希格斯粒子及高能物理的新时代

 2012 年7 月4 日将作为一个激动人心的日子载入科学史册。在这一天,座落在法国和瑞士边境上的欧洲核子中心（CERN）宣布在大型强子对撞机（LHC）上发现了一个新的基本粒子,被称为希格斯粒子。     

爱因斯坦:试图统一电磁力和引力未能如愿(Ⅰ)

 在牛顿统一了天上力和地上力、麦克斯韦尔统一了电力和磁力之后,电力的库仑公式和磁力的安培公式与牛顿万有引力公式在数学形式上的相似,使人很容易联想到电磁力与引力的统一。爱因斯坦,在1905年创立狭义相对论、1915年创立广义相对论分别改进和完善了麦克斯韦电磁理论和牛顿引力理论之后,试图统一电磁力和引力,花费了后半生近30年的时光去建立统一场论,但至死未能如愿。本讲,我们先介绍爱因斯坦生平;然后介绍他的成功之作:狭义和广义相对论;最后介绍未能完成的统一场论。     

物理学史上失踪的中国人

李复几,原名李福基,字泽民,江苏吴县人。李复几是第一位出国学习物理学并获得博士学位的中国留学生,是中国近代物理学先驱者之一。他早年就读于长沙习武学堂,后入上海南洋公学。1901年,李复几南洋公学中院毕业,获该校奖学金资助,去英国留学,1904年从伦敦大学毕业。1906年,李复几赴德国波恩皇家大学学习,在著名物理学家、大气中氦的发现者H.Kayser指导下,进行光谱学研究。李复几的博士论文完成于1907年1月,题目是《关于勒纳碱金属光谱理论的分光镜实验研究》,主要内容是通过拍摄钠的火焰光谱图来验证P.勒纳(Lenard)提出的火焰中心发射说。为了验证勒纳的理论,李复几在其导师凯瑟尔指导下,在波恩大学物理研究所做了实验研究。他将钠放入两根碳棒电弧之中,用摄谱仪拍下火焰照片。其摄谱仪是当时最好的光谱仪,可以在百分之一秒的曝光时间内拍下清楚的铁弧光谱。李复几拍摄了大量照片,即使以高倍放大镜在毛玻璃上观察,也没有看到中空火焰的形状,甚至连一丝痕迹都不存在。李复几又进一步采用加大光圈或延长曝光时间的方法,通过反复实验发现:"加大一倍光圈,第一副线系谱线的图像和正常光圈时主线系一样大;再加大光圈,第一副线系的图像还可以大于最小光圈时主线系的图像。"因此,李复几得出结论:火焰图像大小实际上是与其强度相关的。最后,李复几在论文中断言:"我相信,这足以证明勒纳关于光弧由大量相互包裹的中空火焰组成、每一个都是一个发射中心,每个中心发射一个线系的假说是不正确的。"同时他也分析了勒纳假说产生错误的原因。波恩大学认为李复几的论文做得非常优秀。勒纳因阴极射线的实验研究于1905年获得诺贝尔物理学奖,是当时德国物理学大权威,后来成为20世纪科学领域的主将的爱因斯坦曾于1903年提出申请要做他的助手,被他拒绝。这样一位物理大师所建立起来的理论,却被一个年仅25岁的中国青年人所推翻,足见我国第一位物理学博士出手不凡。然而,令人遗憾的是,除了其博士论文扉页上关于求学经历等少量信息外,其余关于李复几的生平鲜有人知。李复几回国后从事何职业,何年而卒?没有人知道他的行踪。就连他的儿女,也不知道父亲是一位怎样的人。在上海交大发掘出的历史材料基础上,2007年起,李复几的儿子——82岁的李正修决定寻找父亲的踪迹。他凭着自己对父亲的一点记忆,并综合亲属访谈,进行了调查研究。李复几(1881-1947年)几年来,李正修分别给武汉、萍乡、南京、自贡等有关单位和人士写信,请求帮助查找有关父亲的情况。他参照相关历史档案,文字资料等等,补充了父亲在四川自贡盐井工作和生活直到病逝的大致情况。他深深感谢给予各种帮助的单位和个人。虽然李复几回国后没能继续在国外的研究工作,但他与其他几位中国早期物理学者首开中国人研究物理学之先河,一定程度上影响了后来者,成为中国近代物理学发展史的"起点"人物。本刊转载杨东晓记者于2012年第8期在《看历史》上发表的《物理学史上失踪的中国人》,让更多的物理学者了解我国第一位物理学博士李复几的生平和对物理学的贡献。     

从一个鲜为人知的故事谈起——密立根油滴实验的疑问和启示

今天,每一个中学生都知道,电子的电荷的精确测量是密立根得到的,这就是密立根的油滴实验.由此,密立根获得了1923年诺贝尔物理学奖.美国加州理工学院的最高建筑物就是密立根图书馆,每一个去过加州理工学院的人都会注视着这一图书馆,想到就是这一伟大的物理学家密立根以他科学巨匠的手第一次测定了电荷的最小单位——电子的电荷值.     

弱电统一理论创始人之一——温伯格

 本世纪最伟大的科学成就之一便是弱电统一理论,它的建立,完成了人类历史上又一次大综合。人们都认为它可以与麦克斯韦电磁理论相媲美。为此,格拉肖、温伯格和萨拉姆分享了1979年度诺贝尔物理学奖。本文要介绍的正是弱电统一理论创始人之一--温伯格。 一、温伯格其人 S.温伯格(Steven Weinberg)于1933年5月3日生于美国纽约,温伯格的父亲名叫弗雷德里克·温伯格,是纽约市的法庭速记员,母亲名叫爱娃·艾日瑞尔。由于父亲的鼓励,温伯格从小就热爱科学。他的中学是在布朗克斯理科中学完成的,同班同学中有G.费恩伯格和S.L.格拉肖。后来费恩伯格成了一名出色的物理学家,并且写过几本很有威望的书,还与温伯格就μ介子物理合作发表了几篇论文.     

1993年诺贝尔物理学奖获奖项目——脉冲双星与引力波

 脉冲星和中子星1967年,英国剑桥大学的天文学家安东尼·休伊什(Antony Hewish)和他的一位年轻女研究生乔斯林·贝尔(Jocelyn Bell)一起,用他们的射电望远镜偶然记录到一种来自某个天体的射电脉冲信号。     

百年诺贝尔物理学奖探析

分析了100年诺贝尔物理学奖的获奖项目和记录，由此阐述了物理学思想的内涵和可借鉴的研究方法，同时指出了评审诺贝尔物理学奖获奖项目的失误以及由此带来的遗憾。     

费米（Fermi，Enrico，1901-1954）意大利-美国物理学家（Physicist，Italy-America）

费米1922年以优等成绩在比萨大学获得博士学位。后到德国，在玻恩指导下从事研究工作。由于他在中子方面、尤其热中子轰击方面的成绩，获得了1938年诺贝尔物理学奖（几个月后，便使迈特纳悟出了“裂变”这个概念）。在1925-1926年，根据泡利不相容原理，费米与英国物理学家狄拉克叫各自导出量子统计中的“费米一狄拉克统计法”。     

库珀（Cooper，Leon Neil，1930-）美国物理学家（Physicist，America）

库珀于1954年在哥伦比亚大学获得博士学位，1958年起受聘在布朗大学工作。巴丁同他和施里弗一起提出了一种超导理论（BCS理论，以他们3人姓氏的第一字母命名），它已为人们所接受。在这种理论中，电子会成对地运动。这种成对的电子被称为“库珀电子对”，以作为对他的褒奖。他们三人共同获得了1972年的诺贝尔物理学奖。     

戴维孙（Davisson，Cinton Joseph，1881—1958）美国物理学家（Physicist，America）

戴维孙因发现电子衍射、证实了德布罗意关于电子具有波粒二象性的论点，与英国的小汤姆孙共获1937年诺贝尔物理学奖。他在普林斯顿大学取得哲学博士学位。一生中大部分是在贝尔R18电话实验室度过的。在该室最初是研究金属受热时发射电子，以后参与研制电子显微镜。在1927年和革末发现电子束被金属晶体反射时，显出与X射线及其他电磁波相似的衍射图样。这一发现使人们对亚原子粒子的波粒二象性有更深的理解，在研究核、原子和分子的结构时是很有用的。