小故事

 1984年12月22日晚在“纪念扬-密尔斯规范理论30周年大会”的勺园晏会上,扬振宁即席讲了几个小故事: 泡利很有威望,但对人不算十分客气,我当初在一次会上报告规范理论的想法时,刚写出第一个式子,泡利就发问:“质量是什么?”我答曰-时说不清楚。待我写下第二个式子,泡利又问:“质量是什么?”我回答“目前还作不出明确的解释”。泡利说:“这不是一个很好的借口”。这时,会议主持人奥本海默说让我讲完再议,我才得以讲完。次日早晨,我在寓所里收到泡利的一张字条,写着:“在昨天的情况下,我没法与你讨论。”后来,我与他当面讨论了。他建议我去看薛定谔的文章。     

彭桓武先生与青年研究生

在考入中国科学院理论物理研究所做研究生之前,我们就从各种渠道得知,彭桓武先生早年是清华大学物理系的“四杰”之一,研究生毕业不久,即远涉重洋赴英国爱丁堡拜师马克斯·玻恩从事固体物理研究,之后受薛定谔之聘两次前往都柏林高等研究院,与海特勒合作从事介子物理研究,还与玻恩合作研究量子场论,取得当时国际知名的研究成果.1947年回国后,转向核物理和核工程,带出一批又红又专的研究生,并带领他们开展我国反应堆和核武器理论设计工作,为我国“两弹一星”研制做出巨大的历史性贡献,是我们心目中功劳大、学问大的大师.彭先生为了祖国的核事…     

量子力学80寿诞

因我曾在爱丁堡(1938—1941,1943—1945)玻恩教授处和都柏林(1941—1943,1945—1947)薛定谔教授处做过较长时间的研究工作,兹为文简述量子力学80年前的诞生过程,并说明当时学术思想的演化,同时也借此文表达对薛定谔教授和玻恩教授的怀念.     

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.     

负熵

 一、负熵的由来 奥地利著名理论物理学家、量子力学创始人薛定谔1943年在爱尔兰都柏林三一学院的讲演稿,整理成了《生命是什么?》一书,于1944年出版。在这本书中薛定谔提出了“负熵”概念。     

为什么与为什么的为什么……

 江向东先生送我这本《迷人的科学风采──费思曼传》的时候,面容透着诚恳与兴奋,只说了一句话：“交稿后５个月就拿到了书．”朋友又有新译问世,我自然很高兴,当晚我们一起忙着开会,无暇顾及会议以外的“风采”,那本可爱的新书在我办公桌上寂寞了一宿．次日晨捧起它,顿觉相读恨晚．读书引发的共鸣,让人激动,这心情,源自那位受人爱戴的物理学家理查德·费恩曼的散文诗：“我想知道这是为什么．我想知道这是为什么．我想知道为什么我想知道这是为什么．我想知道究竟为什么我非要知道我为什么想知道这是为什么！”读到这里,我几乎喊出来：洋洋３０万言的“风采”,尽可用这几行文字来概括了！     

狄拉克获诺贝尔奖的经过

 20世纪物理学的第一位巨人当然是爱因斯坦。但谁是第二位,谁又是第三位呢?这个问题的答案就因人而异。扬振宁先生在一次演讲中曾经说过,他最佩服的3位当代物理学家,是爱因斯坦,费米和狄拉克。杨先生说,狄拉克解决问题的方法像是神来之笔,读狄拉克的论述有秋水文章不染尘的感觉。我们想在这里来说说狄拉克获诺贝尔物理奖的事.20世纪20年代中期参与量子力学建立的,主要是格丁根学派的玻恩、海森伯和约尔丹,剑桥的狄拉克,法国的德布罗意和奥地利的薛定谔。1924年玻恩意识到需要有一种新的数学规则来从经典力学过渡到量子力学。     

非线性薛定谔方程在不同绘景中的变换

讨论了非线性薛定谔方程在海森堡绘景和薛定谔绘景中的变换、系统哈密顿量的物理意义,以解析解及数值解的方式计算了多体系统的能量随时演化关系,证明了非线性薛定谔方程虽然具有薛定谔绘景的形式,但实质是海森堡绘景中的动力学方程。     

谈洛伦兹变换的物理意义

 一由于将电动力学的麦克斯韦方程作伽利略变换时,方程不表现协变性,导致“以太”这一标准参考系在电磁理论中的引入,即光速只相对于“以太”这个标准参考系才是常量,而相对于以“以太”为参考系作匀速直线运动的一切参考系都不具备这样的性质。也就是说,麦克斯韦方程只对“以太”这一标准参考系成立。根据这一假设,在“空空如也”的空间中就必然填充着绝对静止的’以太”,并不难用光学测量发现地球在“以太”中的绝对运动,以证明’以太”这一标准参考系的存在。为此目的,迈克尔逊和莫雷做了精密的实验(著名的迈克尔逊--莫雷实验),却没有观测到地球的绝对运动,这就意味着在“空空如也”的空间中并不存在绝对静止的“以太”.     

开窗放入大江来——新春寄语

 想起了宋代诗人曾公亮七绝《宿甘露僧舍》,那诗言道:“枕中云气千峰近,床底松声万壑哀.要看银山拍天浪,开窗放入大江来.”好一个“开窗放入大江来”!《现代物理知识》杂志,我们心中的圣地.谢希德说她是本“老少读者都欢喜的一本刊物”;王淦昌说她“对于我有很大的好处”;冯端说她的“科学性是有保证的”;赵忠贤说她“生动活泼,可读性强”;朱重远说她是“了解物理各分支领域的知识及进展的主要渠道”;施士元说她“能面向实际,面向世界,面向未来”;卞毓麟说她“能在科学上给不同层次读者以‘实惠’的刊物”;钱临照说她是“我国物理类型的好书”;廖山涛说她“读起来给人以享受”;于敏说她“对拓宽物理学工作者知识面和培养年青一代都会起良好作用;”卢鹤绂说她“是联系我国物理学界的纽带,”…….     

原子核与混沌问题

 引言四十年前,在讨论量子论的物理解释时,爱因斯坦在给马克斯玻恩的信中说:“上帝不掷骰子”,表明他反对量子理论的几率解释,主张寻找经典力学的更直接的对应物.这种对应物应是确定性理论,没有任何几率不确定性.现在问题清楚了,量子论的几率解释已得到普遍承认.与此同时,对经典力学体系中的混沌现象进行了愈来愈多的研究,然而与此相应的量子混沌问题却研究的很少.量子混沌和经典混沌是否有和量子力量与经典力量相似的关系呢?这是当今人们极感兴趣的问题.     

粒子自旋问题的辛算法研究

将辛算法应用于求解量子力学中自旋问题的含时薛定谔方程,自编程序在微机上进行了计算。结果表明,辛算法是用于求解含时薛定谔方程等一类偏微分方程的一种好的数值计算法。     

物理教学中直觉思维的培养

 一、直觉思维的含义爱因斯坦曾说过“真正可贵的是直觉”,“我信任直觉”,“我相信直觉和灵感”。什么是直觉思维,美国现代心理学家布鲁纳在其名著《教育过程》中曾说:“直觉思维与逻辑思维迥然不同,它不是以仔细的,按规定好的步骤前进为其特征的……直觉思维总是以熟悉的有关的知识领域及其结构为根据,使思维者可能进行跃进、越级和采取快捷方式,并需要以后用比较分析的方法重新检验所作的结论。”所以,直觉思维并不是什么神秘莫测的东西,它不过是一种未经有意识的逻辑思维而直接获得某种知识的能力,或者说是一种通过某种下意识(或潜意识)直接把握对象的思维活动,也可以说,直觉思维是人们在认识过程中,在分析问题和解决问题时,头     

科学普及太重要了,不能单由科普作家来担当

 1.小引 法国政治家克雷孟梭(Georges Clemenceau,1841—1929)有一句名言:“战争太重要了,不能单由军人去决定。” 美国科普作家阿西莫夫(Isaac Asimov,1920—1992)仿此句型,引出又一名言:“科学太重要了,不能单由科学家来操劳。”他的意思是说,全社会、全人类都必须切实地关心科学事业。 作为一名科学普及事业的热心人,我想这样说:“科学普及太重要了,不能单由科普作家来担当。” 作为一名专业天文工作者,我更觉得有必要阐明:“天文学太重要了,不能单由天文学家来操持。” 于是就形成这篇提纲式的随记。发表这篇尚不成其为论文的东西,意在抛砖引玉,以期引起更广泛的讨论与关注。     

一篇教学参考的好文章——简评“光学史上的一段佳话”

 今年第3期的《现代物理知识》上登载了黄艳华同志的“光学史上的一段佳话”。这篇文章对大学基础物理的光学教学极有参考价值,它清楚地说明一个历史事实,即菲涅耳在解释光的衍射现象时独立地提出了光的干涉原理,而不是国内外有些文章和书中所误传的那样:菲涅耳在提出如今称之为惠更斯-菲涅耳衍射原理时已经获悉杨氏干涉原理。近年来在国内的一些文章和教科书里时时出现上述的误传。例如,1999年《物理》第3期登载了题名为“托马斯杨与杨氏干涉实验”的文章,文中写道:“难怪有人说:杨是一位辛勤的播种者,而菲涅耳则是一个坐享其成的收获者”。     

显式与隐式方法求解含时薛定谔方程及误差分析

含时薛定谔方程是量子力学最重要的方程之一,它可以给出不同相互作用势下体系波函数的演化。相互作用势的复杂形式使得薛定谔方程一般没有解析解。如何较准确地数值求解含时薛定谔方程,对许多物理问题有着重要意义。本文采用显式与隐式的方法求解薛定谔方程。从结果可以发现,隐式的方法得到的波函数精度远高于显式方法,且误差具有收敛性。为了进一步探索隐式格式的可行性,本文还采用有限温度下的屏蔽势,利用隐式方法具体求解粲夸克偶素的波函数演化。     

物理学中的悖论

 悖论，又称佯谬，就是逻辑矛盾。它是一个哲学命题：假设该命题为真，则可逻辑地推导出它为假，反之亦然。举一个大家都熟悉的例子--“两小儿论辩”：孔子到东方游历，途中看见两个小孩在争论，就问他们辩论什么，一个小孩说：“我认为太阳刚出来时距离人近，而正午时距离人远。”另一个小孩却认为太阳刚出来时离人远，而正午时离人近。前一个小孩解释说：“太阳刚出来时大得像车上的篷盖，等到正午时就像盘子碗口那样小，这不正是远的显得小而近的显得大吗？”另一个小孩反驳说：“太阳刚出来时清清凉凉，等到正午时就热得像把手伸进热水里一样，这不正是近的就觉得热，远的就觉得凉吗？”两个小孩的观点各有依据，让孔子难断是非，两个小孩嘲笑说：“谁说你多智慧呢?”这就是一个悖论，而且是一个与物理学有关的悖论。     

漫话朗道——全能物理学家朗道的传奇一生

 有一次,爱因斯坦演讲,当主持人请听众对演讲者提问时,一位年轻人从座位上站起来说道:“爱因斯坦教授告诉我们的东西并不是那么愚蠢,但是第二个方程不能从第一个方程严格推出。它需要一个未经证明的假设,而且它也不是按照应有的方式为不变的”。与会者都惊讶地回过头来注视这位似乎不知天高地厚的年轻人。爱因斯坦用心地听着,对着黑板思索片刻后对大家说:“后面那位年轻人说得完全正确,诸位可以把我今天讲的完全忘掉。”这位敢于提出爱因斯坦错误的年轻人,就是被人们誉为“科学怪杰”的前苏联物理学家朗道。一个天才的成长朗道1908年1月22日出生于里海之滨巴库的一个知识分子家庭里。     

量子力学解释理论的建立及发展

 今年8月15日是法国物理学家L·V·德布罗意诞生百年纪念日.1924年他获巴黎大学博士学位,在博士论文中首次提出了“物质波”概念.E.薛定谔在1926年发表有关波动学论文时认为:“这些考虑的灵感,主要归因于德布罗意先生的独创性的论文.”德布罗意于1929年获诺贝尔物理学奖.为此,本刊发表厚宇德、王德云文章,以资纪念.     

理性与感性的融合

 一《人散后,一钩新月天如水》,是丰子恺先生发表的第一幅漫画。读这幅画,令人想起一句名言:“一百个读者,就会有一百个哈姆雷特。”读这幅画,让人想说这样的话:“一百个读者,就会有一百个丰子恺。”这幅画,人见人爱。郑振铎先生说出了多数人的感受:“虽然是疏朗的几笔墨痕---我的情思却被他带到了一个诗的仙境,我的心上感到一种说不出的美感,这时我得到的印象,较之我读那首《千秋岁》为尤深。”观赏丰子恺这幅作品,想起了白居易的话:“诗者,根情,苗言,华声,实义。”观赏丰子恺这幅作品,想要说的话是,优秀的画作,不仅有形、有色、有光、有影,而且有情、有言、有声、有义。