1993年度诺贝尔物理学奖简介

1974年赫尔斯(RussellA.Hules)和泰勒(Joseph H.Taylor)用射电天文望远镜发现的脉冲双星。这一发现在广义相对论中填补上了有划时代意义的证据,用间接的方法,清楚和令人信服地证明广义相对论预言的引力波的存在,在历经了15年以上的反复验证,积累了大量的观测数据,排除了产生此效应的其它可能性而确认了引力波效应.使此项发现和研究荣获1993年度诺贝尔物理学奖。     

尖刻、挑剔的科学家——沃尔夫冈·泡利

沃尔夫冈·泡利（1900--1958），瑞士籍奥地利物理学家，慕尼黑大学博士，曾先后在格丁根大学、哥本哈根大学和汉堡大学任教。他是上世纪初一位罕见的天才，对相对论及量子力学都有杰出贡献，在19岁（1919年）时就写下了一篇关于广义相对论理论和实验结果的总结性论文，当时距爱因斯坦发表“广义相对论”（1916年）才3年。     

狭义相对论重要推论研究

狭义相对论是相对论理论体系的基础,是由20世纪最伟大的物理学家阿尔伯特.爱因斯坦在1905年提出的,广义相对论则是在1915年提出的.狭义相对论主要是研究匀速直线运动的参照系(惯性参照系)之间的物理定理.笔者从爱因斯坦的理论体系根源和主要特征分析,深刻阐释狭义相对论的重要推论和他的具体表现.     

黑洞能扮演宇宙“罗塞塔石碑”之角色

黑洞(Black hole)存在许多难解之谜.例如,理论认为黑洞应蒸发且在恒定温度下释放热量,但迄今无人知晓是何故;又如,由于某些原因,黑洞在收缩时会更热.科学家们常用爱因斯坦建立的广义相对论来描述黑洞,该理论预言宇宙中能存在10亿倍太阳量级的黑洞. 欧洲核子研究中心(CERN)的Georgi Dvali和西班牙奥托诺姆斯大学的Cesar Gomez决心试用经常只适用于描述微小客体的量子力学的语言来解说黑洞.在2012年5月16日举行的哈佛一施密松理论天体物理学术会议上,Dvali说:"我们建造此‘量子模型’的第一步是用粒子的术语来定义黑洞,在量子场论,其构建基石是粒子."     

等价原理,泛广义相对论及广义相对论的检验

首先,只要推广非惯性系和引力场,等价原理就可以普遍成立,而克服其"局域性".在讨论了非惯性系中加速场或减速场,及引力场或斥力场的关系后,可以得出结论等价原理在矢量方面等价,但在非矢量方面有所不同.其次,论述了泛等价原理和泛广义相对论,特别是电磁广义相对论.第三,讨论了广义相对论的各种实验检验及不足之处.最后,提出检验电磁广义相对论的某些可能方案.     

广义相对论应用微分几何的必然性

微分几何是广义相对论的数学工具,广义相对论利用微分几何有其必然性.在此从物理与数学的发展历史、广义相对论的两个原理、爱因斯坦转盘这三个方面分析这种必然性.最后提及爱因斯坦与数学家的交往关系,这种交往为爱因斯坦建立广义相对论起了一定的推动作用.     

漫谈黑洞与霍金

黑洞是广义相对论的在体.爱因斯坦的广义相对论认为,万有引力不是真正的力,而是时空弯曲的表现.     

广义相对论无懈可击吗

广义相对论的预言 1916年,年轻的爱因斯坦在他的广义相对论中提出了新的时空理论,并预言由于引力的作用,如地球这样大质量的物体会使它所在的时空框架发生弯曲.1918年,爱因斯坦再次提出,像地球这样的大质量物体在时空结构中的转动,会使时空结构跟它一起运动(称为"惯性系拖曳").爱因斯坦也因此而被誉为"20世纪最伟大的科学巨匠".     

爱提怪问题的“低能儿”(上)

爱因斯坦(1879—1955),物理学家,生于德国。1900年毕业于苏黎世工业大学并入瑞士籍,1940年入美国籍,在物理学多个领域均有重大贡献,其中最重要的是建立了狭义相对论,并在此基础上推广为广义相对论。因物理学方面的贡献,特别是发现光电效应定律,于1921年获诺贝尔物理学奖。这位科学巨子的童年时代,是如何度过的呢?     

他靠数学"拿了"两次诺贝尔奖

诺贝尔奖没有数学奖,但是如果数学足够好的话,可以拿两次诺贝尔奖:帮别人拿一次,自己再拿一次.刚刚获得诺贝尔奖的英国数学家罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)就是这样. 2020年,彭罗斯凭借数学在广义相对论和黑洞研究中的应用,获得了诺贝尔物理学奖.而在几十年前,彭罗斯的另一项数学发现曾帮助别人获得过诺贝尔奖.     

相对论的先驱——马赫

爱因斯坦创立的广义相对论是现代物理学的重要基石,是20世纪自然科学的最伟大发现之一,对物理学、天文学乃至哲学都有着深远的影响.爱因斯坦是如何创立相对论的?是受了那一位物理学家的思想的启发而创立的?要回答这个问题,我们不得不提起一位著名的物理学家和哲学家,他就是恩斯特·马赫.提起马赫,我们大多数人只知道他是一位唯心主义哲学家,是经验批判主义的创始人,可能并不知道他曾对经典物理学理论进行过深刻的批判,从而拉开了20世纪物理学革命的序幕,他的思想直接或间接影响了很多物理学家,像玻尔、海森伯等哥本哈根学派的一些主要成员.受马赫思想影响最大的当属爱因斯坦,马赫对牛顿的绝对时间、绝对空间的批判及对惯性的理解,他那坚不可摧的对经典力学的怀疑态度,以及对经典力学基础的深刻洞察无一不给爱因斯坦以激励和启迪,对爱因斯坦建立广义相对论起了积极的作用.马赫(Ernst mach,1838—1916),著名物理学家、哲学家、生物学家和心理学家,1838年2月18日出生于奥地利摩拉维亚地区布尔诺附近的切尔利斯图拉斯,从小受过良好的教育,在维也纳大学经过五年的学习后,于1860年以放电和感应的论文获得博士学位.他精通拉丁文、希腊文、法文、意大利文和英文.1864～1867年在格拉茨大学先后任数学教授和实验物理学教授,1867～1895年在布拉格大学任实验物理学教授,曾     

相对论简介(之5)(高二、高三)

广义相对论简介 1.内容提要 (1)广义相对性原理和等效原理狭义相对论认为,在不同的惯性参考系中一切物理规律都是相同.在此基础上,爱因斯坦把狭义相对性原理推广到非惯性参考系,认为在任何参考系中物理规律都是相同的,这就是广义相对性原理.     

Quotes from Science Fiction Movies

热词:引力波(Gravitational Wave) 在科幻小说《三体》中,罗辑从三体人那里为人类“敲诈”来了一大神器——引力波天线,从而暂时拯救了几乎遭受灭顶之灾的人类.电影《星际穿越》中,男主角Cooper甚至通过引力波穿越时间和空间给女儿Murph传递信息. 在2016年2月之前,引力波仍是爱因斯坦广义相对论(在希格斯粒子现身后,也是现代物理学)中唯一还没有被直接证实的预言(存在间接证据).而近期,许多人都在为人类第一次探测到引力波而激动不已.     

广义相对论与能量守恒

广义相对论是物理学的庙宇中最神圣的殿堂之一,能量的转化和守恒定律是自然界普遍遵循的一条伟大规律,收集广义相对论的若干预言、效应和结论,在竞赛辅导时进行定量探究,能够培养学生创造性解决物理问题的能力.     

量子力学曲率解释与爱因斯坦的非欧线元理论

随着广义相对论的兴起,以及微分几何在物理学中的广泛应用,曲率的概念已经贯穿于理论物理的各大分支.赵国求提出的量子力学曲率解释,不仅有助于协调量子力学与相对论,而且可以帮助人们以更接近广义相对论的思维方式来理解量子规范场论.赵国求认为在弱电统一理论的规范势与广义相对论中的引力势一样,代表着某种空间几何形态的弯曲.爱因斯坦在1927年,就根据赫兹在《力学原理》中的“最小曲率原理”,把薛定谔波动力学原始文献在有关量子波包具有曲率半径的思想,采用广义非欧线元的数学表述,提出了“ψ-曲率张量”的构想,但因为没有把握好深层次的量子关联,即后来玻姆提出的量子势的物理意义而误入歧途.     

万有引力在亚毫米范围仍随距离呈平方反比

据 2 0 0 0年 9月号 Physics Today杂志第 2 2页报道 ,在罗马举行的广义相对论学术会议上美国华盛顿大学的 J.Gundlach介绍了亚毫米距离上的扭摆实验 ,其结果表明万有引力的平方反比律在 0 .2 mm处仍有效 .目前全世界约有十个实验组在进行类似的工作 ,以检验三位粒子物理学家提出的假设 .斯坦福大学的N.Arkani- Hamed,S.Dimopoulos和纽约大学的 G.Dvali在 1998年认为引力反常可能在亚毫米距离上观察到 (简称为 ADD假设 ) .此前 ,超弦论者认为在 10 -3 3cm距离 (即普朗克距离 )内 ,万有引力的强度与其他基本力相当 ,而超出此范围后 ,空…     

“和谐的人”:爱因斯坦眼中的教育目标

众所周知,爱因斯坦是20世纪一位伟大的科学家,他创立的狭义相对论和广义相对论,开辟了从经典物理学步入现代物理学的新纪元。为了纪念爱因斯坦逝世50周年,提出狭义相对论100周年,还把2005年命名为“爱因斯坦年”。但鲜为人知的是爱因斯坦不只是一位科学巨人,也是一位哲学大师和教育学家。他曾在多所大学担任教授,对教育和人才培养模式提出了自己独到的见解。在当前倡导构建和谐社会(理想状态应由和谐的个体构成)之时,深入研究爱因斯坦的教育思想,对于贯彻邓小平提出的“三个面向”方针,深化教育改革和课程改革,提高人才培养质量,构建和谐社…     

湖南农业大学国际学院

湖南农业大学国际学院办学八年来,已与英国格林威治大学(www.grechina.com)、加拿大布鲁克大学(www.brocku.ca)和澳大利亚南澳大学(www.unisachina.com)等国外多所大学形成了稳定的合作关系。获得国家批准的中外合作教育项目有:湖南农业大学与英国格林威治大学联合举办     

美国大学排行榜

(1)全国性大学(National University) 其实,美国大学并没有全国性和地区性之分,美国几乎所有的大学都面向全世界招生.这类大学所授予的最高学位是博士学位.前几年,这一类学校称为全国性有博士学位的大学.可能觉得叫起来不方便.这几年又改回来叫全国性大学.美国的大学都是全世界范围招生的,但是.这类大学与地区性大学比较.来自各州和各国的生源确实要多一些.2008年全国性大学的分类里共收入262所大学.分为四大档,按中国的讲法也许可以叫作一流到四流大学.     

宇宙之迷

牛顿万有引力定律发表已三百周年,广义相对论发表也已七十周年。本文主要回顾自牛顿以来人类对宇宙的认识历程,以纪念这两个有意义的日子。 (一)牛顿的宇宙观伟大的英国物理学家牛顿(Isaac Newton,1643—1727年)在1666年就提出,使月球围绕地球旋转的力,和在地球上使苹果落到地面的力是同一种力,并由开普勒第