2008年度诺贝尔奖获得者

诺贝尔物理学奖 瑞典皇家科学院10月7日宣布，2008年诺贝尔物理学奖授予美籍科学家南部阳一郎和日本科学家小林诚、益川敏英，以表彰他们对基本粒子物理学中的对称性破缺问题做出了重大理论贡献。     

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。     

是物理学的终结吗？

当今,与物理学的热点中心有关的基本粒子物理学,有时被投之以这样的提问:在这个领域中提出的任务解决后,是否从整体上看,一个物理学的终结随之就来到了呢?或许有人会给出这种论证:由于所有物质和全部辐射均由基本粒子组成,因此,由它们的特性和行为所决定的定律的全部知识——譬如在一个“宇宙方程”之中——也就必定在原则上为全部物理过程确定     

神秘的夸克——基本粒子物理学面临的问题

在亚微观领域中,物理学引入夸克作为基本单元,取得了很大成功。但是夸克至今仍未被单独测量到,它始终禁锢着。面对这个矛盾,基本粒子物理学应怎样思考呢?作者谈了自己的看法。     

海森伯：执着与顽固

沃尔纳·海森伯是20世纪最伟大的物理学家之一,他也是属于20世纪最有争议的人物之一。在刚刚20岁时,他就已经是少数几个很有才华的青年人之一,他们创立了量子力学,即原子的基础物理学;他也成了核物理学和基本粒子研究的领袖人物之一。他最著名的成就是测不准原理,那是关于量子力学之意义和应用的所谓哥本哈根诠释的一个部分。     

物质世界的对称性破缺 ——2008年诺贝尔物理学奖简介

由于对基本粒子物理学中的对称性破缺问题做出了重大理论贡献,美国芝加哥大学恩里科•费米研究所的美籍日本物理学家南部阳一郎（Yoichiro Nambu）、日本筑波高能加速器研究中心的小林诚（Makoto Kobayashi）和日本京都大学汤川理论物理研究所的益川敏英（Toshihide Maskawa）被授予2008年度的诺贝尔物理学奖。本文将简要介绍他们获奖的工作,以及与之相关但尚未解决的宇宙的物质-反物质不对称难题。     

1930年以来的粒子物理学——自然界简单性和一致性观念的进化史

1930年以前,原子物理学认为只有质子和电子是物质的基本结构单位即“基本粒子”。这种只有在两种基本粒子的观点与物理学家们对自然界秩序的过分简单化的看法非常一致。而且人们发现这两种基本粒子都带有电荷和质量。因此,很多物理学家包括象玻尔(Bohr)和爱丁顿(Eddington)这样的领袖人物,对于中微子和中子具有基本粒子特性的假设在很长一段时间里都持怀疑态度。按照他们的观点,承认这些新的基本粒子,会带来两个不愉快的后果,第一,这会动摇长久以来人们对自然界简单性原则的信任;第二,这意味着无电荷、无质量这种光子的属性也会成为任何基本物质粒子的自然属性。除掉这种怀疑论以外,在一些理论家中,还有一种实证主义观点,不愿在理论上承认这种“没有观测到的粒子”。另一方面,某些实用主义的理论家则大胆地表示,愿意引入没有观测到的粒子,以便取得概念上的突破。自从本世纪四十年代后期以来,大量的所谓多余粒子的意外出现,极大地震动了原子物理学家们,同时也使他们的脑子大为开窍。他们已经认识到,复杂微妙的对称和守恒定律必须设法达到对各种亚原子现象的完全统一,他们还倾向于发展一种新的信念:即便不能发现或观测到独立状态的“真正的”基本粒子,也不能证明它们并不存在。     

反常弱作用和ΔI=1/2规则

在基本粒子物理学中,存在着四种作用。弱作用和电磁作用的统一工作已有很大的进展,但是还存在着不能解释ΔI=1/2规则这个问题。本文提出了反常弱作用,试图解决这个问题。     

威廉·马丁·弗尔班克(1917～1989)

美国物理学家皮尔·弗尔班克(Bill Fairbank)于1989年9月30日在斯坦福大学校园附近漫步时因大面积心力衰竭而突然去世。他在与他同辈的科学家中可算是一位佼佼者。他在与液氦和超导性有关的低温物理学试验方面所取得的杰出成就,和他不遗余力地将低温技术用于开拓包括基本粒子、重力波和广义相对论在内的许多物理学领域所做的贡献,得到了举世公认。     

海森伯:执着与顽固

沃尔纳·海森伯是20世纪最伟大的物理学家之一,他也是属于20世纪最有争议的人物之一.在刚刚20岁时,他就已经是少数几个很有才华的青年人之一,他们创立了量子力学,即原子的基础物理学;他也成了核物理学和基本粒子研究的领袖人物之一.他最著名的成就是测不准原理,那是关于量子力学之意义和应用的所谓哥拳哈根诠释的一个部分.     

核力唯象理论

一引言核力是原子核理论中重要问题之一。对于核力的理解是系统地研究原子核结构和变化的基础。但这牵涉到基本粒子相互作用的问题,现有实验知识已清楚地证明了核子(质子和中子)间的相互作用极其复杂而多样化。最终地解决核力问题还有赖于基本粒子物理学在实验上和理论上的重大进展。现阶段研究核力问题的主要目的是从分析实验数据出发,以求对于核力     

国际科学交流与动态 日本理论物理学的发展与现况

我能够在为了新中国的建设而努力于使物理学更好地发展的中国物理学者们面前得到讲演的机会,感到十分光荣。新中国的建成是全亚洲各民族解放的基础,是世界和平的堡垒。我除了对诸位在这一伟大事业上所获得的成就衷心祝贺之外,同时顶祝今后获得更大的发展。我作为第一个访问解放后的中国的日本理论物理学者,有义务把日本理论物理学的发展和现况介绍给诸位。虽然理论物理学的范围很广,但我只能谈一谈我的专业,也就是“基本粒子论”。基本粒子论从语义上来说是“基本粒子的理论”,但我们一般却用于稍微广泛一些的意义上,即包括理论原子核物理学的全部。在日本研究基本粒子论的人数非常多。这就形成日本理论物理学的一个特征。     

谈谈中微子质量及有关问题

《谈谈中微子质量及有关问题》一文,是我国学者就这一问题及其影响所作的一个较为全面的综述,谅会受到读者欢迎。“喷注”是高能粒子物理学上一个新问题,对进一步认识基本粒子的内部结构具有重要意义。     

与史蒂文·温伯格的问与答

史蒂文·温伯格(Steven Weinberg),这位杰出理论物理学家的新量子力学教科书——《量子力学教程》——给这个领域带来了一个独特的视角,其中便包括了他对现有量子力学的解释感到不满●史蒂文·温伯格的研究领域覆盖了量子场论、基本粒子物理学以及宇宙学等内容。他同谢尔登·格拉肖(Sheldon Glashow)和阿卜杜勒·萨拉姆(Abdus Salam)一起,因对基本粒子标准模型的贡献而赢得了1979年的诺贝尔物     

物理学的进展——1989年诺贝尔物理奖获得者之一沃·保罗

物理学诺贝尔奖最近授予沃尔夫冈·保罗(Wolfgang Paul)等,这次颁奖是为了奖励在原子和基本粒子的研究中已经做出的根本性工作,这项工作随后就成为物理学测量的基础,而这一测量的精确性迄今尚未被超越.在被任命为波恩大学实验物理学教授之后,W.保罗在更广泛的领域中发挥了他的独创性.通过引入新     

微观宏观两极的合拢

隐藏在原子的内心的,是宇宙结构的秘密。基本粒子物理学-关于物质的最终结构单元以及它们的结合规则的探索-是育关于小得不可再小的东西。宇宙学-关于星体、星系以及宇宙本身的起源和演化的研究-讨论天地万物中最大者。在这两个极端之间,其它科学可以按照它们所研究的系统的大小排成次序。科学的阶梯从粒子物理学开始,向上到核子物理学,原子物理学,     

环环相扣的"统一理论"

“统一理论”在发展物理学家喜欢一切简洁明了的事物。他们认为,整个宇宙必定是由一套单纯的规律支配着其运行,但是让他们不安的是他们现在必须依赖两套理论:一个被称为量子力学(描述构成物质的基本粒子和这些基本粒子之间的相     

基础物理学书的十个项级问题

相对论和量子论引发了20世纪物理学的两次重大革命,前者给出了当物体的运动速度很高时的运动规律,给出了全新的时空观念和引力理论(广义相对论),后者给出了微观物体运动应该服从的规律,给出了正确描述原子、分子和其他基本粒子运动的框架.     

基本粒子的对称性、内部结构和相互作用

引言物质结构问题一直是物理学的一个中心问题。十九世纪的原子的发现,使人们对于物质的微观结构的认识跨进了一大步。以放射性物质的发现为先导的近代物理的发展,又进一步揭示出原子的内部结构。按照近代物理所揭示的图象,所有原子都是由原子核和围绕着原子核运动的电子组成的,而各种原子核又是由不同数量的质子和中子相互结合而成的。人们称质子、中子和电子等为“基本粒子”或“原始粒子”,认为这些粒子是组成所有物质的最原始的单元。近年来,人们利用高能加速器,产生了各种类型的基本粒子,数目达到五、六十种以上,并且可以按照类似于原子周期表的方式     

关于夸克禁闭理论的哲学思考

夸克禁闭之谜,一直是当代物理学探讨的问题,正当自然科学家们对于夸克禁闭问题争论不休的时候,哲学家们也从哲学角度对其展开了激烈的争论。人类进入20世纪以来,在物理学微观领域的研究取得了很大的成就,人类对物质的最小构成单元的认0尺度一下深入到原来的十亿分之一。从原来的大分子、原子、原子核直到新发现的夸克和轻子,正当人类想在基本粒子领域大显身手,向微观更深的层次挺进时,一道神秘的屏障好像故意在跟科学家们捉迷藏,阻碍着六微观粒子更深层次发展。无论我们的科学家们如何绞尽脑汁,动用各种机器设备,也难以揭开其神秘面纱,它就是神秘莫测的“夸克禁闭”现象。于是,围绕着“夸克禁闭”这一科学问题,各种假说、猜测、争论纷至杏来,从而使粒子物理学领域出现了一派空前繁荣的景象。