量子力学的光辉八十年(一)

量子力学诞生至今八十年：它原先作为原子层次的动力学理论，经过八十年飞速发展的光辉历程，已向物理学和其他自然科学的各学科领域以及高新技术的广阔天地全面地延伸。实际上，它已超越原子层次的动力学范畴，甚至超出物理学范围；它是现代物质科学的主心骨，又是现代科技文明建设的主要理论基础之一。就是说，量子力学不仅适用于原子层次，而且还延伸用于亚原子-亚核的更深微观物质层次，从而延拓成量子场论体系；量子力学又用于分子和大分子——包括生物大分子——等物质层次，涉及介观、宏观尺度的物质系统，致使凝聚态物理兴旺发达以至量子物理学不断地扩展，并使量子化学、分子生物学等交叉学科日趋成熟。正是现代物质科学的这些学科有了显著进步，才导致技术水准和社会生产力的大幅度提升。     

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。     

菲利普?安德森：凝聚态物理的一代宗师

<正>这位理论物理学家因在无序性和磁性材料方面的工作获得了诺贝尔奖,但这远不足以表彰他在凝聚态物理学界无与伦比的贡献。菲利普·沃伦·安德森（Philip Warren Anderson,1923—2020）是20世纪下半叶最富有成就也是最重要的物理学家之一。在贝尔实验室、剑桥大学和普林斯顿大学的五十多年的职业生涯中,他凭借超凡的品味、深刻的洞察力和非凡的创造力,一直在努力探索大自然的规律。安德森将多体物理学融入了固体物理的理论中,从而推动了如今的凝聚态物理学的诞生,他在这方面的贡献远超他人。他在1984年所著的《凝聚态物理学的基本概念》（Basic Notions of Condensed Matter Physics）中指出,要想对含有1023个粒子的系统进行描述,应当构建并使用模型哈密顿量,而不是求解多体系统的薛定谔方程。在过去的几十年里,这一观点已经成为各种凝聚态物理教材中的主流思想。     

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.     

纪念黄昆先生

<正>黄昆(1919.9.2—2005.7.6)是著名的物理学家,长期从事固体物理理论和半导体物理学的研究和教学工作,是中国固体物理学和半导体物理学的奠基人之一。2019年是黄昆先生诞辰100周年,他离开我们已经14年了。黄昆出生于1919年,当时第一次世界大战刚刚结束,中国作为名义上的战胜国却在巴黎和会上遭遇耻辱性的外交失败。这一年还不是     

介观体系及其新进展

介观概念和介观体系的提出,填补了宏观体系与微观体系之间的空白,八九十年代逐步建立、发展起来的纳米材料学和团簇物理学,是介观体系的重要组成部分,它们为当今的凝聚态物理学提出了许多新的课题,并已成为凝聚态物理学和材料科学共同研究的热点之一,本文较详细地介绍了纳米材料和团簇研究的发展历史、现状,并展望了它们的未来发展方向.     

面向声学操控和声学反演的拓扑声学与多相孔隙介质声学

<正>拓扑声学属于声学和凝聚态物理学研究中的新兴研究领域,是研究声波在特殊拓扑结构中传播的学问.它是基于物质拓扑态的概念,在凝聚态物理学中发展起来的,后来扩展到包括声学和光子学等其他学科.人们可以利用某些声学介质的拓扑性质,设计声超常材料以实现声学操控.可以说,拓扑声学是声学与拓扑学交叉融合的结果,是近代声学前沿研究热点之一.多相孔隙介质声学是研究声波与由多种物质组成的孔隙介质相互作用和应用的学问.     

超越爱因斯坦的时代

就像那些不爱出风头的人一样，如果爱因斯坦还活着的话，可能会对作为国际物理学年的一部分——以表彰他在1905年作出杰出贡献100周年——的纪念活动感到局促不安。     

是物理学的终结吗？

当今,与物理学的热点中心有关的基本粒子物理学,有时被投之以这样的提问:在这个领域中提出的任务解决后,是否从整体上看,一个物理学的终结随之就来到了呢?或许有人会给出这种论证:由于所有物质和全部辐射均由基本粒子组成,因此,由它们的特性和行为所决定的定律的全部知识——譬如在一个“宇宙方程”之中——也就必定在原则上为全部物理过程确定     

反物质何处觅

就自然科学范畴而论,20世纪可谓物理学的世纪。这百年之中,物理学以科学史上最伟大的理论突破及其无比辉煌的技术应用,把人类文明引向堪称发达的现代水准,并趋于灿烂、融和的绝妙意境。现代物理的两大理论支柱——相对论和量子论,以及二者的形式结合体系,正是现代技术文明发祥和现代自然观念变革的重要渊源。美哉,物理;尤其美哉,现代物理！迄今人们所热切向往、精心构建的物理学统一理论,更宛若沈沈宫宇、美仑美奂。回顾科学进程,凡成功的物理理论,无不以逻辑一致、推理严谨、结构简洁、形式完备、预见正确、应用宽广而著称;所…     

国际化学年的物理学思考

今年被联合国大会确定为国际化学年（或可称作世界化学年）,比2005世界物理年仅迟后六年。值此,化学家们一定会对化学三四百年来的辉煌成就及其未来的灿烂前景作出精彩论述;而笔者作为一名物理学工作者,习惯于进行一些相关的物理学思考。国际化学年的主题是＂化学——我们的生活、我们的未来＂;     

菲利普·安德森(1923—2020)

正菲利普·安德森是诺贝尔物理学奖得主,他改变了凝聚态物理学和粒子物理学领域。2020年3月29日,菲利普·安德森(Philip Warren Anderson)逝世,享年96岁。在他的引领下,凝聚态物理学获得了长足发展。1977年,安德森凭借对无序体系电子结构的基础性理论研究和磁学方面的开创性工作而与其他人共同分享了当年的诺贝尔物理学奖。他在研究超导体时,提出了安德森-希格斯机制,     

罗伯特·C·理查森(1937-2013)

在实验物理学方面作出突出贡献的诺贝尔物理学奖得主、美国康奈尔大学佛洛伊德·R·纽曼物理学教授罗伯特·C·理查森(Robert C.Richardson)——同事们习惯称他为鲍勃(Bob)——因心脏病发作,于2013年2月19日在纽约州伊萨卡镇去世,终年75岁。作为一名在实验物理学领域表现出卓越才能的科学家,鲍勃总是充满活力和热情挑战各种难题,他的职业道德素养和深刻洞察力是人们学习的楷模。在他的职业生涯中,鲍勃获得过无数荣誉和     

统计物理学和生物学

统计物理学和生物学ＧｉｏｒｇｉｏＰａｒｉｓｉ著朱鋐雄编译生物学和物理学之间的关系一直是十分密切的，而且有时还是令人不安的。本世纪内，许多物理学家转到生物学上开展工作。其中最著名的有弗朗西斯·克里克──他曾和沃森一起共同发现了脱氧核糖核酸的双螺旋结构─...     

"物理学世纪"的认真导引

20世纪是物理学的黄金时代，甚至可称其为物理学的世纪。因为在这100年里，物理学革命（时空观变革和量子革命）蔚为壮观，促发起现代科技文明欣欣向荣。20世纪初叶起始的物理学又称作现代物理学，其无数辉煌成就是现代科技文明的基础和标志。一位富有教学经验的物理学教授史蒂夫·亚当斯（Steve Adams）所著《20世纪的物理学》一书，可谓“物理学世纪”的认真导引。     

浅谈物理学中的人文文化

物理学作为一门最基础的自然学科,在产生形成发展的过程中,蕴含着丰富的人文文化。为了充分挖掘自然科学中的人文思想,加强科学文化与人文文化之间的联系,文章从唯物辩证法、美学、科学道德3个方面剖析了物理学中的人文文化。     

费米学派和意大利物理学的崛起——费米学派成功经验分析与借鉴

恩里科·费米是２０世纪杰出的理论物理和实验物理学家，诺贝尔奖获得者，“最后一位１９世纪传统意义上的物理学全才”。他在１９２７～１９３８年领导一个学派所进行的一系列重要工作轰动了国际物理学界，为意大利物理学恢复了世界名誉，带来了意大利物理学的复兴。本文从学派产生的特有背景出发，探讨其成功原因，以期对我国的科技发展有所启发。     

狭义相对论的基本原理及其宇宙学意义 --相对论百年札记

19、20世纪之交，物理学面临挑战。“以太漂移”的零结果与以牛顿绝对空间和绝对时间为背景的“光以太说”尖锐冲突，是最著名的挑战之一。     

浅谈物理学中的人文文化

物理学作为一门最基础的自然学科,在产生形成发展的过程中,蕴含着丰富的人文文化.为了充分挖掘自然科学中的人文思想,加强科学文化与人文文化之间的联系,文章从唯物辩证法、美学、科学道德3个方面剖析了物理学中的人文文化.     

风沙物理学研究进展与展望

风沙物理学研究进展与展望博士董治宝中国科学院兰州沙漠研究所研究员、博士生导师董光荣研究员陈广庭沙漠化被认为是当今世界的重大环境问题之一，作为沙漠学重要组成部分的风沙物理学愈来愈受科学界的广泛关注。明确风沙物理学的性质、研究对象，掌握目前风沙物理学的研...