
有关物理学的名人名言是哪些
物理名人名言: 1.判天地之美,析万物之理。
——庄子 2.物理定律不能单靠“思维”来获得,还应致力于观察和实验。
——普朗克 3.交互作用是我们从现代自然科学的观点考察整个运动着的物质时首先遇到的东西。
自然科学证实了...... 交互作用是事物的真正的终极原因。
——恩格斯 4.自然和自然的法则在黑夜中隐藏;上帝说,让牛顿去吧
于是一切都被照亮。
——蒲柏 5.实验可以推翻理论,而理论永远无法推翻试验。
——丁肇中 6.力学是关于运动的科学,它的任务是以完备而又简单的方式描述自然界中发生的运动。
——基尔霍夫 7.(牛顿的)《原理》将成为一座永垂不朽的深邃智慧的纪念碑,它向我们展示了最伟大的宇宙定律,是高于(当时)人类一切其他思想产物之上的杰作,这个简单而普遍定律的发现,以它囊括对象之巨大和多样性,给于人类智慧以光荣。
——拉普拉斯 8.物理学的任务是发现普遍的自然规律。
因为这样的规律的最简单的形式之一表现为某种物理量的不变性, 所以对于守恒量的寻求不仅是合理的,而且也是极为重要的研究方向。
——劳厄 9.科学是可以解答的艺术。
科学的前沿是介于可解与难解、已知与未知之间的全新疆域。
致力于这个领域的科学家们竭尽全力将可解的边界朝难解方向推进,尽其所能揭示未知领域。
——皮特.梅内瓦 10.电学已经改变了我们的生活方式,并且产生了一个巨大的工程应用领域。
——埃米里奥.赛格瑞 11.电和磁的实验中最明显的现象是,处于彼此距离相当远的物体之间的相互作用。
因此,把这些现象化为科学的第一步就是,确定物体之间作用力的大小和方向。
——麦克斯韦 12.“法拉第先生,它(电磁感应)到底有什么用呢
”“啊,阁下,也许要不了多久你就可以对它收税了。
”——英国财政大臣格拉斯与法拉第的对话 13.把高压电流在能量损失较小的情况下通过普通电线输送到迄今连想也不敢想的远距离,并在那一端加以利用......这一发现使工业几乎彻底摆脱地方条件规定的一切界限,并且使极遥远的水力的应用成为可能,如果在最初它只是对城市有利,那么到最后它终将成为消除城乡对立的最强有力的杠杆。
——恩格斯 14.没有今天的基础科学,就没有明日的科技应用。
——李政道 15.科学是一种方法,它教导人们:一些事物是如何被了解的,不了解的还有什么,对于了解的,现在了解到了什么程度......——费恩曼 16.水波离开了它产生的地方,而那里的水并不离开,就像风在田野里掀起的麦浪。
我们看到,麦浪滚滚地向田野里奔去,但是麦子却仍停留在原来的地方。
——达芬奇 17.固执于光的旧有理论的人们,最好是从它自身的原理出发,提出实验的说明。
并且,如果他的这种努力失败的话,他应该承认这些事实。
——托马斯.杨 18.自从牛顿奠定了理论物理学的基础以来,物理学的公理基础的最伟大变革,是由法拉第、麦克斯韦在电磁现象方面的工作所引起的。
——爱因斯坦 19.上下四方曰宇,古今往来曰宙。
——尸佼 20.想象远比知识重要,知识有涯,而想象能环保整个世界。
——爱因斯坦 21.科学的历史不仅是一连串的事实、规则和随之而来的数学描述,它也是一部概念的历史。
当我们进入另一个新的领域时,常常需要新的概念。
——普朗克 22.科学靠两条腿走路,一是理论,一是实验。
有时一条腿走在前面,有时另一条腿走在前面。
只有使用两条腿,才能前进。
——密立根 23.万有引力、电的相互作用和磁的相互作用,可以在很远的地方明显的表现出来,因此用肉眼就可以观察到;但也许存在另一些相互作用力,他们的距离如此之小,以至无法观察。
——牛顿 24.我们思想的发展在某种意义上常常来源于好奇心。
——爱因斯坦
一些关于物理方面的名言
物理名言1,所有的科学不是物理学,就是集邮。
——卢瑟福2,物理定律不能单靠“思维”来获得,还应致力于观察和实验——普朗克3,我以前同现在一样,相信物理定律越带普遍性,就越是简单。
--M.普朗克4,数学语言奇迹般地适合于表述物理定律,它真是一件出人意外的美妙礼物。
--E.P.Weigene5,物理学的整个目的就是找出带小数点的数
否则你就什么也没有做。
--R.P.费曼6,丁肇中卷入了一个大漩涡——现代物理学,其中心部分是试验高能物理学。
越接近漩涡中心,他越感到吸引力越大,她离不开它也不想离开它了,她准备把自己的全部精力和整个生命投进这个伟大而艰巨的事业中去。
《科学大师人生系列——丁肇中》周金品科学出版社7,在全部的物理学家中,狄拉克有最纯粹的灵魂——玻尔《伟大的物理学家》【美】威廉·H。
克劳普尔当代世界出版社8,物理学家有理由为自己的信念辩解,因为这些信念是建筑在事实这一坚固的岩石上的。
——卢瑟福《原子风云》松鹰中国青年出版社9,物理是我的生活方式——李政道《诺言——诺贝尔得主的经典语录》李臻余诗平文滙(hui)出版社10,科学提高了生命的道德价值,因为它促进了对真理的爱以及敬重。
——马克斯·普朗克《
寻找一句某人的名言
两个有力的人群常能借合作而比借竞争的方式更为繁荣。
团结力量大。
团结粉碎一切障碍 团结就是力量众人拾柴火焰高 三个臭皮匠顶个诸葛亮人心齐,泰山移 你的钟声只有在齐鸣时才能听见,在单独鸣响时---只会淹没在那些旧钟的一片响声里。
------高尔基 团结---在人需要的时候,它能帮助人民克服各种混乱。
------高尔基 一朵鲜花打扮不出美丽的春天,众人先进才能移山填海。
------雷锋 惟有具备强烈的合作精神的人,才能生存,创造文明。
-----〈印〉 泰戈尔军民团结如一人,试看天下谁能敌。
—— 力戒骄傲,这对领导者是一个原则问题,也是保持团结的重要条件。
—— 全世界无产者为什么不会团结起来,奋然而起
他们除了锁链什么都不会失去
—— 奥尼尔 团结就是力量。
我们的事业是正义的,我们的团结是坚强的。
——约·迪金森 掌握思想的教育,是团结全党进行伟大政治斗争的中心环节。
—— 团结一致,同心同德,任何强大的敌人,任何困难的环境,都会向我们投降。
—— 不但要团结和自己意见相同的人,而且要善于团结那些和自己意见不同的人,还要善于团结那些反对自己并且已被实践证明是犯了错误的人。
—— 天才并不是自生自长在深林荒野里的怪物,是由可以使天才生长的民众产生、长育出来的,所以没有这种民众,就没有天才。
——鲁迅 青春没有亮光,就像一片沃土,没长庄稼,或者还长满了荒草。
——吴运铎 一滴水只有放进大海里才永远不会干涸,一个人只有当他把自己和集体事业融合在一起的时候才能最有力量。
——雷锋 为了达到伟大的目标和团结,为此所必需的千百万大军应当时刻牢记主要的东西,不因那些无谓的吹毛求疵而迷失方向。
——恩格斯 只要千百万劳动者团结得像一个人一样,跟随本阶级的优秀人物前进,胜利也就有了保证。
——列宁 创造人的是自然界,启迪和教育人的却是社会。
——别林斯基 人民是土壤,它含有一切事物发展所必需的生命汁液;而个人则是土壤上的花朵与果实。
——别林斯基 个人离开社会不可能得到幸福,正如植物离开土地而被扔到荒漠不可能生存一样。
——列夫·托尔斯泰 一切使人团结的是善与美,一切使人分裂的是恶与丑。
——列夫·托尔斯泰 个人如果单靠自己,如果置身于集体的关系之外,置身于任何团结民众的伟大思想的范围之外,就会变成怠惰的、保守的、与生活发展相敌对的人。
——高尔基 要永远觉得祖国的土地是稳固地在你脚下,要与集体一起生活,要记住,是集体教育了你。
哪一天你若和集体脱离,那便是末路的开始。
——奥斯特洛夫斯基 不管一个人多么有才能,但是集体常常比他更聪明和更有力。
——奥斯特洛夫斯基 凡是经过考验的朋友,就应该把他们紧紧地团结在你的周围。
——莎士比亚 人们在一起可以做出单独一个人所不能做出的事业;智慧、双手、力量结合在一起,几乎是万能的。
——韦伯斯特 人不能孤独地生活,他需要社会。
——歌德 单个的人是软弱无力的,就像漂流的鲁滨孙一样,只有同别人在一起,他才能完成许多事业。
——叔本华 谁要是蔑视周围的人,谁就永远不会是伟大的人。
——左伊默 若不团结,任何力量都是弱小的。
——拉封丹 朋友间的不和,就是敌人进攻的机会。
——伊索 学会集体工作的艺术。
在今天的科学中,只有集体的努力才会有真正的成就。
如果你一个人工作,即使你有非凡的能力,你也不能在科学上做出巨大的发现,而你的同事将始终是你的思想的扩音器和放大器,正如你自己——集体中的一员——也是别人的思想的扩音器和放大器一样。
——泽林斯基 众志成城 人心齐,泰山移 众人拾柴火焰高 天时不如地利,地利不如人和。
——先秦·孟子 一个人像一块砖砌在大礼堂的墙里,是谁也动不得的;但是丢在路上,挡人走路是 要被人一脚踢开的。
——艾思奇 单丝不成线,独木不成林。
——俗语 二人同心,其力断金。
——《易经》 万人操弓,共射一招,招无不中。
——《吕氏春秋》 民齐者强。
——荀况 唯宽可以容人,唯厚可以载物。
——薛宣 聪明人与朋友同行,步调总是齐一的。
——法国谚语 一致是强有力的,而纷争易于被征服。
——伊索 若不团结,任何力量都是弱小的。
——拉封丹 上下同欲者胜。
——孙武 共同的事业,共同的斗争,可以使人们产生忍受一切的力量。
——奥斯特 洛夫斯基 能用众力,则无敌于天下矣;能用众智,则无畏于圣人矣。
——三国.孙 权 五人团结一只虎,十人团结一条龙,百人团结像泰山。
——邓中夏 人们在一起可以做出单独一个人所不能做出的事业;智慧+双手+力量结合在一 起,几乎是万能的。
——美.韦伯斯特 团结就有力量和智慧,没有诚意实行平等或平等不充分,就不可能有持久而真诚 的团结。
——英.欧文 单个的人是软弱无力的,就像漂流的鲁滨逊一样,只有同别人在一起,他才能完 成许多事业。
——德.叔本华 不管努力的目标是什么,不管他干什么,他单枪匹马总是没有力量的。
合群永远 是一切善良思想的人的最高需要。
——德.歌德 中国的问题,稳定需要团结,压倒一切的是需要稳定。
没有稳定的环境,什么都 搞不成。
稳定需要团结,才能稳定。
要使社会长期稳定。
国家长治久安,离不开党与人民群 众钢铁般的团结。
—— 国家的统一,人民的团结,国内各民族的团结,这就是我们的事业必定要胜利的 基本保证。
在当前,加强党的团结,加强党与人民群众的团结,具有特殊意义。
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有关团结合作的事实论据,名人名言
维勒与李亲密无间维勒和李比希都是19世纪德国杰学家。
他们两人的迥异,李比希激烈,爽朗,像一团烈火;维勒平和、沉稳,像一盆冷水。
但两个感情很好,亲密无间。
他们密切配合,致力于科学研究。
共同对无机化学、有机化学作出了贡献,同是有机化学的创始者。
马克思和恩格斯在长达近40年的合作中,同甘苦、共患难,互相关心,互相帮助,共同起草共产主义同盟纲领——《共产党宣言》;马克思家境困难时,恩格斯经常给他寄上解救贫困的英镑。
尤其令人感动的是,在马克思逝世后,恩格斯又花费了10多年时间帮助整理马克思《资本论》的手稿,使《资本论》二、三卷得以问世。
“一滴水只有放进大海里才永远不会干涸,一个人只有当他把自己和集体事业融合在一起的时候才能最有力量。
”雷锋的这句话最适用于我们现在的生活和学习了。
“大家分组讨论一下吧,四个人一小组……”老师经常在上课的时候给我们提出合作的建议。
也许对于一些问题,我们自己早已有了答案,但又不会或者不敢表达。
这时就需要同学与同学之间的合作,你听我讲,我听你讲,给对方提出意见。
小到在班里,四人小组之间的讨论,大到国际间,在友好往来基础上建立的国家之间,都是离不开合作的。
我们在学习生活中的合作,不仅能促进学习的积极性,提高学习成绩,更能教会我们如何走上社会,融入集体。
德国的化学家本生和物理学家基尔霍夫是好朋友,他们合作发明了光谱分析仪,本生提供的化学设想,基尔霍夫设计的物理仪器,造就了这个伟大的发明。
任何物质在分析仪面前燃烧一下,就能辨别出其中各种元素分析仪的光谱线。
每种元素分析仪都有特定的谱线,因此,用这个仪器就能分析出物体所含有的。
如果发现跟所有都不一样的谱线的话,那么就=发现了新的。
后来,好多都是用光谱分析仪发现的。
用这个仪器连太阳的构造有个外国老太来中国,她找了几个中国孩子,让他们做一个游戏,她把几个栓着细线小球放进一个瓶子里,瓶口很小,一次只能容纳一个小球通过。
她说:“这是一个火灾现场,每个人只有逃出瓶子才能活下去。
”她让每个孩子拿一根细线,时间开始了,只见几个孩子从小到大,依次把小球取出来了。
老太很惊讶,她在许多国家做过这个实验,但是没有一个成功过,那些孩子无一例外地都争先恐后地把细线拼命往上拉,导致最后一堆小球堵在瓶口……这就是合作的力量啊
物理学家说过哪些名言
物理学家名言1、自然和自然的法则在黑夜中隐藏;上帝说,让牛顿去吧
于是一切都被照亮。
——蒲柏2、自从牛顿奠定了理论物理学的基础以来,物理学的公理基础的最伟大变革,是由法拉第、麦克斯韦在电磁现象方面的工作所引起的。
——爱因斯坦3、这是我一生中碰到的最不可思议的事情,就好像你用一颗15英寸的大炮去轰击一张纸而你竟被反弹回的炮弹击中一样。
很生动地描述了汤姆逊模型碰到的困难,即原子不可能是质量均匀分布大小为1埃的球。
——卢瑟福4、弦就好比是应该出现在二十一世纪物理学的一鸿半爪,偶然掉落在二十世纪一般。
——维敦5、物理学家总认为你需要着手的只是:给定如此这般的条件下,会冒出什麽结果
——费曼6、物理学的任务是发现普遍的自然规律。
因为这样的规律的最简单的形式之一表现为某种物理量的不变性,所以对于守恒量的寻求不仅是合理的,而且也是极为重要的研究方向。
——劳厄7、物理定律不能单靠“思维”来获得,还应致力于观察和实验。
——普朗克8、我可以很确定的告诉大家:没有人真正了解量子力学。
——狄拉克9、万有引力、电的相互作用和磁的相互作用,可以在很远的地方明显的表现出来,因此用肉眼就可以观察到;但也许存在另一些相互作用力,他们的距离如此之小,以至无法观察。
——牛顿10、所有的科学不是物理学,就是集邮。
——拉塞福11、实验物理与理论物理密切相关搞实验没有理论不行但只停留於理论而不去实验科学是不会前进的。
——丁肇中12、实验可以推翻理论,而理论永远无法推翻试验。
——丁肇中13、判天地之美,析万物之理。
——庄子14、科学家不是依赖于个人的思想,而是综合了几千人的智慧,所有的人想一个问题,并且每人做它的部分工作,添加到正建立起来的伟大知识大厦之中。
——Rutherford15、固执于光的旧有理论的人们,最好是从它自身的原理出发,提出实验的说明。
并且,如果他的这种努力失败的话,他应该承认这些事实。
——托马斯。
杨16、给我一个支点,可以撬起整个地球。
——阿基米德17、方程式之美,远比符合实验结果更重要。
——狄拉克18、电和磁的实验中最明显的现象是,处于彼此距离相当远的物体之间的相互作用。
因此,把这些现象化为科学的第一步就是,确定物体之间作用力的大小和方向。
——麦克斯韦19、(牛顿的)《原理》将成为一座永垂不朽的深邃智慧的纪念碑,它向我们展示了最伟大的宇宙定律,是高于(当时)人类一切其他思想产物之上的杰作,这个简单而普遍定律的发现,以它囊括对象之巨大和多样性,给于人类智慧以光荣。
——拉普拉斯20、常常有同学问我做物理工作成功的要素是什么
我想要素可以归纳为三个P:Perception,Persistence,and Power。
Perception——眼光,看准了什么东西,就要抓住不放;Persistence——坚持,看对了就要坚持;Power——力量,有了力量能够闯过关,遇到困难你要闯下去。
——杨振宁21、希望你们年青的一代,也能象蜡烛为人照明那样,有一份热,发一份光,忠诚而踏实地为人类伟大事业贡献自己的力量。
——法拉第23、A=X+Y+Z A代表成功,X代表艰苦的劳动,Y代表正确的方法,Z代表少说空话。
——爱因斯坦24、自然界没有一样东西能保持永久性的。
——伽利略25、人,在二十岁,意志支配一切;三十岁,机智支配一切;四十岁,判断支配一切。
——富兰克林26.判天地之美,析万物之理。
——庄子27.物理定律不能单靠“思维”来获得,还应致力于观察和实验。
——普朗克28.交互作用是我们从现代自然科学的观点考察整个运动着的物质时首先遇到的东西。
自然科学证实了......交互作用是事物的真正的终极原因。
——恩格斯29.自然和自然的法则在黑夜中隐藏;上帝说,让牛顿去吧
于是一切都被照亮。
——蒲柏30.实验可以推翻理论,而理论永远无法推翻试验。
——丁肇中31.力学是关于运动的科学,它的任务是以完备而又简单的方式描述自然界中发生的运动。
——基尔霍夫32.(牛顿的)《原理》将成为一座永垂不朽的深邃智慧的纪念碑,它向我们展示了最伟大的宇宙定律,是高于(当时)人类一切其他思想产物之上的杰作,这个简单而普遍定律的发现,以它囊括对象之巨大和多样性,给于人类智慧以光荣。
——拉普拉斯33.物理学的任务是发现普遍的自然规律。
因为这样的规律的最简单的形式之一表现为某种物理量的不变性,所以对于守恒量的寻求不仅是合理的,而且也是极为重要的研究方向。
——劳厄34.科学是可以解答的艺术。
科学的前沿是介于可解与难解、已知与未知之间的全新疆域。
致力于这个领域的科学家们竭尽全力将可解的边界朝难解方向推进,尽其所能揭示未知领域。
——皮特.梅内瓦35.电学已经改变了我们的生活方式,并且产生了一个巨大的工程应用领域。
——埃米里奥.赛格瑞36.电和磁的实验中最明显的现象是,处于彼此距离相当远的物体之间的相互作用。
因此,把这些现象化为科学的第一步就是,确定物体之间作用力的大小和方向。
——麦克斯韦37.“法拉第先生,它(电磁感应)到底有什么用呢
”“啊,阁下,也许要不了多久你就可以对它收税了。
”——英国财政大臣格拉斯与法拉第的对话38.把高压电流在能量损失较小的情况下通过普通电线输送到迄今连想也不敢想的远距离,并在那一端加以利用......这一发现使工业几乎彻底摆脱地方条件规定的一切界限,并且使极遥远的水力的应用成为可能,如果在最初它只是对城市有利,那么到最后它终将成为消除城乡对立的最强有力的杠杆。
——恩格斯39.没有今天的基础科学,就没有明日的科技应用。
——李政道40.科学是一种方法,它教导人们:一些事物是如何被了解的,不了解的还有什么,对于了解的,现在了解到了什么程度......——费恩曼41.水波离开了它产生的地方,而那里的水并不离开,就像风在田野里掀起的麦浪。
我们看到,麦浪滚滚地向田野里奔去,但是麦子却仍停留在原来的地方。
——达芬奇42.固执于光的旧有理论的人们,最好是从它自身的原理出发,提出实验的说明。
并且,如果他的这种努力失败的话,他应该承认这些事实。
——托马斯.杨43.自从牛顿奠定了理论物理学的基础以来,物理学的公理基础的最伟大变革,是由法拉第、麦克斯韦在电磁现象方面的工作所引起的。
——爱因斯坦44.上下四方曰宇,古今往来曰宙。
——尸佼45.想象远比知识重要,知识有涯,而想象能环保整个世界。
——爱因斯坦46.科学的历史不仅是一连串的事实、规则和随之而来的数学描述,它也是一部概念的历史。
当我们进入另一个新的领域时,常常需要新的概念。
——普朗克47.科学靠两条腿走路,一是理论,一是实验。
有时一条腿走在前面,有时另一条腿走在前面。
只有使用两条腿,才能前进。
——密立根48.万有引力、电的相互作用和磁的相互作用,可以在很远的地方明显的表现出来,因此用肉眼就可以观察到;但也许存在另一些相互作用力,他们的距离如此之小,以至无法观察。
——牛顿49.我们思想的发展在某种意义上常常来源于好奇心。
——爱因斯坦
关于电力系统考研的
考大部分学校初试是考电路的。
华北电力,初试考电力系统分析。
如果考华电,电路还真不用学太多,知道基尔霍夫定律就行,别的部分不用学太细。
自动控制原理不重要。
微机原理,太不重要。
电机学是电力专业的敲门砖。
(名言) 继电保护要学好了。
我比较认同楼上的观点。
华电学生留。
历史问题,关于历史人物,牛顿 达尔文 爱因斯坦 普朗克。
牛顿运用了数学和实验的方法来研究和探索自然,从他以后科学界沿用了这一方法,所以现在任何脱离数学和实验的学科不能称为科学(数学不是科学,而是科学的基础),现在任何一篇科学论文几乎都少不了牛顿的步骤:提出假说后用实验检验,并用数学、统计学方法来分析实验所得的数据,这才是科学研究。
牛顿也被奉为近代科学奠基人(尽管他不一定是第一个这样做的,但是把这种研究套路推广的)达尔文之所以不是,主要因为2人生活的时代不同,比牛顿晚了近200年,他的时代近代科学已经很发达了,所以当然不是奠基人,而且达尔文没有大量地用实验和数学方法来基人----普朗克 普朗克 Karl Ernst Ludwig Planck, 1858―1947姓名:马克斯·普朗克 职务:教授 德国物理学家,量子物理学的开创者和奠基人,1918年诺贝尔物理学奖的获得者。
普朗克的伟大成就,就是创立了量子理论,这是物理学史上的一次巨大变革。
从此结束了经典物理学一统天下的局面。
1900年,普朗克抛弃了能量是连续的传统经典物理观念,导出了与实验完全符合的黑体辐射经验公式。
在理论上导出这个公式,必须假设物质辐射的能量是不连续的,只能是某一个最小能量的整数倍。
普朗克把这一最小能量单位称为“能量子”。
普朗克的假设解决了黑体辐射的理论困难。
普朗克还进一步提出了能量子与频率成正比的观点,并引入了普朗克常数h。
量子理论现已成为现代理论和实验的不可缺少的基本理论。
普朗克由于创立了量子理论而获得了诺贝尔物理学奖。
一、生平简介1858年4月23日生于基尔。
1867年,其父民法学教授J.W.von普朗克应慕尼黑大学的聘请任教,从而举家迁往慕尼黑。
普朗克在慕尼黑度过了少年时期,1874年入慕尼黑大学。
1877~1878年间,去柏林大学听过数学家K.外尔斯特拉斯和物理学家H.von亥姆霍兹和G.R.基尔霍夫的讲课。
普朗克晚年回忆这段经历时说,这两位物理学家的人品和治学态度对他有深刻影响,但他们的讲课却不能吸引他。
在柏林期间,普朗克认真自学了R.克劳修斯的主要著作《力学的热理论》,使他立志去寻找象热力学定律那样具有普遍性的规律。
1879年普朗克在慕尼黑大学得博士学位后,先后在慕尼黑大学和基尔大学任教。
1888年基尔霍夫逝世后,柏林大学任命他为基尔霍夫的继任人(先任副教授,1892年后任教授)和理论物理学研究所主任。
1900年,他在黑体辐射研究中引入能量量子。
由于这一发现对物理学的发展作出的贡献,他获得1918年诺贝尔物理学奖。
自20世纪20年代以来,普朗克成了德国科学界的中心人物,与当时德国以及国外的知名物理学家都有着密切联系。
1918年被选为英国皇家学会会员,1930~1937年他担任威廉皇帝协会会长。
在那时期,柏林、哥廷根、慕尼黑、莱比锡等大学成为世界科学的中心,是同普朗克、W.能斯脱、A.索末菲等人的努力分不开的。
在纳粹攫取德国政权后,以一个科学家对科学、对祖国的满腔热情与纳粹分子展开了,为捍卫科学的尊严而斗争。
1947年10月4日在哥廷根逝世。
二、科学成就1.普朗克早期的研究领域主要是热力学。
他的博士论文就是《论热力学的第二定律》。
此后,他从热力学的观点对物质的聚集态的变化、气体与溶液理论等进行了研究。
2.提出能量子概念普朗克在物理学上最主要的成就是提出著名的普朗克辐射公式,创立能量子概念。
19世纪末,人们用经典物理学解释黑体辐射实验的时候,出现了著名的所谓“紫外灾难”。
虽然瑞利、金斯(1877—1946)和维恩(1864—1928)分别提出了两个公式,企图弄清黑体辐射的规律,但是和实验相比,瑞利-金斯公式只在低频范围符合,而维恩公式只在高频范围符合。
普朗克从1896年开始对热辐射进行了系统的研究。
他经过几年艰苦努力,终于导出了一个和实验相符的公式。
他于1900年10月下旬在《德国物理学会通报》上发表一篇只有三页纸的论文,题目是《论维恩光谱方程的完善》,第一次提出了黑体辐射公式。
12月14日,在德国物理学会的例会上,普朗克作了《论正常光谱中的能量分布》的报告。
在这个报告中,他激动地阐述了自己最惊人的发现。
他说,为了从理论上得出正确的辐射公式,必须假定物质辐射(或吸收)的能量不是连续地、而是一份一份地进行的,只能取某个最小数值的整数倍。
这个最小数值就叫能量子,辐射频率是ν的能量的最小数值ε=hν。
其中h,普朗克当时把它叫做基本作用量子,现在叫做普朗克常数。
普朗克常数是现代物理学中最重要的物理常数,它标志着物理学从“经典幼虫”变成“现代蝴蝶”。
1906年普朗克在《热辐射讲义》一书中,系统地总结了他的工作,为开辟探索微观物质运动规律新途径提供了重要的基础。
三、著作和论文《论热力学的第二定律》1879年 《论维恩光谱方程的完善》1900年 《论正常光谱中的能量分布》1900年 《热辐射讲义》1906年 《关于正常光谱的能量分布定律的理论》1900年 四、曾获奖项和荣誉1918年,普朗克得到了物理学的最高荣誉奖——诺贝尔物理学奖。
1926年,普朗克被推举为英国皇家学会的最高级名誉会员,美国选他为物理学会的名誉会长。
1930年,普朗克被德国科学研究的最高机构威廉皇家促进科学协会选为会长。
三、趣闻轶事1.启蒙老师普朗克走上研究自然科学的道路,在很大程度上应该归功于一个名叫缪勒的中学老师。
普朗克童年时期爱好音乐,又爱好文学。
后来他听了缪勒讲的一个动人故事:一个建筑工匠花了很大的力气把砖搬到屋顶上,工匠做的功并没有消失,而是变成能量贮存下来了;一旦砖块因为风化松动掉下来,砸在别人头上或者东西上面,能量又会被释放出来,……这个能量守恒定律的故事给普朗克留下了终生难忘的印象,不但使他的爱好转向自然科学,而且成为他以后研究工作的基础之一。
2.“普朗克行星”普朗克进入科学殿堂以后,无论遇到什么困难,都没有动摇过他献身于科学的决心。
他的家庭相继发生过许多不幸:1909年妻子去世,1916年儿子在第一次世界大战中战死,1917年和1919年两个女儿先后都死于难产,1944年长子被希特勒处死。
但是普朗克总是用奋发忘我的工作抑制自己的感情和悲痛,为科学做出了一个又一个重要的贡献。
他一生发表了215篇研究论文和7部著作,其中包括1959年所著的《物理学中的哲学》一书。
在普朗克诞辰80周年的庆祝会上,人们“赠给”他一个小行星,并命名为“普朗克行星”。
1946年他虽然体弱,但却非常高兴地出席了皇家学会的纪念牛顿的集会。
3.墓碑号刻着他的名和h的值普朗克为人谦虚,作风严谨。
在1918年4月德国物理学会庆贺他60寿辰的纪念会上,普朗克致答词说:“试想有一位矿工,他竭尽全力地进行贵重矿石的勘探,有一次他找到了天然金矿脉,而且在进一步研究中发现它是无价之宝,比先前可能设想的还要贵重无数倍。
假如不是他自己碰上这个宝藏,那么无疑地,他的同事也会很快地、幸运地碰上它的。
”这当然是普朗克的谦虚。
洛仑兹在评论普朗克关于能量子这个大胆假设的时候所说的话,才道出了问题的本质。
他说:“我们一定不要忘记,这样灵感观念的好运气,只有那些刻苦工作和深入思考的人才能得到。
”1947年10月3日,普朗克在哥廷根病逝,终年89岁。
德国政府为了纪念这位伟大的物理学家,把威廉皇家研究所改名叫普朗克研究所。
战火余烬未灭,他却接到了敌对国家的盛情邀请;战争毁灭了他的家庭和心血,但80岁的老人并没有被摧毁1946年,英国皇家学会在伦敦举行因战争推迟了3年的牛顿诞生300周年纪念会。
在来宾登记簿上,记下了这么一位特殊的人物:普朗克其实来自刚刚战败的德国。
当时,人们还远没从德军的第二次世界大战的炮火和血泊中恢复过来,他们对惨无人道的德国法西斯心有余悸,任何人都不想和这个曾经给世界带来深重灾难的国家发生关系。
但作为德国科学发言人的普朗克,却偏偏在此时受到了曾经饱受德军战火之苦的英国人的盛情邀请,这是为什么呢
其原因不仅在于他的伟大科学成就,而且也在于他本人伟大的人格。
在战时,他对希特勒政府采取的不合作态度,他本人在战时的悲惨遭遇,以及他身处逆境却顽强直面人生的勇气,使人们对这位已经88岁的老人充满了崇敬。
普朗克经历了两次世界大战。
在战争中,他失去了两个儿子和两个女儿,而他的家、他收藏一生的书籍和记载着他一生奋斗足迹的手稿和日记,都在1944年盟军轰炸柏林时化为灰烬。
这样的打击是任何一个铁血汉子都难以承受的,但这位垂暮老人却勇敢地承受住了这一切,这是怎样的一种毅力啊
那么,是什么使他拥有这么坚强的意志呢
是信仰。
是他对宗教的信仰,更是他对科学真理的信仰。
他一生信奉上帝,但科学和大自然是他心中的另一个上帝普朗克对宗教的信仰有极深的家庭渊源,他的祖父和曾祖父都是哥廷根大学的神学教授;父亲虽然一改家风,成了基尔大学和慕尼黑大学的法学教授,但也笃信宗教;母亲也出生于一个牧师家庭。
弥漫在家庭中的浓郁宗教气氛,使上帝早早地就在普朗克的心中扎了根。
小学时他是一个忠实的路德教信徒,中学时经常因为宗教和行为举止等方面获奖,长大后也从未怀疑过有条理的宗教的价值。
从1920年开始,一直到1947年去世,他都是绿森林教区的长老。
但相对于他对宗教的信仰来说,他更信奉的是科学,是大自然。
1937年5月,普朗克在波罗的海沿岸各省作题为《宗教与科学》的演讲结束时,曾提出了一个响亮的口号:向上帝走去
这句口号的含义可以用爱丁顿的一句话来解释:现代物理学绝不是使我们远离上帝,而是必然地使我们更接近上帝。
普朗克一生对科学真理的追求就是一个向上帝走去的过程,也就是说,普朗克心目中至高无上的上帝其实就是物质世界,就是大自然,就是科学真理。
普朗克一生酷爱散步和登山运动,其实就是他对大自然这个万物之主的一种顶礼膜拜,他84岁那年还曾登上一座3000米高的山峰。
他信守他的导师赫姆霍茨的一句名言:散步是自然科学家的神圣天职。
而他在科学上作出的贡献则是他献给上帝的最好的祭品。
他只能隔着窗上的冰花看邻居孩子的玩耍,这却成为他走上物理学之路的第一步笼罩在普朗克家庭上空的沉重肃穆的宗教气氛,带给普朗克童年的是一种被压抑了的快乐。
他不能像许多小孩那样放肆地玩耍淘气,但他可以从书本、从音乐、从散步、从思考等活动中得到快乐。
正是在思考中,他迈出了走向物理学的第一步。
在他7岁那年的一天,正在看书的小普朗克突然听到窗户外有小孩的叫声和笑声。
他跑到窗前打开窗户一看,原来有几个小孩在打雪仗。
看到小朋友们那无拘无束的高兴劲儿,普朗克心里别提有多羡慕了。
他关上窗户跑到父亲房中,但看到父亲那一脸的严肃,到了嘴边的话又只好咽回去了。
但重新坐下来看书的普朗克却怎么也看不进去了,他情不自禁地又来到窗前,但玻璃都被什么东西挡住了,外面的景物什么也看不到。
,他只得把视线收回来,落在眼前的窗户上。
这时,他发现了一幅美丽的景象:窗玻璃上结满了冰花。
它们有的像小草、有的像小树、有的像小狗……哇
真是漂亮极了。
可是它们是谁画的呢
小普朗克陷入了沉思。
这个问题有点超出他的想象,他想了老半天,还是没有想明白。
晚饭时,父亲发现小普朗克一直没有专心吃饭,就问他怎么回事。
小普朗克鼓起勇气说了自己的疑问,一向严肃的父亲听完了儿子的问题之后,脸上露出了少有的笑容。
他耐心地给儿子解释冰花是一种常见的物理现象,饭后还给儿子找了一本物理学的入门书,并且告诉儿子:有不懂的地方可以随时问他。
父亲的开恩使普朗克受宠若惊,他把这种恩宠化作了学习的动力。
从此,他开始对物理学发生兴趣。
对他来说,做一个科学家,比做一个艺术家更有价值普朗克对物理学的兴趣在上了中学以后有了新的发展。
他的老师缪勒在讲到能量守恒原理的时候给他们讲述了一个辛辛苦苦把一块沉重的砖头扛上屋顶去的泥瓦匠的故事。
缪勒说:泥瓦匠在他扛砖的时候所做的功并没有消失,而是原封不动地被储存起来,也许能储存很多年,直到也许有那么一天,这块砖头松动了,以致于落在下面某一个人的头上。
缪勒讲得很生动,这使能量守恒原理宛如一个救世福音响彻了普朗克的心田。
从此,这一原理深深扎根在普朗克的脑中,它成了普朗克日后进行科学研究的基础。
1874年,普朗克中学毕业了。
但在选择今后的努力方向时却陷入了踌躇,因为除物理学之外,他还对音乐有着非同一般的兴趣。
他在音乐方面的才能甚至比他对物理学的兴趣来得更早,他很小的时候就已经具有专业音乐家的钢琴和管风琴演奏水准了。
他喜欢舒伯特的《摇篮曲》、《美丽的磨坊女郎》,勃拉姆斯的小提琴协奏曲,还有巴赫的《马太受难曲》等等。
对于家教甚严、办事循规蹈矩、一丝不苟的普朗克来说,音乐是他唯一能放纵自己的感情,使自己的思想不受任何约束的领地。
德意志民族是一个外表严谨但追求内心自由和思想解放的民族,普朗克是一个典型的德国人,他渴望在音乐的殿堂里纵横驰骋。
但经过激烈的思想斗争,他还是选择了物理学。
至于音乐,可以作为业余爱好。
因为他认为做一个科学家应该比做一个艺术家更有价值。
上大学以后,普朗克渐渐将他在物理学上的兴趣锁定在纯理论的领域,也就是理论物理学。
他的物理学老师约里对此十分不解,因为他认为物理学已经是一门高度发展的、几乎尽善尽美的科学,也许,在某个角落还有一粒尘屑或一个小气泡,对它们可以去进行研究和分类。
但是,作为一个完整的体系,已经建立得足够牢固的了,经典理论物理学也已接近于十分完善的程度。
约里的观点代表了当时科学界对物理学普遍的错误看法,但普朗克却不是那种轻易改变主意的人,走物理学乃至走理论物理学的道路是他认真考虑的结果,他不会让任何东西阻挡他前进的脚步。
如果你相信你能承担对之所负的责任的话,就不让任何东西阻挡你前进因仰慕赫姆霍茨和基尔霍夫这两位物理学家的大名,普朗克在大学最后一年转到柏林大学学习。
但两位老师蹩脚的讲课却使普朗克大失所望,不过他没有泄气,而是靠自学来满足自己的求知欲望。
他不但自习两位老师的课程,也自修了克劳修斯的《热力学》,正是从克劳修斯的热力学理论出发,他开始了热辐射问题的研究。
在研究中,柏林大学维恩教授1894年提出的维恩公式和英国物理学家瑞利1900年提出的瑞利公式这两个完全相反的公式引起了他的注意,他尝试了经典物理学的所有理论和方法,试图提出一个新的公式来代替这两个互相矛盾的公式,但没有成功。
为了寻求科学真理,他决定采取孤注一掷的行动--跳出经典物理学,从新的角度来考虑这个问题。
1900年10月19日,普朗克在德国物理学会的一次会议上提出了他的新公式,这就是后来著名的普朗克公式。
12月14日,他在物理学会的另一次会议上提出了这个公式的理论基础,即著名的能量子假说。
在这个假说中,普朗克放弃了传统的物质运动绝对连续的观念,提出辐射过程不是连续的,而是以最小份量一小包一小包地放射或吸收,这一小包不能再分成更小的包,就象卖水果糖,最少只能一块一块地卖,而不能半块半块或分成更小的块卖,这个最小的能量单位就叫能量子。
这一天,后来被人们认为是量子论的生日。
由于量子概念随后成了理解原子壳层和原子核一切性能的关键,这一天也被看作原子物理学的生日和自然科学新纪元的开端。
当然,提出能量子假说的普朗克也被人们尊称为量子论的奠基人。
成名之后的普朗克在谈到自己是如何成为一个科学家的时候,曾说了这么一句话:你必须要有信仰。
普朗克所说的信仰实际上就是对科学、对研究事业的执着的爱和对寻求科学真理的坚定不移的精神。
值得一提的是,信仰使人成功,但信仰一旦变成固执的行动的话也会妨碍一个人前进的脚步。
普朗克本质上根深蒂固的保守意识曾使他在提出石破天惊的理论并得到了其他人的发展以后,却固执地要将跳出经典物理学旧框框提出的新理论重新纳回经典物理学的旧框框中去。
研究。
当然这不是说达尔文的贡献就比不上牛顿,也不是说进化论不能用实验和数学来研究(目前进化论的研究恰恰是主要依赖数学,其次才是实验),只是时代不同,达尔文的时代早过了近代科学的启蒙期,而且牛顿对科学方法的使用更为突出和典型,可以作为参考范例。
科学简史 上课后的感受
综观人类科学史,我们似乎总是那么尴尬。
像登山一样,时而平步如履,时而峰回路转,是而曲径通幽,放眼望去,满山郁郁青青一片,顿时觉得心旷神怡,渐渐地落英缤纷,荆棘挡道,不知该向何处寻找出路。
正当山穷水复疑无路时,突然间柳暗花明有一村。
还未来得及一览美景,转眼又大起大落,误入白云深处不知归路……我们会看到物理大厦在狂风暴雨下轰然坍塌,却又在熊熊烈焰中得到了洗礼和重生。
我们会看到最革命的思潮席卷大地,带来了让人惊骇的电闪雷鸣,同时却又展现出震撼人心的美丽。
我们会看到科学如何在荆棘和沼泽中艰难地走来,病树前头万木春,这使我们更加坚定了对胜利的信念。
如果站在一个比较高的角度来看历史,一切事物都是遵循特定的轨迹的,没有无缘无故的事情,也没有不合常理的发展。
牛顿力学最早形成对物体运动的确定性描述,被称为确定性理论。
应用牛顿第二定律时,如果已知物体所受的力和它的初始运动状态,则物体在此状态以前和以后的运动是完全确定的,这类运动是可“重现”、可“预报”的。
比如行星的运动可以预报,日蚀、月蚀与潮汐一样可以预见,对航天飞机与导弹的运行可勾划出准确的历程。
经典物理学的这些光辉成就导致决定论的观点长期以来统治着宏观世界,到18世纪法国数学家拉普拉斯把决定论思想发展到了顶峰,他有这样一段名言:“设想有位智者在每一瞬间得知激励大自然的所有的力,以及组成它的所有物体的相互位置,如果这位智者如此博大精深,他能对这样众多的数据进行分析,把宇宙间最庞大物体和最轻微原子的运动包容于一个公式之中,那么对他来说没有什么事情是不确定的,将来就像过去一样展现在他的眼前。
”在时代浪尖里弄潮的英雄人物,其实都只是适合了那个时代的基本要求,这才得到了属于他们的无上荣耀,这些受苦受难的科学家们,但是,如果站在庐山之中,把我们的目光投射到具体的那个情景中去,我们也能够理解一个伟大人物为时代所带来的光荣和进步。
虽然不能说,失去了这些伟大人物,人类的发展就会走向歧途,但是也不能否认英雄和天才们为这个世界所做出的巨大贡献。
在科学史上,就更是这样。
整个科学史可以说就是以天才的名字来点缀的灿烂银河,而有几颗特别明亮的星辰,它们所发射出的光芒穿越了整个宇宙,一直到达时空的尽头。
他们的智慧在某一个时期散发出如此绚烂的辉煌,令人叹为观止。
一直到今天,我们都无法找出更加适合的字句来加以形容,而只能冠以“奇迹”的名字。
伽利略的落体定律,否定了亚里士多德以前的人类对于自然的看法,以前被誉为是上帝谱写的篇章,一下子被抛到了九霄云外。
但是作为科学家的伽利略都是那么得受苦受难,和哥白尼、布鲁诺、开普勒等人一样,或许科学的发展天生具有着斗争性,或许正是这样才能把自然界的万物弄得更清楚,更明白,或许正是这样才能他们永远地记住。
开普勒、伽利略、惠更斯等人的精髓在牛顿身上得到了集中的体现,使得牛顿的体系闪耀着神圣不可侵犯的光辉,从诞生的那刻起便有着一种天上地下唯我独尊的气魄,月亮、地球、太阳、银河系都遵循着万有引力定律,谁都不敢逾越这种准则。
牛顿力学后来在拉格朗日、伯努利、达朗贝尔完善下,不仅使天上万物遵循它,还能使地上的万物听它的摆布。
库仑、伽伐尼、伏打、欧姆、奥斯特、卡文迪什、欧姆、安培、法拉第、楞次、麦克斯韦等人还把电、磁和力联系到了一起,原来这个世界很多地方都是相似的。
一种形式的能量总回转化为另一种形式的能量,认为自然界的化学亲和力、凝聚、电、光、热和磁,都可以从一种形式转变为其他的形式,而且能把化学亲和力、凝聚、电、光、热和磁转变为最原始的机械运动。
拉瓦锡、李比希的学生莫尔、赫斯、卡诺、焦耳、赫姆霍兹、克劳修斯等人都认为这种转化过程中能量始终是守恒的。
在笛卡儿、波意耳、牛顿、胡克、惠更斯、托马斯 杨、菲涅耳等人的努力下,光学也红红火火地发展了起来,后来麦克斯韦证明了光是电磁力有着深刻的渊源,原来它们也是一家人。
其次,玻尔兹曼、克劳修斯、瓦特斯顿、麦克斯韦等人把科学的触须深向了分子运动学,热跟分子之间平均平动动能和平均碰撞频率有着密切的关系。
赫谢尔、兰利、维恩、瑞利、埃伦费斯特还把物体的温度、颜色和光波联系到了一起。
赫兹的实验也同时标志着经典物理的顶峰,原来电磁波可以用电磁力发射出去,并能接收到。
物理学的大厦从来都没有这样得富丽堂皇,令人叹为观止。
牛顿的力学体系已经是如此雄伟壮观,现在麦克斯韦在它之上又构建起了同等规模的另一幢建筑,它的光辉灿烂让人几乎不敢仰视。
电磁理论在数学上完美得难以置信,著名的麦氏方程组刚一问世,就被世人惊为天物。
它所表现出的深刻、对称、优美使得每一个科学家都陶醉在其中,玻尔兹曼情不自禁地引用歌德的诗句说:“难道是上帝写的这些吗
”一直到今天,麦氏方程组仍然被公认为科学美的典范,许多伟大的科学家都为它的魅力折服,并受它深深的影响,有着对于科学美的坚定信仰。
物理学征服了世界。
在19世纪末,它的力量控制着一切人们所知的现象。
古老的牛顿力学城堡历经岁月磨砺风雨吹打而始终屹立不倒,反而更加凸现出它的伟大和坚固来。
从天上的行星到地上的石块,万物都必恭必敬地遵循着它制定的规则。
这是一段伟大而光荣的日子,是经典物理的黄金时代。
科学的力量似乎从来都没有这样的强大,这样地令人神往。
人们也许终于可以相信,上帝造物的奥秘被他们所完全掌握了,再没有遗漏的地方,再也不可能有任何突破性的进展了。
如果说还有什么要做的事情,那就是做一些细节上的修正和补充,更加精确地测量一些常数值罢了。
人们开始倾向于认为:物理学已经终结,所有的问题都可以用这个集大成的体系来解决,而不会再有任何真正激动人心的发现了。
但是牛顿他们却没有关心混沌现象,科学的发展使得我们总是那么尴尬。
一点点的积累最终会酿成大祸,偶然性的事件会彻底地破坏这一确定性。
北极星不再是过去那颗北极星了,行星的轨道也不是永恒,月亮正以每年0.002米的速度离开我们。
小行星的摄动会使它偏离预定的轨道,如果撞伤其他行星,那或许将会改变整个太阳系的面貌,这和一次意外的交通事故能改变某人一生的命运一样。
牛顿为什么没有关注混沌现象呢
这样一看越来越觉得科学的神秘,同时科学的发展总是使我们那么尴尬,过去认为是“上帝”写的那些东西总是要被抛弃掉,而且过去的进步不意味着是现在的荣誉,真正的科学一开始并不被人们接受,不可思议的想法往往是真理。
科学就像一个神秘的少女,我们天天与她相见,却始终无法猜透她的内心世界。
她像童话里的那个渔夫,他亲手把魔鬼从封印的瓶子里放了出来,自己却反而被这个魔鬼吓了个半死。
如果上帝一开始就发挥作用或许就能避免那些麻烦。
1900年4月27日,已经76岁的开尔文在英国皇家研究所(Royal Institution)作了一篇题为:《在热和光动力理论上空的 19世纪乌云》的讲演,提出了两“朵乌云”困扰着科学觉的发展。
两朵乌云的提出使得科学的发展进入了一个全新的革命时期。
也就是在20世纪初的那几年里,一个幽灵是如此地具有革命性和毁坏性,以至于它所过之处,最富丽堂皇的宫殿都在瞬间变成了断瓦残垣。
物理学构筑起来的精密体系被毫不留情地砸成废铁,千百年来亘古不变的公理被扔进垃圾箱中不得翻身。
它所带来的震撼力和冲击力是如此地大,以至于后来它的那些伟大的开创者们都惊吓不已,纷纷站到了它的对立面。
当然,它也决不仅仅是一个破坏者,它更是一个前所未有的建设者,科学史上最杰出的天才们参与了它成长中的每一步,赋予了它华丽的性格和无可比拟的力量。
人类理性最伟大的构建终将在它的手中诞生。
一场前所未有的革命已经到来,一场最为反叛和彻底的革命,也是最具有传奇和史诗色彩的革命。
暴风雨的种子已经在乌云的中心酿成,只等适合的时候,便要催动起史无前例的雷电和风暴,向世人昭示它的存在。
而这一切普朗克那里开始的。
普朗克面对黑体辐射时假设能量在发射和吸收的时候,不是连续不断,而是分成一份一份的。
正是这个假定,推翻了自牛顿以来200多年,曾经被认为是坚固不可摧毁的经典世界。
这个假定以及它所衍生出的意义,彻底改变了自古以来人们对世界的最根本的认识。
自从伽利略和牛顿用数学规则以来,一切自然的过程就都被当成是连续不间断的,微积分就建立在连续的基础上的。
自然的连续性是如此地不容置疑,以致几乎很少有人会去怀疑这一点。
当预报说气温将从20度上升到30度,你会毫不犹豫地判定,在这个过程中间气温将在某个时刻到达25度,到达28度,到达29又1\\\/2度,到达29又3\\\/4度,到达29又9\\\/10度……总之,一切在20度到30度之间的值。
而量子论抛弃了这一切。
量子论天生有着救世主的气质,似乎是来拯救这穷途末路的科学的。
它一出世就像闪电划破夜空,引起众人的惊叹及欢呼,并摧枯拉朽般地打破旧世界的体系,但是量子论注定是要受苦受难的。
在量子论诞生的最初几年里,几乎所有的科学家都反对这个有着救世主般的小精灵,尤其像洛仑兹、J.J.汤姆迅等崇拜经典物理的老派的科学家。
量子论的成长史,更像是一部艰难的探索史,其中的每一步,都充满了陷阱、荆棘和迷雾。
量子的诞生伴随着巨大的阵痛,它的命运注定了将要起伏而多舛。
量子论的思想是如此反叛和躁动,以至于它与生俱来地有着一种对抗权贵的平民风格。
而它显示出来的潜在力量又是如此地巨大而近乎无法控制,这一切都使得所有的人都对它怀有深深的惧意。
与此同时,随着对光学研究的深入,使得19世纪末20世纪初的那几年里,科学的发展从来没有这么快过,J.J.汤姆生、伦琴、贝克勒尔、居里、卢瑟福、康普顿等人相继揭开了阴极射线、X射线、放射性物质(α射线、β射线、γ射线)的秘密。
这样科学的脚步就进入了微观的世界,电子,光子、α粒子等粒子的发现,为原子物理的发展带来突破。
20世纪的最初几年,注定是一个奇迹年,是普朗克打开了潘朵拉的盒子,人类的天才喷薄而出,涌现出了一大批科学家。
在上世纪末的时候,勒纳德等人发现频率高的光线(比如紫外线)便能够打出能量较高的电子,而频率低的光(比如红光、黄光)则一个电子也打不出来。
其次,能否打击出电子,这和光的强度无关。
再弱的紫外线也能够打击出金属表面的电子,而再强的红光也无法做到这一点。
增加光线的强度,能够做到的只是增加打击出电子的数量。
现在用量子力学就迎刃而解了。
爱因斯坦是从普朗克的量子假设那里出发的,认为黑体在吸收和发射能量的时候,不是连续的,而是要分成“一份一份”的,这个单位,他就称作“量子”,其大小则由普朗克常数h来描述。
如果我们从普朗克的方程出发,我们很容易推导一个特定辐射频率的“量子”究竟包含了多少能量,e = hν。
同时夫琅和费、基尔霍夫、埃格斯特朗、罗兰、巴耳末、里德伯、刑帕等人对光谱的分析,使科学家们进入到了原子的世界,玻尔认为电子是有固定的轨道的,当电子处于离核最近的轨道上,就具有最低的能量状态,此时的原子处于稳定状态,当电子跃迁到离核较远的轨道上时,就会吸收光子;当从较远的轨道回到原来轨道时就会放出光子。
电子的“台阶”(或者轨道)必定也是量子化的,它不能连续而取任意值,因此只能取整数,而必须分成“底楼”,“一楼”,“二楼”等,在两层“楼”之间,是电子的禁区,它不可能出现在那里。
正如一个人不能悬在两级台阶之间漂浮一样。
如果现在电子在“三楼”,它的能量用E3表示,那么当这个电子突发奇想,决定跳到“一楼”(能量E1)的期间,它便释放出了E3-E1= hν的能量来。
玻尔的这种原子模型是存在致命缺陷的,由于原子核带正电,电子带负电,那么整个原子会在极断的时间内坍缩掉。
后来泡利就提出了不相容原理,每一层的最多能容纳 电子。
但是这还是解决不了反塞曼效应,乌仑贝克和古德施密特就提出了电子是有自旋的,这样很多就解决了原子的精细结构。
索末菲还提出了电子的轨道是椭圆形的,在磁场中光谱线还会进一步分裂的超精细结构。
1924年,德布罗意提出了物质波的概念,电子同时具有粒子的性质同时还有波的性质。
电子波的提出使得科学真正进入量子力学时代。
海森堡就提出了矩阵力学,矩阵力学能使准确描述各种粒子的某些性质。
矩阵力学得到了狄拉克的继承和发展,使得描述粒子各种行为时更加通俗易懂了。
同时玻色—爱因斯坦统计等的出现,为薛定谔提出波动力学方程奠定了基础,使得波动力学更加形象生动的波动力学方程。
这时候,在量子力学的冲击下,经典物理已经完全倒塌了。
于此同时,爱因斯坦相继提出了狭义相对运动论和广义相对运动论。
狭义相对性原理。
其内容是:惯性系之间完全等价,不可区分。
惯性系是完全等价的,因此,在同一个惯性系中,存在统一的时间,称为同时性。
在不同的惯性系中,却没有统一的同时性,也就是两个事件(时空点)在一个惯性系内同时,在另一个惯性系内就可能不同时,这就是同时的相对性。
由于相对运动长度还会收缩 ,运动可以使时间变慢 。
狭义相对运动论还导出了一个最著名的方程式E=mc2,建立起了质量与能量之间的关系,这个奇妙的公式为人类获取巨大的能量,制造原子弹和氢弹以及利用原子能发电等奠定了理论基础。
爱因斯坦于1915年进一步建立起了广义相对论。
广义相对论提出:引力质量等于惯性质量,这就是等效原理,这是第一原理;第二原理就是广义相对性原理,所有参考系在描述自然定律时都是等效的。
第三原理就是光速不变性,光速在任意参考系内都是不变的。
相对论问世,使地几何学再也不是普通的欧几里得几何我们必须要在三维的时空上再加上一个时间,那就是四维的时空。
空间如果不存在物质,时空是平直的,如果有物质的存在,使得空间不再是平之的了,当空间存在物质时,物质与时空的相互作用使时空发生了弯曲。
广义相对运动论的最基本的论点也就是:引力来源于弯曲,还预言了引力波的存在,并且认为引力场与引力波都是以光速传播的,否定了万有引力定律的超距作用。
1926年7月波恩将骰子带进物理学后,骰子代表了不确定,而物理学不是一门最严格最精密,最不能容忍不确定的科学。
因此,战役随时都有可能一触即发。
物理不能预测电子的行为,它只能找到电子出现的概率而已。
无论如何,我们也没办法确定单个电子究竟会出现在什么地方,我们只能猜想,电子有90%的可能出现在这里,10%的可能出现在那里。
从伽利略牛顿以来,成千上百的先辈们为这门科学呕心沥血,建筑起了这样宏伟的构筑,它的力量统治整个宇宙,从最大的星系到最小的原子,万事万物都在它的威力下必恭必敬地运转。
任何巨大的或者细微的动作都逃不出它的力量。
星系之间产生可怕的碰撞,释放出难以想象的光和热,并诞生数以亿计的新恒星;宇宙射线以惊人的高速穿越遥远的空间,见证亘古的时光;微小得看不见的分子们你推我搡,喧闹不停;地球庄严地围绕着太阳运转,它自己的自转轴同时以难以觉察的速度轻微地振动;坚硬的岩石随着时光流逝而逐渐风化;鸟儿扑动它的翅膀,借着气流一飞冲天。
这一切的一切,不都是在物理定律的监视下一丝不苟地进行的吗
波恩却说我不能准确确定电子的准确位置。
1927年3月23日,海森堡发表了“不确定性原理”,就是说我们不能同时准确测量出电子的动量和位置,粒子的行为完全是随机的,只能用概率还描述。
在第五届索尔维(Ernest Solvay)会议中来了一个最后的辩论,玻尔认为电子的轨道是随机的,而爱因斯坦认为电子的轨道是不能确定的。
1927年的索尔维会议爱因斯坦最终是输了,主要是他违背了历史的潮流,至少当时是这样的,电子的位置是不确定的,或许将来有人会说:我可以确定电子的位置。
谁又会知道呢
20世纪30年代,核物理爆炸性的发展了起来。
1930年,密立根的学生安德逊发现了正电子,卢瑟福的学生和得力助手查德威克于1932年发现了中子,伊万年科就提出“电子不可能以独立的粒子存在于核中,核仅仅由质子和中子组成。
中子的发现使核物理进入了一个新的阶段,科学家们对原子核模型有了新的认识。
引起了一连串的新发现,并且带起了一系列新的研究课题。
随后,人工放射性、慢中子和核裂变发现打开了核能实际应用的大门。
1932年时,劳伦斯改进了回旋加速器,从而实现很多新的人工核反应,1933年,约里奥?居里夫妇观察到了人工放射性。
人工放射性的消息传到罗马,使费米想到用中子作为入射粒子要比α粒子有效得多。
后来费米认识到慢中子在重核裂变中有着很重要的作用,慢中子可以大大增强了中子轰击的效果。
约里奥?居里认识到中子去撞击某些重元素就会产生中子过剩的问题,同时结合玻尔的“液滴核模型”,“重核裂变”就被提了出来。
如果用过剩的中子去轰击中子,就不是能产生连锁反应了吗
重核裂变的事实一经证实,人们立即转向由此可能释放的核能。
美国在奥本海默等一大批人的共同努力下早出了原子弹,从此人类进入了核武时代。
但是核反应堆的投入运用缓解了我们的能源危机。
随着电子、质子、中子、正电子的发现,使得粒子家族兴旺了起来,到了20世纪30年代,核物理又分出了一个分支,专门研究基本粒子的性质、运动和相互作用、相互转化的规律以及这些粒子的内部结构,这就是粒子物理学。
由于新发现的粒子能量一般都很大,所以也称高能物理学。
大型加速器和对撞机的投入运用,科学家们有发现了很多新的粒子。
1935 年,汤川秀树(Yukawa Hideki 1907—1981)提出,核子间相互作用是通过交换一种没有质量的介子实现的。
1937年,安德逊和尼德迈耶(S.H.Neddemeyer)在宇宙线的研究中果然发现了质量约为电子的207倍的新粒子,这种粒子被称为μ介子,其实重电子。
在1947年,英国物理学家鲍威尔(C.F.Powell)用核乳胶技术探测宇宙射线,发现一种粒子,质量为电子静止质量的273倍,被称为π介子,π介子才真正是汤川理论所预言的粒子。
进一步研究表明,核力的机制远比汤川秀树理论复杂,不能简单地用核子之间交换粒子来解释,但汤川理论仍不失为粒子物理学历史上的重要工作。
当时人们在宇宙线中还发现两个新的粒子,K介子和∧介子。
几年之后,也就是在1954年的时候,在加速器中得到了证实。
当时搞不清楚这些粒子的性质,因此,称为奇异粒子。
这些奇异粒子是在粒子间碰撞的时候产生的,它们总一起产生,而且产生地很快,可是又各自独立地进行衰变,而且衰变的速度非常慢。
在加速器中还发现了好多奇异的粒子,有∑、∧、Ξ、Ω、Ф等奇异粒子。
1975年的时候还发现一种超重电子,即τ子。
1962年6月美国的莱德曼(L.Lederman)、施瓦茨(M.Schwartz)和斯坦伯杰(J.Steinberger)利用布鲁克海文的那台强聚焦质子同步加速器发现存在两种类型的中微子——电子型中微子ve和μ子型中微子。
那么粒子之间会存在怎样的性质呢
早在1930年,泡利为了解释β射线的能谱却是连续谱,提出了中微子,只有假定在β衰变过程中,伴随每一个电子有一个轻的中性粒子(称为中微子)一起被发射出来,使中子和电子的能量之和为常数。
得到了费米的赞同。
20世纪中叶,原子核物理学和量力学已经有长足的发展,1948年,朝永振一郎、施温格、费因曼等分别发表化量子电动力学理论。
它研究的对象是电磁相互作用的量子性质(即光子的发射和吸收)、带电粒子的产生和湮没、带电粒子间的散射、带电粒子与光子间的散射等等,量子电动力学把光子作为电磁作用力的媒介粒子,而且电磁相互作用中遵循守恒原则。
后来S.温伯格、A.萨拉姆和S.L.格拉肖在电弱统一模型的基础上建立了电弱统一的完善理论。
电弱统一模型认为弱相互作用也跟电磁作用力一样,是通过一种叫中间玻色子传递的。
1956年,李政道和杨振宁为解释“τ—θ”疑难,要吴健雄做了60Co极化情况下的电子角分布实验,吴健雄发现电子的出射角大于 的电子比小于 的电子数目多40%。
从而证明了宇称在弱相互作用中并不守恒。
1964年,美国科学家盖尔曼提出了关于强子结构的夸克模型。
认为强子由夸克组成的,按照盖尔曼的夸克模型,夸克有六味,介子是由正反夸克对组成的,质子和中子都属于重子,因为他是由3个夸克组成的。
1967年,美国斯坦福大学直线加速器中心(SLAC)证实了夸克的存在。
这样在70年代的时候就出现了一门新的学科,用于述夸克之间强相互作用的标准动力学理论,称为量子色动力学。
量子色动力学认为强核力是由胶子来传递的。
1973年葛罗斯、波力彻和威耳茨克独立地发现了规范场中夸克的渐近自由理论,渐近自由理论就是当两个夸克之间距离很近时几乎感觉不到强核力的存在,因此夸克可以看成是处于自由状态的。
如果其中一个夸克想要脱离出去,这时候会有一种很强的力来阻止夸克的脱离。
因此在自然界找不到单夸克的存在,夸克总成群地在一起,夸克的这种行为被称为“夸克禁闭”。
夸克禁闭量子色动力学也作出了解释,三个夸克或者两个夸克在一起是无色的,如果其中一个夸克脱离出来,在真空中的就会使夸克真空极化,即使夸克带上颜色,这样就会使夸克的色荷增大,距离越大,所带的色荷也就越多,而且这种色荷的能量很大,这种色荷要么就阻止夸克的脱离,要么真空极化后组合成介子。
为了统一电磁作用力、弱作用力、强作用力科学家们提出了大统一理论模型。
试图把玻色子和费米子统一起来,就是把把费米子变为玻色子,有科学家就把这种对称原理称为“超对称原理”,科学家们试着给每一个玻色子寻找一个“超匹配的费米子”,但是,始终没有结果。
超物理学家们就把目光放在了超对称的几何学特征上。
认为自然界的基本单元不是电子、光子、中微子和夸克之类的粒子。
这些看起来像粒子的东西,实际上都是很小很小的弦的闭合圈(称为闭合弦或闭弦)。
闭弦的不同振动和运动就产生出各种不同的基本粒子。
这样的解释是非常有用的,科学家们得出了比光快的粒子。
这与相对是相冲突的,这时候,“超对称“来救援了,于是弦就变成了“超弦”。
自然界中总共4种相互作用力除有引力之外的3种都可有量子理论来描述,电磁、弱和强相互作用力的形成是用假设相互交换“量子”来解释的。
但是,引力的形成完全是另一回事。
因此,超弦理论引进一种具有和自旋为2的引力子。
超弦的振动就表现为自然界的四种力,就象是小提琴弦的振动能产生音一样。
自然界的质子、中子、电子、光子等会表现出不同振动,也就是振动能量的不同,每种振动的能量严格按照e = hν的公式。
那么质子是内的三个夸克对应着三根超弦,这三根超弦的振动表现为一个质子的质量、一个正电荷和1\\\/2的自旋。
一根均匀的超弦并不是只发出一种能量,它可以表现出不同的频率而呈现出多种样式。
那么一个原子(由质子、中子和电子组成)就像是一交响乐队,有着很复杂的频率。
这样一看似乎是统一了,但是缺少理论依据。
如果我们要达到大统一理论的研究成功,首先必须以客观事实相适依据,这样才能建立起真正的统一理论。
望有志青年加入到开创性的工作中来。
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