对电的粒子性、可分性和惯性认识的思想溯源——为庆祝电子发现100周年而作

从格雷(S．Gray)将电学作为一门独立的学科建立起采,到汤姆逊(J．J.Thomson)发现电子将近两个世纪以来,科学家们一直在探索电与物质的关系,试图弄清楚电是怎样一种实体。物理学走过了一条艰苦、曲折的求索之路:由电的无质性到有质性,由电的连续性到可分性,由电粒子到“电原子”再到“亚原子”,中间还穿插着法拉第(M．Fara-day)关于“绝对电荷”不存在的非本体论思想的影响,最后才发现了电子。人们之所以用了较长时间才将对电的实在的认识推进到“亚原子”的物质层次,发现了电子,并给电磁场输入了惯性,原因主要是在认识电的有质性和可分性上存在种种困难。本文拟对这一认识过程作一简要的综析。     

病毒学再认识

<正>●随着人们发现了越来越多大小不等的病毒,不少科学家呼吁对地球上的生命体重新进行分类。进化论的第一次提出,是基于对动物和植物的视觉观察结果建立的。19世纪下半叶,在现代光学显微镜的帮助下,科学家开始系统地探索之前不能观察到的微生物世界,使得人们重新思考对生命世界的分类。在二十世纪七十年代,根据对生物体内核糖体基因的分析,人们将生命世界分类为真核生物、细菌和古细菌三个生物范畴。尽管当时可以通过电子     

大脑里发现新物质

最近,科学家在研究人类大脑时,发现了不少新物质,为解开人体之谜增添了科学依据。记忆物质为什么有的人会记忆过人?美国科学家最近揭开了大脑记忆的奥秘。他们发现了人们对过去事情的记忆,完全取决于大脑中的化学物质——钙尔贝。     

等离子体可治愈感冒

等离子体是除了阎体、液体和气体之外的物质第四态,足在气体或液体粒子带电时产生的。通常在很高的温度下才能创生等离子体。但最新研究发现,在40℃下也能创生等离子体。科学家还发现,低温等离子体具有治疗感冒等病毒性感染的功效,因为病毒暴露在低温等离子体中几分钟后就无法再复制,     

相变理论和质变规律

相变和临界现象是物理学、化学和生物学研究的前沿领域之一.相变理论就是研究相变和临界现象的客观规律的一门既古老又年轻的科学.如果不算人类很早关于物质三态变换的认识和观察,那么相变理论研究从19世纪起,才真正开始.19世纪中叶,科学家液化了许多被人称为“永久气体”的气体,1869年,英国化学家安德鲁斯(Andrews,T.,1813～1885)提出了“临界”概念;1873年,荷兰物理学家范德瓦尔斯(van der Waals,J.D.,     

液晶——变色的化学物质

人们对液晶的认识大约已经历了一个世纪。莱尼茨尔(F.Reintzer)曾因发现液晶而享有盛誉。十九世纪五十年代中期已有文字记录描述了与液晶性质相类似的规律。然而关于液晶性质和结构方面的研究,却开始于二十世纪五十年代,即布朗(G.H.Brown)和肖(W.G.Shaw)在《化学评论》上发表文章之后(1957年)。科学家们习惯上认为物质存在着迥然不同的三种状态,即固态、液态和气态。在气体状态,微粒充满整个容器,并在其中自由自在无所约束地漫游。在液体状态,分子没有高度的序列性,分子绕其长轴旋     

全球变暖新说法

在欧洲和北关都实行了严厉的法规,以减少那些会导致酸雨形成的气体排放,而这些气体中的头号罪魁就是二氧化硫和氮氧化物。这些法规取得了显著成效,人们对大型热电厂和矿物燃料排放的烟气进行了处理,排放到大气中的污染物质因此明显减少。正当科学家们为及时拉响了污染的警报而庆幸时,可这些看似很好的解决办法居然也有着意想不到的副作用……     

回望人类发明之路：驾驭电子

即将告别１９世纪的时候,在剑桥大学一个静悄悄的实验室里,英国科学家汤姆孙发现了物质世界的第一个基本粒子。这种粒子的质量只有氢原子的１８４０分之一,带负电荷,有时能够离开物体在真空里自由运动。当它撞击在某些物质的表面时,能够发出淡淡的荧光;当它以很高的速度打在金属靶上的时候,会发出一种穿透力极强的看不见的射线,这种射线就是德国物理学家伦琴发现的Ｘ光。这个小东西被科学家亲昵地称作“电子”。 “电子”在今天已经成为大众词汇之一,人们甚至把它作为时代的标志。与“电子” 相关的发明,被称为电子技术,它陪伴着…     

吸收温室气体的岩石

当人们为温室气体增多和全球气候变暖忧心忡忡的时候．科学家开始为减少温室气体想办法。最近．美国科学家在亚洲国家阿曼找到一种特殊的橄榄岩,这种岩石可以大量吸收二氧化碳,有望在将来为减少温室气体作出贡献。     

创新不言败

火药是中国的四大发明之一。火药发明后从中国经阿拉伯传入欧洲,一直应用到19世纪。人们在使用过程中,发现它威力较小、不易引爆等缺点。随着工业的飞速发展,科学家开始寻求一种新的爆破动力。     

让原子“齐声歌唱”——记2001年诺贝尔物理学奖

瑞典皇家科学院于今年10月9日宣布,两名美国科学家和一名德国科学家荣获2001年的诺贝尔物理学奖,以表彰他们发现了碱金属原子气体的“玻色—爱因斯坦凝聚”这种新的物质形态。 获奖的3位科学家是美国国家标准与技术研究所的埃里克·康奈尔、科罗拉多大学的卡尔·韦曼以及     

小粒子,大神通

<正>自从文明的曙光降临大地,人类便孜孜不倦地探求宇宙内在的规律。面对千变万化的自然现象,人类自古以来就企图用少数几种"元素"来归纳它们。到了19世纪末期,科学家们认为所有物质都是由不可分割的原子组成的。此后,在一段较长的历史时期里,科学家们都认为原子是不可再细分的基本单元。直至人们发现了"放射性"现象。     

科学发展无顶峰——电子及其“波粒二象性”发现的启示

1897年,英国科学家汤姆逊在与德国科学家们关于阴极射线本性的论战中确认它是一种带负电荷的"粒子"——电子,而不是"波",颠覆了长期以来被公认的"原子不可分割"的理论。但是,30年后他儿子和另一位美国科学家戴维逊却又证明电子是"波"。那么你从这电子"波粒二象性"发现的曲折过程中能获得什么启示?     

鱼类的"电武器"

在第一次世界大战期间，人类发明了声纳和雷达等先进探测装置，进入20世纪后，人类又发明了各种各样的电子武器，充分展示了人类的聪明才智。可是，近来科学家发现，远在人类出现之前，许多鱼类早已开始利用天然声纳和雷达来发现、跟踪以及定位猎物了。鱼类在使用“电武器”方面堪称人类的“老师”。     

大型强子对撞机碰撞数据首次转化为一首乐曲

目前，欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）研究科学家最新汇编了一首乐曲，这是科学家第一次将微粒碰撞数据转换成为乐曲。物理学家莉莉·阿斯奎瑟（Lily Asquith）博士使用乐曲模拟软件将微粒碰撞数据转换成为声音，赋予这些数据新的特性。     

火山可能是古老生命的材料“工厂”

据美国《科学》杂志报道，美国科学家通过实验发现，火山喷出的气体有可能与其他有机化合物发生反应，生成生物体的重要部分——蛋白质。     

物理学家向分子生物学的转移及其影响

本文考察了物理学科学家向现代生物学的转移现象,强调了洛克菲勒基金会在20世纪30年代鼓励理化技术用于实验生物学研究中的作用,提出促使这种转移的因素有德尔布吕丸所领导的卓越组织——噬菌体小组、薛定谔的著作《生命是什么》、因使用核武器而产生的对物理学的反感、对活力论和新活力沦的放弃、生物学的定量化需要和生物学家对传统描述方法的背离、物理学技术在分子生物学中的广泛应用和前途光明而曲折的生物工程领域的迅速发展以及其他科学家的影响.最近几年里作者与一些世界著名生物学家和其他转移的科学家的会谈清楚表明,除上述因素还有以下其它原因:物理学科学家具有更强的分析能力;当代理论物理学发展缓慢;物理学变得越来越复杂、常需要许多人的协作和极其贵重的仪器、个人的作用不太明显,而生物学问题看来简单又十分有趣;物理学家能够将生物的多样性系挽联系起来并找到一统一主题;深信生物工程可以缓和疾病、污染及饥饿等问题.此外,本文还讨论了科学家们对生物学工作的态度以及未来物理学科学家如何影响分子生物学.     

速度与激情:暴力短暂恒星阻碍星系生长

利用位于智利的甚大望远镜进行的最新观测,揭示了为什有些星系会经历快速恒星出生的狂热阶段的线索。这些星的出生,导致未来几代恒星"饥肠辘辘"。科学家研究了雕刻家星系并发现它的恒星出生后又迅速亡,它们吹走了产生更多恒星所需要的丰富的气体物质,并将喷射出星系以外,后者很可能永久性离开星系。近十年来,天文学家们研究了雕刻家星系,也就是NGC253以及其他多产星系,它们常被称为星爆星系。在使用位于智利阿卡塔玛大型毫米及次毫米波数组之前,科学家们一直缺乏调很难观测到的寒冷气体的能力,这些气体组成了星系风的大部质量。     

科技传真

夸克理论面临挑战 科学家最近在德国汉堡强子电子环形对撞机上进行的实验表明,目前被认为不可分割的物质基本单位夸克可能由更小的粒子组成。 来自德国、英国等国家的科学家分成2组进行实验,他们得出了相似的结论,即夸克可能由更小的粒子“小夸克”(Leptoquark)组成。这一结论对统治近代粒子物理学20多年的夸克理论形成强有力的挑战。 夸克理论认为,夸克共有6种,是组成物质的基本单位,是不可分割的。包括质子在内的强子由3个夸克组成。根据这一理论,当大量电子与质子相撞时,会有少数电子与质子中的夸克撞个正着被反弹回来,因而一定数量的电子和质子在以一定速度相撞时,反弹回来的电子数量也是一定的。然而科学家们在实验中却发现,实际反弹回来的电子数量远超出了预计数量。     

绝对零度面面观

<正>随着温度的降低,大自然会不断地把意想不到的事情呈现在人们的面前。科学家最近发现,超低温气体中的分子可以在比室温大100倍的环境中发生化学反应。在接近室温的实验中,随着温度的降低化学反应会趋向于减缓。但科学家发现,在温度仅比绝对零度(-273,15℃或0开)高几千