㈠ 除兩愛一居以外的科學名人還有誰
中國科技人物
一、古代部分
民間醫學家——扁鵲
「川主」——李冰
農家學——汜勝之
「外科之父」——華佗
傑出的數學家——劉徽
農學大家——賈思勰
造紙技術發展史上的傑出人物——蔡倫
中國古代科學大師——張衡
醫聖——張仲景
地圖學家——裴秀
中國古代著名的煉丹家和醫葯學家——葛洪
科學大家——祖沖之
傑出的醫葯學家——陶弘景
地理學家——酈道元
天文學家——劉焯
建築大師——宇文愷
「葯王」——孫思邈
唐代高僧——一行
活字印刷術創始人——畢異
北宋著名建築學家——李誡
「中國科學史上的坐標」——沈括
「攻下派」的創始人——張從正
元代天文水利專家——郭守敬
女紡織革新家——黃道婆
明代「醫聖」——李時珍
近代科學的先驅——徐光啟
「網路全書式的學者」——宋應星
富有創新精神的醫學實踐家——王清任
清代數學界巨擘——李善蘭
近代化學的啟蒙者——徐壽
二、現代部分
傑出的愛國工程師——詹天佑
飛行先驅——馮如
中國葯用植物化學的先驅者——趙承嘏
中國地質事業的奠基者和領導人——李四光
中國氣象學的奠基人——竺柯楨
中國近代植物分類學的開拓者和奠基人——陳煥鏞
中國數學界的一代宗師——熊慶來
中國有機化學研究的先驅者——庄長恭
中國橋梁事業的泰斗——茅以升
中國傑出的物理學家、物理學教育家一——吳有訓
中國魚類學和線蟲學的奠基人——伍獻之
實驗胚胎學家——朱洗
著名物理學家、教育家——嚴濟慈
我國實驗室胚胎學的創始人——童第周
中國著名流體力學家、理論物理學家——周培源
中國膠體科學的主要奠基人——傅鷹
蘇步青與「蘇步青效應」
兩彈一星元勛——趙九章
中國遺傳學的奠基人——談家楨
著名的電子專家——王諍
現代病毒學的奠基人—_黃楨祥
中國有機化學家和生物有機化學家——汪猷
自學成才的數學家——華羅庚
我國空氣動力學的奠基人——陸士嘉
世界級的幾何大師——陳省身
著名力學家、應用數學家、教育家和社會活動家——錢偉長
核子物理女皇——吳健雄
中國「原子彈之父」——錢三強
中國核物理學家——何澤慧
中國理論化學家——唐敖慶
中國應用光學家——王大珩
中國物理化學家、核化學家和化學教育家——吳征鎧
植物區系地理學派的奠基人——吳征鎰
「中國醫學界的第一位人物」——吳階平
中國計算機事業的開拓者——吳幾康
中國著名的理論物理學家——黃昆
中國物理化學家、化學教育家——盧嘉錫
從古代走向未來的數學家一吳文俊
美籍華裔理論物理學家一一楊振寧
著名核物理學家——朱光亞
兩彈元勛——鄧稼先
在數學世界追求人生快樂者——谷超豪
美籍華裔理論物理學家——李政道
中國理論物理、粒子物理學家——周光召
雜交水稻之父——袁隆平
距離摘取數論皇冠明珠一步之遙者——陳景潤
潘承洞與哥德巴赫猜想
美籍華裔實驗物理學家——丁肇中
人口控制論的創始人——宋健
第二章世界科技人物
一、數學家
畢達哥拉斯學派的開創者——畢達哥拉斯
幾何學之父——歐幾里得
解析幾何的創始人——笛卡爾
業余數學家之王——費馬
微積分的發明者之一——萊布尼茨
有限差分的奠基人——泰勒
數學史上四傑之一——歐拉
法國分析學派的代表者——傅里葉
數學王子——高斯
數學分析的開拓者——柯西
非歐幾何的創始人之一——羅巴切夫斯基
早隕的數學之星——阿貝爾
橢圓函數理論的創立者之一——雅可比
數論的傑出代表——庫默爾
群論的創立者——伽羅瓦
世紀數理邏輯的最傑出代表——布爾
現代分析之父——魏爾斯特拉斯
俄國現代數學的奠基人——切比雪夫
世紀最偉大的代數幾何學家——埃爾米特
德國直覺主義數學流派的先驅者——克羅內克
復變函數論的奠基人之一——黎曼
集合論的創立者——康托爾
數理邏輯的奠基人——弗雷格
數學王國的女性驕傲——科瓦列夫斯卡婭
代數拓撲學的奠基人——彭加勒
無冕的數學之王——希爾伯特
四維時空概念的提出者——閔科夫斯基
一般拓撲的奠基人——豪斯多夫
有限覆蓋定理的證明者——波萊爾
控制論之父——維納
世紀最偉大的數理邏輯學家——哥德爾
現代計算機之父——馮•諾伊曼
二、物理學家
古希臘傑出的力學家——阿基米德
光的波動說的提出者——惠更斯
彈性定律的發現者——胡克
經典力學體系的建立者——牛頓
把天電引到地上的科學家——富蘭克林
電學定量研究的開拓者——庫侖
電動力學的奠基者——安培
電路基本定律的發現者-一歐姆
經典電磁理論的奠基人——法拉第
通過對動物熱的研究而發現能量守恆定律的科學家——邁爾
用多年時間對熱功當量進行測量的科學家——焦耳
熱力學第二定律的提出者——克勞修斯
絕對溫標的確立者——威廉•湯姆孫
經典電磁理論的集大成者——麥克斯韋
非理想氣體狀態方程的建立者——范德瓦爾斯
統計力學的奠基者——玻耳茲曼
第一個獲得諾貝爾物理學獎的科學家——倫琴
天然放射性的發現者——貝克勒耳
成功進行以太漂移實驗的科學家——邁克耳遜
德高望重的理論物理學家——洛倫茲
電子的發現者——約瑟夫•約翰-湯姆孫
電磁波存在的證實者——赫茲
量子論的創立者——普朗克
兩次榮獲諾貝爾科學獎的女科學家——居里夫人
原子有核行星模型的提出者——盧瑟福
核裂變的發現者——哈恩
相對論的創立者——愛因斯坦
波函數統計解釋的提出者——玻恩
哥本哈根學派的領袖——玻爾
波動力學的創立者——薛定諤
中子的發現者——查德威克
物質波假設的提出者——德布羅意
迴旋加速器的發明者——勞倫斯
發現用慢中子進行核反應的科學家——費米
不確定〔度〕關系的發現者——海森伯
最富創造性的理論物理學家——狄拉克
介子的發現者——湯川秀澍
三、化學家
把化學確立為科學的人——波義耳
燃素說的創立者——施塔爾
氧元素的發現者之一——舍勒
化學革命家——拉瓦錫
近代原子學說的奠基人——道爾頓
氣體化合體積定律的發現者——蓋•呂薩克
電解離析出金屬鉀鈉鈣鎂者——戴維
化學元素符號的首倡者——貝采利烏斯
打破有機物與無機物的堅冰——維勒
農業化學和生物化學的奠基人——李比希
光譜分析的開創者——本生
煤焦油綜合利用的開拓者——霍夫曼
第一個應用旋晶儀來測定晶體結構的人——波拉尼
有機結構理論的奠基人——凱庫勒
元素周期分類的先驅——邁耶爾
炸葯發明者——諾貝爾
元素周期表的創立者——門捷列夫
第一個榮獲諾貝爾化學獎的科學家——范霍夫
電離學說的提出者——阿倫尼烏斯
熱力學第三定理的創立者——能斯特
合成氨的發明者——哈伯
表面分子定向說的創立者——朗繆爾
高分子化學的創立者——施陶丁格
性激素合成的開創者——魯齊卡
化學反應動力學研究的大師一一謝苗諾夫
在化學反應機理研究上做出突出貢獻者——欣謝爾伍德
量子化學的開創者——鮑林
現代有機合成之父——伍德沃德
前線軌道理論的創立者——福井謙一
四、生物、醫學家
雙名制命名法的創建者——林奈
進化思想的肇始人——布豐
牛痘接種術的發明者——詹納
細胞學說的創始人之一——施萊登
進化論之父——達爾文
細胞學說的創始人之一——施旺
實驗心理學的奠基人——赫爾姆霍茨
優生學的奠基人——高爾頓
近代遺傳學的奠基人——孟德爾
近代微生物學的奠基人——巴斯德
自然選擇進化論的另一獨立創立者——華萊士
生物發生律的發現者——海克爾
桿菌之父——科赫
首次分離出DNA的分子生物學家——米舍爾
條件反射理論的創始人——巴甫洛夫
荷蘭的遺傳定律發現者——德弗里斯
細胞化學的奠基人——科塞爾
偉大的自然改造者——米丘林
現代遺傳學的奠基者——摩爾根
呼吸過程的揭秘者——瓦爾堡
糖類化學的元勛——科里
前蘇聯植物育種學家和遺傳學家——瓦維洛夫
DNA遺傳本性的發現者——艾弗里
酶之父——薩姆納
病毒蛋白酶研究的奠基人——諾斯羅普
轉座因子的發現者——麥克林托克
分子生物學之父——德爾布呂克
卓越的腦半球研究者——斯佩里
神經沖動傳導「離子學說「的創始人——霍奇金
DNA聚合酶的「凈化論」者——科恩伯格
中性理論的創始人——木村資生
免疫學家——米爾斯坦
遺傳密碼的破譯者——尼倫伯格
DNA雙螺旋的發現者——沃森和克里克
五、天文學家
古希臘天文學的集大成者——托勒密
日心說的創立者——哥白尼
近代天文學的始祖——第谷
近代實驗科學的奠基者——伽利略
行星運行三大定律大發現者——開普勒
天體力學的主要奠基人——拉普拉斯
天文世家——斯特魯維家族
天體光譜學的創始人之一——哈金斯
天體物理學的奠基人之一——愛丁頓
用數學方法提出宇宙模型的第一人——弗里德曼
星系天文學、河外天文學的奠基人和觀測宇宙學的奠基人——哈勃
六、地質學
經典地質學的奠基人——赫頓
近代地理學的創建人之一——威廉•馮-洪堡
」災變論」的創立者——居維葉
地質學之父——賴爾
構造地質學之父——徐士
地球化學的奠基人——克拉克
地殼和地幔分界面的發現者——莫霍洛維奇
大陸漂移理論的創始人——魏格納
為海洋科學的發展注入了生機和活力的人——祖博夫
第一次測定了岩石年代和地球年齡的人——霍姆斯
七、工程技術專家
蒸汽時代的創造者——瓦特
電氣時代的開創者——西門子
發明大王——愛迪生
電話的發明者——貝爾
航天科學的先驅——齊奧科夫斯基
無線電報機的發明者——波波夫
青黴素的發現者——弗萊明
飛機的發明者——萊特兄弟
現代火箭技術的奠基人——戈達德
噴氣式飛機的發明者——亨克爾
倡導和平利用核能的先驅——齊拉德
資訊理論的創始人——香農
㈡ 除了哥本哈根學派,還有什麼學派
量子力學的話,好像再沒有了,物理學並不喜歡搞學派。。。哥本哈根學派也沒有什麼組織,同一學派的科學家們並不單獨搞學術活動,學派僅僅只是對量子力學解釋持相同意見科學家的一個統稱而已,因為其領袖波爾的工作單位在哥本哈根理論物理研究所,所以稱之為哥本哈根學派。
其他持不同觀點的,就姑且稱之為非哥本哈根學派吧。。。。。在量子力學創始人裡面,薛定諤和愛因斯坦兩位就不屬於哥本哈根學派。
稍微沾點邊的也就是費米學派(核物理,也不是量子力學啊),盧瑟福學派(其實這不太能稱作學派,和量子的關系頂多就是盧瑟福散射實驗),李比希學派(有機化學的,和量子沒啥關系)
㈢ 關於物理的問題(高分)
百年物理大事記
1900年普朗克提出物質輻射(或吸收)的能量只能是某一最小能量單位的整數倍的假說,稱為量子假說,標志著量子物理學的開始。龐加萊提出不能觀測到絕對運動的觀點,認為物理現象的定律對於相對作勻速運動來說各觀察者來說必然是一樣的,稱這一信念為相對性原理,賽賓提出混響時間公式,開創了建築聲學的研究,瑞利發表適用於長波范圍的黑體輻射公式。維拉德發現放射性射線中還有一種不受磁場影響的射線,稱為γ射線。
1902年 吉布斯的《統計力學的基本原理》出版,創立了統計系綜理論。勒納發表光電效應的經驗定律,亥維賽提出電離層的假設,後為阿普頓的實驗所證實。
1903年 盧瑟福、索迪提出放射往元素的嬗變理論。
1904年 洛倫茲提出高速運動的參考系之間時間、空間坐標的變換關系,稱為洛倫茲變換。
1905年愛因斯坦發表《論動體的電動力學》的論文,創立了狹義相對論,揭示了時間和空間的本質聯系,引起了物理學基本概念的重大變革,開創了物理學的新世紀;提出光量子論,解釋了光電現象,揭示了微觀客體的波粒二象性,用分子運動論解決布朗運動問題;發現質能之間的相當性(質能關系),在理論上為原子能的釋放和應用開辟道路。
1906年 愛因斯坦發表了固體熱容的量子理論。巴克拉通過吸收實驗,發現各種元素的特徵X輻射。
1906~19l2年 能斯脫得出凝聚系的熵在等溫過程中的改變隨熱力學溫度趨於零的定理,稱為能斯脫定理,1912年又提出絕對零度不能達到原理,即熱力學第三定律的兩種表達形式。
1907年 閔可夫斯基提出狹義相對淪的四維窨表示形式,為相對論進一步發展提供了有用的數學工具。外斯提出鐵磁性的分子場理論,並引人磁疇的假設。
1908年 佩蘭通過布朗微粒在重力——浮力場中的分布實驗,證實愛因斯坦關於布朗運動的理論預測,宣告原子論的最後勝利。
1909年 馬斯登、蓋革在α粒子散射實驗中證實了原子內部有強電場。
1910年 密立根用油滴法對電子的電荷進行了精密的測量,稱為密立根油滴實驗。布里奇曼利用自己發現的無支持面密封原理,發明一種高壓裝置,壓力可達2×109帕。
1911年開默林——昂內斯發現純的水銀樣品在低溫4.22——4.27K時電阻消失,接著又發現鉛、錫等金屬也有這樣的現象,這種現象稱為超導電性,這一發現,開辟了一個嶄新的物理領域。盧瑟福對α粒子大角度散射實驗作出解釋,提出了有核的原子模型,確立了原子核的概念,赫斯等人乘氣球上升到12000英尺高空進行高空測量,根據大氣的電離作用隨高度增大而加強的現象,發現了來自宇宙空間的輻射——字宙線。第一次索爾維物理學會議在布魯塞爾召開。
1912年 勞厄進行晶體的X射線衍射的研究,證實X射線的波動性;把衍射後的X射線用照相乾片記錄,得到具有一定規則的許多黑點,稱為勞厄斑或勞厄圖樣。德拜導出低溫時固體熱容的三次方律。J.J.湯姆孫通過對極隧射線的研究,發現非放射性元素的同位素。
1913年玻爾發表氫原子結構理論,用量子躍遷假說解釋了氫原子光譜,弗蘭克、赫茲進行電子碰撞原子實驗,為玻爾的氫原子結構理論提供了實驗基礎。斯塔克發現處在強電場中的光源發射的光譜線發生分裂的現象,稱為斯塔克效應。奠塞萊發現元素的原子光譜譜線頻率與該元素的原子序數間的關系,稱為莫塞萊定律。布喇格父子通過對X射線譜的研究,提出了晶體的衍射理論,建立了布喇格公式,奠定了晶體X射線結構分析的基礎。
1914年 西格班在莫塞萊工作基礎上,發現一系列新的X射線,並精確測定各種元素的X射線譜,查德威克指出在β衰變過程中,放出的β射線具有連續光譜。
1915年 愛因斯坦建立了廣義相對論,提出廣義相對論引力方程的完整形式,成功地解釋了水星近日點運動,被公認為人類思想史中最偉大的成就之一。索末菲在玻爾原子中引入空間量子化,並在電子運動中考慮到相對論效應。
1916年 愛之斯坦根據量子躍遷概念推出普朗克輻射公式,並提出受激輻射理論,後發展為激光技術的理論基礎。密立根用實驗證實了愛因斯坦光電方程。
1917年 愛因斯坦和德西特分別發表有限無界的宇宙模型理論,開創了現代科學的宇宙學。朗之萬利用壓電性製成換能器產生強超聲波。
1918年 玻爾提出量子理論和古典理論之間的對應原理。
1919年 愛丁頓等人在巴西和幾內亞灣觀測日食,證實了愛因斯坦關於引力使光線彎曲的預言。盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核,打出了質子,首次實現人工核反應。阿斯頓發明質譜儀,精確測定了同位素的質量。
1920——1922年康普頓通過實驗發現X射線被晶體散射後,散射波中除原波長的波外,還出現波長增大的波,這現象後稱為康普頓效應,1922年採用光子和自由電子的簡單碰撞理論,對這個效應做出了正確的解釋。吳有訓參與了康普頓的X射線散射研究的開創工作,以精湛的實驗技術和卓越的理論分析,驗證了康普頓效應。
1923 年 德拜提出解釋強電解質在溶液中的表現電離度的理論,稱為離子互吸理論。
1924年 德布羅意提出微觀粒子具有波粒二象性的假設,稱為德布羅意波,又稱物質波,玻色考慮到微觀粒子運動狀態的量子化,並考慮了微觀粒子的「全同性」,發表光子所服從的統計規律,後經愛因斯坦補充,建立了玻色·愛因斯坦統計。
1925年海森伯提出微觀粒子的不可觀察的力學量,如位置、動量應由其所發光譜的可觀察的頻率、強度經過一定運算(矩陣法則)來表示,創立了矩陣力學。隨即和玻恩、約旦一起用矩陣方法,發展了矩陣力學,泡利根據對光譜實驗結果的分析,提出在多電子原子中,不能有兩個或兩個以上的電子處於相同的量子狀態的原理,稱為泡利不相容原理,亦稱不相容原理。康普頓、西蒙、蓋革。博特證實單一微觀過程中能量、動量守恆。烏倫貝克和古茲密特提出電子自旋理論。
1926年薛定諤在德布羅意物質波假說的基礎上,創立了波動力學,證明矩陣力學和波動力學的等價性,還發表了符合相對論要求的波動方程。玻恩提出薛定諤波函數的統計解釋。費米和狄拉克各自獨立地提出受泡利不相容原理約束粒子所遵從的統計規則,後稱為費米——狄拉克統計。阿普頓在研究長距離無線電波的形態時,發現高出地面150英里還存在一個反射或折射層,而且比其他層的電性更強,稱為阿普頓層。戈達德發射以液態氧和汽油為推進劑的火箭。瓦維洛夫在鈾玻璃中觀察到與布格爾定律相抵觸的現象,即非線性現象。
1927年海森伯提出在確定微觀粒子的每一個動力學變數所能達到的准確度方面存在著一個基本的限度,這一論斷稱為不確定原理,它的具體數學表達式稱為不確定關系式。玻爾提出量子力學的互補原理。戴維孫、革末和G.P.湯姆孫分別用實驗獲得電子的衍射圖樣,證實德布羅意波的存在以及電子具有波動性。維格納提出空間宇稱(左右對稱性)守恆的概念。
1928年狄拉克提出相對論性量子力學,把電子的相對論性運動和自旋、磁矩聯系起來。喇曼、曼傑斯塔姆和蘭茨貝格獨立地發現了散射光中有新的不同波長成分,它和散射物質的結構密切有關,後稱為喇曼效應。伽莫夫、康登等人用波動力學解釋放射性衰變。海森伯用量子力學的交換能解釋鐵磁性。索末維提出用有量子機制的金屬電子論解釋比熱。蓋革、彌勒發明了為電離輻射計數的蓋革——彌勒計數器。
1929年海森伯、泡利等人提出相對論性量子場淪。德拜提出分子偶極矩的概念。哈勃發現河外星系光譜線紅移量(星系退行速度)同距離成正比。卡皮察發現各種金屬的電阻隨磁場強度作線性增長的定律,稱為卡皮察定律,湯克斯、朗繆爾提出等離子體中電子密度的疏密波,稱為朗繆爾波。
1930年 狄拉克提出正電子的空穴理論。泡利提出中微子假說,用以解釋β衰變譜的連續性。
1931年 狄拉克提出磁單子理淪。威耳孫提出半導體的能帶模型的量子理淪。范德格喇夫發明一種產生靜電高壓的裝置,稱為范德格喇夫起電機。
1932年查德威克詳細考察用α粒子轟擊硼、鈹的重復實驗後,發現中子。安德森在宇宙線的實驗觀察中,發現正電子,即首次發現物質的反粒子。在此之前趙忠堯等人於 1929~1930年間發現了與正電子有關的「特殊鐳射」。尤里等人發現重氫(氘)和重水。塔姆提出在周期場中斷處的表面,存在局域的表面電子態,開創了表面物理學的研究。勞倫斯和利文斯頓建成迴旋加速器。考克繞夫和瓦耳頓建成高壓倍加器,用以加速質子,首次實現人工核蛻變。侮森伯。尹萬年科獨立發表原子核由質子和中子組成的假說。奈耳建立反鐵磁性的理論。諾爾和魯斯卡發射透射電子顯微鏡,突破光學顯微鏡的分辨極限。中國物理學會宣告成立。
1933年克利頓、威廉斯利用微波技術探索氨分子的譜線,標志著微波波譜學的開端。費米建立β衰變的中微子理論。邁斯納、奧克森菲爾德發現金屬處在超導態時,其體內磁感應強度為零的現象,稱為邁斯納效應。吉奧克進行了順磁體的絕熱去磁降溫實驗,獲得千分之幾開的低溫。布萊克特用創制的自動計數器控制的雲室照相技術研究宇宙線,從拍攝的照片上宇宙線的徑跡中發現了正負電子成對產主過程的現象。
1943年 約里奧—居里夫婦用α粒子轟擊原子核,發現人工放射性核素。費米用中子照射了幾乎所有的化學元素,發現慢中子能強有力地誘發核反應。切倫科夫發現高速電子在各種高折射率的透明液體和固體中發出一種淡藍色的微弱可見光,稱為切倫科夫效應。
1935年愛因斯坦同波多耳斯基和羅森合作,發表向哥本哈根學派挑戰的論文,稱為EPR悖論,宣稱量子力學對實在的描述是不完備的,從而引發了一場圍繞量子力學的兩種觀點的爭論。湯川秀樹發表了核力的介子場論,預言了介子的存在。倫敦兄弟提出超導現象的宏觀電動力學理論。澤爾尼克提出位相反襯法,而由蔡司工廠製成相襯顯微鏡。
1936年安德森、尼德邁耶在宇宙線的研究中,發現與湯川秀樹預言的質量符合但性質有差異的介子稱為μ介子。玻爾提出原子核的復合核的概念,認為低能中子在進入原子核內以後將和許多核子發生相互作用而使它們被激發,結果就導致核蛻變。朗道提出二級相變理論,即內能、熵、體積等不變,但熱容量、膨脹系數和壓縮系數等發生突變的相變過程的理論。德斯特里奧發現某些磷光體在足夠強的交變電場中發光的現象,稱為電致發光,又稱場致發光。
1937年卡皮察發現溫度低於2.17K時流過狹縫的液態氦的流速與壓差無關的現象,稱為超流動性,塔姆、夫蘭克提出解釋切倫科夫輻射的理論,雷伯製成射電望遠鏡,錢學森完成火箭發動機噴管擴散角對推力影響的計算。張文裕與別人合作發現放射性鋁28的形成和鎂25的共振效應規律,發現放射鋰8發射α粒子。
1938年哈恩、斯特拉曼用中子轟擊鈾而產主鹼土元素,直接導致核裂變的發現。拉比等人發明利用原子束或分子束的射頻共振磁譜儀,精確測定核自旋和核磁矩。F.倫敦用玻色·愛因斯坦統計法提出解釋超流動性的統計理論。蒂薩提出氦Ⅱ的二流體模型,預言熱波即第二聲波的存在。貝特、魏茨澤克獨立地推測太陽能源可能來自它的內部氫核聚變成氦核的熱核反應,提出了碳循環和質子—質子鏈兩組核反應假說,用以解釋太陽和恆星的巨大能量。
1939 年奧本海默、斯奈德根據廣義相對論,預言了黑洞的存在,玻爾、惠勒、弗朗克提出原子核的液滴模型,用以解釋重核裂變現象,邁特納、弗里施恨據液滴模型,解釋了鈾核裂變,並預言每次裂變會釋放大量能量。達德發明了壓縮電話頻帶的言語分析合成系統,即通帶式聲碼器。
1940年西傅格、麥克米倫人工合成超鈾元素鎿和鈈。泡利證明了自旋量子數為整數的粒子服從玻色·愛因斯坦統計規律;自旋量子數為半整數的粒子服從費米—狄拉克統計規律。阿耳瓦雷茨、布洛赫發表中子磁矩的測定結果,克斯行建成迴旋加速器。錢三強發現三分裂;與何澤慧一起發現四分裂。錢偉長提出關於板殼的內秉統一理淪。
1941年 朗道提出氦Ⅱ超流性的量子理論。羅西、霍耳由介子蛻變實驗證實時間的相對論效應。布里奇曼發明能產生1010帕的高壓裝置。
1942年 在費米、西拉德等人頌導下,美國建成第一個裂變反應堆。板田昌一提出兩種介子和兩種中微子的假說。指出μ子不是湯川介子。哈密頓、彭恆武用核子的介子理論來解釋宇宙線中的現象。
1943年 海森伯提出粒子相互作用的散射矩陣理論。
1944年 韋克斯勒提出自動穩相原理,為高能加速器的發明開辟了道路。托沃伊斯基用含有鐵系元素的順磁鹽類為樣品,觀察到固態物質中的順磁共振。布勞恩研製成V—2型遠程火箭。錢學森參加研製成「二等兵A」導彈,後又研製成功其他幾種導彈。
1945年 在奧本海默領導下,美國爆炸了世界第一顆原子彈。
1946年 朝永振一朗提出量子電動力學的「重整化」概念。珀塞爾、布洛赫等人分別在實驗上實現了固體石蠟和液體水分子中氫核的共振吸收。阿耳瓦雷茨建成質子直線加速器,為直線加速器的發展奠定了基礎。
1947年鮑威爾等在宇宙線中發現π介子。羅徹斯特在宇宙線中發現奇異粒子。庫什等發現電子的反常磁矩。蘭姆、雷瑟福研究氫原子能級結構,發現狄拉克電子論中兩個重合的能級實際上是分開的現象,稱為蘭姆移位。貝特用質最重整化概念修補了量子電動力學,並解釋了蘭姆移位。普里戈金提出不可逆過程熱力學中的最小熵產生原理。卡爾曼等發明了閃爍計數器,葛庭燧在金屬內耗研究中奠定了「滯彈性」領域的理論基礎,國際上把他創制的、研究內耗用的扭擺稱為葛氏扭擺,把他首次發現的晶粒間界內耗峰稱為葛氏峰。黃昆通過研究固體中雜質缺陷,提出X射線漫散射理論,被國際上稱為黃散射。
1947~1948年 巴丁提出半導體表面態理論,並和衣喇頓一起發現晶體管效應,導致發明點接觸型晶體管,一個月後,肖克萊發明PR結晶體管。
1948年施溫格用電子質量的重整化概念解釋了電子反常磁矩。費因曼用質量和電荷的重整化概念發展了量子電動力學,奈耳提出亞鐵磁性的分子場理論。伽柏提出物體三維立體像的全息照相理論。張文裕發現μ子系弱作用粒子和μ-1子原子,被國際上稱為張原子和張輻射,突破盧瑟福—玻爾原子模型,開拓奇特原子研究的新領域。
1949年 邁爾、延森等提出原子核的殼層結構模型。伽莫夫提出宇宙起源的原始火球學說。
1950年 朗道、京茨堡等提出超導態宏觀波函數應滿足的方程組。黃昆、里斯一起提出多聲子的輻射和無輻射躍遷的量子理論,被國際上稱為黃—里斯理論。洪朝生發現雜質能級上的導電現象,形成了雜質導電的概念。吳仲華提出葉輪機械三元流動理淪。
1951年 德梅耳特、克呂格爾在固體中觀察到35CL和37CL的核電四極矩共振信號。黃昆提出晶體中聲子與電磁波的耦合振盪方程式,被國際上稱為黃方程。
1952年 A.玻爾、莫待森提出原子核結構的集體模型。格拉澤發明探測高能粒子徑跡的氣泡室。美國爆炸了世界上第一顆氫彈。
1954年 蓋爾—曼引入核子、介子和超子的奇異數,並發現奇異性在強相互作用中是守恆的。湯斯等(包括中國學者王天眷)獲得了氨分微波激射放大和振盪,巴索夫和普羅霍羅夫也幾乎在同時獨立研製了同樣的微波激器,成為量子電子學的先驅。
1955年 坂田昌一在物質結構具有無限層次的觀念的基礎上,提出強相互作用粒子的復合模型。張伯倫、西格雷先後發現反質子、反中子。
1956年 李政道、楊振寧提出弱相互作用中字稱不守恆,開爾斯特、奧年耳提出建造粒子對撞機的原理。
1957年吳健雄等用衰變實驗證明了弱相互作用中字稱不守恆,在整個物理學界產主極為深遠的影響。巴丁、施里弗和庫珀發表超導的BCS理論,成為第一個成功解釋超導現象的微觀理論。穆斯堡爾發現無反沖γ射線共振吸收現象,稱為穆斯堡爾效應,後發展為穆斯堡爾譜學。勞孫提出受控熱核反應實驗能量增益的條件,稱為勞孫判據。蘇聯發射了世界上第一顆人造地球衛星。
1958年 肖洛、湯斯提出利用受激發射產生特強光束和單色光放大器的設計原理,促進了激光技術的發展。
1959年 王淦昌、王祝翔、丁大釗等發現反西格馬負超子。江崎玲於奈發現超導體的單電子隧道效應。范艾倫預言地球上上存在強輻射帶,後稱為范艾倫帶。
1960年 梅曼製成紅寶石激光器,他把自己成功的原因歸結為堅持以紅寶 石為工作物質,而其他研製組由於擔心紅寶石不能產生激光於中途放棄使用這種物質。4個月後,賈萬等製成氦氨激光器。
1961年 蓋耳—曼和奈曼分別提出用SU(3)對稱性對強子進行分類的八重態方案,美國開始「阿波羅」號宇宙飛船登月計劃。
1962年 約瑟夫森預言了超導體的一種量子效應,後稱為約瑟夫森效應,為發展超導電子學奠定了基礎。美國的布魯黑文國家實驗器發現有兩種中微子——電子中微子和μ子中微子。
1964年 蓋耳—曼和茲韋克提出強子結構的誇克模型。薩穆斯在氣泡室中發現Ω-粒子,支持了SU(3)對稱理論。中國成功地爆炸了第一顆原子彈。
1965年 中國的北京基本粒子理論組提出強子結構的層子模型。
1967年 中國成功地爆炸了第一顆氫彈。
1967—1968年 溫伯格,薩拉姆分別提出電磁相互作用、弱相互作用的電弱統一理淪的標准模型。
1969年 美國發尉「阿波羅11號」飛船進行人類首次登月成功,普里戈金首次明確提出耗散結構理論。
1970年 江崎玲於奈提出超點降的概念。中國成功地發射第一顆人造地球衛星。
1972年 蓋爾—曼提出了誇克的「色」量子數概念。
1973年 哈塞爾特等和本韋努等分別發現弱中性流,支持了電弱統一理論。
1974年 丁肇中、里希特分別發現一種長壽命,大質量的粒子。
1975年 佩爾等發現τ子、使輕子增加為第三代。
1976年 美國的著陸艙在火星兩地著陸,成功地發回幾萬張火星表面照片。
1977年 萊德曼等發現Γ粒子。
1979年 丁肇中等在漢堡佩特拉正負電子對撞機上發現了三噴注現象,為膠子的存在提供了實驗依據。
1980年 克利青發現量子霍耳效應。中國成功地向太平洋預定海域發射了第一枚運載火箭。
1983年 魯比亞等發現電弱統一理論預言的傳遞弱相互作用的中間玻色子W+,W-和ZO。
1984年美國普林斯頓大學、勞倫斯利弗莫爾實驗室用功率約1萬億瓦的高功率激光「轟擊」碳和硒、釓靶,獲得比常規X射線強100倍的X射線激光,從而使激光器的研製工作又向前推進一步。美國商用機器公司研製出一種稱之為「光壓縮機」的裝置,產生了世界上最短的光脈沖,只有12×10^-15次秒。
1985年 中國科學院用原子法激光分離鈾同位素原理性實驗獲得成功。
1986年 歐洲六國共同興建的」超級鳳凰」增殖反應堆核電站在法國克里麻佛爾正式投產並網發電。
1986~1987年 柏諾茲、謬勒發現了新的金屬氧化物陶瓷材料超導體,其臨界轉變溫度為35K,在此基礎上,朱經武等人獲得轉變溫度為98K的超導材料,趙忠賢等人獲得液氮溫區超導體,起始轉變溫度在100K以上,並首次公布材料成分為釔鋇銅氧。
1988年 美國斯圖爾特天文台發現了170億光年遠的星系,比已知的紅移值達4.43的類星體還要遙遠,該發現使人類所認識的宇宙首次形成星體的時間又推前數10億年。中國北京正負電子對撞機首次對撞成功。
1989年美國斯坦福直線電子加速器與歐洲大型正負電子對撞機的實驗組根據實驗測得的ZO粒子產出率與碰撞能量的關系得出推論:構成物質的亞原子粒子只有3類。西歐、北歐14國研究人員把氘加熱到1.5億攝氏度,並把如此高溫的等離子體約束住,創造了熱核聚變研究的新記錄。日本研製出全部採用約瑟夫森超導器件的世界上第一台約瑟夫森電子計算機,運算速度每秒達10億次,功耗6.2毫瓦。僅為常規電子計算機功耗的千分之一。美國3架太空梭4次發射成功,其中「亞特蘭蒂斯」號太空梭將「伽利略」號飛船送入太空,此飛船將在6年後飛抵木星進行探測。
1990年黃庭珏等研製成世界上第一台光信息數字處理機,該機的光子元件是一組光轉換器,交換速度每秒1億次,用砷化鎵製成。中國清華大學核能技術研究所建成的世界上第一座壓力殼式低溫核供熱堆投入運行。中國自行研製的「長征三號」運載火箭,准確地將「亞洲1號」衛星送人轉移軌道,首次成功地用中國的運載火箭為國外發射商衛星。
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㈣ 昨天答辯老師問我量子力學有幾個學派,,我懵了。,,,只記得哥本哈根學派,,還有什麼呢老師又問
哥本哈根學派對量子力學的解釋
哥布哈根學派是20世紀20年代初期形成的,為首的是丹麥著名物理學家尼爾斯*玻爾,玻恩、海森伯、泡利以及狄拉克等是這個學派的主要成員.它的發源地是玻爾創立的哥本哈根理論物理研究所.哥本哈根學派對量子力學的創立和發展作出了傑出貢獻,並且它對量子力學的解釋被稱為量子力學的「正統解釋」.玻爾本人不僅對早期量子論的發展起過重大作用,而且他的認識論和方法論對量子力學的創建起了推動和指導作用,他提出的著名的「互補原理」是哥本哈根學派的重要支柱.玻爾領導的哥本哈根理論物理研究所成了量子理論研究中心,由此該學派成為當時世界上力量最雄厚的物理學派.
哥本哈根學派的解釋在定量方面首先表述為海森伯的不確定關系.這類由作用量量子h表述的數學關系,在1927年9月玻爾提出的互補原理中從哲學得到了概括和總結,用來解釋量子現象的基本特徵——波粒二象性.所謂互補原理也就是波動性和粒子性的互相補充.
該學派提出的量子躍遷語言和不確定性原理(即測不準關系)及其在哲學意義上的擴展(互補原理)在物理學界得到普遍的採用.因此,哥本哈根學派對量子力學的物理解釋以及哲學觀點,理所當然是諸多學派的主體,是正統的、主要的解釋.
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量子力學的隨機解釋
隨機解釋認為,通過研究薛定諤方程與費曼積分、馬爾科夫過程之間的聯系,認為應把量子力學解釋為一種經典的概率理論或統計過程理論.這些過程是隨機的,例如,用布朗運動理論解釋不確定關系.
最早對量子理論作隨機解釋的薛定諤和隨後的玻普通過對隨機過程的研究認為,波粒二象性的矛盾是由於波被看作是一種獨立的實在,如果波被看作是粒子系綜的集體特性,例如聲波那樣,就不存在矛盾了.後來,他們藉助量子場中的產生和湮沒過程,建立起一種推廣了的統計力學,由此推出量子力學的規律.他們進一步認為波函數只是表示時空中事件出現的次序.由於基本事件按其本性來講是分立地產生和消失的,所以這些次序的規律具有統計的性質.隨著統計電動力學的發展,發現經典隨機體系與量子力學體系之間具有很大的類似性.
薛定諤還認為,只能把「客觀實在性」歸屬於波而不歸屬於粒子,並且不準備把波僅僅解釋為「概率波」.因而他認為,只有位形空間中的波是通常解釋中的概率波,而三維物質波或輻射波都不是概率波,但卻有連續的能量和動量密度,就象麥克斯韋理論中的電磁場一樣.薛定諤因此正確地強調指出,在這一點上,可以設想這些過程是比它們通常的情況更為連續.在通常的量子論解釋中,它包含在從可能到現實的轉變中.
愛因斯坦與玻爾關於量子力學解釋的大論戰
愛因斯坦與玻爾關於量子力學解釋的不同觀點之間的大論戰是量子力學創建和發展過程中最具有代表性意義的一場爭論,因而本文特作比較深入完整的闡述和分析.
玻爾1918年提出對應原理,認為量子理論能以一定的方式同經典理論一致起來.即認為原子保持量子狀態的特性和穩定性有一定限度.只有當外來干擾的強度不足以把原子激發到較高量子狀態時,原子才顯現量子特徵.如果在非常強烈的干擾下,那麼量子效應的特性將完全消失,原子也就帶有古典性質.海森伯正是按這一原理和可觀察量是物理理論基礎創立了矩陣力學.波動力學也是通過量子和經典的對應性建立起來的.1927年海森伯提出「不確定關系」後,玻爾接著於同年9月在義大利科摩城召開的紀念伏打逝世100周年國際物理學會議上發表了題為《量子公設和原子理論的晚近發展》的演講,提出了著名的「互補原理」,引起學術界很大震動.互補原理認為:微粒和波的概念是互相補充的,同時又是互相矛盾的,它們是運動過程中的互補圖像.玻爾特別指出,觀察微觀現象的特殊性,由於微觀客體中最小作用量子h要起重要作用,因此微觀客體和測量儀器之間的相互作用是不能忽略的.這種相互作用在原則上是不可控制的,是量子現象不可分割的組成部分.這種不可控制的相互作用的數學表示是「不確定關系」.這決定了量子力學的規律只能是概率性的.為了描述微觀客體,必須拋棄決定性的因果性原理.量子力學精確地描寫了單個粒子體系狀態,它是完備的.玻爾特別強調微觀客體的行為有賴於觀測條件.他認為一個物理量或特徵,不是本身即存在,而是由我們作觀測或度量時才有意義.哥本哈根學派寫了大量文章,宣傳互補原理,提出了客觀不可分的觀點.他們還將互補原理推廣到生物學、心理學,甚至社會歷史各個領域,認為互補原理是一切科學研究的指導思想.
1927年10月24日至29日在布魯塞爾召開了第五屆索爾威會議,玻爾在會上又一次闡述了他的互補原理.量子力學的哥本哈根解釋為眾多的物理學家所接受,成為量子力學的正統解釋.但是在會上,互補原理卻遭到了愛因斯坦、薛定諤等人的強烈反對,開始了物理學史上前所未有的長達幾十年之久的愛因斯坦-玻爾大論戰.
實際上,愛因斯坦和玻爾的論戰從1920年4月就已經開始了.當時,玻爾到愛因斯坦所在的德國柏林訪問,第一次與愛因斯坦會面.他們兩人就量子理論的發展交換了意見,談話的主題是關於光的波粒二象性的認識問題.乍看起來,這次爭論好象是愛因斯坦主張,完備的光理論必須以某種方式將波動性和粒子性結合起來,而玻爾卻固守光的經典波動理論,否認光子理論基本方程的有效性.然而,仔細分析就會發現玻爾強調需要同經典力學的觀念作徹底的決裂,而愛因斯坦則雖贊成光的波粒二象性,但卻堅信波和粒子這兩個側面可以因果性地相互聯系起來.
愛因斯坦堅決反對量子力學的概率解釋,不贊成拋棄因果性和決定性的概念.他堅信基本理論不應當是統計性的.他說,「上帝是不會擲骰子的.」他認為在概率解釋的後面應當有更深一層的關系,把場作為物理學更基本的概念,而把粒子歸結為場的奇異點,他還試圖把量子理論納入一個基於因果性原理和連續性原理的統一場論中去,因此他在第五屆索爾威會議上支持德布羅意的導波理論,並且在發言中強調量子力學不能描寫單個體系的狀態,只能描寫許多全同體系的一個系綜的行為,因而是不完備的理論.
由此可見,
量子力學的發展是個充滿爭吵的發展.主要有哥本哈根\玻爾\愛因斯坦 3個學派的爭論
㈤ 恩里科·費米的相關圖書
圖書《原子在我家中:我與恩里科·費米的生活》。
內容簡介:恩里科·費米是當代著名的美籍義大利物理學家,是物理學羅馬學派的創始人之一;本書為其夫人勞拉·費米所著。本書以個人回憶的方式比較詳細地敘述了費米的生平和他的科學活動,包括政治背景、社會生活以及一些與他有關的人和事。通過本書,不僅可以了解費米的生平事跡,而且可以從一個側面了解人類對核能從理論探索的實際應用的發展過程。
㈥ 1949年後的外國科學家的名字及簡介日期最好有其他細節資料
Albert Einstein ( 1879-1955)
20世紀最偉大的物理學家。1879年3月14日愛因斯坦誕生於德國烏爾姆的一個猶太人家庭,受工程師叔父的影響,他從小受到自然科學和哲學的啟蒙。1896年愛因斯坦進蘇黎世工業大學師范系學習物理學,1901年獲得瑞士國籍,於次年被伯爾尼瑞士專利局錄用為技術員,從事發明專利申請技術鑒定工作。他利用業余時間進行科學研究,並於1905獲得了歷史性成就。1909年愛因斯坦離開瑞士專利局任蘇黎世大學理論物理學副教授,1912年任母校蘇黎世工業大學教授,1914年回德國任威廉皇帝物理學研究所所長兼柏林大學教授。法西斯政權建立後,愛因斯坦受到迫害,被迫離開德國。1933年移居美國任普林斯頓高級研究院教授,直至1945年退休.
愛因斯坦是人類歷史上最具創造性才智的人物之一。他一生中開創了物理學的四個領域:狹義相對論、廣義相對論、宇宙學和統一場論。他是量子理論的主要創建者之一,在分子運動論和量子統計理論等方面也做出了重大貢獻。
愛因斯坦於1905年發表了《論動體的電動力學》的論文,提出了狹義相對性原理和光速不變原理,建立了狹義相對論。據此他進一步得出質量和能量相當的質能公式E=mc2 。狹義相對論揭示了作為物質的存在形式的空間和時間的統一性,力學運動和電磁運動學上的統一性,進一步揭示了物質和運動的統一性,為原子能的利用奠定了理論基礎。
1915年愛因斯坦創建了廣義相對論,進一步揭示了四維空間時間物質的關系。根據廣義相對論的引力論,他推斷光處於引力場中不沿直線而是沿著曲線傳播,1919年這種預見在英國天文學家觀察日蝕中得到證實。1938年愛因斯坦在廣義相對論的運動問題上獲得重大進展,從場方程推導出物體運動方程,由此進一步揭示了時空、物質、運動和引力的統一性。
愛因斯坦在量子論方面做出了巨大貢獻。1905年他提出能量在空間分布不是連續的假設,認為光速的能量在傳播,吸收和產生過程中具有量子性,並圓滿地揭示了光電效應。這是人類認識自然過程中,歷史上首次揭示了輻射的波動性和粒子性的統一。1916年愛因斯坦在關於輻射的量子論的論文中,提出了受激輻射的理論,為今天的激光技術打下了理論基礎。
廣義相對論之後,愛因斯坦在宇宙與引力和電磁的統一場論兩方面進行探索。為了證明天體在空間中靜止的分布,以引力場為根據,提出了一個有限無邊的靜止的宇宙模型,該模型是不穩定的。從引力場方程可預見星系分離運動,後來的天文觀測到這種星系分離運動。
愛因斯坦愛好音樂,並自認他拉小提琴的成就要比他的物理學成就高明。1955年4月18日愛因斯坦在普林斯頓逝世,尊重他的遺囑,不立紀念碑,不舉行任何活動,骨灰撒在永遠對人保密的地方。玻恩(Max Born,1882-1970)德國理論物理學家,量子力學的奠基人之一,生於布雷斯勞。1901年入布雷斯大學學習,1907年獲博士學位。1912年被聘為格丁根大學講師,1921年擔任格丁根大學物理系主任和理論物理教授。
1920年以後,玻恩對原子結構和它的理論進行了長期而系統的研究,年輕的海森堡當時是他的助教和合作者。奧地利物理學家薛定諤於1926年創立了波動力學。同時,玻恩和海森堡等人用矩陣這一數學工具,創立了矩陣力學。後來證明矩陣力學和波動力學是同一理論的不同形式,統稱為量子力學。玻恩從具體的碰撞問題的分析出發,對波函數的物理意義作出了統計解釋,即波函數的二次方代表粒子出現的幾率。由於這一貢獻,他獲得了1954年諾貝爾物理學獎.
量子力學的提出使格丁根大學成為當時國際理論物理研究中心。在玻恩的領導下,形成了可以和玻爾的哥本哈根學派相媲美的格丁根物理學派。
玻恩對固體理論進行過比較系統的研究,早在1912年就和馮·卡爾曼一起撰寫了有關晶體振動能譜的論文。1925年出版了關於晶體理論的著作,開創了一門新學科——晶格動力學。玻恩一生發表論文300餘篇,出版了近30本著作;他和學生黃昆合著的《晶格動力學》一書,被學術界譽為有關理論的經典著作。
1933年希特勒上台,玻恩因猶太血統受到迫害,流亡到英國,在愛丁堡大學任教,退休後回德國定居。一、生平簡介
玻爾,N.(Niels Henrik David Bohr 1885~1962)? 丹麥物理學家,哥本哈根學派的創始人。1885年10月7日生於哥本哈根,1903年入哥本哈根大學數學和自然科學系,主修物理學。1907年以有關水的表面張力的論文獲得丹麥皇家科學文學院的金質獎章,並先後於1909年和1911年分別以關於金屬電子論的論文獲得哥本哈根大學的科學碩士和哲學博士學位。隨後去英國學習,先在劍橋J.J.湯姆孫主持的卡文迪什實驗室,幾個月後轉赴曼徹斯特,參加了以E.盧瑟福為首的科學集體,從此和盧瑟福建立了長期的密切關系。
1913年玻爾任曼徹斯特大學物理學助教,1916年任哥本哈根大學物理學教授,1917年當選為丹麥皇家科學院院士。1920年創建哥本哈根理論物理研究所,任所長。1922年玻爾榮獲諾貝爾物理學獎。1923年接受英國曼徹斯特大學和劍橋大學名譽博士學位。1937年5、6月間,玻爾曾經到過我國訪問和講學。1939年任丹麥皇家科學院院長。第二次世界大戰開始,丹麥被德國法西斯佔領。1943年玻爾為躲避納粹的迫害,逃往瑞典。1944年玻爾在美國參加了和原子彈有關的理論研究。1947年丹麥政府為了表彰玻爾的功績,封他為「騎象勛爵」。1952年玻爾倡議建立歐洲原子核研究中心(CERN),並且自任主席。1955年他參加創建北歐理論原子物理學研究所,擔任管委會主任。同年丹麥成立原子能委員會,玻爾被任命為主席。
二、科學成就
玻爾從1905年開始他的科學生涯,一生從事科學研究,整整達57年之久。他的研究工作開始於原子結構未知的年代,結束於原子科學已趨成熟,原子核物理已經得到廣泛應用的時代。他對原子科學的貢獻使他無疑地成了20世紀上半葉與愛因斯坦並駕齊驅的、最偉大的物理學家之一。
1.原子結構理論
在1913年發表的長篇論文《論原子構造和分子構造》中創立了原子結構理論,為20世紀原子物理學開劈了道路。
2.創建著名的「哥本哈根學派」
1921年,在玻爾的倡議下成立了哥本哈根大學理論物理學研究所。玻爾領導這一研究所先後達40年之久。這一研究所培養了大量的傑出物理學家,在量子力學的興起時期曾經成為全世界最重要、最活躍的學術中心,而且至今仍有很高的國際地位。
3.創立互補原理
1928年玻爾首次提出了互補性觀點,試圖回答當時關於物理學研究和一些哲學問題。其基本思想是,任何事物都有許多不同的側面,對於同一研究對象,一方面承認了它的一些側面就不得不放棄其另一些側面,在這種意義上它們是「互斥」的;另一方面,那些另一些側面卻又不可完全廢除的,因為在適當的條件下,人們還必須用到它們,在這種意義上說二者又是「互補」的。
按照玻爾的看法,追究既互斥又互補的兩個方面中哪一個更「根本」,是毫無意義的;人們只有而且必須把所有的方面連同有關的條件全都考慮在內,才能而且必能(或者說「就自是」)得到事物的完備描述。
玻爾認為他的互補原理是一條無限廣闊的哲學原理。在他看來,為了容納和排比「我們的經驗」,因果性概念已經不敷應用了,必須用互補性概念這一「更加寬廣的思維構架」來代替它。因此他說,互補性是因果性的「合理推廣」。尤其是在他的晚年,他用這種觀點論述了物理科學、生物科學、社會科學和哲學中的無數問題,對西方學術界產生了相當重要的影響。
玻爾的互補哲學受到了許許多多有影響的學者們的擁護,但也受到另一些同樣有影響的學者們的反對。圍繞著這樣一些問題,爆發了歷史上很少有先例的學術大論戰,這場論戰已經進行了好幾十年,至今並無最後的結論,而且看來離結束還很遙遠。
4.在原子核物理方面的成就
作為盧瑟福的學生,玻爾除了研究原子物理學和有關量子力學的哲學問題以外,對原子核問題也是一直很關心的。從20世紀30年代開始,他的研究所花在原子核物理學方面的力量更大了。他在30年代中期提出了核的液滴模型,認為核中的粒子有點像液滴中的分子,它們的能量服從某種統計分布規律,粒子在「表面」附近的運動導致「表面張力」的出現,如此等等。這種模型能夠解釋某些實驗事實,是歷史上第一種相對正確的核模型。在這樣的基礎上,他又於1936年提出了復合核的概念,認為低能中子在進入原子核內以後將和許多核子發生相互作用而使它們被激發,結果就導致核的蛻變。這種頗為簡單的關於核反應機制的圖像至今也還有它的用處。
當L.邁特納和O.R.弗里施根據O.哈恩等人的實驗提出了重核裂變的想法時,玻爾等人立即理解了這種想法並對裂變過程進行了更詳細的研究,玻爾並且預言了由慢中子引起裂變的是鈾-235而不是鈾-238。他和J.A.惠勒於1939年在《物理評論》上發表的論文,被認為是這一期間核物理學方面的重要成就。眾所周知,這方面的研究導致了核能的大規模釋放。
三、趣聞軼事
1.「不怕承認自己是傻瓜」
玻爾是量子力學中著名的哥本哈根學派的領袖,他以自己的崇高威望在他周圍吸引了國內外一大批傑出的物理學家,創建了哥本哈根學派。他們不僅創建了量子力學的基礎理論,並給予合理的解釋,使量子力學得到許多新應用,如原子輻射、化學鍵、晶體結構、金屬態等。更難能可貴的是,玻爾與他的同事在創建與發展科學的同時,還創造了「哥本哈根精神」——這是一種獨特的、濃厚的、平等自由地討論和相互緊密地合作的學術氣氛。直到今天,很多人還說「哥本哈根精神」在國際物理學界是獨一無二的。曾經有人問玻爾:「你是怎麼把那麼多有才華的青年人團結在身邊的?」,他回答說:「因為我不怕在年青人面前承認自己知識的不足,不怕承認自己是傻瓜。」實際上,人們對原子物理的理解,即對所謂原子系統量子理論的理解,始於本世紀初,完成於20年代,然而「從開始到結束,玻爾那種充滿著高度創造性,銳敏和帶有批判性的精神,始終指引著他的事業的方向,使之深入,直到最後完成。」
愛因斯坦與玻爾圍繞關於量子力學理論基礎的解釋問題,開展了長期而劇烈的爭論,但他們始終是一對相互尊敬的好朋友。玻爾高度評價這種爭論,認為它是自己「許多新思想產生的源泉」,而愛因斯坦則高度稱贊玻爾:
「作為一位科學思想家,玻爾所以有這么驚人的吸引力,在於他具有大膽和謹慎這兩種品質的難得融合;很少有誰對隱秘的事物具有這一種直覺的理解力,同時又兼有這樣強有力的批判能力。他不但具有關於細節的全部知識,而且還始終堅定地注視著基本原理。他無疑是我們時代科學領域中最偉大的發現者之一。」
2.玻爾與愛因斯坦真摯的諍友
玻爾和愛因斯坦是在1920年相識的。那一年,年輕的玻爾第一次到柏林講學,和愛因斯坦結下了長達35年的友誼。但也就是在他們初次見面之後,兩人即在認識上發生分岐,隨之展開了終身論戰。他們只要見面,就會唇槍舌劍,辯論不已。1946年,玻爾為紀念愛因斯坦70壽辰文集撰寫文章。當文集出版時,愛因斯坦則在文集末尾撰寫了長篇《答詞》,尖銳反駁玻爾等人的觀點。他們的論戰長達30年之久,直至愛因斯坦去世。但是,長期論戰絲毫不影響他們深厚的情誼,他們一直互相關心,互相尊重。愛因斯坦本來早該獲得諾貝爾獎,但由於當時有不少人對相對論持有偏見,直到1922年秋才迴避相對論的爭論,授予他上年度諾貝爾物理獎,並決定把本年度的諾貝爾物理獎授予玻爾。這兩項決定破例同時發表。愛因斯坦當時正赴日本,在途經上海時接到了授獎通知。而玻爾對愛因斯坦長期未能獲得諾貝爾獎深感不安,怕自己在愛因斯坦之前獲獎。因此,當玻爾得知這一消息後非常高興。立即寫信給旅途中的愛因斯坦。玻爾非常謙虛,他在信中表示,自己之所以能取得一些成績,是因為愛因斯坦作出了奠基性的貢獻。因此,愛因斯坦能在他之前獲得諾貝爾獎,他覺得這是「莫大的幸福」。愛因斯坦在接到玻爾的信後,當即回了信。信中說:「我在日本啟程之前不久收到了您熱情的來信。我可以毫不誇張地說,它象諾貝爾獎一樣,使我感到快樂。您擔心在我之前獲得這項獎金。您的這種擔心我覺得特別可愛——它顯示了玻爾的本色。」
3.玻爾喜歡不怕他的費曼
當費曼還在美國Los Alamos實驗室工作時,職位很低。第二次世界大戰期間,這個實驗室研究設計並製造了原子彈,所以有不少重要的物理學家都來過這里。一天,玻爾與他的兒子小玻爾(當時他們的名字分別叫尼古拉·貝克和吉姆·貝克)也來了。即使是對於該實驗室的大頭頭們,玻爾也是個神,每個人都想一睹玻爾的風采。與玻爾聚會討論的會議開始了,人到了很多,費曼坐在一個角落裡,只能從前面二個人的腦袋之間看到玻爾,……
舉行下一次會議的那天早晨,費曼接到一個電話,
「喂,是費曼么?」
「是的。」
「我是吉姆·貝克,我父親與我想找你談談。」
「我嗎?我是費曼,我只是個(小伙計)……」
「是找你,8點鍾見面行嗎?」
到了8點,費曼與玻爾父子在辦公室相見。玻爾說:「我們一直在想怎樣能使炸彈更有威力,想法是這樣的……」
費曼說:「不行,這個想法不行,不有效……」
「那麼換一個辦法如何呢?」
「那要好一些,但這里也有愚蠢之處。」
他們討論了約二個小時,對於各種想法反復推敲著、爭論著。玻爾不斷地點燃著煙斗,因為它老是滅掉。
最後玻爾邊點燃煙斗邊說:「我想現在我們應該把大頭頭們叫來討論了。」
小玻爾後來對費曼解釋,上一次開會時,他父親對他說:「記住那個坐在後面的小夥子的名字了么?他是這里唯一不怕我的人,只有他才會指出我的想法是否瘋了。所以下次我們討論想法時,將不與那些只會說『是的,玻爾先生,這一切都行得通』的人討論。把那個小傢伙叫來,我們先跟他討論。」費曼於是恍然大悟,為什麼玻爾單打電話叫他。 崔琦(1939-?? )美籍華裔物理學家。出生河南省,中學時期就讀於香港培正中學。1958年赴美求學,1967年獲芝加哥大學物理學博士學位,此後到貝爾實驗室工作。1982年出任美國普林斯頓大學教授至今。1987年當選為美國國家科學院院士。
崔琦在物理學和電子工程學方面成就卓著,主要研究領域是金屬和半導體中電子的性質。1982年崔琦和斯托爾默教授對在強磁場和超低溫實驗條件下的電子進行了研究。他們將兩種半導體晶片砷化鎵和砷氯化鎵壓在一起,這樣大量電子就在這兩種晶片交界處聚集。他們將這種晶片結合體放置在僅比絕對零度高十分之一攝氏度的超低溫環境中,然後加以相當於地球磁場強度一百萬倍的超強磁場。他們發現,在這種條件下大量相互作用的電子可以形成一種新的量子流體,這種量子流體具有一些特異性質,比如阻力消失、出現幾分之一電子電荷的奇特現象等。這種反常的效應就是所謂分數量子霍爾效應。一年之後,勞克林教授對他們的實驗結果做出了解釋。
電子量子流體現象的發現是量子物理學領域內的重大突破,它為現代物理學許多分支中新的理論發展做出了重要貢獻。崔琦、斯托爾默和勞克林三人也因此共同獲得了1998年諾貝爾物理學獎。崔琦還因此獲得了美國著名的弗蘭克林獎。 德布羅意(Louis de Broglie 1892-1987)法國理論物理學家。生於法國顯赫的貴族家庭,少年時期的德布羅意愛好文學和歷史,曾獲巴黎大學文學學士學位。在他哥哥、著名的X射線物理學家莫里斯·德布羅意的影響下,他轉向研究理論物理學,1924年獲巴黎大學博士學位。第一次世界大戰期間,德布羅意曾在埃菲爾鐵塔上的軍用無線電報站服役。1926年起在巴黎大學任教,1933年被選為法國科學院院士。
光的波動和粒子兩重性被發現後,年輕的德布羅意得到啟發,大膽地把這兩重性推廣到物質客體。他在1923年連續發表三篇論文,並在博士論文《量子論研究》中作了系統闡述。他認為實物粒子也具有物質周期過程的頻率,伴隨物體的運動也有由相位來定義的相波即德布羅意波。這種在並無實驗證據的條件下提出的新理論就連他的導師朗之萬也根本不相信,只不過覺得這篇論文寫得很有才華,才讓他得到博士學位。1927年,美國貝爾實驗室的戴維孫、革末及英國的湯姆孫通過電子衍射實驗,證實電子確實具有波動性。德布羅意的理論作為大膽的假設而成功,他榮獲了1929年諾貝爾物理學獎。
德布羅意的論著很多,涉及到科學與哲學等方面。主要的有《量子理論》、《波動力學導論》、《物質與光》、《物理學與微觀物理學》等。 狄拉克(Paul A. M. Dirac,1902-1984)英國物理學家,生於英格蘭布里斯托爾。1921年布里斯托爾大學畢業,獲電氣工程學士學位。1926年獲劍橋大學物理學博士學位。1930年當選英國倫敦皇家學會會員。1932年至1969年任劍橋大學教授。因建立了量子力學而和薛定諤一起獲1933年度諾貝爾物理學獎。
1928年他把相對論引進了量子力學,建立了相對論形式的薛定諤方程,也就是著名的狄拉克方程。把相對論、量子和自旋這些在此以前看來似乎無關的概念和諧地結合起來。由此出發,提出「空穴」理論,預言了正電子的存在;預言了反粒子的存在,電子-正電子對的產生和湮沒;提出反物質存在的假設,假定了真空極化效應的存在。1932年,安德森在宇宙射線中果然發現了正電子;不久,布萊克特觀察宇宙線時發現了電子-正電子對成對產生和湮沒的現象。狄拉克的工作,開創了反粒子和反物質的理論和實驗研究。
狄拉克是量子輻射理論的創始人,與費米各自獨立提出了費米-狄拉克統計法。狄拉克還發表過大量有關宇宙學方面的論文,推動宇宙學研究的發展。狄拉克早在1931年就從理論上提出可能存在磁單極的預言。近年來有關磁單極的理論研究和實驗探測取得了迅速發展。
狄拉克在許多國家的大學中作過研究工作。1935年他曾到在清華大學講學,並被選為中國物理學會名譽會員。狄拉克的數學水平很高,被譽為「象牙之塔」式的科學家。他的名著《量子力學原理》一直是這個領域的一本基本教科書。 費米(Enrico Fermi,1901-1954)費米(Enrico Fermi,1901-1954)美籍義大利物理學家,生於羅馬。1922年他以X射線的專題論文在比薩大學獲得物理學博士學位。25歲時任羅馬大學理論物理學教授,27歲時成為義大利皇家學會會員。1938年義大利頒布了法西斯種族歧視法,由於費米的妻子是猶太血統,他在1938年11月利用去瑞典接受諾貝爾獎的機會攜帶全家離開義大利去了美國。
1926年初,費米根據泡利不相容原理,與英國物理學家狄拉克各自導出量子統計中的「費米—狄拉克統計」。1928年給出描述和計算多電子原子基態的近似方案(托馬斯-費米原子模型)。1934年,建立β衰變理論,從而奠定了弱相互作用的理論基礎。
1934年初,約里奧-居里夫婦用α粒子轟擊原子核產生人工放射性元素之後,費米和他的助手用中子代替α粒子轟擊了幾乎所有的化學元素,得到了幾十種放射性同位素。由於中子核反應的發現,費米榮獲諾貝爾物理學獎。
1939年費米開始探索核裂變鏈式反應的可能性,並於1942年12月2日在芝加哥大學建成世界上第一座利用濃縮軸和重水的可控核裂變鏈式反應堆,首次實現了可控的核裂變鏈式反應。隨後費米參加了美國原子彈的研製工作。
費米一生的最後幾年,在芝加哥大學核物理研究所任教授,從事高能物理的研究。費米對理論物理和實驗物理都做出了重要的貢獻,這在現代物理學家中是少見的。為紀念他,第100號元素以他的名字命名為鐨。海森堡(Werner Karl Heisenberg 1901-1976)德國理論物理學家,矩陣力學的創建者,生於維爾茲堡。1920年進慕尼黑大學,在索末菲指導下學習理論物理,並獲博士學位。後來去格廷根大學,擔任玻恩的助手。1927年,26歲的海森堡任萊比錫大學教授。1941年任柏林大學教授兼凱澤·威廉物理研究所所長。1946年到哥廷根大學任普朗克物理學研究所所長。1958年在德國慕尼黑任物理學與天體物理學普朗克研究所所長兼慕尼黑大學教授。
1925年海森堡發表第一篇矩陣力學的論文《關於運動學和動力學的量子力學解釋》,認為量子力學的問題不能直接用不可觀測的軌道來表述,應該採用躍遷幾率這類可以觀測的量來描述。接著,海森堡和玻恩、約爾丹一起進行研究,創立了矩陣力學。
1927年海森堡提出了測不準原理,即亞原子粒子的位置和動量不可能同時准確測量。1928年,海森堡用量子力學的交換現象,解釋了物質的鐵磁性問題。1929年,他與泡利提出相對論性量子場論。1932年海森堡提出質子和中子實際上是同一種粒子的兩種量子狀態。此外,海森堡還創立了粒子相互作用的散射矩陣理論S矩陣理論。
海森堡因創立量子力學而榮獲1932年諾貝爾物理學獎。主要著作有:《量子論的物理學原理》、《原子核物理》、《物理學與哲學》等。 利(Wolfgang Ernst Pauli 1900-1958)瑞士籍奧地利理論物理學家,生於維也納。1918年進入慕尼黑大學攻讀理論物理學,在索末菲指導下以《論氫分子的模型》論文取得博士學位。1923~1928年,在漢堡大學任講師。1928年到蘇黎世的聯邦工業大學任理論物理學教授。在這里,他除了第二次世界大戰期間到美國普林斯頓高等研究所工作一段時間外,一直在瑞士逗留到他逝世為止。
1921年,索末菲推薦年僅21歲的泡利為《數學科學網路全書》撰寫了關於相對論的長篇綜述文章。泡利的這篇論著得到了愛因斯坦本人的高度贊許,至今還是相對論方面的名著之一。
泡利到哥本哈根以後,開始了關於反常塞曼效應的研究,並在1925年提出了不相容原理:原子中不可能有兩個或兩個以上的電子處於同一量子態。這一原理解決了當時許多有關原子結構的問題,泡利因此榮獲1945年諾貝爾物理學獎.泡利在1930年提出中微子假設:原子核的β衰變中不僅放出電子,而且放出一種質量很小、穿透力很強的中性粒子,當時泡利稱之為「中子」。這一假說解決了β衰變中角動量和能量不守恆的難題。
在理論物理學的每個領域里,泡利幾乎都做出過重要貢獻。在他的許多關於量子力學的文章中,最著名的一篇是《波動力學的普遍原理》。 約里奧一居里夫婦,指F.約里奧一居里(FredericJoliot-curie,1900~1958)和他的夫人I.約里奧,居里(IreneJoliot-Curie,1897~1956)。
I.約里奧一居里於1897年9月12日生於巴黎,是居里夫人的長女,在母親的精心培育下,1920年在巴黎大學畢業後就成為母親最心愛的實驗助手.F.約里奧一居里於1900年3月19日生於巴黎,從小愛好體育和音樂,1923年以優異成績在巴黎理化學院畢業、他的老師朗之萬發現他很有培養前途,就推薦他到居里夫人的實驗室工作.二人由於志趣相投,於1926年10月9日結婚,決心合力開拓嶄新領域棗放射性.
1931年底,二人開始研究德國物理學家w.玻特的實驗,即用a粒子轟擊被,這時放出的不是通常實驗所出現的質子,而是一種穿透力極強的射線,玻特認為是一種γ輻射,當時即稱為鐵輻射.不久,約里奧-居里夫婦憑借高超的實驗技能和良好的設備,不但很容易地重復了玻特的實驗結果,而且進一步觀測石蠟是否會吸收這種被輻射.他們驚奇地發現輻射未被吸收,反而加強了.經過對從石蠟里飛出的粒子鑒別,認定從石蠟里飛出、的是質子「這是不可思議的,如果被輻射是質量近於零的光子。怎麼能夠把質量是電子的1840倍的質子撞擊出來呢,偉大發現就在眼前,但他們仍沿玻特的錯誤思路想下去,認為鈹輻射是一種康普頓效應.1932年1月18日,他們把這一實驗結果和自己的見解發表了.剛好一個月後,盧瑟福的學生、對中子概念早有精神准備的英國物理學家查德威克重新解釋了約里奧-居里夫婦的實驗,認為波輻射是一種中性粒子流,這種粒子的質量近似於質子質量.這樣,盧瑟福12年前關於存在中子的預言被證實了,查德威克也因此獲得了1935年度的諾貝爾物理學獎.客觀地評價這件事,應該說約里奧一居里夫婦對中子的發現做了真正重要的工作,查德威克本人也完全承認這一點.但在偉大發現邊緣而使機遇從面前溜走,原因仍在他們本身.他們自己事後承認,他們根本不知道盧瑟福關於存在中子的假設,缺乏作出這一重大發現的敏感性和想像力,而教訓在於他們作為實驗物理學家只埋頭於自己的實驗,沒有同時注意學術思想的廣泛交流.如不隨時吸取他人創造性的新思想,機遇還會一失再失!事實正是如此,1932年,在美國物理學家安德森發現正電子以前,約里奧一居里夫婦就曾經在雲室中清楚地觀察到了正電子徑跡,但他們沒有認真研究出現的奇特現象,誤認為只是向放射源移動的電子.直到安德森提出正電子實驗報告後,他們才明白又一次重大發現的機會失去了.
經過連續兩次失誤之後,約里奧-居里夫婦並沒有灰心喪氣,他們總結了經驗教訓,在1933年5月23日,通過開創性的工作證實:從針加被源中發出的模V射線,通過物質後產生了正負電子冰兩個月後,又記錄到了單個正電子及其連續譜.他們一直堅持研究這種現象,在1934年1月19日,發現用釙產生的α粒子轟擊鋁箔時,若將放射源拿走,「正電子的發射也不立即停止.鋁箔保持放射性。輻射像一般放射性元素那樣以指數律衰減.」它們發射出中子和正電子,最終生成放射性磷.用同樣的方法他們還發現了其他一些人工生成的放射性物質,此即人工放射性.這是20世紀最重要的發現之一。是人類變革微觀世界的一個突破,為同位素和原子能的利用提供了可能,他們因此獲得了1935年度的諾貝爾化學獎.
㈦ 量子力學的主要奠基人
馬克斯·普朗克、尼爾斯·玻爾、沃納·海森堡、埃爾溫·薛定諤、沃爾夫岡·泡利、路易·德布羅意、馬克斯·玻恩、恩里科·費米、保羅·狄拉克、阿爾伯特·愛因斯坦、康普頓等一大批物理學家。
19世紀末,經典力學和經典電動力學在描述微觀系統時的不足越來越明顯。量子力學是在20世紀初由馬克斯·普朗克、尼爾斯·玻爾、沃納·海森堡、埃爾溫·薛定諤、沃爾夫岡·泡利、路易·德布羅意、馬克斯·玻恩、恩里科·費米、保羅·狄拉克、阿爾伯特·愛因斯坦、康普頓等一大批物理學家共同創立的。
量子力學的發展革命性地改變了人們對物質的結構以及其相互作用的認識。量子力學得以解釋許多現象和預言新的、無法直接想像出來的現象,這些現象後來也被非常精確的實驗證明。除通過廣義相對論描寫的引力外,至今所有其它物理基本相互作用均可以在量子力學的框架內描寫(量子場論)。
(7)費米創造的學派有擴展閱讀
應用學科:
在許多現代技術裝備中,量子物理學的效應起了重要的作用。從激光、電子顯微鏡、原子鍾到核磁共振的醫學圖像顯示裝置,都關鍵地依靠了量子力學的原理和效應。
對半導體的研究導致了二極體和三極體的發明,最後為現代的電子工業鋪平了道路。在核武器的發明過程中,量子力學的概念也起了一個關鍵的作用。
在上述這些發明創造中,量子力學的概念和數學描述,往往很少直接起了一個作用,而是固體物理學、化學、材料科學或者核物理學的概念和規則,起了主要作用。
在所有這些學科中,量子力學均是其基礎,這些學科的基本理論,全部是建立在量子力學之上的。以下僅能列舉出一些最顯著的量子力學的應用,而且,這些列出的例子,肯定也非常不完全。
㈧ 費米發現了什麼現象獲得諾貝爾物理學獎
1922年,年僅21歲的費米獲博士學位,1926年起任羅馬大學教授。此後10年,是他進行科學創造的黃金時代,並在他周圍形成著名的羅馬學派。1938年,費米因「發現中子轟擊產生的新放射性元素並發現用慢中子實現核反應」,獲得諾貝爾物理學獎,並移居美國。
㈨ 物理學的初步形成到現在的近代物理經過什麼發展,各個時期的代表人物是誰
物理學是研究自然界的物質結構、物體間的相互作用和物體運動最一般規律的自然科學。物理學研究的范圍 —— 物質世界的層次和數量級物理學 (Physics)質子 10-15 m空間尺度:物 質 結 構物質相互作用物質運動規律微觀粒子Microscopic介觀物質mesoscopic宏觀物質macroscopic宇觀物質cosmological類星體 10 26 m時間尺度:基本粒子壽命 10-25 s宇宙壽命 1018 s緒 論E-15E-12E-09E-06E-031mE+03E+06E+09E+12E+15E+18E+21E+24E+27最小 的細胞原子原子核基本粒子DNA長度星系團銀河系最近恆 星的距離太陽系太陽山哈勃半徑超星系團人蛇吞尾圖,形象地表示了物質空間尺寸的層次物理現象按空間尺度劃分:量子力學經典物理學宇宙物理學按速率大小劃分: 相對論物理學非相對論物理學按客體大小劃分: 微觀系統宏觀系統 按運動速度劃分: 低速現象高速現象 實驗物理理論物理計算物理今日物理學物理學的發展。
物理學是人們對無生命自然界中物質的轉變的知識做出規律性的總結。這種運動和轉變應有兩種。一是早期人們通過感官視覺的延伸,二是近代人們通過發明創造供觀察測量用的科學儀器,實驗得出的結果,間接認識物質內部組成建立在的基礎上。物理學從研究角度及觀點不同,可分為微觀與宏觀兩部分,宏觀是不分析微粒群中的單個作用效果而直接考慮整體效果,是最早期就已經出現的,微觀物理學隨著科技的發展理論逐漸完善。
其次,物理又是一種智能。
誠如諾貝爾物理學獎得主、德國科學家玻恩所言:「如其說是因為我發表的工作里包含了一個自然現象的發現,倒不如說是因為那裡包含了一個關於自然現象的科學思想方法基礎。」物理學之所以被人們公認為一門重要的科學,不僅僅在於它對客觀世界的規律作出了深刻的揭示,還因為它在發展、成長的過程中,形成了一整套獨特而卓有成效的思想方法體系。正因為如此,使得物理學當之無愧地成了人類智能的結晶,文明的瑰寶。
大量事實表明,物理思想與方法不僅對物理學本身有價值,而且對整個自然科學,乃至社會科學的發展都有著重要的貢獻。有人統計過,自20世紀中葉以來,在諾貝爾化學獎、生物及醫學獎,甚至經濟學獎的獲獎者中,有一半以上的人具有物理學的背景;——這意味著他們從物理學中汲取了智能,轉而在非物理領域里獲得了成功。——反過來,卻從未發現有非物理專業出身的科學家問鼎諾貝爾物理學獎的事例。這就是物理智能的力量。難怪國外有專家十分尖銳地指出:沒有物理修養的民族是愚蠢的民族!
● 牛頓力學 (Mechanics)研究物體機械運動的基本規律及關於時空相對性的規律
● 電磁學 (Electromagnetism)研究電磁現象,物質的電磁運動規律及電磁輻射等規律
● 熱力學 (Thermodynamics)研究物質熱運動的統計規律及其宏觀表現
● 相對論 (Relativity)研究物體的高速運動效應以及相關的動力學規律
● 量子力學 (Quantum mechanics)研究微觀物質運動現象以及基本運動規律二.物理學的五大基本理論物理學是一門最基本的科學;是最古老,但發展最快的科學;它提供最多,最基本的科學研究手段.物理學是一切自然科學的基礎物理學派生出來的分支及交叉學科物理學構成了化學,生物學,材料科學,地球物理學等學科的基礎,物理學的基本概念和技術被應用到所有自然科學之中.物理學與數學之間有著深刻的內在聯系粒子物理學原子核物理學原子分子物理學固體物理學凝聚態物理學激光物理學等離子體物理學地球物理學生物物理學天體物理學宇宙射線物理學三. 物理學是構成自然科學的理論基礎四. 物理學與技術20世紀,物理學被公認為科學技術發展中最重要的帶頭學科
● 熱機的發明和使用,提供了第一種模式:
● 電氣化的進程,提供了第二種模式:核能的利用激光器的產生層析成像技術(CT)超導電子技術技術—— 物理—— 技術物理—— 技術—— 物理粒子散射實驗X 射線的發現受激輻射理論低溫超導微觀理論電子計算機的誕生
● 1947年 貝爾實驗室的巴丁,布拉頓和肖克來發明了晶體管,標志著信息時代的開始
● 1962年 發明了集成電路
● 70年代後期 出現了大規模集成電路
● 1925 26年 建立了量子力學
● 1926年 建立了費米 狄拉克統計
● 1927年 建立了布洛赫波的理論
● 1928年 索末菲提出能帶的猜想
● 1929年 派爾斯提出禁帶,空穴的概念同年貝特提出了費米面的概念
● 1957年 皮帕得測量了第一個費米面超晶格材料納米材料光子晶體晶體管的發明大規模集成電路電子計算機信息技術與工程
● 幾乎所有的重大新(高)技術領域的創立,事先都在物理學中經過長期的醞釀.
● 當今物理學和科學技術的關系兩種模式並存,相互交叉,相互促進"沒有昨日的基礎科學就沒有今日的技術革命". —— 李政道量子力學能帶理論人工設計材料五. 物理學的方法和科學態度提出命題推測答案理論預言實驗驗證修改理論現代物理學是一門理論和實驗高度結合的精確科學從新的觀測事實或實驗事實中提煉出來,或從已有原理中推演出來建立模型;用已知原理對現象作定性解釋,進行邏輯推理和數學演算新的理論必須提出能夠為實驗所證偽的預言一切物理理論最終都要以觀測或實驗事實為准則當一個理論與實驗事實不符時,它就面臨著被修改或被推翻 六. 怎樣學習物理學著名物理學家費曼說:科學是一種方法.它教導人們:一些事物是怎樣被了解的,什麼事情是已知的,現在了解到了什麼程度,如何對待疑問和不確定性,證據服從什麼法則;如何思考事物,做出判斷,如何區別真偽和表面現象 .著名物理學家愛因斯坦說:發展獨立思考和獨立判斷地一般能力,應當始終放在首位,而不應當把專業知識放在首位.如果一個人掌握了他的學科的基礎理論,並且學會了獨立思考和工作,他必定會找到自己的道路,而且比起那種主要以獲得細節知識為其培訓內容的人來,他一定會更好地適應進步和變化 .
● 學習的觀點:從整體上邏輯地,協調地學習物理學,了解物理學中各個分支之間的相互聯系.
● 物理學的本質:物理學並不研究自然界現象的機制(或者根本不能研究),我們只能在某些現象中感受某些自然界的規則,並試圖以這規則來解釋自然界所發生任何的事情。我們有限的智力總試圖在理解自然,並試圖改變自然,這是我們物理,甚至是所有學科,所共同追求的目標。
㈩ 恩里科·費米的羅馬學派
義大利人在物理學上曾經有著一段輝煌的歷史。物理學真正成為一門嚴密的科學,就是從這塊土地上產生的。孕育了自由和理性精神的文藝復興——義大利人通常稱之為五百年代——曾經從這塊土地開始滌盪中世紀以來的陳腐而沉悶的經院教條風氣,成為近代自然科學誕生的溫床。義大利人的名字與這段輝煌的歷史是永遠連在一起的。列奧納·達·芬奇不僅是大畫家,而且也是大數學家、力學家和工程師,在物理學的各個不同方面都有著重要的發現。在他所考慮的無數題目中,已經預兆了現代的科學精神。文藝復興之後,在人們心中沸騰著的某些偉大思想,終於在伽利略的劃時代的工作中得到實際的結果。愛因斯坦和英費爾德在《物理學的進化》中評論說:「伽利略的發現以及他所應用的科學的推理方法,是人類史上最偉大的成就之一,而且真正標志著物理學的開端。」伽利略把實驗方法和歸納方法與數學的演繹方法結合起來,因而發現並建立了物理科學的真正方法。即使在今天,物理研究仍然以伽利略的方法為基礎。伽利略關於勻速直線運動的相對性原理和重力加速度恆定原理,為當時的力學及後來的物理學奠定了基礎。他還發現了運動的合成定律和振動的等時性現象。正是在這些理論基礎上,牛頓建立了他的力學體系;也是依據了上述的兩則原理,300年後,愛因斯坦發現了時空的本質屬性,提出了廣義相對論的理論。
伽利略還作為人類文化史上科學與真理的象徵而歷來為義大利人所驕傲。他在1613年出版了《關於太陽黑子的書信》。1616年他遭到教庭審判,被命令放棄地動說。不屈不撓的伽利略在16年後憑著對真理追求的勇氣和科學精神,出版了導致他遭受終生監禁的《關於托勒密和哥白尼的兩大世界體系的對話》。在330年後的1953年,愛因斯坦在其英譯本序言中寫道:伽利略的《對話》,對於每一個對西方文化史及其在經濟和政治發展史上的影響感興趣的人來說,都是一個知識的寶庫。在這本書中,和勇氣的人,他代表理性的思維,挺身而出,反對那一批依仗人民的無知並且利用披著牧師與學者外衣的教師的無所事事,藉以把持和維護其權勢的人。伽利略於1638年雙目失明,四年後在繼續監禁中含冤去世,但他為世人永遠敬仰,被譽為「近代科學之父」。義大利還是近代第一個達到科學興盛的國家。從16世紀中期到17世紀初期,義大利的科學成就約佔全世界的百分之四十。盡管在伽利略之後,義大利不再是世界的科學中心,但仍有一些義大利人在物理學上作出了重要的貢獻。如1786年伽伐尼(1737--1798)發現了「動物電」,開創了生物電學;1799年伏打(1745--1827)在多年研究「動物電」的基礎上研製了第一個長時間工作的電流源——伏打電堆;1811年阿伏枷德羅(1776--1856)提出分子假說。這些成就,足以使義大利人為他們的先輩們在科學上的貢獻感到自豪。 20世紀初的義大利物理學,從各個方面來說,其發展都極其落後。從物理學的建制化程度看,物理學研究基本上集中在大學里,物理學教授席位除了羅馬大學有兩個外,其餘主要的大學里分別只有一個;教授更換率也很低,大約每十年更換一個左右,大大落後於其他國家的物理研究中心;同時,物理學方面的學術組織也極少,質量也不高;連續多年大學物理系生源短缺,研究經費不足,沒有高質量的學術刊物,也很少舉辦高水平的國內、國際學術會議。從物理學教學和研究水平看,物理教學內容相對滯後,大多數物理學家知識陳舊,停留在經典物理理論的水平上;現代物理學的內容在大學中受到忽視,量子理論和相對論直到1927年才開始被列入大學課程表中。另外,物理學家們很少進行交流和合作,不能形成一定的研究規模,甚至在有的大學的物理實驗室中幾年沒有做過像樣的實驗。到1920年義大利林賽科學院唯一的物理學院士里紀(1850--1920)教授去世後,「義大利物理學後繼無人」。
與此同時,在歐洲別的地方,世紀之交正是物理學最為激動人心的年月,奇跡正一個接一個地被那裡的物理學家們創造出來,世界物理學的發展呈現出前所未有的繁榮景象。1895年,德國物理學家倫琴(1845--1923)發現了X射線;1896年,法國科學家貝克勒爾(1852--1908)發現了鈾的天然放射性;1897年,英國物理學家湯姆遜(1856--1940)發現了電子。三大發現摧毀了人們長期認為的原子不可分的觀念,打破了物理學發展到頂,物理學家無事可做的自滿情緒,重新激發了科學家進行新發現的興趣,引起了科學史上的一場變革。1900年普朗克提出了能量子的概念;1902年居里夫婦發現了放射性元素釙和鐳;1905年愛因斯坦提出了狹義相對論,引起了人類時空觀念的重大變革;191 1年英國物理學家盧瑟福提出了原子結構模型,打開了人類研究原子核及其結構的序幕。這是一個激動人心的年代,整個物理學由於量子論和相對論的建立而面貌煥然一新。一大批物理學家脫穎而出,一批研究中心吸引著各方人才,整個科學共同體呈現出一片繁榮的景象。甚至有人認為,這個空前輝煌的科學時代猶如文學藝術史上的「文藝復興」時代,是一個產生巨人並創造巨人的時代。
歐洲物理學的繁榮不僅表現為科學認識活動的不斷深入,還表現為科研活動在組織上的成熟。為了抓住物理學發展提供的機遇,在歐洲的許多國家,物理學家以實驗室或研究所為基地組成研究小組開展工作。在英國卡文迪什實驗室有盧瑟福領導的研究小組,在丹麥哥本哈根大學理論物理研究所有玻爾領導的研究小組,在德國哥廷根大學,玻恩吸引了好幾位才華畢露的年輕物理學家在他身邊學習和工作。此外,荷蘭的艾倫菲斯特(1886--1933)、德國慕尼黑的索末菲等,也都有自己的研究群體。這些大大小小的研究群體,通過學術交流和人員互訪形成了研究網路,開展常規科學下破解難題的任備。所謂「研究學派」,就是指這種以實驗室或研究所為基地,有成熟的科學家組成的研究小組。他們與同一機構中的學生和助手共同從事一項相當緊湊的研究計劃,參與著社會和智力方面直接而持續不斷的相互影響。
20世紀初歐洲物理學這種日新月異的發展狀況,與義大利物理學那種「一潭死水」的樣子形成了強烈的對比。這種情況引起了義大利國內的一些有識之士的關注與焦慮,他們渴望在義大利能夠出現一批活躍的現代物理學家,以恢復他們曾經擁有的而且已經滲入他們的文化心理中的輝煌。20年代初,首先意識到其物理學的危機並為改變這種狀況而做出有效努力的,是當時的國家公共教育大臣柯比諾參議員。柯比諾同時也是羅馬大學物理系主任和物理研究所長,是義大利老一輩物理學家為恢復義大利物理學在世界物理學中的地位而作出貢獻的傑出代表。
對義大利物理學的發展有著重大影響力的柯比諾教授,於1876年4月出生在西西里島。他的父親參加過1866年的第三次對奧戰爭,退役後開辦了一家生產通心粉的手工作坊。柯比諾是家中的第二個孩子,在童年就顯露出大器早成的跡象,9歲時為當地主教看,被吸收參加培養神父的討論班。柯比諾參加神學討論班一直到ll歲,在那兒他打下拉丁文的基礎,但他缺乏宗教熱情。在他的請求下,他的父母委託一名牧師輔導他通過了初中畢業考試,當時他才13歲,比一般的初中畢業生年輕兩歲。隨後他前往離家25英里的一所高中完成了大學預科教育,用兩年時間學完了三年的課程。高中期間,他還參加了以研究黑體輻射熱力學知名的斯特拉斯蒂教授為高年級學生舉辦的物理學講座。
柯比諾在卡塔尼亞大學上了一年就轉學到帕拉莫大學,在那兒他受到物理研究所所長瑪卡盧蘇(1845--1932)教授的精心栽培。瑪卡盧蘇教授曾經游學國外,並與H·A·洛倫茲等物理學領袖交往甚密。瑪卡盧蘇教授賞識柯比諾的非凡的天分,他們之間,甚至他們的家庭和學生之間結下了深厚的友誼。
1896年,柯比諾20歲時獲得了博士學位。之後,他當了幾年中學教師。盡管中學繁重的教學任務留給他的空閑時間很少,柯比諾還是設法利用學校的實驗室做了不少的研究工作。1898年,他與瑪卡盧蘇教授合作進行了一項重要的發現,即關於磁場中鈉蒸氣在它的吸收線附近出現反常旋轉力的發現。這是雷曼效應發現兩年後,物理學在旋轉力方面的唯一發現,柯比諾對此進行了統計解釋。這次發現引起了國內外物理學界的注意。隨後幾年裡,柯比諾又做出了幾項磁光學上的發現。柯比諾在這個研究課題上的嚴謹的解釋,使他在國內外獲得一定的知名度,成為義大利最有前途的年輕物理學家之一,為里紀教授所器重——里紀教授一直跟隨赫茲的研究方向進行電磁波的研究,被認為是義大利物理學的權威。
經過艱辛的努力,柯比諾在事業上發展很快,1904年他在兩次大學教席的競選中獲勝,一個是物理學,另一個是電工學。他接受了密西拿大學物理學教席,不久被羅馬大學巴拉斯瑪(1836--1918)教授召到羅馬,擔任羅馬大學物理學教授。巴拉斯瑪教授是赫爾姆霍茲(1821--1894)的學生,也是義大利王太後的朋友,當時還是義大利王國參議院的議長。柯比諾到了羅馬大學後·,繼續就他的老課題——磁光學進行研究,同時也研究高溫下金屬的比熱、霍爾效應和相關的電磁效應。他是義大利最先意識到「布勞恩管」——也就是陰極射線示波器的效用以及廣泛使用它的人之一。第一次世界太戰期間,柯比諾轉向了應用研究,包括硝化甘油的蒸汽壓力研究和X射線管的電源研究。 戰爭結束後,柯比諾很快投身到行政和政治活動中。他技術上的精通使他得到政府和工業界的青睞。政府委任他主持國家水資源管理委員會。他很快了解了義大利特有的經濟和工業問題。1920年,焦利蒂政府使他成為王國的參議員,1921年被內閣任命為公共教育大臣。1923年剛剛執政的墨索里尼.(1883—1945)任命他為國家經濟大臣——盡管他從來都不是法西斯黨的成員。
接觸過柯比諾的任何人都對他的思維能力和豐富的科學經驗留下深刻的印象,他能夠極其敏銳地抓住任何科學的或人類問題的實質;他是整個義大利老一輩物理學家中唯一能夠理解和領略世界物理學最新發展的人;他還是一位出色的演說家,能夠以熱情洋溢的言辭緊緊扣住聽眾的心弦;他的目朽崇高,充滿自信;他喜好出謀劃策,喜歡安排人事,而這種愛好通常經過努力都能夠獲得成功。 1922年,幾乎近十年沒有在科學領域中做什麼實質性的工作之後,柯比諾開始對自己進行嚴肅猷反省和評價。在一次議會辯論中,他作為教育大臣大聲疾呼道: 「尊敬的議員先生們,現在,我剛剛度過了一個危機……我仍然嚮往科學,我嚮往以往的一切,在激烈的政治斗爭中我最嚮往的是往日在實驗室儀器周圍度過的平靜的日子。我很惋惜,在里紀教授去世後,義大利物理學後繼無人。」柯比諾非常清楚義大利物理學近百年來的停滯狀況,他也了解他那一輩的物理學家都沉醉在伽利略和伏打往日的光榮里,沒有做出任何努力來維護這一傳統。除了那些實際上是數學家的數學物理學家外,柯比諾是這一世紀頭25年中唯一有所成就的物理學家。雖然他幾乎已完全放棄了積極的研究工作,但他的心思仍在物理學上面。他大膽地想像著一個能有重要成就的偉大學派會在羅馬興起,並會得到舉世公認。這種想像對柯比諾來說是一個挑戰,他的夢想一定要實現。建立一個優秀學派的第一步,就;要搜羅優秀的人才。柯比諾明白,在義大利能夠對現代物理學產生強烈興趣的人,顯然只能從初出茅廬的年輕人中去發現,於是他著意留心那些才華畢露的新秀。1922年的秋天,他看中了費米。