狭义相对论导引

阿尔伯特·爱因斯坦著名的物理学家,1905年,爱因斯坦创立狭义相对论。1915年创立广义相对论。本文章打破了人们对相对论很神秘的态度,用最简单朴实的语言介绍了狭义相对论的基本知识。为了起到引导作用,本文章尽量少用数学推导,回顾了从经典牛顿力学到相对论建立的过程和狭义相对论建立的背景,简单分析了狭义相对论对于现代物理学的发展和现代人类思想的发展的影响。对希望了解相对论的读者起到良好的引导作用。     

玻恩与牛顿之对比研究

本文提出了界定科学大家的"四点论"。以牛顿为例,他建立了经典牛顿力学;牛顿第二定律是量子力学出现前人们解释自然现象的核心工具;牛顿在光学、微积分等其它领域仍有重要贡献;基于牛顿力学的决定论成为几百年人们信奉的思想信条。按照"四点论"来分析,玻恩带领弟子们建立了矩阵力学;玻恩最早写出的量子力学对易关系式是量子力学的核心;除量子力学外,玻恩在晶格动力学、场论、相对论、液体理论等方面也都有重要贡献;玻恩的波函数几率解释彻底粉碎了决定论思想放之四海而皆准的合法性。因此,如同难以比较牛顿与爱因斯坦谁更伟大一样,将玻恩与牛顿作对比研究,重点不在于比较二人科学形象之高矮,而在于肯定:玻恩与牛顿、爱因斯坦等人一样,堪称物理学大家。     

细胞世界中的运动

运动的问题是自然界里的一个基本问题。近代自然科学就是从研究运动开始的。从伽利略和牛顿起，几百年来自然科学研究过许多运动以及运动的规律，例如研究了宏观世界中低速运动物体的运动规律、高速运动物体的运动规律、以及微观世界中物体的运动规律等等，因而先后形成了牛顿力学、狭义相对论和量子力学。     

搅乱物理疆界的猫和盐

牛顿的经典物理学在相对论和量子论的打击下,控制的物理学疆域已经不多了。但即便如此,量子论似乎仍“宜将剩勇追穷寇”,对经典物理学的疆域继续攻击着。     

物理常数q、ε_0、本质之研究

２０世纪物理学取得了辉煌成就。物理学成为现代技术的基础，促进了人类社会物质文明和精神文明的大发展。众所周知物理学近代两大支柱是：量子力学和相对论。当科学家们将其用于亚原子和宇宙时发现它们不能相互包容。英国斯蒂芬·霍金说：“相对论和量子力学不能互相包容，不可能都正确。事实上，很可能都不正确。它们可能只是一种范围更大意义更深远的理论的一部分。”这说明量子力学和相对论不能认为已经达到绝对真理的程度。人类继续向前发展，人类对大自然的认识必然也要向前进。而对于基础科学研究来说并没有公认的康庄大道，只要沿…     

实验、科研平台——物理教育的基础

物理学是一门实验科学,在物理理论教育的建立和发展中,物理实验以及科研平台起到直接的推动作用。从经典物理到现代物理,实验和科研平台在发现新事物、建立新规律、检验理论、测量物理量等诸方面发挥着巨大作用。随着现代科学技术的发展,物理实验和科研平台的思想方法,已广泛地渗透到了自然学科和工程技术的各个领域。     

物理常数q、∈0、h本质之研究

20世纪物理学取得了辉煌成就.物理学成为现代技术的基础,促进了人类社会物质文明和精神文明的大发展.众所周知,物理学近代两大支柱是:量子力学和相对论.当科学家们将其用于亚原子和宇宙时发现它们不能相互包容.英国斯蒂芬@霍金说:     

物理学陷入困境:接下来该怎么办?(上)

19世纪末,由于牛顿力学和麦克斯韦电磁理论趋于完善,一些物理学家认为,"物理学的发展实际上已经结束,物理学已经走到穷途末路了"。殊不知,彼时彼刻,物理学正酝酿着两场翻天覆地的大革命:爱因斯坦的相对论彻底地改变了人们对时间、空间、重力以及宏观宇宙的理解;而量子力学则揭示出一个奇异的微观宇宙。这两大横空出世的革命令人惊觉宇宙之神奇以及人类直觉之不可靠。     

浅议搞好物理实验教学提高物理学习兴趣

牛顿从苹果落地到发现万有引力,并推出万有引力的普遍公式,就是观察的结果。物理学是以实验为基础的自然科学,物理概念、物理规律是从实际问题中总结、概括出来的,而物理实验对于建立物理基本概念和理论及加强对基本概念和基本理论的理解有着不可取代的作用。     

著名科学家钱学森推荐 两院院士、原国务委员兼国家科委主任宋健作序 获第二届(2008)“三个一百”原创图书奖 《从狭义相对论到标准时空论》

国防科学技术大学理学院谭暑生教授沥20多年心血原创性创立了标准时空论,写成《从狭义相对论到标准时空论》一书。本书详尽、深入地阐述了这一有别于牛顿的绝对时空观和爱因斯坦的相对论时空观的一种新的目前物理学所允许的时空理论;介绍了时空观理论研究和实验研究的最新进展,以及如何运用标准时空论克服和应对狭义相对论面临的疑难和挑战。     

“舟行不觉“和暗宇宙惯性运动、相对性原理及其宇宙起源

在牛顿力学和狭义相对论中,惯性原理是定义物理量、引进物理规律的基准;然而,惯性运动和惯性系的起源没有解决,在如何确定惯性系的问题上,存在爱因斯坦所指出的“循环论证”。爱因斯坦试图引进任意运动之间的“广义相对性”摆脱惯性原理的“循环论证”,并进而描述引力。广义相对论取得了成功,但并没有实现运动的“广义相对性”。而且,在如何定义物理量、引进物理规律,与狭义相对论在对称性的意义上也并不相同。宇宙是暗的,在加速膨胀,并不渐近于闵氏空时,很可能渐近于常曲率的德西特空间。这对广义相对论及其宇宙学等提出尖锐挑战。陆启铿提出把相对性原理推广到常曲率空时。基于这个原理和不变普适常数原理,可以建立德西特不变的相对论。德西特对称性保证在德西特空时中既存在惯性原理,也存在宇宙学原理;二者通过两种彼此联系的同时性相互关联。这样,加速膨胀的3维球面的德西特宇宙背景就表现为德西特惯性运动和惯性系的起源。如果宇宙渐近于德西特宇宙,其3维宇宙空间应该渐近于这个3维球面,但对于平坦的偏离仅仅为宇宙常数的量级。同时,宇宙的时间演化方向,可以确定德西特宇宙模型的时间方向,进而可以确定德西特空时中惯性系的时间和空间坐标的方向。在这个意义上,演化的宇宙就成为德西特空时中惯性运动的起源,惯性系的确定不再存在“循环论证”。进而,作为这类惯性系退化情形闵氏惯性系和伽利略惯性系的确定,也不再存在“循环论证”。对于存在引力的情形,空时应该处处时时存在局域化的德西特惯性原理和具有局域德西特不变性的局域惯性系。这样,定义物理量和引进物理规律的局域化的基准,就与德西特相对论一致。演化的宇宙同样可以确定局域德西特惯性系。这是一条从伽利略惯性原理,经过庞加莱惯性原理,发展到常曲率空时惯性原理;并进而考虑惯性原理局域化的途径。与爱因斯坦发展到广义相对论的途径不相同,值得深入探讨。     

广义物质与复时空

由对称性原理出发,提出了广义物质概念。广义物质包括：实物质、虚物质和光物质。实物质对应实时空,虚物质对应虚时空。将光速不变推广到虚物质后,实物质和虚物质形成关于光的复对称关系。当运动参考系相对于静止参考系运动时,产生时空旋转,时空旋转角的正弦等于相对运动速度与光速之比。在所定义的时空中,得出了狭义相对论、广义相对论、量子力学、量子场论的主要结论;物理定律之间具有普遍的、内在的、必然的联系。     

高中物理中的小车运动另解

物理学习进入高中阶段,力学和运动学成为整个高中的基础和重点,而牛顿三大运动定律是经典运动力学的理论基础和指导,几乎所有的后期学习到的动能定理、动量定理、动量守恒定律等实际上都是从牛顿三大运动定律中推导出来的,是为简化研究物体运动现象得出的公式及结论。无论是平时做题还是高考,小车运动是高中学生进行运动分析的综合性题类之一,怎样对运动力学活学活用,使解题更加直观、方便和快捷无疑是物理学习追究的一个目标,我们先从一个较简单的典型题目入手分析,探求多种解题方法,获取捷径。     

对"牛顿第一定律"的认识

力学的发展已有几百年的历史,其中.牛顿的力学定律是经典物理学的最基本定律,也是研究力学和运动学的最重要的基础.牛顿定律的导出以及形成.融入了前人多位科学家的智慧.翻阅古今中外所有的基础物理教材,无论是初等的还是高深一点的,正文几乎都是从力学开始的,这不是偶然的巧合,而是力学在物理学中占有着极其重要的地位.     

本世纪以来中国物理学家的成就概述

本文简述了1900－1952年间物理学在中国的发展过程，着重叙述中国物理学家所取得的重要成就，在最初的二十年间，李复，李耀邦，胡刚复，李书华，丁西林，叶企孙，饶毓泰等人的研究开创了中国物理学史的新篇章。在其后的数十年间，广大物理学工作者在相对论，量子力学，力学，热力学与统计物理学，声学，光学，电学，磁学，固体物理，原子和分子物理，高真空技术等方面取得了理论与实验上令人瞩目的成就，这些成就对中国乃至世界物理学的发展都有积极的意义，本文后附有几百条重要文献。     

实验教学改革与高校物理教学的关系

物理学是一门自然科学,它是以实验为基础的。在物理学产生和发展的漫长过程中,物理实验始终都占有极其重要的地位。无论是经典物理学的建立和发展,还是现代物理学的进展都与物理实验紧密相联。因此,在未来物理学的发展过程中,在大物理教学中,物理实验都将会起到更加重要的作用。     

突出物理实验教学提升学生思维能力

物理学是一门以实验为基础的自然科学,回顾物理学产生和发展的过程,可以看出物理实验自始至终都占有极其重要的地位。无论是经典物理学的建立和发展,还是现代物理学的进展都与物理实验息息相关。可以预言,未来物理学的发展一定离不开物理实验。在中学的各门课程中,物理课在提高学生的科学素质方面起着无可替代的作用,实验在物理教学中更是占有着举足轻重的地位。     

嫦娥三号软着陆轨道设计与控制策略

针对嫦娥三号的成功发送,本文通过使用经典物理学力学的方法、数学分析方法和模拟退火算法等数学模型来分析嫦娥三号软着陆的轨道设计和控制策略。其中包括使用经典物理力学中的角动量守恒及能量守恒定理以及椭圆轨道拱点速度的物理公式等两种方法来计算速度。使用模拟退火算法对其降落轨道的模拟等。     

为挑战权威 让实验说话——记季灏和季灏实验

提起相对论和爱因斯坦,不管是物理界的学者,还是知识不多的门外汉都会翘起大拇指,由衷地发出一声赞叹。1905年,爱因斯坦提出狭义相对论,1916年,广义相对论闯入人们的视线,这两年对物理界来说都具有里程碑式的意义。相对论的建立从根本上改变了物理学的面貌。它从本质上修正了由狭隘经验建立起来的时空观,深刻地揭示了时间与空间的本质属性,即揭示了时空的可变性、时空变化的连续性,树立了新的时空观、运动观、物质观,使物理学在逻辑上成为完美的科学体系。这一理论被后人誉为20世纪人类思想史上最     

爱因斯坦的玩具：探寻宇宙和引力的秘密

《爱因斯坦的玩具：探寻宇宙和引力的秘密》是作者在《可畏的对称》成为畅销书之后的又一部科普著作。他从引力开始,从牛顿讲到爱因斯坦,从“老人的玩具”引入作为广义相对论基础的等价原理以及时空弯曲：再由引力进入膨胀的宇宙、物质的产生以及暗物质的存在：然后再次回到引力,讲述引力和量子理论结合的问题,涉及超弦以及膜理论：最后归结到自然的可认识问题。引力是学生学物理时最先接触的内容。