电子社会学——凝聚态物理的内容和风格

1 什么是凝聚态物理学 物理学也被称为"自然哲学".简而言之,它研究的是时空和物质的基本结构及其深层的组织原理.当代物理学大体上可以分为四个主要分支:高能物理学、天文(宇宙)物理学、原子分子和光学物理学,以及凝聚态物理学.     

学高德昭,故为天下师——王竹溪先生诞辰100周年纪念

三国时,蜀将邓艾欲取成都,合众军士裹毡翻过摩天岭,见道旁石碑有诸葛武侯亲题字两行,已预知当日之事.邓艾叩头拜碑曰：＂武侯乃神人也,吾恨不得以师事之.＂＂恨不能师事之＂自此成为后人对前辈高人的赞语.就中国物理学界论,王竹溪先生当得此誉.先生1983年辞世,当时杨振宁教授唁电称“我对统计物理的兴趣即是受竹溪师的影响……”,李政道教授唁电则直言“中国失去了一位良师”,诚不算过誉．     

现代宇宙学概述

 现代宇宙学是天文学和物理学的分支学科, 它从整体角度研究宇宙的结构、运动和演化.事实上,自古以来人类对于宇宙的认识一方面依赖于观测和经验,另一方面依赖于思维和演绎推理.宇宙,按其原来的字义就是空间和时间的意思.中国古代先哲提出“四方上下曰宇,经古来今曰宙”、“天圆如张盖、地方如棋局”以及“浑天如鸡子,地如鸡中黄”等概念,古代所讨论的宇宙,不外乎大地及其周围的天空.哥白尼冲破了宗教神学的阻挠,纠正了托勒密地心说的错误,建立了日心说,引起了天文学的巨大革命.但是,哥白尼时代所指的宇宙实质上是太阳系.     

暗能密度测量的新结果

宇宙膨胀的加速是由一种排斥力引起的 .虽然这种所谓的“暗能”被认为占宇宙的 2 / 3左右 ,但是一开始谁也不知道暗能是由什么组成的 .爱因斯坦在 1917年所预言的不随时间变化的“宇宙常数”是对暗能的一种可能的解释 .对暗能还有一些更奇特的解释 ,例如quintessence理论、包括     

新实验结果挑战暗能量的存在

大多数天文学家相信宇宙中“暗能量”占优势,因为这是惟一能够解释为什么宇宙在同时进行着膨胀和加速的理由.可是如今荷兰与法国的物理学家们提出暗能量可能并不存在.他们声称,最近对宇宙X射线的观测揭示了远古星团与现今星团之间令人费解的差别,这可以用不存在暗能量来解释(将     

暗物质与暗能量

美国《science》期刊所评2003年十大科学成就中将“证实了宇宙主要由神秘的暗物质和暗能量组成”列为首项：“宇宙是平直的；宇宙中存在4．4％重子物质，22．6％暗物质和73％暗能量．”这是科学家们分析了威尔金森微波各向异性探测器(Wilkinson Mi-     

当代物理学正酝酿新的重大突破

宇宙的组成是什么?在宇宙中，除了人们常见的各种发光的星球、星系、星系团、类星体……等等发光天体，是否还存在着不发光的天体，或不发光的物质?     

宇宙膨胀加速与未来技术发展的极限

宇宙膨胀的加速限定了未来技术发展的极限．美国Case Western大学的两位宇宙学家Lawrence Krauss和Glenn Starkman证明了宇宙的加速会对未来能够存储和处理的信息量加以根本性的限制(arXiv：astro-ph／0404510V1，26Apr 2004)．他们还计算出摩尔定律将继续适用600年以上．虽然在半导体工业工作的人更悲观地认为这个著名的定律在下一个十或二十年后将不再成立．     

物理学和生物学(上)

20世纪物理学研究从微观领域到宏观宇宙都取得很大进展。对生物的研究已经成为新世纪物理学的重要主题。文章简要阐述了分子生物学中的一些基本概念，说明了一些有趣的问题，同时总结了作者最近在生物信息学方面的工作。     

世纪之交物理学思考之一：处于世纪之交的物理学困惑

宇宙在变化，世界在动荡，中国更是经受着一场改革巨变的考验，激烈的竞争将铺展在各行各业、各个角落．“竞争”一词将在平静了几十年的中国掀起波浪．物理学无疑也要受到这一强烈浪潮的冲击．物理界对形势的估计，说法万千；改革方案，种类千万；物理学研究千姿百态；物...     

天体粒子物理——天文学与粒子物理学的交叉

天体粒子物理是一个正在迅速成长中的交叉领域，文章介绍了这个学科的若干近期进展。限于篇幅，选择讨论的内容涉及暗物质与残骸粒子、中微子天文学、γ射线天文学、宇宙线、宇宙微波背景与暴胀、早期宇宙等。     

1998 年1 月：宇宙的加速膨胀

 在20 世纪90 年代中期，有两个竞争团队开始观察超新星，目的是要确定宇宙膨胀趋缓的速率，但大出人们意料之外的是，他们的发现结果刚好相反：宇宙膨胀不仅没有慢下来，而且还因看不见的神奇力量所驱使而加速。1998 年初，研究员将这些震惊天文物理学领域的奇怪结果发表出来。     

宇宙的起源与未来——大爆炸宇宙论简介

 大爆炸宇宙论的产生,得益于天文学家们三个主要观测结果。第一个,也是最值得注意的一个观测结果是:1929年,埃德温·哈勃发现,宇宙的主要成分--与我们的银河系相类似的星系,象宇宙弹片一样在巨大爆炸后正彼此逃离开。如果宇宙正在膨胀,一个似乎是不可避免的结论是:它的过去必定是非常小的。这要求必须将某个瞬间作为宇宙诞生的时刻,即膨胀开始之时,哈勃的发现是真正重要的发现,尽管宇宙已非常古老了,但它不会无限早地存在着。可以想象,膨胀倒转回去,象电影倒过来放映一样,天文学家们据此推断,宇宙大约诞生于150亿年前发生的一次大爆炸。第二个观测结果是所谓“宇宙背景辐射”--大爆炸火球冷却以后余辉的存在,它支持了大爆炸理论。令人惊讶的是,在大爆炸事件发生150亿年之后,这种宇宙背景辐射仍充满空间的每个空隙。     

宇宙节点和万物之源

 自古至今,我们生活的这个世界,有着无穷无尽的景象,从而使得人类对其产生浓厚的兴趣和无限的遐想。宇宙的运动规律到底是什么样,经过千百年探索和研究,人类对宇宙有了初步的了解和认识。从本质上讲,整个宇宙是由物质组成的,没有物质的真空不存在。整个宇宙中所有物质以运动的形式存在着。这些物质随着时间的推移,在一定宇宙条件下会不断产生和灭亡。原子经过自发裂变和感生裂变以及核聚变反应之后,从而产生新的其他原子和粒子;在一定条件下,光子将自身的能量传递给金属中的电子,使其脱离金属束缚后变为自由电子飞离金属;对于恒星来说,经过引力收缩阶段后,内部开始热核反应.     

从沙堆到宇宙

以微观 宏观 巨观 微观为顺序, 以生活中常见的沙堆为主线从量子力学中 常见的一维可解势出发研 究粒子在均匀的引力场中的情况, 并从此得到启发回到经典物理范畴内, 用 N e w t o n力学和统计物理的方法研究宏 观的沙堆问题, 最终由沙堆问题类比、 延伸到整个宇宙的S t a n d a r dMo d e l理论和 H i g g sB o s o n理论, 从沙堆到宇宙 的分析表明,物理学绝对不是一块一块“ 量子化”的体系; 而是存在高度内在联系、 浑然一体的理论体系, 俨然呈现 出物理学整体的和谐之美     

物理学在技术科学发展进程中的作用

 物理学是研究物质运动的最一般规律及其基本结构的科学,是自然科学中最基本的学科之一,物理学研究范围很广,包括从基本粒子到整个宇宙,力、声、热、电、光等各种现象。     

“色即是空”的物理学解析

我们人类能够感知到的这个宇宙是有限的,这一点在科学界已经无可置疑,因为宇宙在时间上是有限的,形成已有大约150亿年的时间,那么它在空间上也必然是有限的.2008年2月哈勃望远镜拍摄到距地球130亿光年的最远星系,科学家称这些星系已经很接近宇宙的边缘,宇宙的边缘距离地球约为150亿光年(150亿光年的距离和150亿年的形成时间似乎是一个巧合).     

方兴未艾的粒子天体物理学

 众所周知,粒子物理学的研究对象是粒子,其尺度范围小于１０－１３ｃｍ,质量小于１０－２３ｇ,是所谓的微观物理学。天体物理的研究对象是宇宙间的星体、星系乃至整个宇宙,其尺度范围大于１０１９ｃｍ,质量大于１０３９ｇ,是所谓的宇宙物理学,然而,这两门研究对象完全不同的学科从８０年代初开始却奇迹般地熔为一体,诞生了一门新学科：粒子天体物理学。 粒子天体物理学研究范围极广,例如：暗物质的本质;对来自太阳和超新星的中微子的观测;中子星附近的强大的加速机制的证据,以及关于对我们今天看到的数十亿光年的宇宙大尺度结构的形成起着重要作用的宇宙创生的量子涨落和拓扑结构的假设等问题,都是粒子天体物理学研究的范围。     

原子核研究的一些前沿课题

随着研究的深入以及实验技术和设备的进步，核物理学现在已扩展到强子结构，强子构成的各种系统的所有强相互作用现象．例如，现代宇宙观测表明，宇宙中存在的可见物质几乎都是由自然界中四种基本相互作用中的最强的力——强相互作用决定的．一些原子核是稳定的，     

物理实验教学模式小议

国家教委工科物理课程教学指导委员会物理实验教学指导小组,1989年11月在无锡会议上提出,为了更好地加强课程建设,促进教学质量的提高,要求各地进行物理实验教学模式的研究。物理实验教学模式应紧密围绕课委会制订的最基本的“保底开花”的指导思想。换句话说要围绕该课程是工科学生必修的、独立的基础课性质。总目标或称实验课程的共性,是为培养与提高工科学生