物理学史中的五月

<正>1935年5月:EPR佯谬的论文在《物理评论》发表(译自APS News,2005年11月)到了20世纪20年代,大多数的物理学家都已清楚知道经典力学已无法完整描述原子世界,特别是在普朗克(Planck)率先提议"量子"的概念,爱因斯坦进一步发展以解释光电效应之后。物理学必须再造,导致量子理论的出现。海森伯(W.Heisenberg)、玻尔(N.Bohr)以及其他协助建立此理论的科学家都坚持说,原子的某些行为细节无法用有意义的方法来讨论,例如,我们绝无法预测原子放射出光子的确切时刻。然而,爱因斯坦却绝无法接受这样天生的不确定性,他曾说出名言:"上帝不会掷骰子。"爱因斯坦并非对此不满的唯一个人,发明波动方程式的薛定谔(E.Schr?dinger)也曾     

物理学史中的五月

正1962年5月11日:费曼的"布朗式棘轮"(译自APS News,2013年5月)1948年,爱丁顿爵士(Sir A.Eddington)清楚说明热力学第二定律占据着"自然法则最高的位置",他哀叹说,如果有人设计出一个违反第二定律的理论,"就会走上彻底耻辱性的崩溃一途"。虽然如此,却无法阻止物理学家经常提出推测性的想象实验,看看要如何违反第二定律,这些过程也因此深化了我们对它的理解。其中最著名的"麦克斯韦精灵",是     

物理学史中的十月

 米歇尔（Maria Mitchell）是美国第一位女性专业天文学家,于1847年10月一夕成名,当时她是第一位发现一颗新彗星,并绘制出其轨道,后来成了知名的"米歇尔小姐彗星"。     

评述粒子物理学未来发展

<正>我很高兴看到美国P5报告对粒子物理未来发展作了积极展望,对美国今后10~20年的发展作了整体规划与部署,试图促进新物理的发现并保持美国作为全球领导者的地位。这个报告特别强调了粒子物理(高能物理)的发展是以"发现"新物理为根本驱动力,而非单纯验证标准模型;强调了粒子物理发展的全球性,并充分挖掘美国高能界现有的优势和资源。众人皆知,美国高能物理曾经有过令人瞩目的辉煌,随着费米实验室Tevatron于1995年发现顶夸克     

物理学史中的十二月 1956年12月27日：宇称守恒的推翻

<正>在物理学中,“对称性”长久以来都扮演着关键性的角色。自从1925年以来,科学家就一直认为我们的世界和镜子内的影像是无法区别的——即为人所知的宇称守恒的观念,而主要的理论也印证了此假设。宇称守恒和能量、动量与电荷守恒等最基本的物理法则一样,在物理方面都享有极高的地位,一直到1956年美国国家标准局（现在的美国国家标准与科技研究院）进行了一系列重要的试验后才改观。正如相对论一般,大自然再一次证明了它并不总是遵循着“常识”的法则。     

物理学史中的一月

 爱因斯坦(Albert Einstein)在物理方面获得了包括布朗运动、光电效应、狭义相对论和广义相对论等几个辉煌的突破而成名后,花了一生最后的30年,欲寻找一方法,可以将重力和电磁作用力结合成单一简雅的理论,却徒劳无功。爱因斯坦受到理智的驱使,要统一大自然的作用力。他强烈地认为所有的自然现象都可以用单一的理论来解释,所以他于1923年的诺贝尔得奖感言中说:"我欲探索一个统整理论的理智思维,是无法满足于存在有两个本质彼此完全独立的领域之假设。     

物理学中的常量

 物理学中有很多重要的常量,如万有引力常量G、基本电荷量e、普朗克常量h、光速c等,它们都是具有特征性的普适常量,当方程中出现某一常量时,该方程一定与某一特定的物理学内容相联系。例如出现G时表示方程与万有引力有关;出现e时表示与电学有关;出现c时表示与相对论有关;出现h时表示与量子论有关。这些常量的出现以及测定它们数值的过程,往往是漫长而曲折的,与此相应的是物理学理论的发展和完善。本文试图从历史的角度考察这一过程,重温物理学先驱们的伟大思想历程,并从中受到启发。万有引力常量G万有引力定律是牛顿对人类最伟大的贡献之一。     

让物理学工作者和企业界共同来关心“物理学和经济建设”栏

《物理》编辑部: 我想就如何办好“物理学和经济建设”栏的问题,谈谈自己的想法.我的想法概括地讲是两条:一是要物理学工作者与企业界密切配合.二是要有鼓励性的措施.具体地讲是这样: 1.专栏文章要体现专拦的特点.“物理学和经济建设”栏的特点有两个:一是讲物理知识,二是为经济建设服务.因此.该专栏的文章应当要有物理思想,侧重于物理原理,而不是侧重于工艺;内容要有针对性、实用性.它不同于科普作品,内容上要有一定的深度,要能解决一些实际问题;它又不同于科技专著,不必在细节上大做文章. 2.专栏文章的作者应当到现实生活中去找题目,而不…     

试论物理学大师的科普观与科普风范

正对于今天的社会大众来说,科学家在科学建制中承担着极其重要的角色和发挥着越来越大的作用,这是不争的事实。难怪萨顿(G.Sarton)断言:"没有科学家,人类就会完全停顿而且退化。"~[1]本文所涉及的就是那些热衷于科学大众化的物理学大师(按:下文括号中以年份表示他们荣膺诺贝尔奖的时间)的科普观、科普风范、以及留给后人的深刻启示,作一浅陋的探讨,其目的在于效法先师,不断地将我国的科学普及工作,逐步地推向一个更高的境界。     

物理学史中的三月

正1926年3月16日:戈达德和液体燃料火箭的首次发射(译自APS News,2001年3月)人类使用最先由中国人在13世纪发明的固体火药火箭已有好几百年,但却一直有着瞄不准的缺点,因此在19世纪末,随着大炮的改良而逐渐少见使用。有一个人突破限制,他就是戈达德博士(Dr.R.Goddard),是新英格兰的物理教授,也是美国火箭先驱者,以现代火箭推进之父闻名。他开创性的研究为军事导弹学和太空科学探测中重要性日增的火箭推进奠定了基础。1882年,戈达德出生在美国马萨诸塞州伍斯     

捕获离子测试基本粒子物理学

正科学无法解释,宇宙大爆炸后物质是如何产生的。所有已知的物理过程都留给我们一个物质和反物质基本等量的宇宙,那么为什么现实中一切都是由物质构成的呢?这个宇宙重子不对称(BAU)是现代物理学所面对的最大谜团,也是粒子物理前沿全方位攻坚之驱动力。最近,美国实验室天体物理联合研究所(JILA)由Eric Cornell领导的研究组,利用桌面实验系统探索了这一前沿(采用捕获的分子离子探寻基本对称性的破坏)。研究人员特别寻找"电子电偶极矩"(eEDM)的迹象:他们没有发现痕迹,从而证实了以前实验的正确结论。1967年,俄国物理学家萨哈罗夫研究了宇宙重子不对称(BAU),发现:一个看似无关的对称性,即     

圆桌会议:美国工业中的物理学研究

1987年 9月29 日,美国“Physics Today”杂志编辑部组织了一次以《美国工业界科学研究的现状》为题的圆桌会议.有八位科学家和学者参加了讨论.他们中有的来自大集团公司(如IBM公司)的科研部,有的在国家实验室或高等院校供职,还有一位是国会议员. 近二十年来,美国工业在国际市场上的领先地位受到了严重挑战.竞争的主要对手是日本和西欧.以汽车行业为例,在第一流的公司名单中,日本的汽车公司远比美国占优势.电子产品的市场分配也不容乐观.目前,美国集成电路市场占有率已降到40%以下.尽管美元一再贬值,使美国货对外国买主来说要便宜些,但由于…     

疯牛病与物理学

疯牛病是一类无法医治的神经变异类疾病 ,它起源于一种变异的蛋白质称为疯牛病病毒或Ｐｒｉｏｎ病毒 .近年来在欧洲牛群中爆发的疯牛病已经以ＣＪＤ病毒 (ｃｒｅｕｔｚｆｅｌｄｔ Ｊａｃｏｂｄｉｓｅａｓｅｓ)形式成为一种对人类健康有威胁的疯牛病传染病毒 .众所周知 ,国际医药界对这种异常的疯牛病病毒已作了大量的研究工作 .最近美国加州大学Ｄａｖｉｓ分校以Ｒ .Ｓｉｎｇｈ教授为首的物理学家们也在开展这方面的工作 ,他们提出了一个简单的统计模型来解释疯牛病的传染过程 .他们的模型是假定ＣＪＤ病毒是均匀且低强度地在全球范围内分布…     

物理学交流的语言

<正>几年前,我和几个朋友聊天的时候,大家谈起了各自都是如何思考问题的,又是如何交流的。我们都能说英语,分别来自中国、日本、韩国、美国、德国和以色列,但是有的母语就是英语,有的可以熟练地用英语进行口头交流和书面表达,也有些英语口语并不太好的。英语特别好的,在表达之前就是英语了;英语较差的,则有时候需要将母语转化为英语。然而,大家有个共同点:在思考问题的时     

正学风 强基础——对中国物理学的两点期望

2012年是中国物理学会成立80周年.在中国物理学会成立80周年的庆祝大会上,杜祥琬先生肯定了中国物理学会在这80年里的辉煌成就,并对中国物理学未来的发展提出期望.应本刊编辑邀请,杜祥琬先生将其讲话整理成文,以飨读者.杜祥琬先生的文章中,引用了美国著名物理学家亨利·奥古斯特·罗兰(1848-1901)1883年8月15日在美国科学促进会(AAAS)年会上讲演中的一段话,用以激励我国物理学工作者加强基础物理学研究,那段话的最后一句听来极为刺耳,不免令人感到这位教授是在"辱骂"中华民族.其实,在这一句话之后,紧接着的一句话是:"然而,我们的国家也正处于同样的状况",同样"辱骂"了美利坚民族.罗兰所作的这个题为《为纯科学呼吁》的长篇讲演发表在1883年8月24日出版的Science杂志上,曾被誉为"美国科学的独立宣言",激烈地抨击了当时美国在科学研究和教育中流行的种种弊病,提出了重视基础研究、培养科学精神、杜绝急功近利和浮躁浮夸等重要观点.中国科学院《科学时报》社主办的《科学新闻》杂志2005年第5期曾全文发表了这篇演讲的中译文(王丹红译,王鸿飞校,小标题为译者所加).为使本刊读者更为全面理解杜祥琬先生文中引用的这段话的真实含义,我们特征得《科学时报》社同意,在杜文后转载这篇译文.需要说明的是,罗兰做这个讲演时,美国物理学会尚未成立,他担任美国物理学会会长是讲话十几年后1899年的事情了.     

《邮票上的物理学史》获第三届吴大猷科普著作金签奖

[本刊消息]由海峡对岸吴大猷基金会主办的科学普及著作奖第三届评选结果已经揭晓,并于2006年7月5日上午在台北举行颁奖仪式,由诺贝尔奖得主杨振宁教授主持颁奖.吴大猷科学普及著作奖每两年举办一次.它以一般知识分子为阅读对象,以信(内容丰富正确)、达(表达清楚)、趣(吸引读者、可读性强)为评审标准.目的在于选拔优良科普书籍,肯定创作者与译作者的贡献,只要是华文地区的中文科普著作,均可参选.目前是两岸最重要的科普著作奖.吴大猷奖分原创和译作两类,每届在每一类各评出10本佳作,包括一名金签奖和一名银签奖.今年还新设了"少年组特别奖",…     

磁层物理学

一、引 言 人类对地球环境的认识在最近二十年有一个飞跃的发展.这一方面是由于科学技术的进步,各种新的探测方法和手段不断改进,另一方面也由于人类第一次飞出地球,有可能从外部认识地球的环境.人造卫星发射以来,这二十年已经有数千颗卫星在我们这个星球外空飞行过,做了各种科学探测和研究,使我们原来对外空环境的观感有了很大的改变.磁层物理学就是在这种对地球空间环境崭新认识的基础上,成长起来的科学分支.什么叫磁层(Magnetosphere)? 地球外层空间由1000公里高度以上,大气变为完全电离伏态,称为等离子体,这些等离子体被约束在地球偶极…     

从近代物理学到高新技术浅谈

 我们这一辈从20 世纪50 年代就开始从事物理学工作的人常常赞美"物理学是自然科学的皇帝",数学是自然科学的"皇后"。看来似乎有些"老王卖瓜,自卖自夸"的味道。但是纵观科学技术发展史,似乎也并非言过其实,的确物理学是技术的基础。     

物理学研究中的电子计算机

伟大领袖毛主席教导我们:“胸 中有‘数’.这是说,对情况和问题一定要注意到它们的数量方面,要有基本的数量的分析.任何质量都互现为一定的数量,没有数量也就没有质量.”我们物理工作者在自己的科学实践中对毛主席的这一指示有着切身体会.物理学不仅从定性方面去研究物质的声、光、热、电等各种运动形式,而且尽可能地从数量关系上去把握它们.各种物理测量的精确程度从来是物理实验水平的重要标吉之一,而物理理论一向不满足于定性地解释自然现象,总是力求定量地说明实验结果和作出科学预言.定量关系在物理学中的作用,目前比自然科学的许多其…     

新农科与物理学

农业关乎国家食物安全、资源安全和生态安全,是国家基础性、战略性产业。我国农业大而不强,农产品处于缺乏国际竞争力、生产成本上升、生态环境亟待改善的现状。本文简要介绍几种先进的农业模式,对未来我国农业规划提出了建议,指出了建设"新农科"的必要性;强调物理课程在新农科的建设中既要保证物理学的系统性,又要服务于新时期的农业,教材中的内容是昨天的科学,我们的目标是把学生送到明天的前沿。