人类的坚强: 选择固执的真理,还是直面的真理?

原创转载请注明出处:

www.liangliang.org.cn/blog

www.myliang.com/blog

 

所有的理论应该讲给孩子听.孩子如果接受不了.那么这种理论的价值就要重新估量.

e=mc^2

f=ma

1+1=2

双胞胎悖论.

你的速度越快时间就变得越慢.

你的速度越快你就越重.

理论可以如此简单的美.

亚里士多德

智慧的人亚里士多德.《形而上学》叙述了亚里士多德自己的哲学体系,成为许多西方哲学家获取灵感的源泉之一.

他说树叶和皮球的落地是有先后顺序的.

他的观察是他的科学.后来实验的科学成为科学.

牛顿发现力

艾萨克·牛顿(Isaac Newton)是英国伟大的数学家、物理学家、天文学家和自然哲学家,其研究领域包括了物理学、数学、天文学、神学、自然哲学和炼金术。牛顿的主要贡献有发明了微积分,发现了万有引力定律和经典力学,设计并实际制造了第一架反射式望远镜等等,被誉为人类历史上最伟大,最有影响力的科学家。为了纪念牛顿在经典力学方面的杰出成就,“牛顿”后来成为衡量力的大小的物理单位。

法拉第发现电力

好奇的人法拉第.他最出色的工作是电磁感应的发现和场的概念的提出。

13岁就在一家书店当送报和装订书籍的学徒。他有强烈的求知欲,挤出一切休息时间“贪婪”地力图把他装订的一切书籍内容都从头读一遍。读后还临摹插图,工工整整地作读书笔记;用一些简单器皿照着书上进行实验,仔细观察和分析实验结果,把自己的阁楼变成了小实验室。在这家书店待了八年,他废寝忘食、如饥似渴地学习。他后来回忆这段生活时说:“我就是在工作之余,从这些书里开始找到我的哲学。这些书中有两种对我特别有帮助,一是《大英百科全书》,我从它第一次得到电的概念;另一是马塞夫人的《化学对话》,它给了我这门课的科学基础。”

麦克斯韦.他是继法拉第之后集电磁学大成的伟大科学家。

1831年11月13日生于苏格兰的爱丁堡,自幼聪颖,父亲是个知识渊博的律师,使麦克斯韦从小受到良好的教育。10岁时进入爱丁堡中学学习14岁就在爱丁堡皇家学会会刊上发表了一篇关于二次曲线作图问题的论文,已显露出出众的才华。1847年进入爱丁堡大学学习数学和物理。1850年转入剑桥大学三一学院数学系学习,1854年以第二名的成绩获史密斯奖学金,毕业留校任职两年。1856年在苏格兰阿伯丁的马里沙耳任自然哲学教授。1860年到伦敦国王学院任自然哲学和天文学教授。1861年选为伦敦皇家学会会员。1865年春辞去教职回到家乡系统地总结他的关于电磁学的研究成果,完成了电磁场理论的经典巨著《论电和磁》,并于1873年出版,1871年受聘为剑桥大学新设立的卡文迪什试验物理学教授,负责筹建著名的卡文迪什实验室,1874年建成后担任这个实验室的第一任主任,直到1879年11月5日在剑桥逝世。
麦克斯韦主要从事电磁理论、分子物理学、统计物理学、光学、力学、弹性理论方面的研究。尤其是他建立的电磁场理论,将电学、磁学、光学统一起来,是19世纪物理学发展的最光辉的成果,是科学史上最伟大的综合之一。他预言了电磁波的存在。这种理论预见后来得到了充分的实验验证。他为物理学树起了一座丰碑。造福于人类的无线电技术,就是以电磁场理论为基础发展起来的。

爱因斯坦

爱因斯坦是德裔美国物理学家(拥有瑞士国籍),思想家及哲学家,犹太人,现代物理学的开创者和奠基人,相对论——“质能关系”的提出者,“决定论量子力学诠释”的捍卫者(振动的粒子)——不掷骰子的上帝。 1999年12月26日,爱因斯坦被美国《时代周刊》评选为“世纪伟人”。

e=mc^2与相对论 量子理论解释原子模型

光究竟是什么?

牛顿说光是粒子,光粒子理论

杨格.光是波.光的干涉波纹.波动学说

爱因斯坦说盲人摸象,光和电子都具有波粒二象性

1924年德布罗意提出正如光具有波粒二象性一样,实物粒子也具有波粒二象性.他将这个波长λ和动量p联系为:λ=h/p.1925年戴维逊和革末在做一个有关电子的实验电子是发现电子表现出如X射线般的纯粹波动性质来,电子,无疑地是一种波. 二,电子不能同时表现出波动性和粒子性但是物质并不能同时表现波动性和粒子性,以电子为例,电子是有选择性表现.

恩利克·费米 发现了中子

恩利克•费米(Enrica Fermi 1901.09.29至1954.11.28)。美国物理学家。生于意大利罗马,1922年获比萨大学博士学位。1923年前往德国。在玻恩的指导下从事研究工作。1924年到荷兰莱顿研究所工作。1926年任罗马大学理论物理学教授。1929年任意大利皇家科学院院士。当时他已经发表了他的第一篇主要论文,论述了物理学中的一个深奥的分支,人称量子统计学。在这篇论文中,费米发展了量子统计学,用它来描述某类粒子大量聚集的行为,这类粒子人称费米子。由于电子、质子和中子——构成普通物质的三种“建筑材料”都是费米子,所以费米学说具有重要的科学意义。费米方程可以使我们更好地了解原子核、退化物质(诸如出现在某些种类星体内部的退化物质)的行为,以及金属的特性和行为——一个有明显实际用途的课题。1934年用中子轰击原子核产生人工放射现象。开始中子物理学研究。被誉为“中子物理学之父”。1936年出版的热力学讲义。成为后人教学用书的著名蓝本。由于他在中子轰击方面。尤其是用热中于轰击方面的成绩,于1938年获得诺贝尔物理奖。

汤姆生提出.葡萄干布丁模型

葡萄干布丁模型由汤姆生提出,是第一个存在着亚原子结构的原子模型。

汤姆生在发现电子的基础上提出了原子的葡萄干布丁模型,汤姆生认为:

1 正电荷像流体一样均匀分布在原子中,电子就像葡萄干一样散布在正电荷中,它们的负电荷与那些正电荷相互抵消.

2 在受到激发时,电子会离开原子,产生阴极射线。

卢瑟福原子结构

汤姆生的学生卢瑟福完成的α粒子轰击金箔实验(散射实验),否认了葡萄干布丁模型的正确性。

原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成。1897年英国物理学家汤姆生通过研究阴极射线确定电子存在。自从电子发现以后,1906年英国科学家卢瑟福做了著名的 α粒子散射实验,即让一束平行的α粒子穿过极薄的金箔时,他发现穿过金箔的α粒子,有一部分改变了原来的直线射程,而发生不同程度的偏转,(说明受到斥力)。还有少数α粒子(大约一万个中有一个),好像遇到某种坚实的不能穿透的东西而被折回。卢瑟福设想带有两个不在此列电荷的α粒子有很大的功能,能够使它改变射程的,只能是α粒子遇到了原子中具有相当质量并带有正电荷的部分。而这个带正电荷的部分在原子中所占的体积应该很小。因此,卢瑟福提出:原子内部存在着一个质量大、体积小、带正电荷的部分——原子核。由于卢瑟福的这一重要成果,他于1908年获得了诺贝尔奖。在探索原子结构奥秘的进程中,人们赞誉卢瑟福是第一人。

也就是卢瑟福用放射性阿尔法射击金箔.

炮弹反弹回来了.原子内部有高密度的结构.原子核.

质子与反质子相撞.研究质子的结构

劳伦斯辐射实验室

      1954年,在加利福尼亚大学的劳伦斯辐射实验室,建成了64亿电子伏的质子同步稳相加速器,这为寻找反粒子提供了条件。1955年,张伯伦和塞格雷用上述加速器证实了前一年人们所观测的反质子的存在。由于反质子出现的机会极少,大约每1000亿高能质子的碰撞,才能产生数量很少的反质子,因而证实反质子的存在极为困难。1955年他们这个实验小组测到60个反质子。由于偶然符合本底不大,记数系统虽不算好,但较为可信。

不久他们又发现反中子。尽管高能粒子打靶时也能产生反中子,但是由于反中子不带电,更难从其他粒子中鉴别出来。他们是利用反质子与原子核碰撞,反质子把自己的负电荷交给质子,或由质子处取得正电荷,这样,质子变成了中子,而反质子则变成了反中子。

鲁比亚,C.在正反质子对撞机上进行几百吉电子伏的对撞实验,发现了现代弱电统一理论所预言的传力子,因而获得1984年度诺贝尔奖金物理学奖。

质子与反质子相撞.研究质子的结构.

查德维克利用石蜡发现质子和中子构成了原子核.

恩里克费米 用中子打击原子.开拓了核能时代

实验科学的关键超导材料

1909荷兰物理学家卡末林·昂内斯

荷兰物理学家。1853年9月21日生于格罗宁根,卒于1926年2月21日。1879年获格罗宁根大学博士学位。1882年任莱顿大学实验物理学教授,并创建了闻名世界的低温研究中心——莱顿实验室(后为纪念他而改名为卡末林·昂内斯实验室)。他在该校任教到1923年退休。卡末林·昂内斯在低温物理领域的研究,是从1877年的液化气体(空气)的工作开始的。1906年成功地液化了氢气,1908年又进一步地液化了当时被认为是永久气体的氦气。此后,他把研究转向测量金属电阻随温度的变化关系。1911 年他发现水银在4.22~4.27K的低温下的电阻完全消失,接着又发现一些其他金属也具有以上特性。他称这现象为超导电性。由此开辟了崭新的低温物理学领域。后来他又发现了超导体的临界电流和临界磁场。由于对低温物理所作出的突出贡献,卡末林·昂内斯获得1913年的诺贝尔物理学奖。超导.温度降低电阻下降.绝对零度4.2度以上.水银的电阻为0.成为超导.

D-0探测器(粒子探测器费米实验室)

美国能源部所属费米国家加速器实验室的科学家们2004年6月18日对外宣布,观测到亚原子粒子家族中一个没有预料到的新成员,称为"重-轻"介子。这一新的介子,是奇异夸克和粲夸克的组合,是有史以来在这个家族中观测到的最重的介子。

http://www.ihep.cas.cn/kxcb/khsl/200910/t20091010_2542632.html

费米加速器粒子对撞超导材料地下9米质子和反质子在里面加速.隧道有6.4公里.超导体毫无损耗的传导电流.速度接光速.

现在我们发现了:

电子

质子

中子

奇怪粒子

默里·盖尔曼和G.茨威格

1964年,美国物理学家默里·盖尔曼和G.茨威格各自独立提出了中子、质子这一类强子是由更基本的单元——Quark组成的。它们具有分数电荷,是基本电量的2/3或-1/3倍,自旋为1/2。【夸克一词是盖尔曼取自詹姆斯·乔埃斯的小说《芬尼根彻夜祭》的词句“为马克检阅者王,三声夸克(Three quarks for Muster Mark)”。夸克在该书中具有多种含义,其中之一是一种海鸟的叫声。他认为,这适合他最初认为“基本粒子不基本、基本电荷非整数”的奇特想法,同时他也指出这只是一个笑话,这是对矫饰的科学语言的反抗。另外,也可能是出于他对鸟类的喜爱。】

斯坦福线形加速器中心(SLAC: Stanford Linear Accelerator Center)

斯坦福线形加速器 电子撞质子.发现了3个夸克

斯坦福线形加速器中心(SLAC)是世界上的顶尖研究实验室之一,1962年建立在斯坦福大学。SLAC的任务是设计,构建和操作出神入话的电子加速器和相关实验设备用于高能量物理和同步加速器放射研究。他们验证了夸克和胶子

Gluon. 理论上预言传递夸克(Quark)之间强相互作用的粒子。共8种 ,静质量为 0,自旋为1,具有色荷(Color Charge)。带电粒子间的电磁相互作用是通过交换光子而实现的;与此类比,具有色荷的夸克之间的强相互作用是通过交换胶子而实现的,所不同的是光子不带电荷,光子本身不能放出或吸收光子;胶子具有色荷 ,胶子之间也有强相互作用,胶子本身可放出或吸收胶子。实验上还未发现自由状态的胶子,但1968年电子对质子的深度非弹性散射实验中,显示质子中有着点状结构,质子的能量只有一半由带电的点状物质所携带,另一半则由中性的无电磁作用的组分所携带。按照夸克模型,这带电的点状结构是夸克,中性的组分就是胶子,实验结果提供了可能存在胶子的迹象。1979年在高能正负电子对撞实验中发现三喷注现象,进一步显示了胶子的存在。

在物理学中,胶子是一种负责传递强核力的玻色子。它们把夸克捆绑在一起,使之形成质子、中子及其他强子。胶子的电荷为零,但自旋是 1。它们通常假设为无质量,但亦可能有大至几百万电子伏特(MeV)的质量。胶子是维持原子核穏定的重要一环。

在量子色动力学(QCD,是一广为接受描述强核力的理论)中,当两颗粒子色荷互相作用时便会交换胶子。当两颗夸克交换胶子时,它们自身的色彩亦同会时改变;胶子会携带发出者的反色彩以补偿发出者的色变,它亦会携带接收者的色彩。因胶子本身有色,故它们亦能与其它胶子互相作用,令到对于强核力的数学分析十分复杂和困难。

1980年代早期,位于汉堡的德国电子加速器(DESY)的大规模电子-正子碰撞器(Large electron-positron collider,PETRA)凭一明显的三重喷流结构显示了胶子的存在;其第三喷流被认定为一个产生了的夸克发出胶子。

八种胶子

从一般人的角度来看,由於有三种色荷,故应有九种不同的胶子:。可是,若由数学角度出发则胶子应有无限多种:以上九种形态的叠加(例如 等)。此外,由於实验证明无色重子并不互相作用,故以下性质必然成立,否则重子便能通过发射胶子来利用强核力互相作用。 因胶子再没有其他线性独立关系,故只有八种线性独立的胶子,其一般简化为“胶子共有八种”。 这就是亚原子.

亚原子(粒子物理学对科学哲学的冲击非常大,一些粒子物理学家依然坚持还原论,这个老的理论受到许多哲学家和科学家的批评。亚原子粒子是指比原子还小的粒子。例如:电子、中子、质子、介子、夸克、胶子、光子等等。)

好了.现在我们有了

牛顿的万有引力

电磁力

强核力(原子结合的力.原子能的源泉) 

弱核力(热能)

如何结合四种力,成为最终的超级力?

万有理论

在物理学中,万有理论是使自然的四种根本力:引力、强核力、弱核力, 和电磁力成一体的理论。万有理论在使电磁力和弱核力成一体的电弱作用统一理论和在使除了引力所有力量成一体的大统一理论上有进展。万有理论在结合量子力学和一般相对论的量子重力学上存在不足。

斯蒂芬·霍金宣布他已放弃对“万有理论”(theory of everything)的追求,过去他认为人们很快就能找到一个至少能在原则上描述、预测宇宙中所有事物的终极“万有理论”,而现在他认为,人们永远都获得不了这样的理论;因为根据数学中的哥德尔不完备性定理,这样的理论根本就不可能有。

哥德尔

20世纪,数理逻辑学家哥德尔曾通过严格论证,证明了如下观点:任一形式系统内都存在着不可证明的一对矛盾命题,这也就意味着任一系统内都存在着不可证明的真命题,因为一对矛盾命题中必然有一个是真命题.

实验科学的终结. 哲学上对运动有这样的理解,一个物体在同一时间,即在一个地方,也不在一个地方,测不定原理是否是这种现象的数学描述。测不定原理让实验无法提供极致的环境与条件.

今后的路?

人类选择固执的真理,还是直面的真理? 人类灵魂是否如此坚强继续走下去?还是…..

 

参考资料:

http://zh.wikipedia.org/zh-cn/%E7%89%A9%E7%90%86