基本常数的最新数值

基本常数是指自然界中的一些普适常数,它不随地点、材料不同而异。这些常数与物理科学以及其他许多科学和应用方面有着密切的关系,涉及到十分广阔的范围。在这些常数中,有一些是在二十世纪科学突飞猛进之前就已为人们所熟悉的,例如:真空中光速、引力常数、理想气体常数、法拉第常数和阿伏伽德罗常数。也有一些是在原子物理、量子力学和核物理等实验和理论的发展中确立起来的,例如:普朗克常数、里德伯常数和辐射常数、玻尔半径,基本电荷     

哈密顿原理——科学美学的瑰旨琦意

物理学中最基本的原理是什么?哈密顿原理。名量子物理学家狄拉克曾十分推重这条原理。因为它具有普适性，也就是说，它反映了物理学各不同理论的同一性。不论是牛顿力学、麦克斯韦电动力学、玻尔兹曼统计力学，还是狭义相对论、广义相对论，抑或量子力学以及一些量子场论，它们的核心方程，     

美哉物理(九)哈密顿原理--科学美学的瑰旨琦意

物理学中最基本的原理是什么?哈密顿原理。著名量子物理学家狄拉克曾十分推重这条原理。因为它具有普适性,也就是说,它反映了物理学各不同理论的同一性。不论是牛顿力学、麦克斯韦电动力学、玻尔兹曼统计力学,还是狭义相对论、广义相对论,抑或量子力学以及一些量子场论,它们的核心方程,都能从哈密顿原理出发、凭借拉格朗日分析力学的方法导出;     

与爱因斯坦宇宙学常数相关的狭义相对论:评介德西特不变和反德西特不变狭义相对论

通常的狭义相对论是在庞加莱变换下不变的,它的基本度规为闵科夫斯基时空度规,该度规满足没有宇宙学常数L的真空爱因斯坦方程.本文指出:L10时的狭义相对论是德西特/反德西特不变狭义相对论.求解L10的真空爱因斯坦方程,得到这种拓展的狭义相对论的基本度规是陆启铿-邹振隆-郭汉英1974年提出的Beltrami度规;用欧拉-拉格朗日方程证明Beltrami时空的自由粒子运动是惯性运动.本文求出了德西特/反德西特不变狭义相对论的全部凯林(Killing)矢量,证明了Beltrami时空是最大对称性空间,导出来全部守恒量.构造了理论的正则形式,发现了正、负正则能量的色散关系的不对称性;实现了正则量子化,导出了相对论性波方程,从而建立了德西特/反德西特不变的相对论量子力学.简要介绍了通过天文观测原子(或离子)能级劈裂来探测精细结构常数a改变的实验.实验结果在4~5σ置信度内否定了庞加莱不变狭义相对论的预言,发现在z≈{1~3}处ɑ_z≠ɑ_0.由于原子或离子能级的精细结构是相对论量子力学的结果,所以观测实验支持在红移z≥1的狭义相对论量子力学中的L修正不可忽略.这是对德西特/反德西特不变狭义相对论的实验支持,是超出现有物理学标准模型的新物理.     

时间可以是一个分立的动力学变量吗

本文从力学的各个阶段,即从经典力学到非相对论量子力学,再到相对论量子场论,考察了把时间看作一个分立的动力学变量的可能性。     

非线性沸腾传热学-Ⅲ：随机理论

经典确定论描述的牛顿力学已经有300多年的发展历史.在20世纪初受到两次大的冲击,在高速运动的情况下被相对论力学取代,在微观粒子世界让位于量子力学.曾一度被认为万能的牛顿力学也有了自己的应用范围;一是速度不能太大,二是质量不能太小.非线性复杂系统具有内在随机性是对牛顿力学的第三次冲击.知道了初始条件和边界条件     

量子非局域、量子纠缠及其可能揭示的新物理

爱因斯坦等人提出的EPR佯谬和Bell隐变量理论揭示了量子力学两个相互关联的重要特性:非局域性和量子纠缠.它们使得微观量子系统之间可以建立非局域的超越经典的关联.非局域性和量子纠缠是量子力学最本质的特征.这些性质的发现不仅为解决量子力学的基本问题提供了可能,同时也揭示了量子力学不同于其他力学的根本所在,为研究量子力学与经典力学、相对论之间的关系与融合提供了新的洞察.量子非局域性和量子纠缠还提供了研究多体物理(新的拓扑相)的新工具.     

用类星体光谱检验物理常数是否随时间变化

物理学中的一些基本常数(如光速C、普朗克常量h、万有引力常数G、精细结构常数α等)对于物理学理论的建立有着根本性的影响。这些常数之所以被看作“常数”，依靠的是经验，即实验和观测结果，而无法从理论上证明这些常数一定不能随时间或空间发生变化。     

蓬勃发展的现代物理学

现代物理学的基本任务在于根据实验观测到的实在数据,去发现能概括尽可能多广泛事实的规律。1900年以前,这些物理规律可以总结成四大类:经典力学(即牛顿力学);热力学;经典电动力学;物质结构的原子论和分子论(包括分子运动论和经典统计力学)。这四个方面连同狭义和广义相对论统称经典理论物理。随着物理学的发展,理论和实验逐渐分开形成理论物理和实验物理两大类。有少数物理学家在这两大领域中都有显     

超光速运动的过去、现在和未来

本文论述了人类研究超光速运动的历程及存在的有关问题；指出了考虑虚数“i”作用的情况下，狭义相对论原有的框架内巳包含了超光速运动的理论，而闵可夫斯基时空性质更深刻地揭示了超光速运动与时空的若干特点且不违反因果律；猜测量子远程通信的物理本质与德布罗意波这种光速运动有联系，建议设计实验测量德布罗章波的相速度并深入研究波粒二象性这块物理学中尚未完全开垦的处女地。     

超光速探索中的困惑--相对论有关问题再议

介绍近十几年来超光速实验研究的结果以及凭借经典物理理论和量子力学原理对实验结果所作的解释;指出超光速探索中因"量子理论之佯谬"所引起的困惑;说明此探索的未来发展对相对论和量子理论的进一步结合可能产生一定的促进作用.     

广义相对论及其实验基础

阿尔贝特·爱因斯坦是当代最伟大的物理学家.他在1915年创立的广义相对论是关于时间空间性质与物质及其运动相互依赖关系的学说,是建立在广义协变要求和黎曼几何基础上的引力理论和宏观物质运动理论。这一理论不仅对牛顿力学的核心内容(牛顿动力学和万有引力公式)给予了统一和深刻的解释,还预言了牛顿力学所不能解释的新的引力效应,并为以后的实验所证实。广义相对论就其创造性和理论内     

密码、序列、构象和动力学

我们刚刚纪念了牛顿的《自然哲学的数学原理》发表300周年(1687-1987),牛顿的经典力学把地球上的机械运动和天体的运动结合起来,完成了人类认识史上一次伟大的综合.300年过去了,这一次综合的深远意义已充分显示出来.建立在牛顿力学基础上的近代物理     

“基本粒子”物理学的发展与展望

物理学的发展已经经历了三次大突破。第一次大突破是牛顿力学的提出,与之相伴的是产业革命;第二次大突破是法拉第和麦克斯韦的电磁理论的提出,与之相伴的是工业上的电气化;第三次大突破是放射性的发现和相对论与量子力学的提出,与之相伴的是原子武器的出现和原子能在各个方面的广泛应用,以及半导体、等离子体、受激光发射等一系列新领域、新技术的出现。看来,这第三次大突破对于人类生活的巨大影响还没有充分显示出来。随着煤和石油矿藏的不     

現代的空間時間理論

空间时间底现代物理学理论称为相对论。本文目的在于以现代的理解来阐述该理论底基本观念,我们在这里力求从相对论底发展中提出有关相对论底概念;因此从叙述与欧几里得、伽利略、牛顿相联系的旧的空间时间理论开始,然后说明洛伦兹-爱因斯坦底“狭义”相对论,最后以现代的理解来讨论爱因斯坦引力论,这种理解主要是由苏联学者们所研究出来的。辩证唯物主义告诉我们,空间与时间是物质     

速度惊人的量子计算机

提到量子计算机,首先要对量子有一个粗浅了解。原来微观世界的某些物理量不能连续变化,只能取其分立值,而相邻两个分立值之差专业上就称其为该物理量的一个量子。对于原子、电子等微观运动而言,牛顿力学已不再适用,必须代之以从量子概念发展起来的量子力学。量子力学已被列为当今物理学     

现代物质观--量子理论的斑斓结晶

量子理论是与相对论齐名的现代物理理论.随着量子理论百余年的创造性拓展,并偕同相对论的百年辉煌,铸成了内涵丰裕的现代物质观;它与相对论时空观相与并立,同样称得上是现代文明的奇丽瑰宝. 现代物质观乃现代的科学自然观之核心,就其主要理论基础而言,可谓是量子理论的斑斓结晶.量子理论与经典物理理论有本质区别,作为其灵魂的量子概念是现代物理学中最具创新意义的革命性概念,由此而导致人们对于物质及其运动方式的认识发生本质上的极大转变.凭藉量子力学的"哥本哈根诠释",还形成了一个崭新的科学哲学观念;那就是说,包容了互补性思想的现代物质观具有深厚的哲学含义和文化底蕴.并且,出于对量子概念的深入探讨,给予"物理实在"以新的定义,这是量子理论促使"人类思想的基本概念结构"之改变的一项奇特表现(虽然对此尚有异议).无疑,伴随于时空观变革的物质观变革,确是现代文明进步的又一重大标志.     

非线性物理撷美

美哉,线性物理;而非线性物理,似更不乏撷美处。迄今物理学的主要理论构筑(除20世纪之前的诸多经典理论外,还包括狭义相对论、量子力学等)都是线性的。线性物理理论的美学特征,诸如简洁、清晰、对称、和谐、自洽、统一、完备等,皆为人们所赞赏和愉悦。而非线性物理理论,亦有明显     

100原子秒是多少

无论是牛顿力学、还是相对论力学所定义的时间,均属于比较抽象的概念.所幸的是时间的单位:年、月、日、分、秒……规定的通俗易懂.所以,人们在计量时间时才能得心应手、运用自如.     

新时间概念的定义探讨--为对立的时空概念寻求弥合之路

《经典力学》与《相对论》有关时间概念的争论已延续百年，看似不可并立的观念，实质上却是从不同的角度在分别描述同一概念的两个方面：绝对性和相对性；我们将这一对立互补的矛盾概念称为新时间概念。新时间概念能否有助于平息时空观之争，希望能在国际物理年内为物理学增添一些花絮。