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物理学家

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物理学家范文第1篇

何泽慧不喜欢打扮,从来不会把自己收拾得花里胡哨的。在大多数人已经用名牌武装到牙齿的时代,她依旧艰苦朴素,平时习惯穿老式解放鞋,如果鞋子哪里破烂,她就找来针线、布料自己缝补。鞋子上已经布满三层补丁,她还是舍不得丢弃,依然每天都穿着。

尤其让人敬佩的是,何泽慧穿的衣服,价格普遍比较便宜,在衣服破烂之后,她就认真地缝补,几乎她的每件衣服上,都有几个补丁。何泽慧提着的人造革书包,已经用了几十年,人造革出现口子,她用针线缝补起来,书包带子断裂,她用绳子系着。即使参加级别很高的国际会议,她也提着破旧的书包。

何泽慧时刻想着科学研究,已经有90岁她还要提着书包,每周坚持几次到研究所上班。她对科学的献身精神,令同事刮目相看,觉得她是自己的楷模。在感动中,同窗王大珩提起笔,情不自禁地写出几句诙谐的诗:“春光明媚日初起,背着书包上班去。尊询大娘年几许,九十高龄有童趣。”

除了治学与探求真理之外,何泽慧对于物质生活要求极低,生活极其简朴。在傍晚下班的时候,她从办公室里出来,去食堂买几个包子、馒头,放在书包中,带回家里吃。在吃东西时,她会左手拿着食物,右手提着茶壶,去接自来水,放在火炉上烧开以后,倒在水壶中。在口渴的时刻,她就拿来杯子,接准备好的白开水喝。

五十多年来,河泽慧家都住在中关村,她家居住的房子,是非常破旧的普通单元房,狭小的客厅,面积不到14平方米,随着时间的更替,当初刷在木地板上的油漆,都已经磨掉,仅仅留下依稀的痕迹,家具多数是20世纪50年代的旧物,没有任何高档的家具。

在狭窄的客厅里面,有几样普通电器,都是用了多年的陈旧物品,无论卧室,还是书房,都比较微小。哪怕已经到耄耋之年,何泽慧依然每天都要练习书法,放在书桌上的镇纸,是她亲自去捡来的鹅卵石。她的书法以篆隶立基,以颜、魏立骨,具有很高的审美价值。

何泽慧是中国科学院的院士,单位几次来人进行劝说,可以搬到条件更好的院士楼居住,她竟然坚定不移地拒绝。何泽慧的女儿钱民协,是北京大学化学与分子工程学院教授,女儿购买新房子后,让她搬过去居住,她也不愿意搬迁,继续住在破旧的小楼里。

考虑到何泽慧年龄较高,上班下班挤公共汽车很麻烦,研究所打算派车接送,她坚决不要单位照顾,仍旧自己从中关村坐公共汽车到玉泉路。去买菜的时候,何泽慧也是坐公共汽车,完全没有大科学家的派头,不知道她身份的人,认为她就是普通的老太婆。

物理学家范文第2篇

他让我知道,世界真奇妙

在我出生前,父亲就对母亲说:“要是个男孩,那他就要成为科学家。”

当我还坐在婴孩椅上的时候,父亲有一天带回一堆颜色各异的小瓷片。他把它们叠垒起来,弄成像多米诺骨牌似的,然后我推动一边,它们就全倒了。

然后,父亲和我把小瓷片重新堆起来。这次我们按照两白一蓝的颜色排列……母亲忍不住说:“唉,你让小家伙随便玩不就是了?他爱在那儿加个绿的,就让他加好了。”

父亲说:“这不行。我正教他什么是序列,并告诉他这是多么有趣呢!”

我家有一套《大英百科全书》,父亲常让我坐在他的膝上,给我念里边的章节。

有一次念到恐龙,书里说,恐龙的身高有25英尺,头有6英尺宽。(1英尺约等于0.3米)

父亲停下来,对我说:“唔,让我们想一下这是什么意思。这就是说,要是恐龙站在门前的院子里,那么它的身高足以使它的脑袋够着咱们这两层楼的窗户,可它的脑袋却伸不进窗户,因为它比窗户还宽呢!”

我难以想象居然有这么大的动物,而且居然都由于无人知晓的原因而灭绝了,觉得兴奋新奇极了,一点也不害怕会有恐龙从窗外扎进头来。

我从父亲那儿学会了“翻译”――学到的任何东西,都要琢磨出它们究竟在讲什么,实际意义是什么。

他教会我,懂比知道重要

那时我们常去卡次基山,那是纽约人伏天避暑消夏的去处。漫步于丛林的时候,父亲给我讲了好多关于树林里动植物的新鲜事儿。其他孩子的母亲瞧见了,觉得这着实不错,便纷纷敦促丈夫们也学着做。

有一次,孩子们聚在一起时,一个小朋友问我:“你瞧见那只鸟儿了吗?你知道它是什么鸟吗?”

我说:“我不知道它叫什么。”

他说:“那是只黑颈鸫呀!你爸怎么什么都没教你呢!”

其实,情况正相反。我爸是这样教我的――

爸爸:“看见那只鸟儿了么?那是只斯氏鸣禽。”(我那时就猜出其实他并不知道这鸟的学名。)他接着说:“意大利人叫它‘查图拉波替达’,葡萄牙人叫它‘彭达皮达’,中国人叫它‘春兰鹈’。你可以知道所有的语言是怎么叫这种鸟的,可是终了还是一点也不懂得它。我们还是来仔细瞧瞧它在做什么吧――那才是真正重要的。”

我于是很早就学会了“知道一个东西的名字”和“真正懂得一个东西”的区别。

他又接着说:“瞧,那鸟儿总是在啄它的羽毛,看见了吗?”

“是。”我说。

他问:“它为什么要这样做呢?”

我说:“大概是它飞翔的时候弄乱了羽毛,所以要啄着把羽毛再梳理整齐吧。”

“唔。”他说,“如果是那样,那么在刚飞完时,它们应该很勤快地啄,而过了一会儿后,就该缓下来了――你明白我的意思吗?”

“明白。”

他说:“那让我们来观察一下,它们是不是在刚飞完时啄的次数多得多。”

不难发现,鸟儿们在刚飞完和过了一会儿之后啄的次数差不多。我说:“得啦,我想不出来。你说道理在哪儿?”

“因为有虱子在作怪。”他说,“虱子在吃羽毛上的蛋白质。虱子的腿上又分泌蜡,蜡又有螨来吃,螨吃了不消化,就拉出来粘粘的像糖一样的东西,细菌于是又在这上头生长。”

最后他说:“你看,只要哪儿有食物,哪儿就会有某种生物以之为生。”

他的故事在细节上未必对,但是在原则上是正确的。

他启发我,要自己观察和探究

我父亲培养了我留意观察的习惯。

一天,我在玩马车玩具。在马车的车斗里有一个小球。当我拉动马车的时候,我注意到了小球的运动方式。我找到父亲,说:“嘿,爸,我观察到了一个现象。当我拉动马车的时候,小球往后走;当马车在走,而我把它停住的时候,小球往前滚。这是为什么呢?”

“这,谁都不知道。”他说,“一个普遍的公理是运动的物体总是趋于保持运动,静止的东西总是趋于保持静止,除非你去推它。这种趋势就是惯性。但是,还没有人知道为什么是这样。”你瞧,这是很深入的理解,他并不只是给我一个名词。

他接着说:“如果从边上看,小车的后板擦着小球,摩擦开始的时候,小球相对于地面来说其实还是往前挪了一点,而不是向后走。”

我跑回去把球又放在车上,从边上观察。果然,父亲没错――车往前拉的时候,球相对于地面确实是向前挪了一点。

我父亲就是这样教育我的。他用许多这样的实例来讨论,没有任何压力,只是兴趣盎然的讨论。它在一生中一直激励我,使我对所有的科学领域着迷,我只是碰巧在物理学中建树多一些罢了。

从某种意义上说,我是上瘾了――就像一个人在孩童时尝到什么甜头,就一直念念不忘。我就像个小孩,一直在找前面讲的那种奇妙的感受。尽管不是每次都能找到,却也时不时地能做到。

除了物理,我父亲还教了我另一样东西――也不知是对是错――那就是对某些东西的毫不尊重、毫不遵守。

有一次,我还很小,坐在他腿上读新出的凹版印刷的《纽约时报》,看见一幅画,上边是一群教徒在向教皇叩首。父亲说:“瞧这些人,都对另一个人叩首,他们有什么区别呢?因为这个人是教皇。”他痛恨教皇,“他只不过戴着一顶教皇的皇冠罢了。”(要是一个将军,我爸会说是“他的肩章罢了”――反正是穿戴着的外在的东西)。

接着,他说:“这教皇也是个人,他有着所有人共同的优缺点,也要吃喝拉撒,也是一个人罢了。”顺便提一句,我父亲是做制服的商人,所以他知道一个人穿着官服和脱去它,底下还是同样的人。

最终我懂了,但他还在钻研

我想他对我的成绩是挺满意的。一次,我从麻省理工学院回家,他说:“现在你在物理方面懂得多了。我有一个百思不得其解的问题。”我问他那是什么问题。

他说:“当原子从一个状态跃迁到另一个状态时,它会发散出一个叫光子的粒子。”

“对。”我说。

“那么,光子是预先就包含在原子之中的喽?”他问。

“不,光子并没有预先存在。”

“那,”他问,“它从哪儿来的呢?怎么就钻出来了呢?”

物理学家范文第3篇

摩登的妇女

1912年5月31日,吴健雄出生在江苏苏州太仓。给吴健雄取一个男人名字的,是她的父亲吴仲裔。吴健雄小名薇薇,健字辈,行二。族人依“英雄豪杰”命名,故得名健雄。吴仲裔是个有趣的父亲,他多才多艺,唱歌、吟诗、弹风琴、狩猎,样样精通。他像养育儿子一样养育女儿,给她买“百科小丛书”,向她讲述科学趣闻,告诉她郑和远洋的故事。吴仲裔从不认为女人在教育上应当区别于男人,为此,他还自己开办了一所女子学校。

吴健雄的启蒙学科是中文古诗词,又不止于诗词歌赋,在父亲的鼓励下,吴健雄读一切能读到的书。1923年,11岁的吴健雄到离家50里的名校——苏州第二女子师范去读书。新学盛行,每个新式学校都乐于请到当时的知名学者前来讲学,苏州第二女子师范同样如此。有一天,吴健雄的同学兴奋地告诉她:“要来演讲了。”作为《新青年》杂志的忠实读者,吴健雄非常仰慕。来校演讲前,校长杨诲玉知道吴健雄对很崇拜,便说:“健雄,你一向喜欢胡先生的思想,这一次就由你来把演讲记录写出来好了。”那一次,演讲的题目是《摩登的妇女》,内容是妇女应如何在思想上走出旧的传统。

吴健雄曾说过,她的一生中对她影响最大的有两个人,一个是她父亲,一个是。当吴健雄从女子师范学校毕业后,尽管已确定被保送至中央大学,但按照当时的规定,师范毕业生需先教书一年才能作其他的打算。这一年的时间里,吴健雄并没有去当老师,而是直奔所在的上海中国公学读了一年书。

知道中国公学有一个资质优异的学生叫吴健雄,但他不知道那到底是谁。有一次考试,吴健雄就坐在前排,考试时间是3个钟头,吴健雄两个钟头就第一个交了卷。很快看完卷子,送到教务室去,正巧中国公学的两位名师杨鸿烈、马君武都在。就说,他从来没有看到一个学生对清朝300年思想史懂得那么透彻,于是给了她100分。杨鸿烈、马君武二人也说,有一个女生总是考100分。三人各自把这个学生的名字写下来,拿出来一看,都是:吴健雄。

吴健雄与的关系,向来仅是师生厚谊。而后人添油加醋编造的“师生恋”桥段毫无证据支持。只能说,20世纪初,所谓的“摩登”只具摩登之形,实质上依然舍不得“才子佳人老师学生”的腔调。若说“摩登”,吴健雄是个比当时所谓“名媛”、“新女性”摩登得更彻底的女性。

看起来,吴健雄将在“文科生”这条道上继续走下去,但作为一个接受新式教育,家人给与充分自由的“摩登妇女”,吴健雄并不以惯性作为未来人生的行动方式。

为“曼哈顿计划”做出贡献的女人

1936年,吴健雄到达美国旧金山,尚未选定就读的学校。当时加州大学柏克莱分校刚刚开学,入学的一位中国学生名叫袁家骝,中国学生会会长对吴健雄说:“袁家骝是学物理的,可以带你参观物理系。”

就这样,的孙子袁家骝向吴健雄介绍了柏克莱的现状:一大批顶尖的物理学家聚集在这里,包括发明和建造回旋加速器的劳伦斯,以及后来被誉为美国“原子弹之父”的奥本海默等。对吴健雄而言,物理系具有她不能抗拒的吸引力,这正是她儿时读《居里夫人传》时做过的梦。她留在了柏克莱。

1938年,当吴健雄正式开始做原子核物理实验时,这是一个全新的领域。1939年,吴健雄开始做大量的实验研究铀原子核分裂的产物,实验的成果为美国制造原子弹的“曼哈顿计划”做出了重要贡献。由于在原子核分裂和放射性同位素的研究上做出杰出贡献,吴健雄已是奥本海默等科学家心目中的专家,此时,她已是柏克莱的传奇。吴健雄是参与“曼哈顿计划”的唯一一位女科学家,她所从事的工作,更是该计划最为核心的部分。以一个初到美国、不具备美国国籍的外国人士的身份参与到国防科学计划中,吴健雄凭的是她在核物理研究上的成就。

而吴健雄的爱情故事,早在她入学柏克莱的时候便悄然开始,那个让她倾心的对象,就是袁家骝。一开始,因同学之谊,吴健雄和袁家骝只是交往密切。与此同时,吴健雄被很多人追求,其中一位便是后来创立美国费米国家实验室的威尔森。袁家骝虽家世显赫,但毫无纨绔子弟的恶习,相反,他勤奋、节俭、自力更生,这些品质深深地打动着陛格低调的吴健雄。1942年5月30日,在袁家骝的指导教师密立肯的家里,吴健雄和袁家骝举行了婚礼,密立肯在婚礼上赠言:实验第一,生活第二。结婚之后,若有人按夫姓称呼吴健雄为“袁教授”,她必恼:“我是吴教授。”

“我工作,不是为了得诺贝尔奖”

1956年的平安夜,吴健雄带着一个重要的实验结果搭上了去纽约的最后一班火车。谁也没有想到,这个与她一起在火车上颠簸的实验结果,帮两位华裔物理学家杨振宁和李政道登上了诺贝尔奖的领奖台。

早在1956年春天,吴健雄和袁家骝曾计划先到瑞士日内瓦出席高能物理会议,然后再到东亚地区做一趟演讲旅行。就在此时,纽约州立大学石溪分校的杨振宁和哥伦比亚大学的李政道却向吴健雄提出,让袁家骝一个人前去,而让吴健雄前往华盛顿做实验,以验证他们的“宇称不守恒”理论。

1957年1月15日,经过艰苦的努力,吴健雄的实验多次证实了杨振宁、李政道的设想,她将实验报告整理成论文,寄到了《物理评论》。第二天,《纽约时报》以头版报道了吴健雄实验的结果。消息传出后,吴健雄接到无数大学和实验机构的邀请,要她去讲述她的实验结果。

这一年的10月,吴健雄在纽约州北部一所大学讲课时,突然接到奥本海默打来的电话,从奥本海默的电话中,吴健雄获悉杨振宁、李政道因为提出“宇称不守恒”理论而获得当年的诺贝尔物理学奖。

物理学家范文第4篇

很多物理学家都与音乐有不解之源,甚至是音乐爱好帮助他们走到了事业的巅峰。当然,对大多数物理学家来说音乐还只是业余爱好,他们与专业的音乐家是有区别的,即物理学家常常从物理的角度来欣赏音乐,理解音乐。

从物理的角度理解音乐

从物理的角度对音乐进行研究始于古希腊的哲学家毕达哥拉斯。后来,伽利略、牛顿、笛卡尔、惠更斯等许多物理学家都对音乐与物理的关系有一定的研究。

伽利略是一位物理学巨匠,同时也是一个很有天赋的音乐家。他的父亲精通音乐理论,著有《音乐对话》一书,伽利略也一直热爱音乐。在比萨大学学医期间,一次他在比萨教堂做礼拜的时候,注意到教堂屋顶悬挂着一盏摇摆不定的吊灯。他利用脉搏的跳动和自己擅长的音乐节拍,得出了摆的等时性。此外,伽利略受到他可熟练演奏的鲁特琴的启发,做出斜面实验,从而发现了“落体定律”。

家喻户晓的英国科学家牛顿建立了经典物理学的理论大厦,牛顿对音乐的爱好可以从他经常带在身边的一架提琴看出。1665年,牛顿进行了有关音高、音阶和音律的研究,并留有10页手稿。尤其值得一提的是,牛顿最早提出了音乐和颜色的联觉理论。牛顿曾用三棱镜对阳光做色散实验,证明阳光是由红橙黄绿青蓝紫7种色光组成,同时牛顿还对“七音”与“七色”之间奥妙的对应关系进行过有趣的探索,认定音阶中7个音和可见光谱中7种颜色可以对应起来。牛顿关于音乐和颜色的联觉理论发表后,有人据此曾设计制造了各种色彩乐器,开始是视觉大键琴,后来又有色彩钢琴和色彩风琴。20世纪70年代,科学家还将激光技术应用在色彩音乐上,这都说明音乐和颜色的确有一定的内在联系。

现代物理学家中的“音乐人”

20世纪最著名的物理学家非爱因斯坦莫属,他也出生在一个艺术之家。爱因斯坦的妈妈能弹会唱,尤其喜欢贝多芬的钢琴奏鸣曲,妈妈便成了爱因斯坦的音乐启蒙老师。

爱因斯坦从6岁上小学起,就在音乐老师的指导下开始学习小提琴,他甚至梦想成为一名小提琴演奏员。后来,爱因斯坦虽然放弃了这一美好的理想,但他总是把小提琴带在身边,几乎形影不离。

有一次,爱因斯坦应比利时国王邀请到他的王宫做客,朴素的衣着加上手拎一个琴箱,比利时国王派去接他的司机竟然没有认出爱因斯坦,与他擦肩而过。爱因斯坦最后自己步行到了比利时王宫。在王宫里,爱因斯坦不仅得到了国王的热情款待,还与王后、一位英国女音乐家和一位宫廷女侍一起演奏四重奏和三重奏,小小的即兴音乐会持续了好几个小时,令在座宾客陶醉其中。

爱因斯坦喜欢巴赫、舒伯特、勃拉姆斯的乐曲,从古典音乐中他体验到和谐之美,感受到大自然的和谐与物理理论的和谐是相通的。爱因斯坦认为音乐是创造新理论的催化剂,他在研究“相对论”的时候,每当遇到困难时就拿起小提琴,一遍一遍地演奏乐曲,用音乐来启迪灵感。爱因斯坦的朋友、音乐家铃木先生说:“音乐启发人的想象力,音乐启发了爱因斯坦对宇宙的观察,进而发表了著名的‘相对论’。”爱因斯坦在1930年柏林的一场音乐会后,迫不及待地上前拥抱年轻的犹太人小提琴家梅纽因,并深情表达了对音乐的赞美之情。

说到爱因斯坦与音乐的故事,就不能不提量子力学创始人普朗克。普朗克不仅是爱因斯坦科学事业上的同事和朋友,更是爱因斯坦音乐爱好的知音。普朗克挚爱音乐,小时候就表现出出众的音乐才能,钢琴和手风琴都弹得很好。1874年在选择大学专业的时候,普朗克就在音乐、语言文学和自然科学之间徘徊过。普朗克曾就自己应该选择什么专业,向慕尼黑大学教授诺利征求意见,而教授认为物理学已接近完美,没有再研究的余地,劝他不要从事物理研究。幸好普朗克没有听从诺利的劝告,不过令他自己也没料到的是,正是他的研究成果打破了19世纪下半叶物理学理论研究上的沉寂状态。在柏林科学院,爱因斯坦和普朗克常常一起合作演奏。在两位物理学家心中,科学之美和艺术之美是相通的。在科学上,他们共同描绘了物理学的壮丽图景,在音乐上,他们也能共同演奏扣人心弦的乐章。

爱音乐也爱物理的“发烧友”

出生于“音乐之都”维也纳的热力学和统计物理学奠基人之一,奥地利物理学家玻尔兹曼擅长跳舞和弹奏钢琴。为了培养孩子们的音乐兴趣,他还在音乐厅专门为全家人定有固定的席位。

德国物理学家亥姆霍兹不但爱好音乐,而且对音乐史也进行了研究,阐明了音乐发展的基本趋势。由于他在音乐上的特殊贡献,大多数现代音乐学词典中都有亥姆霍兹的大名。英国物理学家托马斯・杨也是一位很有音乐修养的物理学家,他在研究光的干涉现象时,和牛顿一样,也是将光与乐音进行类比讨论而得到重大发现的。德国物理学家海森堡由于受到音乐理论中泛音振动的频率是基音振动的整数倍的启发,做出了原子跃迁基频与次频的猜想。除了以上几位之外热爱音乐的物理学家还有很多,如玻恩、卢瑟福、欧姆、薛定谔、居里夫人……

物理学家范文第5篇

但是,自从1978年克劳瑟和1982年阿斯佩验证了贝尔不等式不成立之后,相对论的基础——光速不变,或者说,光速是自然运动的极限这一“金科玉律”被否认。

特别是以后的关于多光子的量子纠缠的实验研究,更是证明了在量子世界中,相互作用可以超越空间、超越光速,是非定域的。以至于有的物理学家开玩笑说,在量子世界中存在“精灵古怪”,当然这只是万般无奈的物理学家自我嘲讽的一种方式。

在量子世界中,相对论的基本假设完全失效,已成为21世纪物理学一个最具挑战性的难题。

EPR关联之谜

量子理论被建立之后,关于量子理论的哲学基础,存在着以爱因斯坦这些古典式物理学家为首的柏林学派和以玻尔那群新生代物理学家为代表的哥本哈根学派的争论。

在历次索尔维会议上,爱因斯坦和玻尔两大阵营就量子理论的哲学基础进行过数场针锋相对的辩论。最后,爱因斯坦和玻尔之间的辩论因希特勒上台之后迫害犹太人,爱因斯坦被迫离开德国而结束。

来到美国普林斯顿定居的爱因斯坦和他的两位年轻同事波多尔斯基与罗森,在20世纪30年代又向远在欧洲大陆的玻尔发难,这次的发难是针对“测不准原理”。挑战的论文按三位作者名字的第一个英文字母缩写,被简称为EPR佯谬。

EPR佯谬是这样的。

设想处于所谓单态的一对粒子(比如电子),它们的自旋互相抵消,这样总自旋就为零。假设粒子A和粒子B被分开,沿某一个方向测定粒子A的自旋,结果为“向上”;由于这个粒子对的自旋为零,这就意味着,沿同一方向测定粒子B的自旋总是“向下”的。

但是,按照以玻尔为代表的哥本哈根学派的解释,粒子A的自旋在被测定之前是没有确定值的。在测定粒子A自旋的时候,必然会对粒子B产生瞬间的作用,使B的自旋波函数坍缩至相反的状态,即“向下”的状态。而这种异乎寻常的作用机制要求有超距相互作用,或者超光速的传递。但这在相对论看来,是不允许的。

爱因斯坦和他的合作者确信,这一现象预示了量子理论和相对论的冲突,因而量子理论是不完备的。这个重要的观点,就是爱因斯坦学派的“可分离原则”,也就是后来所谓的“局域性原理”。当爱因斯坦有关局域性原理的论文被玻尔看到后,玻尔的反应很平淡。他还是哥本哈根学派的老观点,认为“主客体不可分”,坚持粒子行为的概率解释,认为微观世界有不同于宏观世界的“特殊规律”,EPR关联并不说明量子理论的不完备性。

显然,玻尔的回答过于苍白无力,没有涉及EPR关联之谜的核心:一旦EPR关联存在,经典的量子理论和相对论将会严重冲突。

在20世纪30年代后的很长一段时间里,对于如何验证EPR关联,许多一流物理学家都试图尝试,但无一例成功。1960年,天才的北爱尔兰物理学家贝尔利用欧洲粒子研究中心的1年学术休假潜心研究,最终提出了一种大胆的不等式来检验EPR关联之谜。

贝尔不等式的提出与验证

为了推导出不等式,贝尔引用了前人一些公认的经典理论,此外他假定爱因斯坦的局域性原理是正确的。如果将来有实验验证了这个不等式不成立,那么不是量子理论的前提错误,就是自然界存在的“非局域性”导致了不等式的不成立。

1978年,美国加利福尼亚大学伯克利分校的克劳瑟,以及1982年法国巴黎的阿斯佩,都相继在实验上发现了贝尔不等式不成立的实验证据。实验证实,尽管从表面上看局域性有道理,但是,量子世界实际上是由一种看不见的未知原理所支配的,它不需要中介,以超光速作用或者瞬时作用相联系。这对相对论中“运动不能超光速”的观点无疑是最沉重的打击。

近年,物理学家已经将光子作用的数量从早先的2个光子提高到8个光子,同样违反贝尔不等式。同时,物理学家在20世纪90年代初又为这一现象取了一个名字,也就是“量子纠缠”。

目前,物理学家正在将光子作用的数量推广到16个光子的体系。

量子纠缠对当代物理学的冲击

量子纠缠已被发现40年了。目前,物理学家正在将其推广至多光子体系,并试图用量子纠缠实现远距离通讯,以及开发量子计算机等等。

量子纠缠的非局域性特征是对经典相对论的巨大冲击。相对论的第一个经验假设——光速不变原理,在量子纠缠的存在下失效了。在量子纠缠的世界中,粒子之间的相互作用可以是超越时空的瞬时作用,它甚至不需要任何中介媒质。但是,直到今天,为什么在量子体系中会存在“超越时空的‘瞬时作用”’这种显然和相对论冲突的现象,物理学家仍然一无所知,只是在黑暗之中猜测。

近年,有学者提出了一个“相位空间理论”的观点,并试图以此来解释量子纠缠。但是,由于这个理论依然建立在经典的量子理论基础上,没有什么新的物理学原理被加入,所以,只是作为一种尝试,并没有得到物理学界的认同。

同样,也有人试图修改相对论以使其和量子理论兼容,但是,却绕不开以光速不变为前提的基本假设。

可以这样说,在这个已被发现了40年之久的新的量子纠缠的世界中,当代物理学家仍然一筹莫展。承认量子纠缠的存在,就等于承认在量子世界中相对论的基本假设之一——光速不变原理——是错误的,这样,整个相对论物理学的大厦将被颠覆。但是,为了一个未来的、新的物理学大厦,超越相对论是必须的。

科学的进步总是在新发现的基础上提出新的理论取代旧的理论。源于20世纪30年代的EPR关联之谜,到了20世纪80年代得到实验验证,从而引出量子纠缠这一新现象。这一奇特的现象挑战了已经历经一个多世纪风雨的相对论中的基本假设(光速不变,即光速是自然界运动的极限),也为相对论的终结打开了希望之门。

物理学家范文第6篇

2、爱迪生:人类历史上第一个利用大量生产原则和电气工程研究的实验室来进行从事发明专利而对世界产生重大深远影响的人。他发明的留声机、电影摄影机、电灯对世界有极大影响。他一生的发明共有两千多项,拥有专利一千多项。

3、牛顿:英国伟大的物理学家、数学家、科学家、思想家和哲学家,同时是英国当时炼金术热衷者。

4、伽利略:意大利物理学家、天文学家和哲学家,近代实验科学的先驱者。伽利略对现代科学思想的发展作出重大贡献。

物理学家范文第7篇

关键词:物理学;人文文化

物理学是一门最基本的自然学科,它是探讨物质结构和物质基本运动规律的学科,所以人们往往认为物理学只是包含一些枯燥的理论公式,而忽视了物理学中包含的人文因素诸如人文哲学思想、美学、道德等方面。实际上,物理学在产生、形成、发展的过程中,人们不是为了物理学而研究物理学,而是为了有助于人类、社会以及个体人的发展而研究物理学,所有这些都涉及到了人与人的关系、人与自然的关系,这些关系中都蕴含着丰富的人文文化。

著名物理学家吴健雄曾指出:为了避免出现社会可持续发展中的危机,当前一个刻不容缓的问题是消除现代文化中两种文化,即科学文化和人文文化之间的隔阂,而加强这两方面的联系。没有比大学更加适合的场所了。只有当两种文化的隔阂在大学园里加以弥合之后,我们才能对世界给出连贯而令人信服的描述。所以我们有必要去讨论科学文化中的人文思想。

下面从文化角度去剖析物理学中的人文思想,主要有以下几方面:

1物理学中的唯物辩证法思想

物理学在古代被称为自然哲学,物理学作为一门精密的学科进行研究是从1687年牛顿发表的《自然哲学的数学原理》开始的。随着学科的发展与不断完善,物理学才从哲学中分化出来,形成独立的学科,但物理文化中蕴含的哲学思想是不会被分离的。

1.1实践是检验真理的唯一标准

物理学是实验科学,物理实验既是建立物理理论的基础又是检验物理理论真理性的方法。杨振宁教授说“物理学是以实验为本的学科”,物理学上很多理论都是通过实验检验论证的结果,体现了唯物辩证法的认识论观点——实践是检验真理的唯一标准。

1.2物质是普遍联系的

物理发展史上,很多地方体现了物质是普遍联系的观点。比如人们曾经把电和磁孤立起来,物理学家奥斯特接受自然力统一的哲学思想。坚信电和磁之间存在某种潜在联系,经过多年研究,终于发现了电流的磁效应,并由此开创了电磁学的新纪元。把电和磁联系了起来,这正体现了唯物辩证法的特征——物质是普遍联系的。

1.3事物发展过程中的“否定之否定”规律

人们对物理现象及其本质的认识是不断地发展和完善起来的,每一种理论的建立过程都体现了“实验(事实)——理论假设——实验(新的事实)——修正理论”,遵循着辩证唯物主义中的“否定之否定”规律。比如在整个光学的发展史中对光本质这个问题的认识,先是牛顿的微粒说;再是惠更斯的弹性波动说;接着麦克斯韦提出电磁波动说;到20世纪爱因斯坦提出光量子说。最终人们认识到光具有波粒二象性,人类对光本性的认识就正是遵循着“否定之否定”认识规律的反映。

1.4主要矛盾与次要矛盾的辩证关系

物理学中为了方便研究问题,经常抓住物体的主要特征,忽略物体的次要特征,而抽想出一些理想模型。如“质点”这个理想模型保留了实际物体的质量和存在的位置,而忽略了物体本身的大小形状,体现出辩证唯物主义中的“主要矛盾与次要矛盾之间的辩证关系”。

1.5运动的相对性和时空的相对性

近代物理学的一大理论—爱因斯坦的相对论中涉及的哲学问题很多。最突出的就是相对运动和相对的时空观念。相对论指出:相对性原理的本质在于运动的相对性这一事实,而不存在绝对运动。相对论否定了绝对运动的存在,就否定了绝对时空的概念。它通过不变的光速把时间和空间联合为一个整体,由洛伦兹变换建立起各个惯性系之间的时空关系。

可见,不论是物理文化知识本身,还是物理文化形成、发展的过程都蕴含着丰富的哲学思维方法,对人类的自然观和哲学思想有重大的影响。

2物理学中的美学文化

2.1物理理论的美学特征

2.1.1简单深刻美

在一个艺术家眼里简单是一种美。自然现象错综复杂,物理学则力求用简单的方程或定律去概括自然规律,但其反映的内在规律确是非常深刻的。如能量的转化和守恒定律反映了各种不同形式的能量的转化,牛顿的三大定律更是概括了宏观低速条件下各种机械运动的规律,麦克斯韦电磁方程组将复杂的电磁现象统一其中,爱因斯坦相对论中的基本原理简单凝练,但其中内涵确是丰富而深刻的。

2.1.2对称守恒美

对称是自然界中广泛存在的也是人们很乐于接受的一种美学形式,物理学在对自然的表述中处处显现出了这种对称的美:引力和斥力,“电生磁”与“磁生电”,粒子与反粒子,物质与反物质、圆孔或单缝衍射图样的对称、无限长直导线周围磁场的轴对称等等。物理定律对某种规范变换的不变性、守恒性更是贯穿于整个物理学的一种对称形式,物理学中有许多守恒定律如:动量守恒、机械能守恒等等。实际上,对称性已经成为当代物理学家研究物理理论的一种方法。

2.1.3统一和谐美

物理理论的和谐统一美实际上是自然界和谐统一美的理论形态。如麦克斯韦电磁场理论把电学、磁学、光学统一了起来,量子力学把波动性和粒子性统一了起来,爱因斯坦的相对论把时间、空间、物质和运动统一起来,把经典物理学都包容在他的理论框架之内,创造了程度更高范围更大的和谐统一理论。

2.2物理学家与美学思想

世界著名物理学家狄拉克认为:让一个方程具有美感要比符合实验更为重要。法国科学家彭加勒曾说:“科学家研究自然,是因为他从中能得到乐趣,他之所以能得到乐趣,是因为她美”。著名物理学家杨振宁曾经说过:“物理学的原理有它的结构,这个结构有它的美跟妙的地方,而各个物理学工作者对于这个结构的不同的美跟妙的地方的感受,有不同的了解,因为大家有不同的感受,所以每一个工作者会发展他自己独特的研究方向跟研究方法,形成他自己的风格。”

许多著名的物理学家都有感知美的奇异本领,美学思想在许多物理学家创立与评价物理学理论时起着重大的启发与指导作用。追溯人类科学源头,科学美始终被作为一种人文理想而追求,成为科学家们献身科学、潜心研究的直接动力之一。

3物理学中的科学道德精神

3.1对未知的好奇与探索精神

好奇心是一种情感,是一种人文精神,也是最重要的科学精神。科学进步的真正动力是许多物理学家对了解未知事物的欲望。牛顿看到苹果落地,就去想苹果为什么会从树上掉下来,从而想到了万有引力;阿基米德从浴桶洗澡中得到启示,发现水面上升与他身体侵入部分体积之间的内在联系,找到了鉴别金质王冠是否掺假的方法,产生阿基米德原理,发现浮力定律等。这种对未知的好奇与探索精神,对物理学的发展与人类的文明有很重要的作用。

3.2实事求是、勇于创新的科学精神

实事求是认知的基础,而创新则是科学精神的核心。20世纪物理学的革命告诉我们:科学的发展道路上科学家要创立一种新理论的时候,都必须要有敢于向已有的旧理论、旧思想提出质疑的勇气。例如:伽利略正是因为对亚里士多德“力是产生物体运动的原因”的怀疑,才建立了正确的力和运动的关系。以至于后来的牛顿运动定律的产生。著名物理学家杨振宁和李政道正是因为敏锐的觉察到了从未被人怀疑过的宇称守恒定律的适用范围,大胆提出了弱相互作用中宇称不守恒的论断,才使物理学理论有了一个突破性的进展。

3.3合作与宽容精神

物理学家范文第8篇

2、牛顿,英国物理学家, 动力学的奠基人,总结和发展了前人的发现,得出牛顿定律及万有引力定律,奠定了以牛顿定律为基础的经典力学;

3、开普勒,丹麦天文学家,发现了行星运动规律的开普勒三定律,奠定了万有引力定律的基础;

4、卡文迪许,英国物理学家,巧妙的利用扭秤装置,测出了万有引力常量;

5、布朗,英国植物学家,用显微镜观察悬浮在水中的花粉时,发现了布朗运动;

6、焦耳,英国物理学家,测定了热功当量J=4、2焦/卡,为能的转化守恒定律的建立,提供了坚实的基础,研究电流通过导体时的发热,得到了焦耳定律;

7、开尔文,英国科学家,创立了把-273℃作为零度的热力学温标;

8、库仑,法国科学家,利用库仑扭秤研究电荷之间的作用,发现了库仑定律;