量子力学的光辉八十年(二)

量子物理学的不断扩展 量子力学发端于原子物理，很快地延伸、被用于物理学各分支领域，既导致核物理、粒子物理应运而生，又促使固体物理以至凝聚态物理、激光物理以及非线性光学突兀崛起。八十年来，量子物理学总体的疆域在不断地扩展着。再说一说粒子物理，它的形成和发展，乃与量子场论的延拓几乎同步。     

中国科学院大连化学物理研究所在化学反应动力学领域取得系列创新成果

一切化学反应的本质都是原子或分子按照量子力学的规律相互结合或分离的过程.化学反应动力学就是在原子和分子的层次上,用量子力学的语言研究化学反应的细致过程和物理机制的学科,又称为分子反应动力学.化学反应动力学是化学的基础学科,它搭起了物理学基本规律和复杂化学过程之间的桥梁,对任何化学过程刨根问底地追问"为什么"的问题最终都将归结到化学反应动力学领域.     

分子声学

声学在许多人的心目中只是一门古老的应用科学.然而,半个世纪以来,由于整个科学技术的飞跃发展和相互渗透,声学已经以它崭新的面貌出现在现代科学技术行列之中.超声和声表面波器件在现代工业、通信、雷达及电子对抗等领域中已被公认是不可缺少的先进技术,但声学方法用于研究物质结构大大加强了它在近代物理学中的作用和地位,这个事实还没有被人们充分了解. 任何物质的分子和原子都处在永恒的运动之中,德拜(Debye)1912年在研究固体比热理论时,把原子     

黑洞热力学

黑洞物理学是一门新兴学科.1970年以前,黑洞物理学主要研究黑洞的运动学和动力学.1970年起,霍金(S.W.Hawking)、贝肯斯坦(J.D.Bekenstein)等在黑洞物理学中引进热力学,不久,霍金等又在黑洞物理学中引进量子力学和量子场论.这些年来,由于许多人的大量而出色的工作,形成了黑洞热力学和黑洞量子力学这两个分支.黑洞热力学和黑洞量子力学是现代黑洞物理学的主要组成部分,它们的历史还不到十年.本文试图对黑洞热力学作一概要的介绍.     

量子理论的创立

量子力学是迄今最富有成果的物理理论之一.它在统一描述物质的波动性与粒子性上,迈出了划时代的一步.在原子、核子以及亚核子层次上对物质的结构作出了合理的解释,是人类打开微观世界门户的一把钥匙.在它诞生以来的半个多世纪中,它又常常是作出新的发现和发明(如核能释放、晶体管、激光器等)的向导.     

量子力学的光辉八十年(三)

五、量子理论与相对论的结合、抵牾、互动从量子力学一量子场论一量子统一理论的八十年光辉历程,相对论始终是其渐次拓展的原动力之一;虽然它是经典物理理沦,与量子理论在思想观念和概念基础上相抵牾。况且,尽管种种量子理论都不是时空模型理论,但描绘原子和亚原子现象、描绘一切     

粒子物理现状和前景(上)

构成微观世界的基本组分和基本力 在20世纪早期，就已经确立了所有物质都是由基本组份——原子组成的理论。直到今天，物理学研究还保持追寻物质基本单元的观念。然而，关于构成物质的基本组份的认识，这100年间在不断发展。原子一开始它自己就成了它不是基本组份的证据，而更像是具有亚结构的物体：它们是由很小的原子核和围绕它的电子壳组成的(日益强大的粒子加速器使我们能更详     

自然信息

真空隧道效应——表面研究工具美国国际商业机器公司实验室的物理学家首次从实验中发现电子通过真空时的隧道效应,这一发现具有重要的理论意义,因为由此可能发展出一种灵敏的能分辨单个原子的表面研究的新手段。量子力学的现代粒子观认为微粒具有粒子和波动两重性,隧道效应是量子力学的推论.经典物理学     

哥本哈根学派量子论思想刍议--学习《哥本哈根学派量子论考释》偶得

20世纪，往往称作物理学的世纪；21世纪，或许可称作物理学应用的世纪。对于前一句话．即指物理学的世纪，乃以两个伟大的理论——相对论和量子论为标志；凭借现代物理的这两大理论支柱的建树，以及20世纪以前的经典物理理论的广泛应用，一场现代科学技术革命全面而蓬勃地展开。笔     

光灿灿兮 量子概念的技术成果

量子概念——量子理论的灵魂,它煌煌地建树、煜煜地升华,并受到相对论的盈盈润泽,则成为现代物理学乃至现代物质科学的主要概念基础。量子概念以及量子理论很抽象、很玄妙,非但称得上人类精神文明的奇丽瑰宝,而且蕴含着巨大的物质力量：指引着现代自然科学、现代物质文明建设迅猛地发展。特别是许多高新技术,甚至可看作从这抽象概念、玄妙理论经由科技革命而直接转化来的丰硕成果。基本概念、基础理论的成功应用,     

科学的随机艺术——评《量子论:爱因斯坦与玻尔的自然大辩论》一书

<正>在过去的150年里,量子力学是最突破性的科学理论。在原子领域中,它取代了早在250年以前由艾萨克.牛顿(Isaac Newton)建立的自然法则,至今已取得了一连串的成功。今天,量子力学精确地解释了亚原子世界的行为。然而,人们依然存在一些传统的、无法摆脱的疑虑。     

两位科学巨人的争论

在人类探索物质结构过程中，发生过不同学派之间的争论，这是不足为怪的。然而，爱因斯坦与尼耳斯·玻尔有关量子力学问题的争论，却是物理学史上罕见的事件。作为物理学巨匠，他们都是好朋友，披此之间保持着终生不喻的友情。然而，他们之间的争论从1924年起，旷日持久到爱因斯坦去世的1955年。究其个中原因是多方面的，需要人们去研究，从中获得有益的启示。爱因斯坦与玻尔的论战，有人分为三个阶段。其第一阶段为1924－1927年间。此时完整的量子力学逐步建立，量子力学的特征逐渐明显；但爱因斯坦对量子理论的基本统计性质不能容忍。1924…     

美哉,物理!(一)

本文为近期将由上海科学技术出版社出版的《美哉物理》的首篇,即该书的总论;它勾划了现代物理学——理论及其应用——百余年来的进展概况以及某些领域的本世纪发展趋势,论列了物理理论的美学特征以至十分丰厚、充实的科学美学意义。该书赞美了现代物理学的辉煌成就,从科学哲学和科学美学的高度论述了现代物理学的概念、原理、思想、方法,并对其前沿性理论研究的未来发展作了较深入的讨论。本刊分期连载该书的总论,让读者先期了解该书的内容和特色;此总论相当简练地描绘了优美的物理学基本理论的进展全貌。     

量子层面的化学

<正>金井优介（Yosuke Kanai）是美国北卡罗来纳大学教堂山分校的化学教授，从事理论和计算化学方面的研究，专注于开发量子力学计算方法并使用它们研究复杂化学系统的动力学行为。他在模拟量子力学过程方面的工作涵盖了从太阳能转换到质子束治疗癌症的广泛主题。他研究的首要主题是发展对电子和原子相互作用产生的电子激发和动力学现象——尤其是在凝聚相和其他扩展系统中——的预测性理解。他特别希望通过开发和应用基于第一性原理电子结构理论的计算方法来获得分子层面上的理解。金井优介在普林斯顿大学获得了理论化学博士学位。2022年4月，他接受了《美国科学家》（American Scientist）主编费内拉·桑德斯（Fenella Saunders）的专访。     

粒子物理理论发展的回顾与展望

在费米提出β衰变的现象性理论以后,经历了差不多半个世纪,终于在去年发现了电弱统一理论所预言的、传递弱相互作用的中间破色子:W~+、W~-和Z~0。这是物理学发展过程中的一个里程碑。回过头来看一看走过的道路,考虑一下实验提出了哪一些问题,理论又解决了其中的哪一些问题,下一步该怎么办,现在是一个适当的时机。量子力学的发现是物理学发展过程中一个阶段的完成。认识深入到原子这一层次的物质结构的基本规律在原则上完成了。留下的工作是如何应用这些基本规律去解决具体问题。这主要是方法问题,而不是原理问题。在本世     

关于夸克禁闭理论的哲学思考

夸克禁闭之谜,一直是当代物理学探讨的问题,正当自然科学家们对于夸克禁闭问题争论不休的时候,哲学家们也从哲学角度对其展开了激烈的争论。人类进入20世纪以来,在物理学微观领域的研究取得了很大的成就,人类对物质的最小构成单元的认0尺度一下深入到原来的十亿分之一。从原来的大分子、原子、原子核直到新发现的夸克和轻子,正当人类想在基本粒子领域大显身手,向微观更深的层次挺进时,一道神秘的屏障好像故意在跟科学家们捉迷藏,阻碍着六微观粒子更深层次发展。无论我们的科学家们如何绞尽脑汁,动用各种机器设备,也难以揭开其神秘面纱,它就是神秘莫测的“夸克禁闭”现象。于是,围绕着“夸克禁闭”这一科学问题,各种假说、猜测、争论纷至杏来,从而使粒子物理学领域出现了一派空前繁荣的景象。     

现代物质观--量子理论的斑斓结晶

量子理论是与相对论齐名的现代物理理论.随着量子理论百余年的创造性拓展,并偕同相对论的百年辉煌,铸成了内涵丰裕的现代物质观;它与相对论时空观相与并立,同样称得上是现代文明的奇丽瑰宝. 现代物质观乃现代的科学自然观之核心,就其主要理论基础而言,可谓是量子理论的斑斓结晶.量子理论与经典物理理论有本质区别,作为其灵魂的量子概念是现代物理学中最具创新意义的革命性概念,由此而导致人们对于物质及其运动方式的认识发生本质上的极大转变.凭藉量子力学的"哥本哈根诠释",还形成了一个崭新的科学哲学观念;那就是说,包容了互补性思想的现代物质观具有深厚的哲学含义和文化底蕴.并且,出于对量子概念的深入探讨,给予"物理实在"以新的定义,这是量子理论促使"人类思想的基本概念结构"之改变的一项奇特表现(虽然对此尚有异议).无疑,伴随于时空观变革的物质观变革,确是现代文明进步的又一重大标志.     

与史蒂文·温伯格的问与答

史蒂文·温伯格(Steven Weinberg),这位杰出理论物理学家的新量子力学教科书——《量子力学教程》——给这个领域带来了一个独特的视角,其中便包括了他对现有量子力学的解释感到不满●史蒂文·温伯格的研究领域覆盖了量子场论、基本粒子物理学以及宇宙学等内容。他同谢尔登·格拉肖(Sheldon Glashow)和阿卜杜勒·萨拉姆(Abdus Salam)一起,因对基本粒子标准模型的贡献而赢得了1979年的诺贝尔物     

在地球物质中寻找奇超重氢

奇超重氢是理论予言可能存在的一种由稳定的带单正电荷层子形成的奇异原子——层子素。 层于是我国理论物理学工作者于1965—1966年提出的关于强子的结构模型中预言存在的粒子。当前高能物理学中一项重要的研究课题就是通过实验寻找是否存在自由层子,如能从实验上直接证实自由层子的存在并研究清楚其性质,这将是对物质结构认识的又一次突破。了解更深一层次粒子的物质如何再分,不但具有重大的科学意义和哲学意义,而且在生产     

物理学家创造出了一个非常小的黑洞

<正>科学家们用量子计算机探索了脱离黑洞的终极逃生路线。2022年，一组研究人员宣布，他们进行了一项涉及现代物理学中大部分神秘理论的实验，在量子计算机中模拟出了一对黑洞，并通过一段被称为虫洞的时空捷径在它们之间传送了一条信息。物理学家们称，这项成就是帮助理解引力和量子力学之间关系的又一个小小进展——引力塑造了宇宙，而量子力学主宰着粒子的亚原子领域。