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”.     

2005——世界物理年

 1905年,年仅26岁的天才物理学家爱因斯坦连续发表了5篇极具震憾力的物理学论文,论文包括现代物理学中的3项伟大的成就:分子运动论、狭义相对论和光量子假说,从根本上改变了物理学的面貌,并为相对论的建立与发展奠定了基础,这一年被称为“奇迹年”。在这“奇迹年”100周年到来之际,全球物理学界一致呼吁把2005年定为“世界物理年”,这项倡议由欧洲物理学会提出,得到了国际纯粹与应用物理联合会的一致通过。     

以中国人名命名的物理学名词

 42年前,周培源先生在中国物理学会首届全国会员代表大会开幕词中指出:“在旧社会里,我们受到帝国主义文化侵略的影响是很深的,许多人可以说出外国物理学家生平的小故事,但很少知道墨子在几何光学上的发现,也很少知道指南车和火箭的发明……要肯定我们祖先在物理学上有伟大的贡献.”“中国物理学工作者的业务努力是有成果的;在整个物理学的发展中,中国物理学工作者的贡献也有它一定的地位,值得我们感觉到骄傲.”     

玻尔的错误

 美国物理学家温伯格(Steven Weinberg)曾经写过一篇文章,标题是:爱因斯坦的错误。对于喜爱物理学史的读者来说,那篇文章列举的错误也许都是“熟面孔”,因为“爱因斯坦的错误”是一个很吸引人的话题,很多人都谈论过。从某种意义上讲,判断一位科学家是否伟大的一个另类但很管用的指标,就是看他(她)是否连所犯的错误都能吸引人们持久而广泛的兴趣。如果是,那就几乎可以断定为是伟大的科学家。在20世纪的物理学家中,爱因斯坦无疑是那样的人物,这是对他“首席物理学家”地位的很好的佐证。     

“文化模式”的教学实践

 物理学是研究自然界规律的科学．物理教学具有科学教育的功能,这是人所共知的,但物理学同时也是人类文化的一部分,物理学家的思想、精神被“内化”在物理学丰富的内容中,物理学被深深地打上了人类的烙印．因此,物理学还具有人文教育的功能,但是,在目前的物理教学中,过分强调的是其科学教育功能,人文教育功能则被割裂和忽视了．这是物理教学的误区和遗憾．“文化模式”就是为了突出物理学的人文精神,强调物理学与社会的相互联系和相互影响而产生的一种教学模式．它代表的是这样一种教学观：物理学的文化价值也应是教学的重点．因此,模式的特点是;“以文化为中心,历史地学”．     

我们将给下一世纪的下一代人留下什么?——李政道谈“真空作为一种物理媒质”

 5月26日,诺贝尔物理奖得主,著名华裔物理学家,美国哥伦比亚大学教授李政道院土,应邀在中国科学院研究生院做了一个题为“真空作为一个物理媒质”的学术报告。精辟地论证了当前物理学面临的两大疑难,并在这世纪之交的激动人心的时刻,提出了发人深思的问题:“我们将给下一世纪的下一代人留下什么?” 报告首先从李政道教授在50年代曾经做出过巨大贡献的,粒子物理学中左和右的不对称性(宇称不守恒)讲起。     

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。     

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)。     

超弦理论:四种自然力走向统一的一种尝试

 谈到超弦理论,中国科学院理论物理所从事这方面研究的李淼研究员^* 不仅曾为本刊写过“弦论小史( 一)( 二)( 三)”,还在网站上传过“弦论通俗演义”,就宣传弦论来说,实在没有必要再写点什么,但是,这一系列讲座,原定以“超弦理论:四种自然力走向统一的一种尝试”作为结束,因此,我们不得不参考李淼的相关文章、中国科学院大学物理学院丁亦兵教授多年前为本刊编译的“著名物理学家谈超弦”、中国科学院高能物理所常哲研究员为本刊撰写的“超弦与M 理论”,以及B. 格林著、李泳译的《宇宙的琴弦(The Elegant Universe)》来完成这最后的一讲。     

物理学家的美学思想对物理学发展的作用

 打开物理学史会发现许多物理学家从事物理研究的直接动力来自于对自然美的一种追求。这里所说的自然美不仅指自然现象之美,更主要的是指自然现象背后物质结构、运动规律的内在美。它是一种理性美。爱因斯坦曾写道:“十分有力地吸引住我的特殊目标,是物理学领域中的逻辑的统一。”洛伦兹1878年在莱顿就职演讲时说:“所有物理研究的目的在于寻求简单的、可以说明所有现象的基本原理。”彭加勒在《科学和方法》中写到:“如果大自然不美,那它就不值得认识,如果大自然不值得认识,就不值得活下去。     

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。     

爱因斯坦和狄拉克谁对20世纪物理学发展贡献大

 《现代物理知识》2001年第6期上的有两篇文章:一篇是关于英国杂志《物理世界》最杰出的10位物理学家排名的报道,爱因斯坦位居榜首,而狄拉克排名第8;另一篇是王正行先生的文章“狄拉克获诺贝尔奖的经过”,该文介绍了狄拉克在20世纪20年代对物理学的贡献和30年代物理学界对狄拉克的评价。读完这两篇文章后,细细想了一下爱因斯坦和狄拉克对20世纪物理学的贡献,有一些话想说。王正行先生的文章一开头就说:“20世纪物理学的第一位巨人当然是爱因斯坦。”毫无疑问,爱因斯坦是20世纪物理学的巨人,他对20世纪物理学的贡献是革命性的,影响是深远的。     

物理学中长期悬而未决的问题

 (一)概况英国物理学家开尔文在1900年瞻望20世纪物理学时曾说:“在物理学晴朗天空的远处,还有两朵小小的令人不安的乌云”。为驱散这两朵乌云,诞生了相对论和量子论,导致了20世纪人类社会空前的技术进步,极大地改变了人类的生产方式和生活方式,并促使人类整个自然科学的改观。与19世纪相比,本世纪的物理学取得了更加辉煌的成就。     

辛勤耕耘六十余载赢得科研硕果累累——贺叶铭汉先生九十华诞

 叶铭汉先生1925年4月2日, 出生于上海的一个书香门第。其叔父叶企孙先生对叶铭汉的成长有极大的影响, 叶企孙先生被誉为“中国物理学教父”, 是我国近代物理的先驱, 在1921年精确测量普朗克常数, 在中国的教育和科研方面做出过卓越贡献。中国许多著名物理学家, “两弹一星”元勋中的大多数都是他的学生。     

混沌——自然界中的一种普遍运动形式

 科学家的天职就是探索大自然的规律。几个世纪以来,物理学家坚持不懈地研究大自然中物质运动的规律,取得了一系列辉煌成就,构筑了接近完美的物理学大厦。很长一段时间物理学界认为“只要给我初始条件,我就可以决定未来的一切”。     

德布罗意和玻姆

 路易·德布罗意(Louis de Broglie,1892-1987)曾以一篇关于1717年前后统治者以及阁员和议员更替的论文获得历史学学士学位,1911年第一届索尔维(solvay)物理学会议之后,德布罗意改习物理学,于1913年取得科学硕士学位。1924年,他在著名物理学家郎之万的指导下,以一篇划时代的论文《量子理论的研究》获得科学博土学位。1927年他提出了波动力学的“双重解理论”及其退化形式“波导理论”,并总结在一篇题为《物质及其辐射的波动力学和原子结构》的论文中。     

物理学这棵老树绽放的一朵新花:实验室真人统计物理学

 简单言之, “物理”二字的意思就是“物质之理”。不言自明, 这里的“物质”是指自然界中无智能的“物”, 例如原子、电子等。这里所说的“无智能”主要指, 这些物质没有学习能力、对外界环境没有适应性, 举个例子:若有两个原子, 沿着同一轨道相向而行, 它们必然相撞;今天撞了, 如果明天再遇到同样的情况, 这两个原子仍旧会相撞。为什么?因为这些原子没有学习能力, 它们“不长记性”、“记不住”已经发生的事情, 所以, 下次再相遇时, 该发生什么还发生什么, 换言之, 因为它们没有学习能力, 所以, 它们对外界环境也就没有适应性。事实上, 也正因为“物理”关心的是无智能的物质系统, 所以, 它们可以用简单的物理原理来描述、理解、预测, 例如牛顿第二定律、万有引力定律等。在这些原理中, 人们不必额外引入描述学习能力和适应性的物理量, 可能也正因此, 物质世界在物理学家的眼中是简单的, 物理学家总喜欢用一些简单的物理原理来解释和预言我们所在的这个物质世界。例如, 理论物理学家们正在刻苦攻关的大统一理论正是这样的一个理想的、“简单”的理论, 期望它能解释宇宙中各种自然力之间的关系。     

光纤在通信领域中的应用

 能够传播光的纤维丝称作“光导纤维”,简称“光纤”。信息高速公路就是以现代通信技术和计算机网络为基础,用大容量的光纤作为铺“路”材料,集话音、数据、图像和文字为一体的多媒体信息源为“车”,这些“路”和“车”便构成了“信息高速公路”。对光纤的研究、开发和利用,是以物理学为基础,经过对光传播的研究、光谱的分析、材料的筛选、以及半导体激光器和光电检测器件的研制,在通信领域取得了成功,是物理学和无线电通信的完美结合。 一、光纤的问世 通光的材料和结构对于光信号的通过能力有一定的影响,这就是我们常说的损耗。光纤损耗的主要原因在于玻璃中含有过度金属离子以及拉丝工艺。     

走向统一的自然力——电力与磁力的统一(I)

 电闪雷鸣,是人类早在远古时期就注意到的自然现象,因此,电磁相互作用,可以说是人类最先接触到的自然力.开始人们对电和磁是分开认识的,后来经过奥斯特发现“电动生磁”和法拉第发现“电磁感应”, 人们才将“电”和“磁”联系起来,最终导致麦克斯韦提出电磁理论,统一了“电力”和“磁力”.本讲座,将详细介绍“电力”和“磁力”走向统一的研究历程.     

量子论的建立和发展

 19世纪与20世纪之交,是物理学发展史上不平凡的时期。经典理论的完整大厦与晴朗天空的远方飘浮着两朵小小的乌云,勾画出19世纪末的画卷;20世纪初,新现象、新理论犹如雨后春笋不断涌现,物理学界思想异常活跃,堪称物理学的黄金时代。量子论和相对论的诞生驱散了乌云,使整个物理学面貌一新。 马克思有句名言:“历史上有惊人的相似之处”。当前,正处于新的世纪之交。20世纪物理学硕果累累,但也遇到两大困惑:“夸克禁闭”、“对称性破缺”,这预示着物理学正面临新的挑战。