为了探索自然的对称与和谐：—爱因斯坦的宏愿在实现（上）

自然界蕴含着无限多样的对称性,科学大师爱因斯坦称这为“先定的和谐”,它给人以美感和快感;爱因斯坦并认为,探索自然的对称与和谐,乃是科学实践中“无穷的毅力和耐心的源泉”。他本人为建立体现自然最高对称性的统一场论,呕心沥血,坚持不懈,前后达三、四十年之久。尽管没有成功,但其艰苦卓绝的一     

美哉物理(十八)造福人类科学美学之真谛(上)

爱因斯坦一再强调：“要使科学思想造福于人类而不致成为祸害”。推进科学、造福人类，说到底，才是爱因斯坦等众多科学大师创建优美的科学理论、揭示深邃的科学真理、阐发其科学美学蕴含的本意，也是使他们的科学理论、连同其科学思想转化成巨大物质力量的同的所在。而作为自然科学根砥的物理学，毕竟是科技发展、文明建设的坚实基础；其富含美学意义的物理理论、物理思想，恰正是人类福祉的无尽源泉。     

思想领域中最高的音乐神韵──略论爱因斯坦对量子理论的评价和贡献

思想领域中最高的音乐神韵──略论爱因斯坦对量子理论的评价和贡献沈爱因斯坦认为，玻尔提出原子定态概念，用以说明原子光谱定律和原子的电子壳层结构，乃是一个“最伟大的发现”；即使到其晚年，依然把这个发现称作“奇迹”，并誉之为“思想领域中最高的音乐神韵”。之...     

搞“伪科学”者的活动方式——在“捍卫科学尊严,破除愚昧迷信”研讨会上的发言(节选)

y1.打科学旗号反对科学。 “伪科学”的基本特征之一就是违反和否定已被千百万人无数次科学实验所反复证实了的科学原理、科学定理和定律。他们把违背科学定律如能量守衡定律,物质不灭定律等看作是自己的创造和成就,但却还要宣称自己的愚昧和迷信是“科学’,甚至公然说是“违背科学的科学”。他们往往把和科学对立的迷信思想和活动冠以“预测学”,“人体科学”,“研究天、地、人的学说”……等美名。     

谁是最伟大的科学家

你认为谁是历史上最伟大的科学家?美国东北部麻萨诸塞州波士顿科学展览馆拟定了一个名单,看你是否同意展览馆指名的最重要的7名科学家。波士顿科学展览馆名单上第一名最伟大的科学家是阿尔伯特·爱因斯坦,一名德国物理学家,他后来成为美国公民。1905年他公布了关于物体质量与能量关系的三项研究成果,最著名的是他提出的使科学家改变了对空间和时间思维方式的相对论;名列第二位的是伽利略,他于1564年生于意大利,常被人们称为现代科学之父。伽利略发现了落体定律,他写了关于支持地球和行星围绕太阳转这一理论的论著,在当时来说     

两位科学巨人的争论(续)

四、关于“波包的缩编”的话题在20世纪20年代，当量子理论的作用开始充分显露之时，一股强烈的震惊与迷惑在物理学家中间回响。然而，如前所述，在量子理论发展的早期曾起过重要作用的爱因斯坦，却成为抨击破尔所坚持的量子理论的急先锋。爱因斯坦到1955年谢世，还依旧坚信量子理论的表述形式中缺少一种实质性成分。爱因斯坦生前反复试图证明量子理论的不完全性，提出许多很有见地的论据，但每次都被尼·玻尔雅致而有说服力地反驳掉，看来爱因斯坦驱除原子中幽灵的探索近乎徒劳。然而，量子论战远未消失，阿莱因·阿斯派克特的实验将这种论…     

万物之理

有没有一个单独的统一了自然界显著多样性的深刻的理论？是不是正发现了粒子物理线索到万物之理的一个有趣的模式？某些物理学家正想回答这两个问题。爱因斯坦曾经说过“宇宙中最不可理解的事情，实际上是都可以理解的。”宇宙的体积之大不可相信，其所包含事物之多不可想象。至今我们已能模拟出它的大部分历史，阐明它的结构，预测它的未来，了解其所含有客体的迷惑多变的行为。我们之所以能做这些事是因为我们了解到所有事物都是通过一个关系网把它们联结在一起的。我们把它们称之为物理定律。万物归一个好的物理学定律或理论的工作就是用…     

“爱因斯坦年”给我们带来什么

●沉下心来探索、追求真理,应是“爱因斯坦精神”的精髓。●“第二个爱因斯坦”可遇不可求。如果我们抱着“造就爱因斯坦”的态度来对待科学,恐怕永远盼不来又一个爱因斯坦。●纪念爱因斯坦,也需要“忘却”:忘却偶像式的急切追求,纪念真正沉静的锲而不舍的科学精神。爱因斯坦又一次激发了人们的梦想:中国什么时候能够出一个爱因斯坦?可是,物理之光照耀的不应只有这样的想象,更应该关注的还有“爱因斯坦精神”,这种科学精神的传递,比一个难题的破解、一个科学家的问世更具意义。     

爱因斯坦的勇气

在这个“纪念”的年份,爱因斯坦是关键词。因为他,联合国将2005年确定为“国际物理年”——100年前,26岁的爱因斯坦连续发表5篇论文,推出相对论和量子理论。从此,一切都不同了,而那一年,人们管它叫“奇迹”。爱因斯坦的科学思维来自他对世界一种纯真的看法,他相信可以用“思想的实验室”来建立对真相的简单描述。孩童般纯净的视角,甚至使他对人类政治也抱以乐观的态度。那个时候的欧洲,也的确弥漫着阳光般的情绪。关于“人类进步”、“理性胜利”的神话不断被续写,知识界一派欢欣鼓舞——直到第一次世界大战将他们抛入前所未有的困惑之中。…     

为爱因斯坦翻筋斗物理学家设计的自行车特技

为纪念爱因斯坦发表狭义相对论100周年,伦敦科学博物馆主办了一场“爱因斯坦翻转”的表演,这是史上头一个由物理学家设计的自行车特技。18岁的BMX(Bicycle Motocross)型越野单车骑士班·华勒斯,第一次尝试就获得成功。许多人都相信,爱因斯坦是在骑单车的时候灵感突发,想到了这个著名的理论,这个理论改写了物理定律,开启了核能的发展。表演这项特技时,华勒斯从1.8m高的斜坡冲下、在空中完成360°的后空翻。他还在翻转中添加了一个称为“桌面”的动作,做法是将自行车偏向一边并推动它,使它朝反方向旋转。物理学家海伦·柴斯基发明这个招数,…     

试论理论物理中数学方法的创造力（续）

四、理论结构拓展的相对独立性和实践基础爱因斯坦把理论建树过程中前提性原理的推广和数学推理及其物理解释的程序称作“自由创造”;所谓“自由”,是指理论拓展对于其实践基础来说有相对的独立性。因为许多数学理论具有某些形式逻辑结构的特征,故在其思维领域里便有其独立发展的规律,那末凭借物理直觉和数学推理方法建树的近代物理理论,其数学形式体系的拓展当然也就带有这种相对独立的色彩。凡纯数学理论,愈向前发展,其抽象程度愈高,逻辑的简单性愈明显,实际上其普遍性也就愈强,应用范围便亦愈广。这种数学的简单性,爱因斯坦将其视作物理理论拓展其真理道路的“可靠源泉”。各种物理理论的数学形式体系都是一些“盈余结构”。所谓“盈     

科学何以成为科学：爱因斯坦品读牛顿

科学当然不是一蹴而就出现在历史上的。究竟科学什么时候成为科学,说实在的无法也不必作排他性认定。本书说科学自牛顿起成为科学,意在强调科学的几项基本特征至此充分展现。其中比较有意思的有三：作为对象的自然界,理性的权威地位,以及对科学探索本质的认识。而对此的讨论．对牛顿的评价,当以来自“一个在科学上同牛顿相匹敌的人”为上选。①爱因斯坦对牛顿赞誉有加,惺惺相惜,自然值得特别留意,其论述也常在这三个方面。让我们作一稍微细致的考察。     

“规则”的价值

"道可道非常道"--老子 "科学没有永恒的理论"--爱因斯坦 这里所说的"规则",主要指科学的原理、法则、公式、定律等--近似理解为客观规律;有时也指人们遵守的行为准则或养成的习惯.     

爱因斯坦三大领域四大贡献

1905年,爱因斯坦一连写出6篇论文,尤其在3月到9月这6个月内,在3个不同领域中,他作出了4个有划时代意义的贡献。1905年,爱因斯坦发表的第一篇论文(写于3月)是关于光的基本性质的,提出“光量子”理论,把1900年普朗克创立的量子论大大推进一步,对早已成为定论的光的波动理论提出有     

诠释时间之矢

从 19世纪到今天 ,有一个问题一直困扰着哲学家和物理学家 :基于对世界的认识时间有一个方向 ,我们出生、成长、死亡 ;蛋壳被打碎、液体被混合、我们的办公室倾向于更为混乱 ,而不是整齐 ,等等。对于这种单向行为的定量描述是由热力学第二定律给出的 :一个孤立系统的熵会不断增大 ,而不是减小。然而 ,在我们最为成功的科学理论中 ,时间却没有这样的方向。对于任何产生这些效应的运动 ,都存在另外一个遵循微观物理定律 ,并且可以产生一个相反效应的运动。换言之 ,基本的物理学定律是可以时间反演的。尽管在很久以前 ,路德维希·波尔兹曼就对…     

物理场的熵及其自发减小现象

在科学发展史上某些人们创立的概念的含义一再扩大,这显示了这些概念在描叙物质世界中有着重要意义.质量和能量这两个概念就属这种事例.霍顿(G.Holton)说“某些概念之所以重要是由于它们反复出现在许多描叙和定律中,而且往往波及离最初表述很远的领域内”.这一段论述完全符合熵这个极为重要的概念在一百多年中的发展史.在热力学中,人们用熵测度微观的分子运动的混乱(无序)程度.在信息论中,熵被用来计量信息源发出的每个代码含有多少信息量.在物理学中人们广泛研究某些物理量在空间中的分布及其演变.这里我们引用熵来描述物理量在空间中分布状态的丰富程度.     

自然保护的社会经济效果

序言本文的标题在不久前,确切地说也不过是在八、九年前,曾被人们认为是离奇的。这一概念之所以形成,是由于人们把“自然保护”这个词领会成为对自然资源原封不动地保存和维持的同义词。由此产生了一个不自觉的结论:自然资源不参予经济周转,因此也谈不上什么经济效果。经济效果只能在对自然资源开发和使用过程中才会产生。根据马克思的观点,自然界与人类劳动一样,都是社会财富的主要源泉。在自然界与劳动之间,不仅在生产过程中有直接的联系性,而且具有重要的     

关于科学史几个理论问题的探讨

(一)自然科学的源泉及其发展的社会条件自然科学是人类对自然界物质运动规律(即自然规律)的认识,来源于人类对自然现象的观察,这种观察首先是由于生产的需要,并且随着生产的发展而发展。古代人类在同饥饿、寒冷和死亡的长期斗争中,在从事农业、畜牧业和手工业生产以及医治疾病的过程中,逐步积累起关于自然规律的丰富知识,这就逐渐形成了自然科学。同时也应该看到,人类是直接生活在自然界中,随时随地都可以对自然现象进行观察,而并不局限于生产过程。在人们得到温饱和有了闲暇之后,对自然现象的观察和探索也就有可能开展得更加广泛、深入,由此也就开始出现了科学实验。因此,不能认为生产实践是自然科学的唯一源泉。希腊哲学家亚里土多德早在两千三百年前就认识到:“求知是人类的本性。”由各个世代积累起来,通过各种途径获得的关于自然界的知识,经过不断地整理、总结,形成许多经验性的定律。     

宇宙学：霍金眼中的宇宙

在牛顿和伽利略的世界中，空间和时间好比是一块平坦而又平凡的“画布”，在其上画着当时所知道的天体；而爱因斯坦的“画布”则是弯曲的——由于物质的存在而导致的凹凸不平。在过去的几十年间，随着物理学家和宇宙学家们对于物理学定律和宇宙形成原因的探求，时间和空间的维度、形状、以及本性与亚原子粒子、黑洞以及超弦紧密的交织在一起。从而使得“画布”本身日益成为了研究的焦点。     

物理学中科学美学旨意的升华（下）

经典场论丰富了科学美学旨意 爱因斯坦指出：力学纲领“本质上是原子论的和机械论的，一切事物……完全要被解释为按照牛顿运动定律的质点运动。”然而，18～19世纪电磁学的发展改变了这样的局面。法拉第针对电、磁现象提出了场概念，并予以美妙的力线冈像描绘；麦克斯韦、洛仑兹等人建立并完善了电磁场理论（电动力学）体系。同时，经典场论纲领得以形成；