高能粒子物理学是当代物理学的前沿——卢鹤绂著《高能粒子物理学漫谈》选载

著名的核物理学家和理论物理学家卢鹤绂院士(1914.6～1997.2),一生成就卓著、品格高尚,为科学教育事业做出诸多贡献。这里选载其论著《高能粒子物理学漫谈》的一个篇章,资以纪念他逝世整十周年。     

在前沿的物理学和数学

1.引言鲍威尔·狄拉克,量子力学的伟大先驱与英雄人物之一,相信在数学与物理学之间有着深刻的联系。他更是坚信探索数学结构本身可导致新的和真正的物理发现。和在许多其它方面一样,在这方面狄拉克也是一个先驱。理论物理的追求,从来没有过像今天这样符合于狄拉克关于数学与基础物理学问有着深刻而富有成果的联系的观点。因此,我感到今天,在接受狄拉     

宇宙线起源中物理学前沿问题

宇宙线是由奥地利物理学家赫斯在1912年高空气球实验中发现的.此后,人们在宇宙线的研究中发现了众多的基本粒子及其相互作用规律,中微子振荡的最早发现也来自太阳中微子和大气中微子实验.迄今为止,人们所知道的最高能量的粒子也来自于宇宙线的观测.宇宙线的起源、加速和传播是一个世纪科学问题,从中诞生了高能伽玛天文学、高能中微子天文学和极高能宇宙线天文学.目前,人们已经发现了为数众多的电子加速源,但作为宇宙线成分中最为主要的核子,其起源问题依然没有解决.精确测量宇宙线核子的成分和能谱,观测和研究高能伽玛射线、高能中微子及极高能宇宙线的产生地点和相关机制,有助于解决宇宙线的起源问题.此外,这些研究也是间接探测暗物质粒子,研究宇宙演化和新物理学规律的重要手段.     

物理学与当代科学技术

物理学作为严格的、定量的自然科学带头学科,一直在科学技术的发展中发挥着极其重要的作用.过去如此,现在如此,展望将来亦是如此.     

无限趋于零——物理学的新前沿

本文介绍了相对论陀螺、引力波探测、磁单极子、分数电荷和电子自由下落等几个实验,介绍了当引力场、磁场、电场、电荷和温度接近于零时会发生什么奇妙的物理现象以及在实验中所采用的新方法和巧妙的技术。     

蛇动模型——高分子物理学研究的前沿

一、静态理论熔体内柔性大分子的组织是长期(1950～1970)争论的对象.此后,通过中子散射实验,这一问题很大程度上弄清楚了.这些实验可以澄清在未标记链形成的海相中某一标记(例如氘代)链的构象.对于基本上单分散的熔体,有下列两个主要结果: (a)分子链本质上是理想的高斯链; (b)每一链与另外许多链交叠. 起初,十分令人吃惊的是在此种强相互作用体     

粒子物理学:共同走向下一个前沿

<正>当有新成员冲击古老的目标之时,尼吉尔·洛克耶(Nigel Lockyer,费米实验室主任)呼吁下一代粒子物理项目在全球范围内协调开展。2013年是粒子物理学的一个分水岭。旨在发现希格斯玻色子的长达数十年的探索基本完成。尽管诺贝尔奖颁发给希格斯的预测之后仍然存在杂音,但粒子物理学界感觉满意。该是暂停下来,进行反思并考虑下一步怎么走的时候了。     

空间天文学——当代科学前沿

一、空间天文学发展状况 空间——太空,是地球稠密大气层之外的范围(100～120公里高之外),是除陆地、海洋和大气层之外,人类的第四环境。空间——太空,是包括地球卫星、太阳系飞船、星际飞船等的活动范围。从一定意义上讲,空间天文活动包括气球和火箭,甚至包括机载天文仪器的探测。本文仅涉及航天器天文的活动范围,即第四环境中的天文探测。 1957年至1993年9月30日,全世界成功的空间发射为3548次,     

从2006年诺贝尔奖看当代物理学的发展

瑞典皇家科学院将2006年度诺贝尔物理学奖授予马瑟（J．Mather）和斯穆特（G．Smoot）两位教授，表彰以他们为首的学者利用宇宙背景探测器（Cosmic Background Explorer，缩写为COBE）的数据，证实宇宙微波背景辐射的黑体形式．并发现各向异性。这次诺贝尔奖的颁布，肯定了精确宇宙学的一些重要成果。     

脑功能理论的当代发展和前沿研究计划

21世纪以来,研究人员逐渐揭示出人脑前额叶特别是内侧前额叶的认知功能,脑内的社会镜像神经元系统以及默认网络.这些发现,扩展了20世纪关于经典特异神经通路和网状非特异系统的概念,认识到人脑含有4类机能解剖系统.除了并行协同工作的特异系统和网状系统外,人脑还有以180°相位差交替转换式活动的默认网络和社会认知网络.在所概括的4条神经信息处理机制中,由于自然脑进化的遗传保守性,人脑和动物脑共性大,而与电脑间存在本质差异.人脑功能的独特性体现为社会属性和生物属性高度融合的巨复杂性、四层次性及其包容性.本文简要介绍了脑连接组计划、脑活动图计划和中国脑计划,希望能引起人们关注人脑、动物脑和电脑的共性和本质差异,以便更正确地对待脑科学和人工智能领域的研究成果.     

物理学的未来

<正>物理学要走向何方？我们又要何时才能抵达目的地？两位著名物理科学家讨论他们所处领域的未来。未来属于那些为它做准备的人——向美国宇航局和美国能源部等联邦机构申请研究基金的科学家深知这一点。毕竟,空间望远镜或粒子加速器等大型仪器的价格可能高达100亿美元。因此,2022年6月,物理学界开始考虑他们下一步要做什么,以及为什么要这么做。     

物理学的赞歌

国家研究协会(NRC)对物理学的第一次调查,由以泽洛克斯(Xerox)的乔治·E·培克(George E.P-ake)为首的委员会于1966年完成,写成了薄薄的两卷。第二次调查,由NRC的另一个小组于1972年推出,这一次是由耶鲁大学的阿兰·布洛姆莱(D.Alla-n Bromley)任主席,写满了四本书。本月,研究协会的另一个委员会,以桑地亚国立实验室的威廉·F·布林克曼(William F.Brinkman)为领导,发表了自己的调查,《1990年代的物理学》,有八卷:一个总论,七个有关物理学次领域的小组报告。物理学调查的扩展本身就是很说明问题的。无论是在智慧上,还是在实验上,物理学都是繁荣昌盛的。布林克曼在序言中宣称:“这些报告书证明了物理学事业是富有生命力、创造性和硕果累累的。”     

物理学的教训

如何对待自然界或实验观察中出现的新现象、新问题?是抓住它深入地进行探索、研究,找出其内在规律,从而建立新的理论,把人类对自然界的认识大大提高一步;还是囿于旧理论的框架,故步自封,原地徘徊。这是科学事业能否发展的一个关键问题。《物理学的教训》一文从近代物理学所取得的巨大成就中指出:其发展的基太原动力是科学实验,因此科学理论必须和实验密切相结合。而一旦当新的实验事实出现时,人们的思想必须冲破传统束缚的囚笼,扬弃旧的观念,发展新的学说。文章内容涉猎中外,论及今古,行文严谨,文笔洗炼;而作者语重心长之情,更是溢于言表,读来发人深省,是篇值得一读的好文章。     

长盛不衰的物理学

50年对于一个人来说是很多年了,而且即使某人走运也没有机会在科学中工作比50年还长得多的时间。因此依据个人的经验外推科学在未来50     

物理学的统一

在过去的五十年中,科学家无论在物理学的部分统一,还是它的整体统一都做了许多尝试。有的人曾企图搞一个包罗万象的封闭理论,但结果常常是僵硬的,最终没有不失败的。作者认为,科学家们应当把理论保持在合理的限度之内,特别是不要完全排除理论的开放性。     

舞蹈物理学

用牛顿力学分析舞蹈运动可以深入了解美学的表演,不仅对学生和教师,而且对舞蹈观众也是有价值的。大多数的舞蹈爱好者-舞蹈演员、教师和观众-认为舞蹈是一种有音乐伴奏的人体运动的纯粹美学表演艺术。他们承认对舞蹈演员的要求是传播舞蹈动作设计师和舞蹈演员设想的看得见的象。很多人也认识到舞蹈欣赏的问题依赖于认识表演好这些运动的困难-使物理上复杂的步子显得平滑而庄重。然而,为了理解表演者     

百年物理学

正●未来的基本问题是深远、复杂的,令人难以回答。而未来的伟大工程妙不可言。未来100年物理学会给我们带来什么?当然,我不知道该如何作答,但这却是个值得思考的开放性问题。实际上,本文中经过深思熟虑的猜想仅仅反映了我的兴趣、知识,甚至是我的局限性以及偏见。为了让大家更容易阅读,我不得不对文章的内容精挑细选。希望这些猜想能够激发你思考,甚至最后你会得到不同的答案。为了获得全新的视角,让我们在展望未来之前先回顾一下过去。100年以前,物理学处于混乱中。当时爱因斯坦