最近五十年来的物理学——纪念美国物理学会成立五十周年

在某些历史时期,巨大的概念性的革命震撼着物理世界,而在其他时候,科学研究却往往只是在已有的结构中艰难地前进。物理学团体的结构,也必然随着研究形式的变化而变化。那么,什么是当代物理学的形式呢?它是如何演变的?这是相当困难但也并非无法回答的问题,我们可以从历史中得到一些启示。要在美国物理学会成立五十周年的1981年来估计我们自己的地位,我们首先应想象五十年前的物理学     

材料科学与工程(MSE)的内容、发展与体系

什么是“材料科学与工程”?什么是“材料科学”?什么是“材料工程”?甚至什么是“材料”?众说纷纭。材料是一个极为古老的概念,自有人类文明,就用以划分时代,然而材料科学却是近三十年中才迅速形成起来的年轻科学,因此,近年来因时因地因人,产生了不同的说法,而考察其发展的过程,则能得到比较全面的实质理解。人类从事金属材料的生产,已有数千年的历史。十七世纪英国胡克制造第一台复式显微镜观察材料并总结出应力、应变关系的弹性定律,为材料科学与工程的发展奠上了一块重要的基石(图1B-11)。这时,物理学和化学由于牛顿和波义耳的工作已确立     

什么人能熟睡短眠

时间对谁都很平等,都是“一天24小时”。在这24小时中做什么?怎样做?将对你的人生产生极大的影响。 人之所以能有作为一个人的实在感和价值就是因为“我们醒着,并正在活动”,而决不是“正在睡觉”和“做梦”。即五感在充分发挥作用、大脑记忆中枢的活动十分活跃的时候。     

大数之谜

“天”外有“天”!这是人们常用的一句口头语.但是,“天”外果真有“天”?在我们观察到的宇宙(或曰总星系,以下简称宇宙)之外,果真还有其他的宇宙吗?如果有,表征这些不同宇宙的,又应该是什么?物理学能有助于我们回答这些问题吗? 要讨论这些问题,得从物理学最基本的特征谈起.     

圣经与科学:达尔文受到起诉

新达尔文主义进化论理论的价值所在?如何确切地给其在学校教育中的地位?乍看起来,这些问题似乎没有什么重要的政治意义,然而,里根总统在竞选美国总统期间曾向公众这样讲到:“进化论仅仅是一种科学理论,一种被科学团体、组织不再认为象过去那样有效的理论。不管怎样,要是决定在学校中讲授这一理论,那我认为,同样应该讲授创世说的     

快乐背后的科学

英国的科学家们最近正在关注这样一个问题:“究竟是什么缘故使人快乐或者悲伤?人需要做些什么,才能使自己更快乐?”快乐是什么?在人类文化发展过程中,快乐的感觉也会在人们头脑中反常地显示成负面形象。我们在世界大多数人面临痛苦的时候却期盼增加自己的快乐,这种想法是不是太     

究竟是骚扰还是干扰?

文静、内向的小靖来咨询室找我,看见她腼腆的样子,我感觉她又有心理困惑需要求助。在高一时她曾因异性交往障碍前来咨询过,还参加了“牵手你、我、他——异性交往技巧训练”的团体辅导。“小靖,读高三了压力很大吧?”我主动问。“是的”。她肯定地点点头。“今天找我,有什么需要帮助的吗?”我试探着问。“杨老师,有一件事我感到非常为难,不知该如何处理?”她十分严肃地对我说。“碰到了什么难事,是高考压力,还是人际关系冲突?”我无法肯定地问。“不是高考压力,但它确实已影响到我的学习,我真的很着急。”她像是要哭出来了。“那究竟是什么…     

空间错落有致

八 “我想通了。”我对“聊天”开口时,脑海里浮现出那个女孩娇好的面容。 “想通了?那太好了。”他感到十分兴奋。“你决定怎么办?” “听将令。”我简单地冷静补充。 “我不是什么‘将’,也谈不上什么‘将令’,大家一起商量。”但从后来他对我说的话来看,显然证明了他早有计划。“先说说你的想法。” “我还没来得及有什么想法。我觉得最关键的还是抢他的‘网兜’,既然你说他没能耐自己研究。” “不错,但是我们必须出其不意。”他说。“我们不可能接近他,一旦他发现我们的企图,就会使用那东西而逃跑——再说我们根本不知道那到底是个什么东西,他晚上也很少出来。” “光天化日,朗朗乾坤,他还不敢吧。”     

未来从梦想开始

有人说：世界上最贫穷的人，是连梦想都没有的人。没有梦想，对自己的生活没有期望，他还会有什么呢?拥有一个美好的愿望，就有了一个好的目标，它可以使人积极、自信、乐观、健康、善良，使人有一个成功人生的起始。当我与高中同学聊起“你想报考什么学校?”“读什么专业?”“将来从事什么职业?”时，许多人会朝我耸耸肩膀，摊开双手对我说：“Idon’tknow.”今天，我想与大家谈谈“你的未来从梦开始”，“你的未来不是梦”。先让我们一起来做个梦吧! 找一个舒适的坐姿，闭上眼睛，全身放松，情绪放松，静心1分钟，呼吸平稳。“我…     

水瓶中的“龙卷风”

你知道什么是龙卷风吗?但愿你没有亲身经历过,那是一种恐怖的自然现象—力量强大的气流高速旋转,形成顶天立地的旋涡状风柱,甚至能够将人和小汽车卷走,造成人身伤害和经济损失。如果懂得科学原理,你在自己的家里也能创造出来“龙卷风”,还等什么?快准备材料一起来吧。首先给你一个任务:如何最快速地倒掉一可乐瓶的水?瓶口向下就可以了吗?请你这样倒一瓶水试试看?我在这里等你做完。注意!将水倒在一个     

算术世界的随机性

上帝不仅在物理学中掷骰子,而且在数学上也在掷骰子,数学有时只是漂亮的抛铜币而已。目前,物理学家正被随机性的概念所困扰。对未来我们可以预言到什么程度呢?这决定于我们自己的规定吗?或者说原则上我们是不可能预言未来的吗?物理学中决定性的问题由来已久。早在19世纪初,牛顿力学的决定性     

外来物种真有那么可怕吗

在地球上,是海洋和山脉阻隔了物种的迁徙和蔓延,设想一下,如果生物间的地理障碍突然间全部消失,世界将是一个什么样子?那肯定是一个纷繁复杂、混乱不堪的世界.事实上,这正是我们正在进入的世界,或者说这样的世界正在进入我们的生活.     

处于领先地位的科学

今年,美国科学促进会(AAAS)的年会主题——“处于领先地位的科学”——给科学企业的发展方向及未来形象勾画了蓝图,同时也提出了一些问题:我们是否能真正把握住我们所面临的机会呢?在过去的十年里,那些令人目不暇接的变化成就了今天的辉煌,那么,这些成就对于科学和技术的发展又预示着什么?比如,所谓“大科学”在物理学开始大张旗鼓     

作为人工制品的宇宙

鱼终身都在游水,关于水它知道些什么? 这是阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)许多朴实而深刻的评论之一,他通过这些评论显示了,他对把它的结构给予我们的世界和把“我们”与“我们周围的世界”连结起来的相互关系达到了出神入化的程度。我在这篇讲演中的主题是在爱因斯坦的根本问题中所隐含的联系和界说。我想要以下述方式加以探讨,这种方式将是朴素的,但是我希望它不带较多的偏见——而偏见对于该主题本身来说则是重要的——我     

费米—狄拉克统计的诞生

一、前言费米-狄拉克统计是物理学中的一个重要理论,是统计物理学史上的一个里程碑.从命名中可以看出,它是由费米(E.Fermi)和狄拉克(P.A.M.Dirac)两人建立的.他们两人是怎样建立的呢?是合作的,还是各自独立提出的?或者是象玻色-爱因斯坦统计的建立那样,是一个受另一个启发,后者把前者的方法加以推广才建立起完整的理论形式的?对此大多数读者可能并不清楚.另外,费米-狄拉克统计究竟是怎样诞生的?它和玻色-爱因斯坦统计之间的关系究竟如何?它的诞生对物理学的发展有什么影响?这些正是本文要加以阐释的内容.     

知识与无知:为什么?

这是1978年美国出版的《无知百科全书》中的第一篇文章。这本书试图通过知识的进展以说明人类在各个领域中的无知,也即从无知的大海中看知识的增长。这对于人类的妄自尊大,是一付清凉剂。本刊将陆续选译其中部分文章。作为该书第一篇文章,著名物理学家O. R. Frisch一下子就抓住了科学发展历史中一个根本性问题:对于这个千百年来的老大难问题“为什么”,人类究竟回答得怎样了?物理学的回答,例如说人跑是因为大脑传输了有关信息,往往象是开玩笑。但是要进一步问为什么,就只能得到目的论的答案:跑是为了赶汽车,光折射是为了走最短的路程,等等。今天物理学已不接受这种答案,但生物学仍接受。为什么生物会有那样一些器官和特性?为了生存,也即由于“自然选择”的合乎目的的作用。今天的粒子物理学用来源于赌窟的概率观念解释一些物理现象,以掩饰自己的无知。也许我们会找到还在隐蔽着的“隐变量”,但这也不过是再一次复辟一个关于粒子可以预测的幻觉而已,将有更多的意想不到的“为什么”——永恒的科学之谜——在等待着我们!     

2038！

网络时代,机会与危机共存,这也许是你我必须面对的问题和必须付出的代价。“千年虫”解决之后,会不会有新的“虫”出现?回答是肯定的,“2038年”就是一个新的关卡。也许大家都已经知道计算机的2000年问题是什么概念,但是什么时候又冒出来一个2038年问题的呢?     

自旋

我想谈一谈关于自旋概念的历史.当我们在物理学方面做些什么事情的时候,稍过一会,就会有一种忘记我们所研究的课题的总体意义的倾向.远期的设想逐渐淡漠,而我们对于先前的重要问题,从此变得一无所知.正因为如此,让我们简要地回顾一下自旋是如何成为物理学的一部分的. 自旋的概念,既具有迷惑力,又是极其难懂的.从根本上说,它同物理学的三个方面有关系.第一个是经典的转动概念,第二个是角动量量子化,第三个     

超越现实

我们为什么要对过去感兴趣呢?答案是:因为我们对现在感兴趣。过去与现在同样都是真实的。为了把握现实,我们必须摆脱现在。哲学和数学用一种不受时间约束的媒介建立了它们的体系,这样它们摆脱了现在。自然科学和人文主义则是通过创造时空结构摆脱现在,我将这时空结构称之为:“自然体系”和“文化体系”。在这里,我们接触到了人文主义与自然科学之间最根本的区别。自然科学所观察到的是自然界中有时间性的过程,而它要理解的是这些过程赖以发展的没有时间性的法则。物理学的观察只能在可能“发生”某件事的地方进行,就是说,它只能在出现变化或…     

网格--因特网之后的又一新浪潮

今天,因特网(Internet)和万维网(WWW)已经家喻户晓了。一些人甚至认为,因特网和万维网技术已经接近成熟期,它们即将被更先进的技术取代。那么,“因特网后面是什么?万维网后面是什么?什么是信息技术的下一个大浪潮?”我们必须提出这些问题,思考这些问题,想象对这些问题的回答,才有希望参与创造信息技术的下一个大浪潮。有一小批,但人数正越来越多的电脑专家们认为,这下一个大浪潮就是网格(Grid)。