
有关科普知识的演讲稿
我想在这次演讲中描述一个激动人心的新机制,它可能改变我们关于宇宙和实在本身的观点。
这个观念是说,我们可能生活在一个更大空间的膜或者面上。
膜这个字拼写为BRANE,是由我的同事保罗·汤森为了表达薄膜在高维的推广而提出的。
它和头脑是同一双关语,我怀疑他是故意这么做的。
我们自以为生活在三维的空间中,也就是说我们可以用三个数来标明物体在屋子里的位置,它们可以是离开北墙五英尺离开东墙三英尺还比地板高两英尺,或者在大尺度下,它们可以是纬度、经度和海拔。
在更大的尺度下,我们可以用三个数来指明星系中恒星的位置,那就是星系纬度、星系经度以及和星系中心的距离。
和原来标明位置的三个数一样,我们可以用第四个数来标明时间。
这样,我们就可以这样把自己描述成生活在四维时空中,在四维时空中可以用四个数来标明一个事件,其中三个是标明事件的位置,第四个是标明时间。
爱因斯坦意识到时空不是平坦的,时空中的物质和能量把它弯曲甚至翘曲,这真是他的天才之举。
根据广义相对论,物体例如行星企图沿着直线穿越时空运动,但是因为时空是弯曲的,所以它们的路径似乎被一个引力场弯折了。
这就像你把重物代表一个恒星放在一个橡皮膜上,重物会把橡皮膜压凹下去,而且会在恒星处弯曲。
现在如果你在橡皮膜上滚动小滚珠,小滚珠代表行星,它们就围绕着恒星公转。
我们已经从GPS系统证实了时空是弯曲的,这种导航系统装备在船只、飞机和一些轿车上。
它依靠比较从几个卫星来的信号而运行的。
如果人们假定时空是平坦的,它将会把位置计算错。
三维空间和一维时间是我们看到的一切。
那么我们为什么要相信我们不能想起不能观察到的它的额外维呢
它们仅仅是科学幻想呢,还是能够被看的到的科学后果呢
我们认真地接受额外维的原因是,虽然爱因斯坦广义相对论和我们所作的一切观测相一致,该理论预言了自身的失效。
罗杰·彭罗斯和我在讨论广义相对论时预言时空在大爆炸处具有开端,在黑洞处有终结。
在这些地方广义相对论失效了。
这样人们就不能够预言宇宙如何开端,或者对落进黑洞的某人将会发生什么。
广义相对论在大爆炸或黑洞处失效的原因是没有考虑到物质的小尺度行为。
在正常情况下,时空的弯曲是非常微小的,并也是在相对场的尺度上,所以它没有受到短距离起伏的影响。
但是在时间的开端和终结,时空就被压缩成单独的一点。
为了处理这个,我们想要把非常大尺度的理论即广义相对论和小尺度的理论即量子力学相结合。
这就创生了一种TOE,也就是万物的理论,它可用来描述从开端直到终结的整个宇宙。
我们迄今已经花费了三十年的心血来寻找这个理论,目前为止我们认为已经有了个候选者,称为M理论。
事实上,M理论不是一个单独的理论,而是理论的一个网络,所有的理论事物都在物理上等效,这和科学的实证主义哲学相符合。
在这哲学中,理论只不过是一个数学模型,它描述并且整理观测。
(Positivist Philosophy---A theory is just a mathematical model, that describe and codifies the observations)人们不能询问一个理论是否反映现实,因为我们没有独立于理论的方法来确定什么是实在的。
甚至在我们四周,被认为显然是实在的物体,从实证主义的观点看,也不过是在我们头脑中建立的一个模型,用来解释我们视觉和感觉神经的信息。
当人们把贝克莱主教的“没有任何东西是实在的”见解告诉约翰逊博士时,既然他用脚尖踢到一个石头并大声吼叫,那么我也就驳斥这种见解。
但是我们也许都和一台巨大的电脑模拟连在一起,当我们发出一个马达信号去把虚拟的脚摆动到一块虚拟的石头上去,它发出一个疼痛的信号。
也许我们也就是外星人玩弄的电脑游戏中的一个角色。
不再开玩笑了,关键在于我们能有几种不同的对于宇宙的描述,所有的这些理论都预言同样的观察。
我们不能讲一种描述比另外一种描述更实在,只不过是对一种特定情形更方便而已。
所以M理论网络中的所有理论都处于类似地位。
没有一种理论可以声称比其余的更实在。
令人印象深刻的是,M理论网络中的许多理论的时空维数具有比我们经验到的四维更高。
这些额外维数是实在的吗
我必须承认我曾经对额外维持迟疑的态度。
但是,M理论网络配合得天衣无缝,并且具有这么多意想不到的对应关系,使我认为如果不去相信它,就如同上帝把化石放进岩石里,误导达尔文去发现进化论一样。
在这些网络的某些理论中,时空具有十维,而在另一些中,具有十一维。
这是如下事实的又一个迹象,即时空以及它的维不是绝对的独立于理论的量,而只不过是一个导出概念,它依赖于特殊的数学模型而定。
那么对我们而言,时空是显得四维的,而在M理论是十维或者十一维的,这是怎么回事呢
为什么我们不能观察到另外的六或七维呢
这个问题的传统的,也是迄今仍被普遍接受的答案是,额外维全部被卷曲到一个小尺度的空间中,余下四维几乎是平坦的。
它就像人的一根头发,如果你从远处看它,它就显得像是一维的线。
但是如果你在放大镜下看它,你就看到了它的粗细,头发的的确确是三维的。
在时空的情形下,足够高倍数的放大镜应能揭示出弯卷的额外维数,如果它存在的话。
事实上,我们可以利用大型粒子加速器产生的粒子把空间探测到非常短的距离,比如在日内瓦建造的大型强子碰撞机。
至少,迄今我们还没有探测到超出四维的额外维的证据。
如果这个图象是正确的,那么额外维就会被卷曲到比1厘米的一百亿亿分之一还小。
我刚才描述的是处理额外维的传统手段。
它意味着我们有较大的机会探测到额外维的仅有之处是宇宙的极早期。
然而最近有人提出更激进的设想,额外维中的一维或者二维尺度可以大的多,甚至可以是无限的。
因为在粒子加速器中没有看到这些大的额外维,所以必须假定所有的物质粒子被局限在时空的一个膜或面上,而不能自由地通过大的额外维传播。
光也必须被限制在膜上,否则的话,我们就已经探测到大的额外维,粒子之间的核力的情形也是如此。
另一方面,引力是所有形式的能量或质量之间的普适的力。
它不能被限制于膜上,相反地,它要渗透到整个空间。
因为引力不仅能够耗散开,而且能够大量发散到额外维中去,那么它随距离的衰减应该比电力更厉害。
电力是被限制在膜上的。
然而我们从行星轨道的观测得知,太阳的万有引力拉力,随着行星离开太阳越远越下降,和电力随距离减小的方式相同。
这样,如果我们的确生活在一张膜上,就必须有某种原因说明为何引力不从膜往很远处散开,而是被限制在它的附近。
一种可能性是额外维在第二张影子膜上终结,第二张膜离我们生活其中的膜不远。
我们看不到这张影子膜,因为光只能沿着膜旅行,而不能穿过两膜之间的空间。
然而我们可以感觉到影子膜上物体的引力。
可能存在影子星系、影子恒星甚至影子人,他们也许正为感受到从我们膜上的物质来的引力而大大惊讶。
对我们而言,这类影子物体呈现成暗物质,那是看不见的物质。
但是其引力可以被感觉到。
事实上,我们在自身的星系中具有暗物质的证据。
我们能看到的物质的总量不足以让引力把正在旋转的星系抓在一起。
除非存在某种暗物质,该星系将会飞散开。
类似地,我们在星系团中观测到的物质总量也不足以防止它们散开,这样又必须存在暗物质。
当然,影子膜并不是暗物质的必要条件。
暗物质也许不过是某种很难观测到的物质的形式,例如wimp(弱相互作用重粒子),或者褐矮星以及低质量恒星,后者从未热到足以使氢燃烧。
因为引力发散到我们的膜和影子膜之间的区域,在我们膜上的两个邻近物体间的万有引力随距离的下降会比电力更厉害,因为后者被局限于膜上。
我们可能在实验室中,利用剑桥的卡文迪许爵士发明的仪器测量引力的短距离行为。
迄今我们没有看到和电力的任何差异,这意味着膜之间距离不能超过一厘米。
按照天文学的标准,这是微小的,但是和其他额外维的上限相比是巨大的。
正在进行短距离下引力的新测量,用以检测“膜世界”的概念。
另一种可能性是,额外维不在第二张膜上终结,额外维是无限的,但是正如马鞍面一样被高度弯曲。
莉萨朗达尔和拉曼桑德鲁姆指出,这种曲率的作用和第二张膜相当类似。
一张膜上的一个物体的引力影响,将不会在额外维中发散到无限去。
正如在影子膜模型中,引力场长距离的衰减正好用以解释行星轨道和引力的实验室测量,但是在短距离下引力变化的更快速。
然而在朗达尔-桑德鲁姆模型和影子膜模型之中存在一个重大的差别。
物体受引力影响而运动,会产生引力波。
引力波是以光速通过时空传播的曲率的涟漪。
正如光的电磁波,引力波也必须携带能量,这是一个在对双脉冲星观测中被证实的预言。
如果我们的确生活在具有额外维的时空中的一张膜上,膜上的物体运动产生的引力波就会向其它维传播。
如果还有第二张影子膜,它们就会反射回来,并且被束缚在两张膜之间。
另一方面,如果只有单独的一张膜,而额外维无限的延伸,就像朗达尔-桑德鲁姆模型中那样,引力波会全部逃逸,从我们的膜世界把能量带走。
这似乎违背了一个基本物理原则,即能量守恒定律。
它是讲总能量维持不变。
然而,只是因为我们对所发生事件的观点被限制在膜上,所以就显得定律被违反了。
一个能看到额外维的天使就知道能量是常数,只不过更多的能量被发散出去。
只有短的引力波才能从膜逃逸,而仅有大量的短引力波的源似乎来自于黑洞。
膜上的黑洞会延伸成在额外维中的黑洞。
如果黑洞很小,它就几乎是圆的。
也就是说它向额外维延伸的长度就和在膜上的尺度一样。
另一方面,膜上的巨大黑洞将会延伸成“黑饼”。
它被限制在膜的邻近,它在额外维中的厚度比在膜上的宽度小得多。
若干年以前,我发现了黑洞不是完全黑的:它们会发射出所有种类的粒子和辐射,它们就如热体一样。
粒子和象光这样的辐射会沿着膜发射,因为物质和电力被限制在膜上。
然而,黑洞也辐射引力波,这些引力波不被限制在膜上,也向额外维中传播。
如果黑洞很大,并且是饼状的,引力波就会留在膜的附近,这意味着黑洞以四维时空中所预想的速度损失能量和质量。
因此黑洞会缓慢地蒸发,尺度缩小,直至它变得足够小,使它辐射的引力波开始自由地逃逸到额外维中去。
对于膜上的某人,黑洞就相当于在发散暗辐射,也就是膜上不能直接观察到的辐射,但是其存在可以从黑洞正在损失质量这一事实推出。
这意味着从正在蒸发的黑洞来的最后辐射暴显得比它的实际更不激烈些,这也许是为什么我们还未观测到伽马线暴,后者由正在死亡的黑洞产生。
虽然还存在另一种乏味的解释,就是说不存在许多这样的黑洞,其质量小到不迟于宇宙的现阶段蒸发。
这真是遗憾,因为如果发现一个低质量的黑洞,我就会获得诺贝尔奖。
对于膜世界的产生有几种理论。
一种版本是称为Ekpyrotic宇宙的影子膜模型。
Ekpyrotic这个名字有点绕嘴,但是它是从希腊文来的,意思是运动和变化。
在Ekpyrotic场景中,人们认为我们的膜以及影子膜存在了无限久。
他们是在无限的过去在静态中启始的。
膜之间一个非常小的力就使他们相互运动,膜就会碰撞,并且相互穿越,产生大量的热和辐射。
这一碰撞被认为是大爆炸,也就是宇宙热膨胀相的启始。
关于膜是否能够碰撞以及如此这般行为,存在许多未解决的技术问题。
但是,即是膜具有所需要的性质,以我的意见,Ekpyrotic场景也是不能令人满意的。
它要求膜在无限的过去启始时,处于一种以不可思议的精度调准的位形之中。
膜的初始条件的任何微小变化,都会使碰撞变得乱糟糟的,产生一个高度无规的膨胀宇宙,一点也不像我们现在观察到的这个几乎光滑的宇宙。
如果膜从它们的基态或者最低能态启始,初始条件被精确指定便是很自然的了。
但是如果存在最低能态,膜将会停留在那儿,而永不碰撞。
但事实上,膜从一个非稳态启始,必须人为地让它处于这种态。
这必须是一只相当稳定的手,才能使初始条件那么精确。
但是,但是如果一个人能够做到这一点,他能够使膜从任何方式启始。
按照我的意见,膜世界启始的更远为吸引人的解释是,它作为真空中的起伏而自发产生。
膜的产生有点像沸腾水中蒸气泡的形成。
水液体中包含亿万个H2O分子,它们在最靠近的邻居之间耦合,并且挤在一起。
当水被加热上去,分子运动得更加快,并且相互弹开。
这些碰撞偶然赋予分子如此高的速度,使得它们中的一群能摆脱它们的键,形成热水围绕着的蒸气小泡泡。
泡泡将以随机的方式长大或缩小,这时液体中来的更多的分子参与到蒸气中去,或者相反的过程。
大多数小蒸气泡将会重新塌缩成液体,但是有一些会长大到一定的临界尺度,超过该临界尺度泡泡几乎肯定会继续成长。
我们在水沸腾时观察到的正是这些巨大的膨胀的泡泡。
膜世界的行为很类似。
真空中的起伏会使膜世界作为泡泡从无中出现。
膜形成泡泡的表面,而内部是高维空间。
非常小的泡泡将重新塌缩成无。
但是一个由量子起伏成长的泡泡超出一定的临界尺度,很可能继续膨胀。
在膜上,也就是在泡泡的表面上的人们(例如我们)会以为宇宙正在膨胀。
这就像在气球的表面上画上星系,然而把它吹涨,星系就相互离开,但是没有任何星系被当作膨胀的中心。
让我们希望,没有人持宇宙之针将泡泡放气。
随着膜膨胀,内部高维空间的体积会增大。
最终存在一个极其巨大的泡泡,它被我们生活其中的膜环绕着。
膜也就是泡表面上的物质将确定泡泡内部的引力场。
平等地,在内部的引力场也将确定膜上的物质。
它就像一张全息图。
一张全息图是一个三维物体被编码在一个二维表面上的象。
我对全息图的全部知识是,在一张图上是星际航行的一集中的场景,我本人与牛顿和爱因斯坦在一起。
(之后是一段黑白短片,在一个飞船船舱内三位巨匠和一位类似于船长的人在打牌,讨论着些事情,由于是英文对白,本人水平有限,未能得其意思。
)类似于,我们认为是四维时空的也许只是五维泡泡内部区域所发生的事件的一张全息图。
这样,什么是实在的呢
是泡泡还是膜
根据实证主义哲学,这是没有意义的问题。
因为不存在独立于模型的实在性的检验,或者说什么是宇宙的真正维数是没有意义的,四维和五维的描述是等效的。
我们生活在三维空间和一维时间的世界中,我们对这一些自以为一清二楚。
但是我们也许只不过是闪烁的篝火在我们存在的洞穴的墙上的投影而已。
但愿我们遭遇到的任何魔鬼都是影子。
膜世界模型是研究的热门课题,它们是高度猜测性的。
但是它们提供了可供观测验证的新行为,它们可以解释为什么万有引力为什么这么弱。
在基本理论的基础中,引力也许相当的强大但是引力在额外维散开意味着,在我们生活其中的膜上的长距离引力变弱了。
如果引力在额外维中更强,那么在高能粒子碰撞时形成小黑洞就容易得多。
这也许在日内瓦建造中的LHC也就是大型强子碰撞机上可能实现。
一个微小的黑洞不会吃掉地球,不像报纸中绘声绘色的恐怖故事那样。
相反地,黑洞将会在“霍金辐射”的“扑”的一声中消失,而我将得到诺贝尔奖。
LHC加油
我们可以发现一个膜的新奇世界。
求一篇演讲稿要关于学习的100字到200字
老师,同学们,大家好: 每当我们走进学校的时,每当我们踏进教门口时,我们的心理是怎样的呢?是虚虚无无的度过还是孜孜不倦的学呢?我认为大多数同学都是想好好学习吧.那么好好学习是为了什么,为了将来的万圣无尊还是揽拢钱财,为了辛勤的父母还是为了刻苦的自己?我想大家都有其自己的理由,不管是什么理由,至少我们都在努力不是吗?那么同学们勇敢的面对今天,大胆的瞻望明天去努力学习吧,快乐的为实现自己的梦想而奋斗吧....
关于科学家的演讲稿
第一篇: 演讲稿<<世界上最勤奋的女名人——居里夫人>> 我最崇敬的名人——居里夫人 有的人崇拜名人,是为了追时尚,而这种盲目地崇拜会使人误入歧途。
有的人崇敬名人,把自己崇敬的名人作为自己的榜样, 激励自己像他们一样,为人民做贡献。
孔子说过,“见贤思齐焉”,人们也常说:“榜样的力量是无穷的”,所以,这些人中,大多数都成功了。
每个人,都有自己 喜欢的名人,无论是崇拜还是崇敬。
我也不利外,我崇敬居里夫人。
千百年来,漂亮就是一个女人的最高荣誉,最大资本,只要有幸得到这一点,其余便不必再求了。
居里夫人已具备了漂亮这一资本,但是,她却没有利用这一点资本,她的战胜自我也恰恰就是从这一点开始的。
她为了做科学研究,她甘愿让酸碱啃蚀她柔美的双手,让呛人的烟气吹皱她秀美的额头。
为了提炼纯净的镭,居里夫妇搞到一吨可能含镭的工业废渣。
他们在院子里支起了一口锅,一锅一锅地进行冶炼,然后再送到化验溶解、沉淀、分析。
而所谓的化验室是一个废弃的、曾停放解剖用的尸体的破棚子。
玛丽终日在烟熏火燎中搅拌着锅里的矿渣,她衣裙上、双手上,留下了酸碱的点点烧痕。
然而,她的努力不是徒劳的,最终,她终于发现了天然的放射性元素——镭。
她本来可以就在她发现镭后申请专利,从而获得大笔财物,可是,她没有这样做,而是毫不犹豫地将镭的提纯方法公布于众。
后来,居里夫人竟由于缺少购买1克镭的经费而难以从事科学研究。
最后,还是一位美国知名女记者在美国发动一场募捐,筹集所需的10万美元款项。
居里夫人是登上法国科学院讲台作报告的第一个女子。
我对居里夫人的人格感到钦佩。
居里夫人视名利如粪土,她一生共得了10项奖金、16项奖章、107个名誉头衔,特别是两次诺贝尔奖。
她本来可以躺在任何一项大奖或任何一个荣誉上尽情地享受,但是她将奖金赠给科研事业和战争中的法国,而将那些奖章送给6岁的小女儿去当玩具。
居里夫人高尚的品格就像她杰出的科学成就一样,在人类文明史上闪烁着令人崇仰的熠熠光辉。
她坚强、她意志纯洁、她严于律己,使我不得不肃然起敬
谢谢大家! 第二篇: 赞美你,伟大的科学家
你们那神奇而辉煌的一生,似星星耀眼的功勋,都让我们无限敬仰;你们那求真求实,创新奉献的科学精神,更值得我们学习
是什么令科学家们奠定了向科学进军的目标
是早年那孜孜求学的精神。
无数科学家,从小就扑进了科海之中。
著名的真菌植物病理学家邓叔群,年幼时总在劳作之余跑到学堂外听课,或翻看父亲桌上的书籍。
凭着一颗不穷的求学上进心,他方年13便以出色的考试成绩被清华学堂录取。
少年时代的刻苦求学,为他走上科学之路奠定了扎实的基础。
对啊,哪位科学家不是早年勤奋刻苦地学习
作为我们,未来世界的主人,该如何把握好今天
要努力学习,勤于思考。
是什么令科学家们敲开了科学大门
是勇于探索,实事求是,不迷信权威的求实创新精神。
在旧中国和解放初期,一些来帮助中国找油田的外国专家,轻率地给我国戴上了贫油国的大帽子。
地质学家李四光没有被外国的权威结论吓倒,坚持认为我国国土辽阔,天然资源理应非常丰富。
他和勘探队员一起风餐露宿,到可能含有石油、天然气的地区进行调查、勘探,终于找到了大庆油田、胜利油田等一批特大油田,用事实证明了权威的结论是错误的。
求真务实,探索创新,不正是我们必须发扬的科学精神
是什么令科学家对科学探索如此痴迷
是为科学,为人类甘愿付出一切的坚强意志和默默奉献的精神。
居里夫人在那个破木棚里,既是学者,也是苦工,她以惊的毅力,日复一日,年复一年地忘我工作,从数吨的沥青油矿渣找到了新的元素钋;从3吨铀矿渣中犹如大海捞针般的提纯出0.1克镭。
为此她付出了自己的一生与健康。
居里夫人这种不畏艰难、不怕困苦,为科学献身的精神多么令人崇敬啊
是什么令科学家流芳百世
是那一颗火热的爱国心。
两弹元勋王淦昌为了研制自己国家的原子弹、氢弹,放弃了许多名利双收的好机会,从1961年到1978年,隐姓埋名了17年之久,为增强我国的国防力量做出了卓越的贡献。
科学不分国籍,可科学家们却有自己的国籍。
许多中国科学家都曾在国外留学,但最终他们还是回到了故土。
因为他们的根在中国,情系中国。
他们的中国心让我们敬佩,让世人称赞,更让鲜艳的五星红旗高高飘扬
伟大的科学家,我们向你致敬。
你们的献身科学、奋力拼搏、坚忍不拔、契而不舍、勤于思考、勇于实践的精神,将引领我们走向更加美好,更加辉煌灿烂的明天
什么是科普类作文
读书节演讲关于读书节的演讲稿一:老师们、同,大家早上好。
今天是4月23是世界读书日。
我国旗下讲话的题目是 《让书香溢满人生》。
世纪老人冰心曾教导我们要“读书好,好读书,读好书”。
读一本好书,能够使人心灵充实,明辨是非,行为举止文明得体。
世界文学家高尔基就曾借着月光读书,在楼顶读书,在老板的皮鞭下读书。
对读书的痴迷,终于把他造就为世界文学巨匠。
正如高尔基自己所说:“书籍使我变成了一个幸福的人。
” 人要维持自己的生命,必须按时补充生命所需的各种营养物质;人要保持精神世界的富足,也需要时时处处为精神补充各种“营养”。
“精神营养”来自哪儿?如何补充“精神营养”?其实“精神营养”来源于浩如烟海的书世界,吸取“精神营养”的渠道就是孜孜不倦地阅读。
读书带给我们最隽永的乐趣,最恒久的动力;读书带给我们心态的平和,精神的慰籍。
经典诗句,让我们充满智慧;童话故事,让我们浮想联翩;历史巨著,让我们博古知今;科普书籍,让我们思维缜密 同学们,我们正处在读书、求知的黄金阶段。
大家知道应该选择哪些书来读,利用哪种方式读书最科学吗?首先,要精读课堂上的书,尤其是文化课课本,特别是语文书,仔细品味文章的妙词佳句,认真揣摩文章蕴涵的道理,感同身受文章表达的感情。
其次,要泛读课外书。
从文学类到科技类,从中国作品到外国作品,从学校图书室到校外书店,只要是有图书的地方,就要有



