算术世界的随机性

上帝不仅在物理学中掷骰子,而且在数学上也在掷骰子,数学有时只是漂亮的抛铜币而已。目前,物理学家正被随机性的概念所困扰。对未来我们可以预言到什么程度呢?这决定于我们自己的规定吗?或者说原则上我们是不可能预言未来的吗?物理学中决定性的问题由来已久。早在19世纪初,牛顿力学的决定性     

生物能力学

物貭的結构規定了能量变化的形式,反过来,能量的变化也会影响物貭的結构,破坏旧的結构,产生新的结构。物理学和化学,都是研究能量与貭量以及运动与結构之間的关系的。近代物理学和化学的进展,也推动了生物科学这方面的发展,产生了生物能力学这门新兴的学科。     

什么是材料物理?

“材料”已经成了在讨论我们国家科学和工程重要议事日程时的一个占有突出地位的主题。一些报告指出,美国的竞争地位正在日益明显地随着我们是否有能力发展材料用于改善能量效率,功能和低成本下的可靠性而发生转移。本专栏将论及某些有关的问题:什么是材料物理?在“材料革命”中物理学团体是不是正在起着一种合适的作用;对下一个10年,物理学团体的重要议题将是什么?我将给出我的展望,它们是在多年的物理学研究和管理中形成的。     

寻求原子核中的夸克效应

“合久必分,分久必合。”这是明代小说家罗贯中在《三国演义》中概括中国古代历史的一句开场白,不料在现代物理学的发展中也是如此。本世纪40～50年代,粒子物理学从核物理学中分化出来,并取得了迅速发展。但在对原子核夸克效应的寻求中,这两门学科分而又合。     

超越现实

我们为什么要对过去感兴趣呢?答案是:因为我们对现在感兴趣。过去与现在同样都是真实的。为了把握现实,我们必须摆脱现在。哲学和数学用一种不受时间约束的媒介建立了它们的体系,这样它们摆脱了现在。自然科学和人文主义则是通过创造时空结构摆脱现在,我将这时空结构称之为:“自然体系”和“文化体系”。在这里,我们接触到了人文主义与自然科学之间最根本的区别。自然科学所观察到的是自然界中有时间性的过程,而它要理解的是这些过程赖以发展的没有时间性的法则。物理学的观察只能在可能“发生”某件事的地方进行,就是说,它只能在出现变化或…     

暗物质之谜

我们能够感知暗物质对浩瀚宇宙产生的巨大影响,却捕捉不到它的行踪。在物理学上,物质之间有四种作用力,而暗物质只通过引力与其他物质发生作用;暗物质占据着宇宙中22%的质量,25%的能量,而对于它何以有如此巨大的能耐却无人知晓;暗物质的存在为构建宇宙大尺度结构发挥了重要作用,而在小尺度宇宙结构中它却不露身影。那么,暗物质究竟是一种什么样的物质呢?     

中国化学会五十年

中国化学会成立于1932年8月4日,至今已整整五十年.半个世纪来,学会经历了崎岖不平的道路,这株在旧中国土地上诞生,又几经风吹浪打的学术团体的幼苗,终于获得成长壮大。值此建会五十周年之际,是值得令人庆贺的。回顾在那灾难深重的旧中国,广大人民处于三座     

《时间的形状:相对论史话》

正出版社:北京时代华文书局版次:2017年04月印次:2017年03月02日第1次印刷定价:48元内容简介:一直以来,你一定会有这样的疑问:永恒流淌的时间,是真的摸不着看不见,还是有形状和终点?我们所处的空间,是三维、四维还是五维?我们能不能踏上时光机,任意穿越时空回到过去和未来?这些,都将在本书中找到答案。本书上部(前五章)和大家一起回顾物理学走过的坎坷历史,这段历史的精彩程度不亚于任何一段战争史。在伽利略、牛顿等     

从“物理热”谈起

本世纪前五十年中,物理学以其辉煌的成就对生产力的发展起了巨大的推动作用。这给人们带来过无限的希望,尤其是许多国家的政府出于军事上的考虑,对物理学发展给予充分支持,大量的投资用于昂贵的庞大设备和实验费用开支,物理学人材也倍受重     

矿物中的水

在日常生活中,水是人们再熟悉不过的物质了,不仅在天上和地下都可见到水的踪影,就连人们的衣食住行也离不开水。可是你能想象:在冷冰冰的岩石里面,在岩石所含的矿物中间,也含有数量还不少的水吗?岩石矿物中的这些水的存在形式是什么样的?含水矿物是如何变化的?以及矿物中的水在科学研究中有什么样的意义?这就是今天我们要谈论的话题。     

数学教育五十年

数学家苏步青年近八旬,今年是他从事数学教育的五十周年。苏老为本刊撰写了《数学教育五十年》一文。文中作者的回顾和体会,对我国年青一代的数学工作者将是会有启示和鞭策意义的。     

类星体发现五十年

正1960年代,近代天文学开始起航,航队的旗舰,便是1963年发现的类星体。到今年,近代天文学已走过了整整五十年。所谓近代天文学,是以四大发现为标志的,这四大发现是类星体、脉冲星、星际分子和宇宙背景辐射。1963年,美籍荷兰裔天文学家施密特(M.Schmidt)揭开了类星体的面纱,宇宙中一种崭新的天体被发现。屈指算来,整整五十年。换句话说,近代天文学已经走过了半个世纪的历程。     

处于领先地位的科学

今年,美国科学促进会(AAAS)的年会主题——“处于领先地位的科学”——给科学企业的发展方向及未来形象勾画了蓝图,同时也提出了一些问题:我们是否能真正把握住我们所面临的机会呢?在过去的十年里,那些令人目不暇接的变化成就了今天的辉煌,那么,这些成就对于科学和技术的发展又预示着什么?比如,所谓“大科学”在物理学开始大张旗鼓     

电子的发现

正当历史的车轮快要进入二十世纪时,物理学也令人欣慰地放射出新时代的曙光.1897年,人们对物质结构的研究取得了一次重大的突破,比原子更深一个层次的电子被发现了!但当时谁也没能料到,这即是人类发现的第一个“基本粒子”,人类对种类繁多的基本粒子世界的开拓,就是从这里开始的.如今,基本粒子大家庭的成员已骤然增加到三百多个,基本粒子物理学已成为一门人类探索物质世界结构的最前沿的科学.因此,我们追溯一下电子是怎样发现的,深刻认识这一发现的科学和哲学意义,对于了解基本粒子物理学的历史渊源,促进科学研究与发展,是有助益的。     

知识与无知:为什么?

这是1978年美国出版的《无知百科全书》中的第一篇文章。这本书试图通过知识的进展以说明人类在各个领域中的无知,也即从无知的大海中看知识的增长。这对于人类的妄自尊大,是一付清凉剂。本刊将陆续选译其中部分文章。作为该书第一篇文章,著名物理学家O. R. Frisch一下子就抓住了科学发展历史中一个根本性问题:对于这个千百年来的老大难问题“为什么”,人类究竟回答得怎样了?物理学的回答,例如说人跑是因为大脑传输了有关信息,往往象是开玩笑。但是要进一步问为什么,就只能得到目的论的答案:跑是为了赶汽车,光折射是为了走最短的路程,等等。今天物理学已不接受这种答案,但生物学仍接受。为什么生物会有那样一些器官和特性?为了生存,也即由于“自然选择”的合乎目的的作用。今天的粒子物理学用来源于赌窟的概率观念解释一些物理现象,以掩饰自己的无知。也许我们会找到还在隐蔽着的“隐变量”,但这也不过是再一次复辟一个关于粒子可以预测的幻觉而已,将有更多的意想不到的“为什么”——永恒的科学之谜——在等待着我们!     

自旋

我想谈一谈关于自旋概念的历史.当我们在物理学方面做些什么事情的时候,稍过一会,就会有一种忘记我们所研究的课题的总体意义的倾向.远期的设想逐渐淡漠,而我们对于先前的重要问题,从此变得一无所知.正因为如此,让我们简要地回顾一下自旋是如何成为物理学的一部分的. 自旋的概念,既具有迷惑力,又是极其难懂的.从根本上说,它同物理学的三个方面有关系.第一个是经典的转动概念,第二个是角动量量子化,第三个     

大数之谜

“天”外有“天”!这是人们常用的一句口头语.但是,“天”外果真有“天”?在我们观察到的宇宙(或曰总星系,以下简称宇宙)之外,果真还有其他的宇宙吗?如果有,表征这些不同宇宙的,又应该是什么?物理学能有助于我们回答这些问题吗? 要讨论这些问题,得从物理学最基本的特征谈起.     

一门新兴的边缘学科——日地物理学

一、日地物理学以及它的研究对象太阳和地球是与我们人类关系最密切的两个天体。研究太阳活动对地球影响的学科就叫做日地物理学,有时也叫做日地关系。这门学科是太阳物理学与地球物理学以及其它学科交叉渗透而形成的一门新的边缘学科。要准确地确定它的“生日”是很困难的。但可以肯定地说它诞生于国际地球物理年(IGY)以后。日地物理学的主要研究对象是:太阳微粒流和电磁发射的变化量;太阳上发射源的物理过程以及它们     

超文化--人类为速度付出的代价

高速度的生活执行的是一种使历史和记忆大大逊色而只为现时而生活的精神。我们有必要恢复维持过去。现在和将来之间的平衡。飞机第一次试图穿越音障时会被迎头压来的汹涌的压力波撕成碎片，只有重新设计机身——应用薄形后掠翼和流线形机身才可让试飞员突破这不可见的压缩空气墙——音障。物理学的概念也有助于我们理解生活中原始和本能的张力。当生活速度增大——就像我们越来越快速地飞奔过每天所属的大气层，我们自身的‘飞机”遇上了不适应机身的气游。随着速度增大，无形的压力也越来越大，大到足以摧毁我们的个人结构和社会关系，最终…     

五十年来的相对论学说

今年是从古以来最伟大的科学家之一,阿尔柏特·爱因斯坦,逝世的一年。今年是他的伟大的工作,相对论,产生的第五十周年。这二个同时来到的事件,将我们的注意力集中到他在人类思想史上的独特的成就上去。今天的物理学家把相对论学说看作经典的学说,相对论争论的时代似乎久已过去了。这种看法对於狭义相对论学说是正确的,但是对於广义相对论学说倒不见得是十分正确的。在这裏我要从1921年劳埃教授发表的“广义相对论”一书的序言中引用两句话: