和通讯技术方面作出了基础性工作的３位科学家,其中的一半授予俄罗斯圣彼得堡Ａ．Ｆ约飞物理技术研究所的科学家泽罗斯·阿尔费罗夫（Ｚｈｏｒｅｓ Ｉ． Ａｌｆｅｒｏｖ）和美国加利福尼亚圣巴巴拉的加利福尼亚大学的科学家赫伯特·克勒默（ＨｅｒｂｅｒｔＫｒｏｅｍｅｒ）,以嘉奖他们研制了用于高速光电子学的半导体异质结结构;另一半授予美国得克萨斯达拉斯的得克萨斯仪器设备公司的科学家杰克·基尔比（Ｊａｃｋ Ｓ． Ｋｉｌｂｙ）,以嘉奖他在发明集成电路中的作用。     

谜一般的地球内核

如果我们作一次从地表向地心的旅行,首先要穿越地壳与地幔岩石圈层。走过近一半路程(约2900 km),就会碰到液态外地核。继续向下,地核由液态过渡到固态,这就是内地核(图1)。虽然内核温度与太阳表面温度差不多,但是,这里的压力很高,故而介质呈固态。
　　地球内核体积不到地球的1%,但是,它在地球内部动力学过程中所起的作用之大令人惊讶。随着地球的冷却,紧邻内核的外核流体逐渐凝固,使内核半径每年增大1 mm。在凝固过程中,液态铁中的潜热释放,杂质析出,在外核中引起浮力流动,它们搅动着外核流体,产生了地磁场。据估计,产生磁场所需的能量有一半以上来自内核增长。     

中国南极昆仑站天文台

<正>南极,位于地球最南端,也叫"第七大陆",是人类最后到达的大陆。这里无定居居民,仅有一些来自于其他大陆国家的科学考察人员。根据1961年6月通过的《国际南极条约》规定,南极不属于任何一个国家,它属于全人类,只用于和平目的。早在新中国成立之初,以竺可桢为代表的一批著名科学家就呼吁,中国应当开展极地科学考察,中华人民共和国于1983年正式加入《国际南极条约》,并从此开始了中国南极科学考察之旅。     

卡西米尔效应得到了实验证实

 据英国《新科学家》1997年2月25日报道,卡西米尔效应得到了实验证实.1948年荷兰物理学家德里克·卡西米尔曾预言,当两块平行板以很小的间距放置于真空中时,两板间会产生某种很微弱的力,以便使它们互相靠拢.     

用分析力学方法研究杆状同步卫星的摆动周期

用分析力学方法导出绕地心作圆周运动的杆状同步卫星绕质心运动的微分方程并讨论了它的摆动周期,得出不可能有在地球子午面内的卫星摆动,因而不可能有在地球子午面内的卫星摆动周期的结论.     

钱德拉塞卡成功的启示

 物理学的发展经历了几次辉煌,在此世纪交替之际,它正处于前段具有辉煌成就而将进入一个可能产生新突破的时期。马约拉纳曾说过:“每隔500年才有一个类似阿基米德或牛顿这样的科学家出现,而每隔100年就有1至2个类似爱因斯坦和玻尔这样的科学家出现。”史蒂芬·霍金认为“除非你已经是巅峰人物,当今要在实验物理学上留下痕迹极其困难。”值此,青年学者在学习和研究物理时,是否该望而却步呢?     

伊伦娜·约里奥-居里对核物理发展的的贡献

 伊伦娜·约里奥-居里是法国物理学家,皮埃尔·居里和玛丽·居里的女儿.尽管没有像她父母那样为科学的发展做出举世注目的杰出贡献,但是伊伦娜仍然是有杰出贡献的女物理     

超快强激光及其应用——从2018年诺贝尔物理学奖谈起

 激光是20世纪人类的重大发明之一，经过近60年的发展，已成为人们认识世界和改变世界的有力工具。由于其独特的性能，激光又有“最亮的光”、“最准的尺”以及“最快的刀”等美誉，并与我们的生活息息相关，如人们熟知的激光眼科手术、激光打印、激光武器、光纤通信、激光美容、激光测距等等。在科研领域，与激光物理相关的研究是非常活跃的内容，不断涌现出激动人心的发明和创造，与激光直接相关的诺贝尔奖已有十几项之多。2018年的诺贝尔物理学奖再一次颁给了从事激光技术研究的三位科学家：其中美国科学家阿瑟·阿斯金（Arthur Ashkin）因为发明光镊技术（OpticalTweezer）获得一半奖金；法国科学家杰拉德·穆鲁（Gérard Mourou）和加拿大科学家唐娜·斯特里克兰（Donna Strickland）因为发明啁啾脉冲放大（ChirpedPulse Amplification，CPA）技术而分享另一半奖金。实际上这两项发明相互之间没有多大关联，光镊技术大多用到低功率的连续激光，而啁啾脉冲放大技术针对的则是峰值功率极高的超短脉冲激光。超短脉冲激光，也被称为超快激光。经过激光物理学家们的多年努力，超快激光技术已催生了多个崭新的学科，为我们认识世界提供了前所未有的强大工具。     

复杂性科学的机遇：2021年诺贝尔物理学奖解读

2021年诺贝尔物理学奖授予三位科学家(图1),以表彰他们"对我们理解复杂物理系统的开创性贡献"。美籍日裔科学家真锅淑郎(Syukuro Manabe)、德国科学家克劳斯·哈塞尔曼(Klaus Hasselmann)因为"地球气候的物理建模,量化可变性并可靠地预测全球变暖"的研究共享了诺贝尔物理学奖的一半奖金;意大利科学家乔治·帕里西(Giorgio Parisi)因为"发现了从原子尺度到行星尺度物理系统中的无序和涨落的相互作用"而获得了诺贝尔物理学奖的另一半奖金。今年诺贝尔物理学奖授予复杂性科学领域,既说明该领域的研究已经获得学术界的重视,同时也为复杂系统研究的发展带来了新机遇。     

黑洞的前世今生

<正>虽然人类所体验过的最强的引力,仅仅是地球所提供的指向地心的吸引力,但是引力最极端的形式却指引我们察觉了一类奇异而超常的天体的存在。黑洞以最优美简洁的形式解释了质量和时空之间相互呼应的规律,并持续地吸引着科学界的注意力。     

一种适用于近地卫星天文导航的地心距和地心矢量解算方法

卫星自主导航技术具有重要的军事价值。提出了一种基于焦平面的红外静态地球敏感器和可见光星敏感器的天文自主导航系统。详细论述了天文导航的原理,推导了地心矢量和地心距的解算公式,分析了影响地心矢量和地心距解算精度的因素,并给出了数值仿真的结果。结果表明该系统具有体积小、重量轻、功耗小、成本低和无转动部件等优点,适用于各种轨道航天器的姿态确定与轨道确定。