超弦理论简介——完成爱因斯坦统一场论的构想

假如空间有九维,物质是弦状的,那么宇宙的奥秘可能马上被揭开。本世纪的第二个十年间,阿尔贝特·爱因斯坦提出了一个在研究方法上带革命性的引力新理论。他的广义相对论按照几何学来描述引力物理学:相对论认为     

超弦、M理论简介

一、引　言　　我们送走了硕果累累的 2 0世纪 ,迎来了充满希望的 2 1世纪 .值此新旧世纪交替之际 ,让我们来回顾一下物理学在上一世纪中的巨大成就、展望一下在新世纪中的发展前景肯定是有所裨益的 .　　 1 90 0年 ,英国著名物理学家汤姆逊 (Ｗ .Ｔｈｏｍｓｏｎ ,即开尔文爵士 )在瞻望 2 0世纪的一篇文章中说 :“在已经基本建成的科学大厦中 ,后辈物理学家只要做一些零星的修补工作就行了 .”如果他只讲了这句话 ,那末这句话根本就不会流传至今 .重要的是他紧接着又讲了一句传诵千古的但书 :“但是 ,在物理学晴朗天空的远处 ,还有两朵小小…     

爱因斯坦的未竟之梦:物理规律的大统一

本文对物理学中的统一理论的发展历史和目前的现状展开综述.从牛顿的天和地的统一,到麦克斯韦的电、磁、光的统一;从爱因斯坦的时间、空间和物质的统一,到电磁作用和弱作用的统一.对一些未成功的统一理论(引力和电磁的统一、强作用和电磁作用以及弱作用的统一、夸克和轻子的统一、超对称大统一)也给予简要介绍.最后评述目前正在尝试的试图把所有相互作用都统一进来的超弦理论.     

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.     

对量子引力理论的检验

多年来，物理学家们一直探索用同一种理论描述自然界的4种基本力（引力、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用）。在这4种力中，只有引力尚缺量子力学的描述，各种量子引力学说都在试图提供这种描述，但检验这些理论的预见是否正确需要极高的能量，远远超过世界上正在运行中的和计划建造的粒子加速器所能提供的能量。     

一位中国学者眼中的CERN

<正>今年9月28日,欧洲核子中心(CERN)迎来了成立60周年的系列纪念。对一般公众而言,可能不一定搞得清楚CERN是一个怎样的机构,但若提起丁肇中领导的探寻反粒子、暗物质的阿尔法磁谱仪、提起大型强子对撞机(LHC)和希格斯粒子,许多关心科学发展的读者应该不会陌生,其实这些高能物理学的顶尖工作都和CERN有关。CERN到底是一个怎样的机构?为什么它在物理学界享有盛誉?就此我们采访了曾在     

质点力学、电磁场理论物质基础的逻辑一致性与超光速现象的存在基础——自然科学研究中“理性原则”的重新探讨

自 1 9世纪末迈克尔逊 -莫雷实验和黑体辐射实验冲破牛顿力学框架以来 ,物理学在 2 0世纪取得划时代的进步 ,同时也出现了一系列重大的疑难问题。到了 2 1世纪初 ,更有不同实验室报道了一系列“超光速和亚光速”现象 ,这些实验如果属实 ,那无疑将抽掉相对论的根基。杨本洛教授有鉴于上述情况 ,提出了对自然科学体系进行历史性和全局性梳理的问题 ,并已出版了多本专著。这些专著中有大量的数学推导 ,不是作为定位在高级科普的本刊所适宜介绍的 ,但其中包含的基本哲学理念 ,则是本刊读者感兴趣而需加以关注的。由此 ,本着百家争鸣的精神 ,本刊特约杨教授撰写这方面的系列文章 ,陆续刊出 ,以飨读者     

二维材料的设计及功能化:从理论预测到实验验证

二维材料具有不同寻常的物理、化学和机械性质,在光电、能源、电子信息、航空航天及生物医药等领域都展示了诱人的应用潜力.过去的十多年里,实验研究与理论计算密切配合已经成为二维材料领域一种十分流行的科研模式.本文从二维材料的结构设计及功能化两方面出发,回顾了一些理论计算有效预测新结构和新性质并最终得到实验佐证的案例,通过剖析理论预测和实验研究相互影响的具体细节,探讨理论计算和实验研究相辅相成的关系.     

物理学:迈向大统一理论的150年

1861年,詹姆斯·克拉克·麦克斯韦(James Clerk Maxwell)发表在当时英国著名学术期刊《哲学杂志》上的方程式,奠定了电、磁、光朝向统一的理论框架。在今日所进行的包括大型强子对撞机(LHC)在内的实验中,物理学家是否更接近于万物统一的目标——     

犬类的多样性引出新的进化理论

小至娇小的中国犬“赤花花”,大至威猛的大驯犬——驯养犬的多样性为人们在探讨是什么推动物种进化这一问题时开拓了一个新的视野。     

多矿物岩石经验流变规律: 与边界理论无关的能量极小方法

在边界理论的能量极小方法的基础上, 分析了组成矿物的分布对岩石流变性质的影响, 改进约束条件, 提出与边界理论无关的能量极小方法. 将该方法应用于4种多矿物岩石进行计算. 结果表明, 此方法的物理解释合理, 与实验结果也非常吻合.