我心目中的现代物理

  生活在地球上的人们,面对广阔无垠的宇宙,人类常常被宇宙的浩瀚而震撼！对于宇宙,人类从未停止过探索,而且还编出各种各样的神话故事。到了近代,天文学才从神话学中分离出来,成为现代的天文学。     

人类文明的发展和宇宙演化

生命现象是自然界中物质运动的形式之一,人类是生命现象的杰出代表,从某种意义上来说,人类的一切活动也都是自然界物质运动的一部分。因此,我们在研究宇宙的演化时,应该把以人类为代表的生命现象这一物质运动形式所产生的影响考虑进去,可是,到目前为止,很多人在研究宇宙演化时都没有考虑这一因素。之所以如此,可能是由于这样几个原因: 首先,人们认为:人的寿命非常短暂,现在人的平均寿命不到一百年,跟宇宙的演化时间已有约200亿年相比,太短暂了;其次,人类的活动范围太小了,人类的足迹至今只踏上了月球,这跟整个宇宙空间相比是那样的微不足道,使人们感到人类的活动对宇宙的演化似乎没有丝毫的影响;第三,人们可能认为生命现象只是宇宙演化过程中一种特殊的、暂时的现象,因而在研究宇宙的演化时可以忽略这一因素;第四,在考虑问题时,人们往往无意之中把自己排除在自然之外,故而把宇宙的演化作为所谓客观现象加以研究而忘记了人类自己也是宇宙的一部分。 如果我们从生命现象在宇宙中的普通性、从生命现象的发展变化的角度看,结果又将会是怎样的?根据天文观测和统计规律,不少科学家早就断言:在宇宙中,跟太阳、地球情况类似的星球其数量是非常可观     

突破绝对时空观人类认识深入到高速与宇观世界（下）——科学发展的人文历程漫话之十四

考察了突破绝对时空观,人类认识深入到宇观世界,建立广义相对论及宇宙图景的曲折过程及思想观念的艰难转变,包括牛顿的宇宙模型及其困难的分析、从狭义相对论到广义相对论的转化、引力场方程的建立、静态宇宙模型的提出及问题、宇宙膨胀的提出及发现、大爆炸宇宙论的提出及不同反应．     

宇宙是无限和有限的统一

本文通过人类对宇宙认识的发展,阐明:1)宇宙在空间上是无限的,但无限不能脱离有限孤立存在。无限和有限是对立的统一,有限转化为无限,无限转化为有限。历史上形形色色的宇宙无限论和有限论,从牛顿的经典宇宙模型到现代宇宙学,都不能正确认识有限和无限的辩证法,结果都走上了形而上学和唯心论。2)宇宙在时间上也是无限的。宇宙万物不断发展,宇宙总体无始无终,宇宙不动论是错误的,人类对宇宙的认识发展深刻阐明:宇宙是绝对无限和相对有限的对立统一。     

望远镜：一件开拓知识疆域的利器

文章探讨了望远镜作为一件科学仪器,从其在400年前被发明以来,在扩展人类的宇宙视野、开拓人类的知识疆域方面发挥了极其重要的作用.文章首先论述了伽利略利用其亲手改进的望远镜作出了全新的天文发现,对哥白尼学说给予了决定性的支持;其次阐述了随着望远镜的不断改进,人类获得越来越多的关于天空的新奇知识,这些知识帮助和推动人类掌握最基本的自然规律;最后论述了望远镜在帮助人类探索宇宙尺度之大小的过程中发挥的重要作用,并进而让人类认识到其自身在宇宙中的真实位置.     

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.     

探索更高分辨本领的成像技术——兼评《扫描近场光学显微镜与纳米光学测量》

<正>视觉是人类感知外部客观世界的重要方式。我们常说"眼见为实",说明人们通过图形图像识别而理解世界本质的重要性。从天文望远镜到电子显微镜,人们的视野从遥远的宇宙延伸到单个分子、原子。由于当代光学、电子学的快速发展,尤其是激光、超灵敏度的光电转换器件、计算机控制及图像处理的快     

专题前言

<正>光学设计与制造是一门古老而又新颖的学科。昔日,伽利略用望远镜观察宇宙,列文虎克用显微镜探索微观世界,达盖尔用照相机记录世界,他们一次次地丰富了人类的视野,推动了人类的进步;如今,光学系统正在突破传统结构的限制,将曾被认为不可能的目标一一达成。人类已能够借助现代光学系统探索更深邃的宇宙,观察更细微的生命组织,制造更微小的电子器件。现代光学设计与制造已经深入到人们生活、生产、科研等方方面面,在人类探究未知世界的奥秘中发挥着巨大的作用。     

γ光子对撞机及相关前沿研究

<正>1.什么是γ光子对撞机1.1从加速器到对撞机人类对物质世界的探索从宏观上讲,从地球,太阳系、银河系再到整个宇宙,从微观上讲,从分子、原子、原子核、质子、中子再到各种强子、夸克,甚至希格斯粒子,都在不停地拓展。在粒子物理的进展中,对撞机起着不可替代的至关重要的作用。对撞机是利用两束反向运行的高能粒子束对撞,来     

我想像的宇宙图景

集许多疑问,查多种资料,苦思而不得其解:宇宙到底是何种图景?今大胆提出一种看法,谬误之处,敬请指正。 “物质”是指不依人的主观意识而客观存在的一切,小到各种微观粒子,大到各种天体、星系所构成的大宇宙,渺渺茫茫,无穷无尽,尽管千变万化、形态各异,但它们都是“不依人的主观意识而客观存在的物质”。 既然宇宙万物皆是物质,那么物质是由什么构成的呢? 为了寻找组成物质的“基石”,人类自有史以来就展开了不同层次的探索,从思辨的假想,到科学的论证,从纯逻辑的推理,到实实在在的实验,从宏观到微观,探索的进程越来越快,探索的层次越来越深,从大     

带着激情、精确和耐心的奋进号——丁肇中先生谈Alpha 磁谱仪

 Alpha 磁谱仪(AMS)于2011 年5 月20 日在美国佛罗里达州的肯尼迪航天中心由奋进号航天飞机发射升空。发射前,在肯尼迪航天中心的报告厅举行的新闻发布会上,AMS 的首席科学家丁肇中先生对听众作了简单的情况介绍。他的实验马上要由奋进号航天飞机发射升空,然后,安装在国际空间站(International Space Station, ISS)上。丁肇中先生说:“到目前为止,人类对宇宙的认识大都来自可见光的测量。除可见光之外,还有带电粒子,但人类很少利用带电粒子来研究宇宙。”“AMS 探测器是人类第一个直接在宇宙空间探测宇宙线中的带电粒子的探测器。人类第一次将带有磁铁的探测器发射到宇宙空间中。这个探测器将工作20 年,也就是与国际空间站的寿命相同。这是在宇宙空间工作的唯一的基本科学实验。”     

超级天眼

正2016年9月25日,众人瞩目的"超级天眼"500米口径球面射电望远镜在贵州平塘的山洼中落成启用。自古人类就对宇宙充满了好奇和幻想,许多科学家为此进行了不懈的努力。在射电天文领域我国一直处于空白,近年相继建成了5座口径从25米到65米不等的射电望远镜,但与美、德等国相比,我国的射电望远镜的观测能力还相对有限。中国500米口径球面射电望远镜的启用,使人类在对宇宙的     

μ子对撞机及中微子工厂国际研究现状

 对未知世界的好奇,对真理的孜孜追求,是推动人类文明发展的重要动力。伽利略研磨了透镜,把人类的视野延伸到太阳系外,观测远距离大尺度的宇宙天体。进而,科学家又把注意力转向小尺度物质时空。自普朗克撞开量子大门,人类对微观世界的研究思维发生了革命性的变化。     

原子构成万物是宇宙结构的美 ——原子随笔之二

人类很早就在寻找宇宙万物的组成.古希腊最早的唯物论派从物质世界的内部寻找宇宙万物的本源,认为宇宙万物都由"种子"组成.德谟克利特在这种"种子"思想基础上,提出了宇宙万物是由原子组成的猜想.     

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.     

向您介绍一本新书——《宇宙学引论》

 高尔基说过:“书籍是人类进步的阶梯”。其实,对于任何一门具体的学问,从始闻、到浅知、到渐识、到熟习、到深谙,乃至精通,都需要一系列由浅入深、由简而详的书,作为读者登堂入室的阶梯。对宇宙学这门“把宇宙看作一个整体,来探索它的结构、运动、起源和演化的科学”而言,近一二十年来,世界上曾出现过好些不同层次的名著。     

原初引力波与阿里探测计划

正2016年3月公布的我国"十三五"规划纲要中列入了"强化宇宙演化、物质结构、生命起源、脑与认知等基础前沿科学研究",从国家科技发展的战略高度肯定了宇宙演化等基础前沿科学的重要性。不久前的2016年2月11日,LIGO实验组和美国自然科学基金委员会联合宣布探测到来自于13亿年前由两个黑洞并合产生的引力波,这是人类第一次直接探测到引力波,可谓一项里程碑式的发现。     

暴涨——宇宙年少时

热大爆炸宇宙学的成功：宇宙学的标准模型 工业上一种产品的成功,莫过于成为业界的标准。同样地,科学中一个理论的成功,莫过于被誉为标准模型。热大爆炸宇宙学,正是这样一个标准模型。在介绍今天故事的重点——暴涨之前,让我们回顾一下,作为现代宇宙学的标准模型,热大爆炸宇宙学,如何描述宇宙的现状、过去和未来。我们的宇宙,从诞生至今,已经有137亿岁了。这相当于人类几千年文明史的几百万倍。宇宙浩瀚无垠,当今科学尚不能确定整个宇宙空间的大小,是有限还是无限。然而,我们能观测到的宇宙总是有限的。     

格点量子色动力学简介

 目前人类已经认识的自然界存在着四种基本相互作用,分别是:强相互作用、电磁相互作用、弱相互作用、引力相互作用。这四种基本相互作用描写了大到宇观的宇宙、小到微观的基本粒子的所有物理现象,其中当然也包括了我们日常生活中所常见的宏观物理现象。     

“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).