物理学史中的五月1957年5月31日:德维特讨论艾弗雷特"多世界"理论的信

20世纪50年代,一位名叫艾弗雷特三世(Hugh Everett Ⅲ)的年轻物理学家最先提出其他世界存在的假设,在那情况下,每一个可能途径的每一个可能分岔最终都会在它自己的平行宇宙中实现.此观念叫做量子力学的"多世界"诠释,它在理论物理学家中一直具有争议性,虽然它在科幻小说开启了一个全然的分支.     

钻石中的量子达尔文主义

钻石的一些自旋揭示了物理学中一个最持久的谜团:经典物理是如何从隐晦且概率化的量子世界中演变出来的。最近当德国和美国的物理学家利用钻石上的氮空位(NV)中心证明了量子达尔文主义之后,这一论证浮出了水面,即只有"最适应"的系统状态才能在从量子世界到经典世界的过渡中"生存"与"繁衍"。     

探索宇宙无穷期细推物理须“统一”——读《走向统一的自然力》有感

 统一,作为一个物理学的术语（或概念）,常常表现着一个重大的主题,也表现着一种发展的意味。探索和试图建立一个对已知的四种自然力进行统一描述的理论一直是物理学家孜孜不倦追求,是人类认识世界最基本和最重要的一步。在物理学的发展过程中,不管是阶段性地看、还是从终极的目标看,物理学家的成就往往就是统一了某一个领域中的某种"力"。因此,就这一点来看,统一似乎成为物理学家的"理念"。长期以来,物理学家们几乎都试图去构筑其理论发展统一的基础,这也是物理学家一个崇高的理想。     

探索宇宙无穷期 细推物理须“统一”——读《走向统一的自然力》有感

<正>统一,作为一个物理学的术语(或概念),常常表现着一个重大的主题,也表现着一种发展的意味。探索和试图建立一个对已知的四种自然力进行统一描述的理论一直是物理学家孜孜不倦追求,是人类认识世界最基本和最重要的一步。在物理学的发展过程中,不管是阶段性地看、还是从终极的目标看,物理学家的成就往往就是统一了某一个领域中的某种"力"。因此,     

物理学工作者的珍贵工具书——评介《世界物理学家词典》

物理学的各种工具书,可以为物理学工作者及有关人员提供较为系统的和完备的物理学或其某一领域的数据、资料和知识,供他们学习和工作时参考.学习物理学的工具书,对每一个从事物理学和有关学科的工作者和学习者来说都是极为重要的. 目前,在我国用中文编著和翻译的物理学出版物中,物理学方面的工具书却较少,远不能满足读者的需要,尤其是在物理学史方面,更是如此.《世界物理学家词典》的出版(1988年出版,1990年重印)填补了物理学史工具书的一个空白,是我国物理工作者的一部珍贵参考书. 《世界物理学家词典》是由梁宝洪根据苏联　.A.赫拉莫夫()…     

邮票上的光谱学史

前言 光谱学在它各个发展阶段,也许是物理学和化学所有实验技术中最有价值的一种.它的历史可以通过邮票进行全面追踪,就像讲述一篇迷人的故事.虽然有些情节有遗漏,例如,似乎还没有哪一个国家用邮票来纪念过夫琅和费(Fraunhofer,1787-1826,德国物理学家)、本生*(Bunsen,1811-1899,德国化学家)、里德伯(Rydberg,1854-1919,瑞典物理学家)以及埃斯特罗姆(Angstroem,1814-1874,瑞典物理学家)等.然而,这些邮票内容所涉及的范围仍然惊人地完整,用它可以对光谱学历史的大多数方面,进行色彩丰富、饶有趣味的描述.     

物理学研究和菲利浦公司的发展

1984年7月14日,在荷兰阿姆斯特丹大学的一次物理学家的聚会上,荷兰物理学家卡什米尔(H.Casimir)作了一个关于时间反演的报告.他用一些简单的比喻生动地阐述了物理学包含的深奥哲理,引起与会者的极大兴趣.有位朋友告诉我,他实际上在四十年代后就离开了物理学研究.在荷兰菲利浦公司任职,其最高职务是该公司的最高决策机构──公司董事会成员. 这对我这个来自中国的学生来说,简直不可置信.我过去知道卡什米尔是个大物理学家,如在量子力学中就有一个卡什米尔算子.菲利浦既是欧洲最大的、也是世界上几大电器制造商之一.它在世界上60个国家里有35…     

寻找来自外星天文学者的信号

正我们在寻找外星生命,而地外文明可能也正在遥远的行星上使用相同的技术寻找生命迹象。这是一个关键的概念,支撑着物理学家的协作。他们想要确保,不错过任何一个可能的来自地外观察者的试图联系我们的信号。地外观察者可能在早些时候(在某次地球凌日的过程中)已经发现了地球,并且认识到地球可     

1925年2月3日：亥维赛辞世

 物理学家例行地使用一种很方便的数学工具叫做亥维赛阶跃函数(Heaviside step function),尤其在控制理论和信号处理方面,它可在一个特定时间开启一个信号,然后一直开着。此工具以英国的博学之士亥维赛(Oliver Heaviside)命名。虽然亥维赛阶跃函数在科学界非常有名,然而此函数却可能是亥维赛这位一生都在辛苦研究中度过,却相对默默无闻,又得不到肯定的科学家对19 世纪数学和科学最没创意的贡献之一。     

从Schr(o)dinger的微型密码到Junk DNA编码关系的探索

60年前埃尔温·薛定谔在英国都柏林三一学院高等研究院作了著名的题为<生命是什么?>的系列讲演,并随即整理成小册子,以<生命是什么?活细胞的物理观>为书题,在剑桥大学出版社出版.这本小册子在生物学界极负盛名,被称为"分子生物学中的<汤姆叔叔的小屋>",意思是指这本书可看作分子生物学的开端,好像<汤姆叔叔的小屋>是黑奴文学的开端一样.在那个传统生物学占统治地位的年代,"这本书的出版给生物学增添了异彩".很多在生物学中作出过重要贡献的科学家如霍尔丹(Holdane)和克里克(Crick),都承认受到过这位具有高度独创性的缜密思维的物理学家在本书中提出的许多观念的影响;事实上,沃森(Watson)和克里克就是在薛定谔的影响下去分析遗传物质DNA的.正如彭罗斯(Penrose)1991年在本书前言中说"这本书一定会跻身于本世纪最有影响的科学著作之列,它代表了一位物理学家力图理解真正的生命之谜的有力尝试.这位物理学家的深刻洞察力在很大程度上已经改变了人们对世界组成的理解".     

相对论的几何表述②

2.4 "尺缩"效应 质点在三维语言中是空间的一点,在四维语言中是时空中的一条类时线(世界线).同理,一把细尺在三维语言中是一段直线,在四维语言中则是一个二维面(称为世界面,是介于尺头、尺尾世界线之间的二维面)于是,在三维语言中非常明确的"尺长"概念在四维语言中变得含糊:哪条线的线长才是尺长?对熟悉四维语言的相对论工作者来说,细尺本来就不是一维的,它是个二维对象.这是一个绝对的对象.与参考系、坐标系以及观者无关.为什么细尺在普通语言(三维语言)中是一维对象?因为人人都站在自己所在参考系的立场上看问题,这种看法一开头就是相对的.K系的每一同时面Σt既然代表t时刻的全空间,它与细尺世界面的交线(直线段oa,见图15)自然代表"K系测得的、t时刻的细尺".     

评冯端和金国钧的《凝聚态物理学》

<正>笔者最初收到冯端和金国钧教授所著的《凝聚态物理学》(高等教育出版社2013年10月出版)时,有点惊讶于此书的两卷本大块头,堪称"巨著"。其实它之所以是"巨著",更在于它的覆盖内容和写作质量。它全面覆盖了凝聚态物理的方方面面,而且有一个统一的线索。"凝聚态物理"这个名词是著名物理学家安德森(P.Anderson)首先提出的,后来他又出版了一本论述加上一些原始论文的书Basic Notions of Condensed Matter     

物理学家的两个定律

正物理学研究包括实验和理论,而物理学家需要技巧和信心。李政道先生曾经提出过关于物理学家的两个定律[1],用来说明理论和实验的相互促进。第一个定律是:"没有实验物理学家,理论物理学家就要漂浮不定。"第二个定律是:"没有理论物理学家,实验物理学家就会犹豫不决。"他还举了几个例子,其中一个是μ子衰变中"密歇尔参量"的测量史。密歇尔参量ρ表征了μ子衰变产生的末态电子的动量分布。从1949年开始的20年时     

漫谈物理学家的音乐爱好

在阅读物理学家的传记的时候,我们发现一个有趣的现象:很多物理学家都是音乐"发烧友",这是否说明从事的物理研究与他们的音乐有着某种联系呢?在我国的课堂教学中,有一些物理教师在介绍物理学家奇闻逸事的时候,把物理学家对科学研究的态度刻画得非常片面,把他们研究的内容描绘得高深莫测,使很多初学物理的学生虽然佩服物理学家之所为,但也误解物理学家似乎都是一些呆头呆脑、不食人间烟火的"书呆子".物理学家除了投身于科学研究工作,其实在日常生活中他们也有喜怒哀乐,也有广泛的业余爱好.因此,介绍物理学家的业余爱好,尤其是音乐爱好,会为我们的读者提供一点茶余饭后的谈资,全方位地了解一群"活生生"的物理学家.     

从费米原子到配对超冷分子

自从1995年以来，实验物理学家已经在一系列玻色原子气系统中实现了玻色—爱因斯坦凝聚(BEC)，它们是^1H，^7Li，^23Na，^85Rb和^87Rb等等，这些玻色原子具有整数自旋量子数，与玻色原子相对应的是费米原子，它们具有半整数的自旋值，例如^40K。即使在非常接近绝对零度的低温下，费米原子气也不可能凝聚到单一量子态：每一个费米原子所     

永远的怀念——纪念吴健雄先生诞辰100周年

2012年5月31日是世界公认的杰出女物理学家、被誉为"中国居里夫人"的吴健雄先生诞辰100周年纪念日.是日,在吴健雄先生的故乡江苏太仓市由苏州市人民政府、东南大学、中国科学院院士工作局联合主办、太仓市人民政府承办,举行了隆重的纪念活动,并为吴健雄先生的铜像(图1)举行了揭幕仪式.为纪念这位伟大的物理学家,本刊特刊登东南大学物理系恽瑛教授撰写的纪念文章.     

物理学的十大预言

<正>几个世纪以来,理论物理学的许多预言改变了我们对世界的理解。本文作者David Appell认为,物理学有史以来最伟大的十项预言如下。理论物理学家盯着黑板,做计算和预测。实验物理学家搭建设备,观测和分析数据。他们互相依赖:实验学家试图证明理论是正确的(或错误的),或者理论学家想要解释实验观察。英国理论物理学家爱丁顿(Arthur Eddington)说过,"实验学家惊讶地发现,我们不会接受任何未经理论证实的证据。"     

用“量”描述“质”——物理量的定义和测量

正物理学注重"用量来描述质"。对每一个我们关心的问题,物理学家首先要做的就是把关心的性质或行为用一组数量(magnitude)表示出来。对物理量本身的理解,正是让所学的物理更像欧内斯特·卢瑟福所说的"物理"而不是"集邮"的关键。文章尝试对物理量本身的思想基础、定义和测量等进行探讨,希望唤起读者对这一问题的重视,从而对物理有更深入的理解与思考。     

古希腊思想的近代传承——原子论方法对经典物理学发展的影响

希腊是西方文明理性的源头和悖论的故乡,芝诺悖论对留基波和德谟克利特原子论方法的形成起到了推波助澜的作用,留基波和德谟克利特原子观念一直影响到一千多年以后科学家的思想方法,并在经典物理学发展历程中留下了不可磨灭的印记.正如20世纪最具创新能力的理论物理学家海森伯(Werner Karl Heisenberg,1901—1976)所言:"德谟克利特的原子观念成了上世纪物理学家唯物主义世界观不可缺少的组成部分,这种原子观念容易理解而且比较直观,它决定了物理学家的思想方法,甚至决定了那些不愿与哲学打交道的物理学家的思想方法."[1]     

超导性

約五十年以前,荷兰低溫物理学家翁那斯(H.K.Onnes)将电流通过凝固了的水银时,得到了一个意外的发現:在絕对零度以上几度时,水銀对电流的阻力完全消失(見图1——水银电阻-溫度曲线)。这个奇异的现象和我們夙知有关大自然的基本观念是相抵触的,直到今天物理学家們仍在寻找它的解释。虽然我們还不够彻底地了解超导性,可是已将一些知道的加以应用了。这篇报告闡述一些这方面的最近工作,說明超导体可能作为低温电子学里的元件。首先談談一个通常金属是怎样导电的。我們知道