非加速器实验物理的复兴

 非加速器实验,顾名思义,包括所有不使用加速器手段进行的粒子物理实验。如果从1912年发现宇宙线算起,它的历史已相当长久,加速器出现以前,宇宙线实验有过一段辉煌时期,在30年代发现了正电子和μ子,在40年代发现了π介子和K介子,对粒子物理学的建立与发展作出了重大贡献。50年代出现加速器以后,使用高流强人工束流的加速器实验成为粒子物理实验研究的主流,有力地推动着粒子物理的迅速发展,而“靠天吃饭”、流强极低的宇宙线实验仅在加速器当时达不到的“超高”能区起补充作用。但应指出,70年代初著名的大型³⁷Cl太阳中微子地下实验不仅获得重要物理发现,而且在实验方向与技术上作出了有意义的探索,堪称后来新一代非加速器实验的先驱。     

“3+综合”考试下的物理教学

 随着“3+综合”考试制度在全国范围内推广,物理学科不再是“3+2”模式下的1/5。相对于数、语、外来说,将由高考中并重的地位沦为“副科”,这是否意味着中学物理教学的意义将被削弱?在新的考试制度下,如何搞好物理教学?这将取决于“3+综合”考试对物理学科的要求和中学物理教学的意义。一、“3+综合”考试“3+综合”考试是“3+Ｘ”模式的一种形式,仅从教学的角度讲,它的意义也是重大的。首先在于它适应现代科技发展的特征。由于人的认识研究能力和精力的限制,同时也为了学习的方便,科学被人为地分解成各个学科,形成了越来越多的门类,使人对自然界的认识在一定程度上深刻、全面了。     

对称性是物理学的一把双刃剑

 对称性的概念最早源于生活。所谓“对称”,通常是指左右对称。除此之外还有轴对称、球对称等。在近代物理学中,对称性是一个很深刻的问题。在粒子物理、固体物理、原子物理等领域里,对称性问题也很重要。德国大数学家魏尔斯特拉斯(Weierstrass,1815～1897)首先提出了有关“对称性”的普遍定义,即把一个“体系”通过不同的操作达到不同的“状态”,若前后两种不同的“状态”在此操作下不变,我们可以讲这个体系对于这一操作是“对称”的,而这个操作也可以认为是这个体系的“对称操作”。常见的对称操作有空间的平移、转动以及时间的平移。     

“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”．     

物理学与科学美

 日常生活中,“物理学”和“美”这二个术语都是人们非常熟悉的．在辞典中,物理学的定义是：探讨物质结构和物质运动规律的学科．“美”在辞典中的定义具有多样性,在一定范畴内,“美”定义为：各个部分的匀称性和比例性、和谐、形式的适宜性和完整性,形式和内容的一致性等等．当然,这只是静态的看法．在动态的认识中,“美”本身还包含着受历史和社会制约的因素,也就是说,“美”是发展的、变化的．表面看来,这二者似乎关联不多,实际上,若以扩展的眼界观察,从表层研究或深层上思索,二者关系异常密切．诺贝尔物理学奖获得者阿尔芬曾指出：“像画家运用色调,雕刻家利用石膏,音乐家通过音符来表达自己的见解和感受一样.     

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,”…….     

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。     

谈谈智者之失

 物理学史表明:即使是大科学家,也不是料事如神,他们常常会有失误。他们的观点并不见得都是真理,他们之中有的人即使是成了显赫的科学巨星,也会提出荒谬的观点,而更多的人则是在科学研究中,虽然已经走到了成功的边缘,却没有取得重大的突破性成果。真可谓:智者千虑,必有一失。造成智者之失的原因尽管很多。但我们认为,其中最主要的原因是他们不懂辨证唯物主义自然观和科学方法论。恩格斯有一句名言:“蔑视辨证法是不能不受惩罚的”,这在下列物理学史中能得到充分的说明。一、形而上学自然观的束缚形而上学自然观的特点就是“自然界绝对不变这样一个见解”。     

浅谈物理课的形象化教学

 物理,作为中学课程的主要学科,要让学生学好它,教师不仅要讲好抽象的理论知识,更要把这些“抽象”的物理知识“形象化”(通过实验、类比、推理和举例等),在教学中给学生建立起“形象”的“物理模型”,使学生在进行抽象的逻辑思维的同时,能“形象”地观察和理解好有关的物理现象,培养其形象的思维能力,以此引起中学生学习物理的兴趣,收到良好的效果。现仅从三个方面浅谈一下这个问题。     

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。     

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。     

缅怀张先生生平及学术成就

 张宗燧先生是中国统计物理学和量子场论研究的先驱和开拓者之一。在统计物理学方面,他提出了在有合作现象的系统中求出与贝特理论相应的系统配分函数中组态因子的方法,给出了著名的“张组合公式”,并由此证明了贝特近似与准化学近似的完全等价。     

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。     

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”.     

漫谈比喻和物理学

 古人曰:“言而无文,行之不远。”为增强语言的力量,提高表达的效果,便产生了各种修辞方法。比喻是广泛运用的一种。它以具体、浅显、熟悉的甲事物说明抽象、深奥、陌生的乙事物。甲乙既有某些相似,故可“比”;又有本质区别,故称“喻”。不论明喻、暗喻、借喻,巧在洞察出本体和喻体间的相似处。“治学门径本相通,评文论理皆神飞”,人文学科如此,自然科学也不例外。在破译大自然里隐蔽着的法则及应用它们的探索中,比喻倍受青睐。物理学里的比喻与普通比喻相比,敏锐的洞察力是发端于文理贯通的根基上的,即人文、物理的完美结合。     

同步辐射光源史话

 由北京正负电子对撞机国家实验室同步辐射室“青年工程师和科学家俱乐部”主持的、由学部委员朱洪元先生题写栏名的《青年之光》栏目,带着新春的喜悦同大家见面了.“发展科技待后生”,这是老一辈科学家的共识、呼唤与心愿.“不负众望,迎头赶上”的后生们,在同步辐射这一崭新的学科领域内获得了可喜的成就.人们将从他们撰写的文章中了解到同步辐射技术在物理学、化学、生物、材料科学、微电子学、显微技术等方面的应用.由他们的导师冼鼎昌教授撰写的《同步辐射光源史话》一文,作为本栏目的首篇奉献给广大读者,希望大家能从中获得启迪.     

物理学会终结吗

 物理学会终结吗?这个持续了几百年的老话题似乎并没有随着20世纪物理学以及其他科学的高速发展而停息,相反,关于物理学就会终结的议论,随着新千年的开始又一次活跃起来。我们的话题是从一本名为“科学的终结”的书开始的。此书作者为美国权威杂志“科学美国人”的专职撰稿人,资深记者约翰·霍根。他在此书的封面上写道“科学(尤其是纯科学)已经终结,伟大而又激动人心的科学发现时代已一去不复返了。”在他的书中不仅物理学已趋向终结而且如哲学、宇宙学、进化生物学、社会科学、神经科学、混杂学,乃至科学神学统统接近了终结,似乎我们人类探索自然的进程已临近尾声,然后的日子就会在混混沌沌中度过了。     

物理学中的科学争论

 在缤纷的物理学发展史中,有令人叹为观止的实验,揭示和证实了宇宙间的重大规律,推动着物理学的前进;有意想不到的机遇和灵感火花的碰撞,涂抹着物理世界的斑斓色彩;有大胆、精彩的假说与假想,不断地将物理学从一次次“灾难”中解脱出来而更上一层楼;有求实、求真的观察,不时地修正着物理学远征的航标;有超脱、巧妙的类比,不停地拓展着物理学前进的道路;有对称、和谐、统一、简洁等科学美学标准,永久地支配着物理学的未来……凡此种种,都深刻地表明:在物理学的发展中,科学方法不仅制约着其子学科的分化、衍生和综合的方向,而且是推进物理学发展的一种重要的创造因素和强大动力。     

征求Signature定名

 物理学名词审定委员会在讨论“Signature”的中文定名时,搜集到多方的意见.长期来都没有Signature合适的中文名,曾按英文字面译为“签记”、“签量子数”、“押量子数”等等,都不尽人意.现有人认为它是±1的数,建议定为“正负标数’”.     

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。