量子场世界图景的产生、发展与现状

引言 1900年人类要庆祝量子论诞生九十周年纪念,量子论是由普朗克在绝对黑体光谱的著名论文中奠基的.过去的几十年令人信服地显示了量子论蕴藏的巨大创造力.它彻底改变了我们的物理实在观念,导致形成一些原则上新的科研标准,推动了科技进步的急     

奇妙的微观世界

我们生活着的这个世界,可分三个层次:宇观、宏观和微观世界。人的感官只能感受到人们居住着的宏观世界;对宇观世界,我们的视线所不及,那是一个动辄几十万光年的区域;而对微观世界,则又看不见,那里活跃着组成我们宏观世界的砖块——分子、原子、亚原子、粒子。借助现代技术手段,我们能看清金属表面的原子结构,不过对微观世界特性的了解,还得依赖于20世纪初建立起来的量子理论。上个世纪出现的两大物理理论:量子论和相对论(前者描绘微观世界,后者则为宇观世界),为现代科技奠定了理论基础。量子论告诉我们的微观世界,实在令人惊讶!例如波粒两象…     

沃尔夫冈·泡利的哲学观

泡利(Wolfgang Pauli,1900—1958)是著名的奥地利物理学家,在量子力学、量子场论和基本粒子理论等方面做出过重要贡献,尤其是提出著名的泡利不相容原理和中微子假说,曾获1945年诺贝尔物理奖。本文从西方科学哲学思想的源流来探讨泡利的哲学观,认为其“中心是始终不渝地想望统一地理解世界,追求一种包含对立物紧张关系的统一”。文中特别论述泡利从量子论的解释尤其是互补性上发展他自己的哲学思想。因此,本文也从一个侧面反映了作者海森堡所代表的哥本哈根学派的观点。     

人体内的混沌

在解释我们周围的世界这方面,关于混沌的数学理论已经经历了漫长的历程.现在,研究者们猜想它或许也能解释我们的内部世界.     

蔚蓝的思维清澈的理性

人类近代史上曾发生过两次具有里程碑性质的科学革命:一次是17世纪以牛顿力学体系的建立为标志的科学革命,一次是20世纪初以爱因斯坦和普朗克为代表的、以相对论和量子论为标志的科学革命. 这两次革命的科学大师都站到了巨人的肩上.牛顿不仅站在伽利略、哥白尼的肩上,也站在阿基米德和托勒玫的肩上,他运用微积分等数学工具,初步地、闭合地、确定性地回答了人类曾苦苦思索了两千年的问题:物体是怎么运动的?爱因斯坦和普朗克则站到了牛顿等大师的肩上,他们的视野更开阔,看到了以经典力学为代表的科学革命的局限性,利用近世数学工具,描绘了一个更接近"真实"的、开放的、动态的世界,并无情地击碎了第一次科学革命给人们带来的基于经典时空观的"确定性"理念.相对论摧毁了经典的时空观,量子论推翻了经典的确定论.人们不由得开始追问理性思考的合理性在哪里.伴随着自然科学各分支领域不断深入地探索和进展,拨开了层层迷雾,给迷惑、沮丧和彷徨中的人们打开了一扇扇窥视未知世界的窗口.     

浑沌：它能有多少规律

40年前A.爱因斯坦给M.玻恩的一封信中写道,“上帝不玩骰子。”爱因斯坦是始终反对量子论的概率解释的,他不倦地探索着与经典力学更为直接的类比,即考虑没有概率不定性的确定过程。如今,40年过去了,没有人会惊讶:甚至在一个经典哈密顿动力系统中也存在着(chas)在物理客体规则运动的领域内,在没有人预期会有的地方冒出     

波动力学的兴起——纪念波动力学创立者L.德布罗意和E.薛定谔

波动力学这个术语,现已很少出现于通行的量子物理学教科书当中了,我们这个时代的人都不过将它看成是量子力学理论框架中一种描述的表象而已。但翻一翻历史,就可知道波动力学在量子理论的发展史上,实在是扮演了一个非同寻常的角色。二十年代中期,正当旧量子论“山穷水复疑无路”之时,是它首先异军突起,然后又与矩阵力学汇合一处,使量子论的发展进     

爱因期坦对统计物理学的贡献

大家都知道爱因斯坦创立了相对论,这是二十世纪物理学的两个伟大学说之一。但是,除了物理学工作者外,较少人知道爱因斯坦同时也是二十世纪物理学中第二个伟大学说量子论的重要创始人之一,而量子论与统计物理学有很密切的关系。实际上,爱因斯     

几个新的算符恒等式

在量子论中,算符恒等式很有用。为了找出更多有用的算符公式,在文献[1]中我们把相干态的性质和正规乘积的性质相结合,已经将1963年Glauber提出的相干态超完备性关系改造为正规乘积下的积分形式,即     

索耳未和第一届索耳未会议的始末

本世纪伊始,在德国物理学会的一次会议(1900年12月24日)上,普朗克宣读了他的论文《论正常光谱的能量分布定律的理论》,首次把作用量子的概念引入物理学.这一发现揭示了原子过程中的一种整体性特点,这是完全超出经典物理概念之外的,甚至超越了事物有限可分这一古代学说.但是,在量子论诞生以后的五年里,它一直是普朗克的私人领地.从     

在“死亡之海”建铁路有多难

2022年6月16日,新疆和若铁路正式开通运营,这意味着我们成功把世界第二大流动性沙漠用铁路给围了起来,完成了世界首个沙漠铁路环线。在沙漠地带修建铁路有多困难？如果遇到沙漠地区常见的沙尘暴该怎么办？我们为什么要克服重重 困难建设这样一条铁路？     

1985年诺贝尔奖金获得者简介

物理奖该项奖金授予西德慕尼黑普朗克研究所的固体物理学家克里钦(Klaus von Klitzing),以表彰他在“量子霍尔效应”研究中所取得的巨大成就。克里钦的成就将普朗克的量子论工作带入“微片”的年代。早在5年前他在符茨堡大学时就开始了二维电子气体的研究工作。产生二维电子气体要求一种金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。他特别对测量MOSFET中二维电子层的霍尔效应感兴趣。他发现,霍尔电阻只能取少量的值,每一值与电阻的表观基本值有关。他还意外地发现,电阻值完全与随实验条件而变化的量值无关。霍尔电阻     

奇才是如何思维的？

毕达哥拉斯、爱因斯坦、达尔文、莫扎特、毕加索等人他们把各自的天才思想留给了世界但是他们这些人又是如何让自己的思维有别于常人为了科学地解释他们的创造能力不妨对他们成才的秘密进行探索并且对其生物基础作一番解释     

梦幻般的量子论剧场

能量的传递是连续的，物体的状态是唯一的……这些现象在现实生活中大家都已经非常熟悉了，但真实的世界可能并非如此。如果大家到过浙江省科技馆量子论剧场的话，就会有完全不同的体验了。     

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     

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力挑战,揭示了微观世界的基本特征:波动一粒子二象性.     

对于张伯声先生“从黄土线说明黄河河道的发育”一文的意见

黄土的成因与黄河河道发育都是久经中外地质学者与地形学者探讨而仍悬而未决的问题。解放以来,为了改造黄河、综合利用黄河流域的富源,曾有广大的科学队伍踏遍了黄河流域,深入到黄土高原的各个角落。同样的问题也都不只一次地引起他们的注意与思考。今天把这两个问题重新提到我们研究日程上来,无论对于许多理论问题以及实际问题的解决都具有十分重要的意义。张伯声先生把他多年来在黄河流域黄土最发育的地区的丰富工作经验加以总结,提出了关于这两个问题的新的解释,为今后进一步的研究工作指出一个新的方向,这是值得我们热烈欢迎的。     

在地质学与天文学的交点上

1969年7月20日,第一位“月球人”阿姆斯特朗(Armstrong)离开了“阿波罗11号”登陆舱的舷梯。小心翼翼地在月面上留下了第一只脚印。他在回首这一辉煌的壮举时,说过一句名言:“对个人来说,这是很小的一步,对全人类而言,这是巨大的一步。”人类的智慧终于完成了我们的祖先在远古时代就已萌发的幻想,而学者们则可以把月球上的第一只脚印看成是地质学和天文学结盟的信物,地质学家从此一步登天地扩大了自己的研究地盘。一门崭新的学科——天文地质学在坚实的基础上开始走向成熟。一、对学科名称的评论和解释一门新学科的诞生要比十月怀胎艰难得多,地质学家和天文学家在自己的宠儿问世几十年后,在它的命名上仍莫衷一是。罗列一下这些名称或许不是多余     

探索物理学难题的科学意义

英国物理学家开耳芬在1900年瞻望20世纪物理学时曾说：“在物理学晴朗天空的远处，还有两朵小小的令人不安的乌云”。为驱散这两朵乌云，诞生了相对论和量子论，导致了20世纪人类社会空前的技术进步，极大地改变了人类的生产方式和生活方式，并促使人类整个自然科学的改观，与19世纪相比，本世纪的物理学取得了更加辉煌的成就，它在微观、宏观、复杂系统和现代生物学四个基本方向上把人类对自然界的认识推进到前所未有的深度和广度。     

自然科学知识：从简单到对称

简单性原则和对称性原则,是两个方法论上的调节器;随着自然科学知识的发展,这两个原则的关系变得越来越重要。在哥白尼、布拉格、开普勒、伽利略、牛顿的时代,认为科学理论具有简单性这种观点具有巨大的意义,“简单意味着能够解释一系列现象,因而可以把它比作已经解释清楚了的东西。相应地,复杂就意味着在简化世界图景方面存在着一定的障碍”。A.菲