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根據物理知識發明東西

物理學家入門-霍金

1942 65438+10月8日,霍金出生於英國牛津。這是300年前偉大的物理學家和天文學家伽利略突然去世的日子。伽利略是第壹個提出慣性定律(所有物體在不受外力作用時都會保持原來的運動狀態)原理的人,後來牛頓系統地總結了這個定律(所以後人也稱之為“牛頓第壹定律”),使之成為所有力學定律的基石。愛因斯坦提出了狹義相對論和廣義相對論,徹底改變了人類的時空觀念。霍金的成就與他的前輩相比如何?他有資格入選科學名人堂嗎?讓我們從他在學術界的首次亮相說起:

1970年,28歲的霍金與R. Penrose合作證明了“奇點定理”:在壹定條件下,根據廣義相對論,BIGBANG必須從壹個“奇點”開始。正因如此,他們都獲得了1988年的沃爾夫物理學獎。

霍金的貢獻——對黑洞本質的研究和量子引力理論——雖然沒有牛頓的萬有引力定律和愛因斯坦的兩個相對論那麽重要,但也足以讓他在科學名人堂中占有壹席之地。尤其是他的量子引力理論,融合了現代物理學的兩大領域,形成了自己的體系,使他能夠與創立分子生物學(生物學和量子力學的成功結合)的科學家平起平坐。

在霍金之前,宇宙的所有理論都是基於廣義相對論,但只有霍金發現並證明了廣義相對論只是壹個不完整的理論,它無法告訴我們宇宙起源的細節。因為根據廣義相對論的結論,所有的物理理論(包括它本身)在宇宙開始時都會失效。顯然,廣義相對論只是壹個不完整的“部分”理論,所以奇點定理真正展示的是,在非常早期的宇宙中有壹個瞬間,當時宇宙是如此之小,以至於人們不得不考慮用20世紀另壹個偉大的“部分”理論——量子力學來研究它,量子力學專門描述微觀世界。霍金和他的夥伴被迫從極大範圍的理論研究轉向極小範圍的理論研究。

正好有這樣壹個可能的微小天體可以作為研究對象。正如霍金後來回憶的那樣:“研究黑洞的性質有助於我們同時理解大爆炸的奇點,因為它們是如此的相似。”於是他開始致力於黑洞的研究。

名詞解釋黑洞:內部燒毀的大質量恒星會因自身引力而向中心坍縮,最終形成致密的黑洞。黑洞是宇宙中的固體粒子,體積趨於零,而密度(密度=質量÷體積)幾乎無窮大。由於其強大的引力,只要有物體靠近這個粒子,就會被強大的引力所吸引,即使是每秒傳播30萬公裏的光也不能幸免。也就是說,在黑洞的作用範圍內,沒有任何信號可以出來。這個作用範圍的邊界叫做“視界”,人類看不到裏面的情況——對於觀察者來說,是黑暗的——這也是黑洞名字的由來。

在1971中,霍金指出大爆炸時間可能會產生小到質子(半徑10-13 cm)、重約十億噸的“原生黑洞”,它們的壽命與宇宙壽命大致相同。

1973年,霍金、b .卡特等人嚴格證明了黑洞的無毛定理:“無論是哪種黑洞,它們的最終性質只由幾個物理量(質量、角動量和電荷)決定”。也就是黑洞形成時,只剩下這三個不能變成電磁輻射的守恒量,其他信息(“頭發”)全部丟失。“黑洞”之名的J.A .惠勒(J.A. Wheeler)開玩笑地稱這種特征為“黑洞無毛”。

中國著名物理學家簡介

吳有訓

吳老師1916考入南師大理化系,師從留美歸來的胡博士。在胡老師的指導下,吳在家裏對x光有了壹定的了解。1921以優異的成績獲得了赴美留學的機會。今年年底,吳去了美國,並以1922的開頭進入了芝加哥大學。當時著名的物理學家A?h?康普頓作為訪問學者在芝加哥大學從事研究和教學工作。1923正式成為大學教授。當年5月,康普頓發表論文解釋了X射線被石墨散射後頻率變化的現象(以下簡稱康普頓效應)。當時也研究這壹現象的美國物理學界重要人物杜安(Duane)有所謂的“盒子效應”和“三重輻射”理論,因此他強烈反對康普頓的工作。吳對作為散射物質的十幾種元素做了大量深入的研究,並通過精心設計的實驗方案,用無可辯駁的事實對康普頓的理論給予了極大的支持。這些成果引起了國際物理學界的關註和認可。相關數據被壹些國際著作引用。吳先生在1926獲得博士學位。國外壹些物理教材把康普頓效應稱為康普頓-吳荀攸效應,是因為尊重吳先生的工作。

嚴濟慈

嚴先生1923赴法國留學,1927獲理學博士學位。1880著名物理學家布爾?居裏夫人發現了晶體的壓電效應,但壓電效應的定量數據是通過嚴先生的深入研究和精確測量得到的。嚴濟慈的導師是物理學家查理?法布裏,他是居裏夫婦的好朋友。瑪麗嗎?居裏夫人非常支持嚴先生的研究,並把四十年前居裏夫人用過的水晶樣品借給了。著名物理學家朗·萬智也很欣賞嚴濟慈,給了他很多指導和幫助。嚴先生在大量實驗的基礎上,總結出晶體的壓電效應及其逆效應具有各向異性、飽和性和瞬時性的特點,拓展和發展了居裏夫人的理論。1927年,法布裏當選法國科學院院士。在就職典禮上,他宣讀了他的得意門生嚴濟慈的博士論文。嚴先生於1931回國。1935和著名物理學家F?伊奧裏奧-居裏和卡皮查同時當選為法國物理學會理事。

趙忠堯

趙忠堯先生1927年赴加州理工學院任教,1923年獲米利根諾貝爾獎,1930年獲博士學位。1979年,丁肇中在西德同步輻射中心為佩特拉加速器舉行落成典禮時,向來自十多個國家的數百名科學家介紹了趙忠堯:“這是正電子和電子產生和湮滅的最早發現者。沒有他的發現就沒有現在的正電子對撞機”,指的是趙先生在米利根的研究中給出的第二個課題(第壹個課題被趙先生否決)“硬γ射線通過物質的吸收系數”。所謂反常,與當時公認的克萊因-仁科公式有很大不同,即只有輕元素上的散射才符合,但穿過重元素時就大不相同了。比如硬伽馬射線被鉛散射時,吸收系數比公式結果大40%左右。米利根相信克萊恩-仁科公式的結果,但不相信趙先生的結果,所以他把論文擱置了兩個多月。後來因為博文教授對趙先生的工作非常了解,並向米利根做了保證,文章發表在美國《國家科學院院刊》5月號1930。在接下來的實驗中,趙忠堯發現γ射線被鉛散射時,除了康普頓散射外,還有壹種特殊的光輻射伴隨著異常吸收。因為當時使用的方法不能顯示詳細的機制,所以只能斷定這兩種現象不是原子核外殼的電子引起的,而是原子核引起的。實際上,反常吸收是原子核周圍γ射線產生的正負電子對數量減少的結果,特殊輻射是壹個正電子和壹個負電子碰撞湮滅產生的兩個(或多個)光子的湮滅輻射。

先生說:“我國老壹輩物理學家能在科學史上留名,如和王等。”

1930,王老師被錄取為正式學生,赴德國柏林大學皇家化學研究所,師從邁特那茲。他有幸在哥廷根和柏林大學聽過玻恩、米塞斯、海、諾塞姆、弗蘭克、薛定諤和德拜的講座。1933年,26歲的王先生完成了著名物理學家馮的博士論文《的β譜+C+C11》?勞厄、、邁特納斯組成的答辯委員會審議通過了王的博士論文。1934 65438+10月王參觀卡文迪許實驗室,拜會盧瑟福、查德威克等物理學家。1934四月回國。

王先生的科學貢獻主要有:提出了驗證中微子存在的實驗方案;用宇宙線研究μ介子的衰變特性。首次發現了反適馬負超子。首次觀測到了基本粒子相互作用中產生的帶有奇異誇克的反粒子,1982獲國家發明壹等獎。

王先生參與了我國兩彈研制的實驗研究和組織領導,是我國核武器研制的主要奠基人之壹。

錢學森

錢學森(1911-),中國科學家、火箭專家,191+12+0出生於上海,3歲隨父親來到北京,1938。之後留美擔任講師、副教授、教授、超音速實驗室主任、古根海姆噴氣推進研究中心主任。1950年開始努力回到祖國,被美國政府迫害,失去自由。1955年回國,歷時五年,自1958年起,長期擔任火箭、導彈、航天器研制技術負責人。1959,加入中國* * *產黨。他現任中國科學技術協會名譽主席。

錢學森於1935進入麻省理工學院航空工程系。當時,加州理工學院是美國唯壹擁有空氣動力學實驗室的學院,其主任是匈牙利著名學者馮?卡門(又譯馮?卡曼)。馮?卡門早年也是壹位有成就的物理學家。是麥克斯嗎?玻恩的好朋友和夥伴之壹。後來,卡門專攻流體動力學和空氣動力學,成為這兩方面非常著名的權威。1936年秋天,錢先生拜訪了加州的卡門。卡門非常欣賞錢學森思維敏捷聰明,建議錢學森來找他讀博士。從此,錢學森在卡門的指導下專攻高速空氣動力學。中國學生贏得了卡門的特別喜愛。除錢先生外,他還培養了、錢偉長、郭永懷等著名的數學家和科學家。他常說:“世界上有兩個最聰明的人,壹個是匈牙利人,壹個是中國人”。

在卡門的指導下,錢學森於1933-1945期間在《航空科學》和《應用力學》雜誌上發表了8篇論文,提出了卡門-錢學森公式、跨音速流相似律等多項開創性工作。從65438年到0945年,卡門是美國空軍科學顧問團團長,被授予少將軍銜,而錢學森是顧問團火箭組團長,上校軍銜。二戰結束後,美國空軍當局高度評價錢學森的工作,認為他為戰爭勝利做出了巨大貢獻。卡門甚至重視他最喜歡的學生,稱他為最有效的火箭專家。錢學森歷經1955的幾番磨難才得以回國,為新中國火箭、導彈、航天技術的發展奠定了基礎。1991獲得“國家傑出貢獻科學家”稱號。

錢三強

錢三強(1913—1992),中國實驗物理學家,浙江吳興縣人。1929考入北大科學基金,1932考入清華大學物理系,1936畢業於清華大學物理系。1937留學法國,在Iorio?在居裏夫婦的指導下,他在巴黎大學鐳學研究所居裏實驗室和法蘭西學院核化學實驗室研究核物理。1940獲得法國博士學位,1942年底去裏昂等待乘船回國。因太平洋航線中斷,留在裏昂大學任教,1944、1947起任法國國家科學研究中心研究員、研究員。德巴威獎金。65438-0948年回國後,任清華大學物理系教授、北平研究院原子研究所所長。中國科學院成立後,歷任副所長、近代物理研究所所長、規劃局副局長兼局長、學術秘書處秘書長、1956-1978副秘書長、1958原子能研究所所長、1978副院長。65438-0955年受聘為中國科學院數理化學學部(現數理學部)委員、主席團成員、特聘顧問。1956—1978還擔任過第二機械工業部副部長。從1951當選中國物理學會副理事長,從1982當選理事長。1978當選為第六屆全國政協常委。1992於6月28日零時28分在北京逝世,享年79歲。

1948年錢三強回國後,培養了壹批從事核科學研究的人才,建立了中國核科學研究基地。65438年至0955年,參與原子能的建立和組織,將近代物理研究所改造為原子能研究所。

他領導和推動了這項事業和相關科技工作的發展,為中國科學院和中國原子能的建設、規劃和學術領導做出了貢獻。

1937年,錢三強被中法教育基金委員會錄取赴法國留學。夏抵達巴黎時,當時正在法國參加會議的親自把他介紹給艾琳娜?居裏夫人。埃琳娜。居裏和伊奧裏奧?居裏夫婦被稱為“小居裏夫婦”。錢三強進入居裏實驗室後,盡可能多地做具體工作。除了自己的論文工作,我壹有機會就幫助別人,為了學習更多的實驗技能。有人問他為什麽?錢三強說:“我比不上妳。這裏這麽多人,各忙各的。回國後,我是壹個人,我必須能夠做任何事情。”就這樣,兩年多的實驗室工作,豐富了錢三強的知識和實踐技能。

1939年,希特勒的軍隊占領法國,錢三強試圖和同事壹起逃亡,但沒有成功。此時他的公費留學費用中斷,無法回國,沒了生計。在錢三強最困難的時候,當時拒絕離開法國的八神庵助他壹臂之力。他說,“在這種情況下,我們最好設法留下來。只要我們能活下來,實驗室還開著,我們隨時可以設法給妳安排。”1943錢三強回到巴黎繼續在居裏實驗室的研究工作,直到回國。錢三強不僅完成了學業,還以其突出的貢獻成為了著名的物理學家。65438年到0946年,他領導的研究小組利用核乳膠研究鈾裂變,發現了著名的鈾核三分裂和四分裂現象,獲得了亨利?巴德微觀物理學獎。伊奧裏奧曾說:“鈾核的三分裂和四分裂是第二次世界大戰以來法國核物理的重要工作。”65438-0947年,錢三強擔任法國國家科學研究中心研究導師。

1948年錢三強回國時,小居裏夫婦給他寫了壹段評語,說:“他對科學事業充滿熱情,他聰明,有獨創性。毫不誇張地說,他是來我們實驗室受我們指導的同代科學家中的佼佼者。......國家認可錢先生的才華,曾聘任他為國家科研中心研究員、研究導師。他獲得了法國科學院的獎勵。”

“錢先生也是壹位優秀的組織者。他在精神上、科學上、技術上,都具有研究機構領導人所應用的各種道德品質。”

彭煥武

玻恩在《我的生活和我的觀點》壹書中提到:“我的學生中有四位才華橫溢的中國人;其中壹個是黃坤……”,另外三位是彭煥武、程、。

彭煥武,1915,吉林省長春市人。1938年秋隨玻恩赴英國愛丁堡大學學習,1940年獲哲學博士學位,1945年獲理學博士學位,1947年底回國。玻恩在他的書《我的生活》中回憶說:“我的第壹個中國學生是壹個矮小強壯的年輕人,名叫彭(桓武)。他很有天賦...我記得有壹次他在壹個理論問題上犯了壹個錯誤。錯誤被發現後,他非常沮喪,決定放棄科學研究,轉而為中國人民寫壹部大的科學百科全書,包括西方所有的重要發現和技術方法。當我說我認為這對於壹個人來說是太大的任務時,他回答說壹個中國可以做65,438+00個歐洲人的工作。他被任命為愛爾蘭都柏林薛定諤高級研究所的教授,接替W .海特勒...我認為彭是第壹個在歐洲獲得教授職位的中國人。幾年後,他決定回到中國。臨走前,他來看望我們,並和我們壹起去了蘇格蘭西北高地的尤拉普爾,我們在那裏度假。...我們壹起度過了美好的幾天。後來他走了,我們再也沒見過他,他也沒寫信。”博恩說,“除了他神秘的才能,彭非常簡單,看起來像壹個強大的農民。”從玻恩的話語中,透露出他對這個來自中國北方的倔強年輕人的喜愛、欣賞和向往。彭先生在英國時與海特勒合作做介子理論研究,因其在理論物理方面的貢獻與玻恩分享了英國愛丁堡皇家學會的麥克杜格爾-布雷斯班獎1945。回國後繼續研究核物理,提出了基於電子鍵波函數對分子結構的計算方法。1956-1957在他的領導下,鄧稼先與賀作秀、徐建明、於敏合作發表了壹系列重要論文,為我國的核物理研究做出了開創性的工作。

彭先生1982獲國家自然科學壹等獎。1985獲國家科技進步特等獎。

楊振寧

楊振寧(1922-),美籍華人理論物理學家,1922年6月+10月1日出生於安徽省合肥縣(今合肥市)。

他在西南聯合大學物理系吳大猷的指導下完成了他的學士論文。1942畢業後進入研究生院深造,在王竹溪老師指導下學習統計物理。1945去了美國,成為了芝加哥大學的研究生。

By e?費米熏陶,在導師e?在泰勒的指導下完成博士論文,獲得博士學位1948。1948-1949,芝加哥大學教員,1948-1955,普林斯頓高等研究院教授,1955-1966,紐約州立大學。

石頭

愛因斯坦克裏克分校物理學教授、新成立的理論物理研究所所長,美國總統授予他1985國家科技獎章。1948 65438+2月27日,北京大學授予楊振寧榮譽教授證書。

楊振寧對理論物理做出了廣泛的貢獻,包括基本粒子、統計力學和凝聚態物理。他在理論結構和現象學分析方面做出了許多貢獻。

鄧稼先

鄧稼先(1924—1986),中國核物理學家,1924年6月25日出生於安徽懷寧。他的祖父是清代著名的書法家和篆刻家,父親是著名的美學家和藝術史學家。七七事變後,全家留在北平。16歲,他們來到四川江津,和姐姐壹起讀完高中。1941—1945就讀於國立西南聯合大學物理系,師從王竹溪、鄭華池等知名教授。1945抗戰勝利後,遷回北平,應聘到北京大學物理系任教。65438-0948年赴美國印第安納州普渡大學讀研究生,並入選美國留學協會總董事會。新中國的誕生使他決心盡快回到祖國。1950年8月,他拿到學位後的第九天,沖破重重阻礙,登上了返航的船。1950 10曾任中國科學院近代物理研究所助理研究員,從事原子核理論研究。1958年8月調到新成立的核武器研究所任理論部主任,負責領導核武器理論設計工作。後任研究所副所長、所長,核工業部第九研究設計院副院長、院長,核工業部科學技術委員會副主任,國防科工委科學技術委員會副主任。他是中國核武器研發的主要組織者和領導者。

1956加入中國* * *產黨,中共十二屆中央委員、中國科學院院士。

1985 7月患上直腸癌,壹直堅持工作到生命的最後壹刻。1986於7月29日在北京逝世,享年62歲。

李宗道

理論物理學家李政道(1926-)。1926 165438+10月25日出生於上海。1943-1944就讀於浙江大學物理系(當時在貴州永興讀大壹),受到老師束星北的啟發,開始了學術生涯。1944因翻車受傷休學。1945轉到昆明西南聯大物理系。1946年,經老師吳大猷推薦,他獲得國家獎學金,赴美國深造。1948年春天,李政道通過了研究生資格考試,開始在費米的指導下做博士論文研究。

1949年底,在費米的指導下,李政道完成了關於白矮星的博士論文,獲得了博士學位。之後做講師,在學校天文系搞了半年研究,在加州大學(伯克利)物理系搞了壹年研究。

1950年,與來自上海的大學生秦結婚。他們有兩個孩子,大兒子李中清,目前是加州理工學院的歷史學教授;次子李,現任密西根大學化學系助理教授。1951年在普林斯頓高等研究院工作。1953年任哥倫比亞大學物理學助理教授,1955任副教授,1956任教授,1957任諾貝爾物理學獎獲得者,1957任普林斯頓高等研究院和哥倫比亞大學教授,1960-1963。哥倫比亞大學物理系教授1963,費米物理系教授1964,全校教授1983。他也是美國科學院的成員。

李政道對近代物理學的傑出貢獻是他在1956年與楊振寧合作,深入研究了令人費解的“θ?γ”之謎,所謂K介子,有兩種不同的衰變方式,壹種衰變到偶宇稱態,壹種衰變到奇宇稱態。人們認識到,在弱相互作用中,宇稱可能不守恒。此外,還提出了幾種檢驗宇稱在弱相互作用中是否守恒的實驗方法。第二年,這個理論被吳健雄小組的實驗所預言。因此,李政道和楊振寧的工作很快得到了學術界的認可,並獲得了1957諾貝爾物理學獎。

丁肇中

丁肇中(1936—),實驗物理學家。我的祖籍是山東日照。1956年赴美國密歇根大學,先後就讀於物理系和數學系。1960獲得碩士學位,1962獲得物理學博士學位。1963年,他獲得了福特基金會的獎學金,到瑞士日內瓦的歐洲粒子物理研究所工作。從65438到0964,他在哥倫比亞大學工作。1965

2000年,他成為紐約哥倫比亞大學的講師。麻省理工學院物理系教授自1967。他的研究興趣是高能實驗粒子物理,包括量子電動力學、電負性統壹理論和量子色動力學。他領導的標誌?傑實驗組曾在多個國際實驗中心工作。

因為丁肇中對物理學的貢獻,1976年被授予諾貝爾物理學獎(J/ψ粒子的發現),1988年被美國政府授予洛倫茨獎,被意大利政府授予Tekaspery科學獎。他是美國國家科學院院士、美國藝術科學院院士、前蘇聯科學院外籍院士、中國臺北中央研究院院士、巴基斯坦科學院院士。被密歇根大學(1978)、香港中文大學(1987)、博洛尼亞大學(1988)、哥倫比亞大學(1990)授予榮譽博士學位。他是中國、上海交通大學和北京師範大學的名譽教授。他獲得過很多獎牌,比如1977美國工程科學學會的Erin金獎,意大利陶爾米納的Leopard優秀獎,意大利布雷西亞的科學金獎。他還是B(核物理B、核儀器和方法以及Mathem at Physical Modeling)等科學期刊的編委。

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