第一次偉大的綜合_紀(jì)念牛頓的_自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理_發(fā)表.pdf

1994 2010 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved 第一次 偉大的綜 合 紀(jì)念牛頓 的 自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理 發(fā)表三百周年 黃守 學(xué)陶蕙 英 河北省廊坊師范?？茖W(xué)校物理系 從遠(yuǎn)古到十七世紀(jì)中葉 人類(lèi)對(duì) 自然奧秘 的探索是在黑暗中摸索著緩慢前進(jìn) 的 在這漫長(zhǎng)的時(shí)間里 在力學(xué)范 圍內(nèi)主要是 記錄了一些現(xiàn)象 積 累和總結(jié)了一些觀測(cè)結(jié)果 和實(shí)驗(yàn)定律主要有阿基米德關(guān)于重心 浮力 和簡(jiǎn)單機(jī)械的研究斯臺(tái)文關(guān)于 斜面 上力的平衡及力的平行四邊形法則伽利 略關(guān)于擺 的等時(shí)性 落體與拋體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律第 谷 布拉赫和開(kāi)普勒對(duì)天體運(yùn) 動(dòng)的觀測(cè)和規(guī)律的研究帕斯卡關(guān)于流體靜力 學(xué) 的研究惠更斯關(guān)于振子運(yùn)動(dòng)和碰撞現(xiàn)象的 研究等然而這些實(shí)驗(yàn)定律是離散的 孤立的 互相沒(méi)有邏輯聯(lián)系因此在這一階段還沒(méi)有形 成現(xiàn)代意義下 的理論 尤其嚴(yán)重 的是從古希臘一直流傳下 來(lái)的 天上 與 地上 的絕對(duì)性 即使在哥白尼用 太陽(yáng)取代地球作為宇宙中心之后也沒(méi)有根本改 變關(guān)于 天上 的運(yùn)動(dòng)雖然有了開(kāi)普勒總 結(jié)出 來(lái)的行星運(yùn)動(dòng)的經(jīng)驗(yàn)定律 但沒(méi)有進(jìn)行恰當(dāng)?shù)?解釋它們是三條邏輯上獨(dú)立 的規(guī)則 沒(méi)有內(nèi) 在 的聯(lián)系對(duì)于 地上 的運(yùn)動(dòng) 雖然有了伽利略 的觀察和實(shí)驗(yàn) 然而它僅是描述 性的 與 因果關(guān) 系還 相差甚遠(yuǎn)另外 如潮汐現(xiàn)象 歲差現(xiàn)象 衛(wèi) 星的運(yùn)動(dòng) 磁石的吸 引等都是人 類(lèi)的不解之謎 物理學(xué)上的一切困難 看來(lái) 是 在 于 這 里 這是年月 日牛頓在他的 自然 哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理 以下 簡(jiǎn)稱 原理 一書(shū)的序 言 中宣布的他找到了打開(kāi)自然之門(mén) 的 金 鑰 匙次年年 這一劃時(shí)代的巨著問(wèn)世了 牛頓在世時(shí)共 出三版 年第二版 年 第三版中文本 由鄭太樸先生根據(jù)第 三版譯 出 于年 由商務(wù)印書(shū)館出版全書(shū)共 頁(yè) 至今已經(jīng)半個(gè)世紀(jì) 確實(shí)可以這樣說(shuō) 整個(gè)科學(xué)史上沒(méi)有一部 著作在創(chuàng)新或思維力量方面可以和 原理 相 媲美 在取得的偉大成就方面也是 如此沒(méi) 有一部著作使 自然科學(xué)的結(jié)構(gòu)發(fā)生如此重大變 化 這種情況只有在這樣的場(chǎng)合下才能發(fā) 生實(shí)驗(yàn)和觀察 機(jī)械主義的哲學(xué)和先進(jìn)的數(shù) 學(xué)方法被揉合成一個(gè)自身完整的 能夠用任何 可能的實(shí)驗(yàn)加以證實(shí)的思想體系 切 一 第一次找到自然定律 的數(shù)學(xué)形式體系 在牛頓以前關(guān)于運(yùn)動(dòng)的研究 雖然有伽利 略的慣性定律和落體定律等成果 但這種規(guī)律 的特點(diǎn)是描述 性的 它不能回答具有這種規(guī)律 的原因 即沒(méi)有揭示 出運(yùn)動(dòng)中的 因果關(guān)系 不 能回答落體運(yùn)動(dòng)與其他各種運(yùn)動(dòng)之間的內(nèi)在聯(lián) 系 它不是運(yùn)動(dòng)的普遍定律 只是運(yùn)動(dòng)的一個(gè)特 例牛頓的目標(biāo)是要回答這樣的問(wèn)題有沒(méi)有 這樣一條簡(jiǎn)單的規(guī)則 對(duì)各種物體的運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō) 由它某一瞬間的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可完備地計(jì)算出它的 全部運(yùn)動(dòng)過(guò)程即對(duì)任一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng) 知其 現(xiàn)在 就可知其過(guò)去和將來(lái)在牛頓以前還沒(méi) 有任何的實(shí)際結(jié)果支持那種認(rèn)為物理 因果關(guān)系 有完整鏈條的信念 認(rèn)為這種未來(lái)先知只是幻 想牛頓意識(shí)到只有微分定律的形式才能完全 滿足 因果性的要求 這是牛頓最偉大的理智成 就之一要回答牛頓的上拼問(wèn)題 必須精確描 寫(xiě)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在無(wú)限短的時(shí)間內(nèi)如何變化由于 歷史上不存在計(jì)算與物理概念有聯(lián)系的變量數(shù) 物理 1994 2010 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved 學(xué) 牛頓為了他的需要 不得不發(fā)明一種新的數(shù) 學(xué)工具 流量和流數(shù)的理論即微積分 牛頓在 原理 第一篇第一章 論首末比之 方法 中 用與求極限步驟有關(guān)的邏輯概念 定 義了一些構(gòu)造運(yùn)動(dòng)定律的微分量 如即時(shí)速度 的概念牛頓寫(xiě)道 所謂最后速度 是剛 剛在到達(dá)該處時(shí)的速度 是 將成 為零的量之 最后 比 此即后人稱為導(dǎo)數(shù)或微商的概念在 這一章的最后 牛頓宣布 以下我們將量看作 由極微的部分所成 或不用直線而用無(wú)限小的 曲線 則我們的意思 在 指將成為零的小部分而 非為不可分的部分 在用和數(shù)及比率之極限而 非確定的部分之和數(shù)及比率 所以我以后 為 便利敘述計(jì)而用極小的 將成為零的或最后的 量 則所指并非為其量已定的量 而為必須無(wú)限 減小之的量 牛頓為了描述自然規(guī)律而發(fā) 明一種數(shù)學(xué) 從而形成一門(mén)科學(xué)的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)這在人類(lèi)歷史 上是首創(chuàng) 而 原理 是文明史中的第一部典范 有了描述運(yùn)動(dòng)的一些微分量 如即時(shí)速度 速度變率等還不能構(gòu)造 因果關(guān)系他以驚人的 洞察力 從靜力學(xué)中取來(lái)力的概念加以推廣 把 它與運(yùn)動(dòng)的變化率聯(lián)系起來(lái)牛頓寫(xiě)道 運(yùn) 動(dòng)之變化 與動(dòng)力之作用成正比 其所循方向則 為力的施作用的方向 牛頓又創(chuàng)造了 質(zhì)量 的概念 并把它與定律中的 比例 系數(shù)聯(lián) 系起來(lái) 這樣 牛頓就建立 了能表征各種 復(fù)雜運(yùn)動(dòng) 因果 關(guān)系的微分定律 第二定律順便指出 牛 頓關(guān)于微分定律的概念成為后來(lái)物理學(xué)發(fā)展的 決定性因素當(dāng)把牛頓定律應(yīng)用于質(zhì)量連續(xù)分 布的系統(tǒng)時(shí) 必然導(dǎo)致偏微分方程的發(fā)現(xiàn)和應(yīng) 用牛頓是第一個(gè)在他的聲傳播理論中揭示偏 微分方程的人這種方程 為場(chǎng)論的定律準(zhǔn)備了 語(yǔ)言所以愛(ài)因斯坦在評(píng)價(jià)牛頓力學(xué)時(shí)寫(xiě)道 牛頓力學(xué)也為場(chǎng)論開(kāi)辟了道路 除第二定律以外 作用與反作用定律的發(fā) 現(xiàn)也是牛頓的偉大功績(jī)牛頓把這個(gè)定律稱為 第三定律由于力幾勺概念是從人類(lèi)機(jī)體的活動(dòng) 中產(chǎn)生的 所以它本身就帶有主動(dòng)與被動(dòng) 施主 與受主的區(qū)別它們?cè)诹可系年P(guān)系如何 歷史 上沒(méi)有定量的成果牛頓斷言 作用恒與其 反作用相等 或二物體之相互作用恒等 方向則 恰相反 馬赫在他著名的 力學(xué)及其發(fā)展的歷 史批判概論以下簡(jiǎn)稱 力學(xué)史 中 評(píng)價(jià)牛頓 的功績(jī)時(shí)寫(xiě)道 在牛頓關(guān)于力學(xué)原理的功 績(jī) 中 最重要的是作用與反作用 或者壓與反 壓 相等的原理關(guān)于幾個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的相互作用問(wèn) 題 不能從伽利略的所有原理中得到解決 必須 由新的原理來(lái)決定相互作用 牛頓進(jìn)而作為定律的推廣得到六個(gè)系系 和系論述 力的合成法則系和系是論 述動(dòng)量守恒定律系是論述 伽利略相對(duì)性原 理系論述在相同加速力作用下不影響物體 間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)有了上述定律與系以后 牛頓 用第一篇十四章和第二篇九章的篇幅研究了各 種具體的運(yùn)動(dòng)如圓錐曲線上物體的運(yùn)動(dòng) 物 體的直線的上升及下降 動(dòng)的軌道內(nèi)物體的運(yùn) 動(dòng)及回歸點(diǎn)的運(yùn)動(dòng) 物體在已知面上的運(yùn)動(dòng)及 擺錘運(yùn)動(dòng) 球形物體的運(yùn)動(dòng) 非球形物體的吸引 力 在有介質(zhì)阻力時(shí)物體運(yùn)動(dòng)的各種情況以及 流體靜力學(xué)與流體動(dòng)力學(xué)等 二 第一次偉大的綜合 在牛頓以前 無(wú)論是東方還是西方 夭與地 的絕對(duì)區(qū)分是根深蒂固的 沒(méi)有任何一項(xiàng)成果 能說(shuō)明天上的運(yùn)動(dòng)與地上的運(yùn)動(dòng)服從相同的規(guī) 律牛頓在這部著作的第三篇 論宇宙系統(tǒng) 中 精辟地表述了他所發(fā)現(xiàn)的萬(wàn)有引力定律 他寫(xiě) 道 使天體不能出離其軌道的力 我們名 之為向心力我們已知道此項(xiàng)力與重力是一物 所以此后即稱之為重力 使月球不能 出離其軌 道的該項(xiàng)力之原 因 可推至于一切行星 一切物體均有重力 而且與其所含的物質(zhì)之量 成比例 均與距離的平方成反 比 物體 之重量與其形狀或組織無(wú)關(guān) 此定律不僅將開(kāi)普勒的行星運(yùn)動(dòng)和伽利略 的落體與拋體運(yùn)動(dòng)統(tǒng)一了 而且對(duì)歷史上遺 留 多年的潮汐現(xiàn)象 歲差現(xiàn)象 彗星現(xiàn)象 月球交 歐拉 年 指出此處應(yīng)為 變化率 卷 期 1994 2010 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved 軌點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)等都給以正確的解釋 使得兩個(gè)世 紀(jì)中一切可 以想到的疑難問(wèn)題都得到解決這 一貢獻(xiàn)稱為物理學(xué)史上第一次偉大的綜合對(duì) 此 英國(guó)自然科學(xué)史家丹皮爾 寫(xiě)道 亞里士多德以為天體是神圣 而不腐壞的 和我們有缺陷的世界是不同類(lèi)的 而今天人們卻這樣把天體納人研究范圍之內(nèi) 并且證 明天體也按伽 利略和牛頓根據(jù)地面上的 實(shí)驗(yàn)和歸納所得到的力學(xué)原理 處在這個(gè)巨大 的數(shù)學(xué)和諧之 內(nèi)年牛頓的 自然哲學(xué)的 數(shù)學(xué)原理 的 出版 可 以說(shuō)是科學(xué)史上的最大事 件 至少在近些年以前是這樣的 閣 這一定律的威力不僅體現(xiàn)在對(duì)已有經(jīng)驗(yàn)現(xiàn) 象的解釋上 還體現(xiàn)在對(duì)人類(lèi)未知現(xiàn)象的預(yù)言 上例如 牛頓理論對(duì)地球形狀 兩極扁平 的 預(yù)言 被一年法 國(guó)科學(xué)院組織的兩個(gè) 探險(xiǎn)隊(duì)實(shí)際測(cè)量所證實(shí) 推翻了在歐洲 占統(tǒng)治 地位的笛卡兒的觀點(diǎn) 地球兩極突出年 法國(guó)的勒維烈和英國(guó)的亞 當(dāng) 斯各 自獨(dú)立地用引力定律計(jì) 算和預(yù)言一顆未知行星的存在位置 年被 德國(guó)的加勒的觀測(cè)所發(fā)現(xiàn) 命 名為海王星還有克雷洛根 據(jù)牛頓原理預(yù)言年彗星經(jīng)過(guò)近日點(diǎn) 等等從此宣布 了天體力學(xué) 的誕生分析力學(xué) 奠基人拉格 朗日寫(xiě)道 牛頓是最幸運(yùn)的 宇宙 體系只能被發(fā)現(xiàn)一次 牛頓以其深刻的思維 在 原理 最后 一節(jié) 中提出引力的起源問(wèn)題他寫(xiě)道 一直到現(xiàn) 在 我已將天體現(xiàn)象及海洋運(yùn)動(dòng)用重力來(lái)說(shuō)明 了 但重力之來(lái)源如何 卻沒(méi)有說(shuō)過(guò)此項(xiàng)力必 有一原 因 貫徹至太陽(yáng)及行 星之 中心 完全不受 絲毫損失 一我還沒(méi)有方法 由此項(xiàng)現(xiàn)象以推 及重力之根源 我亦不想設(shè)立一假設(shè) 牛頓提 出的問(wèn)題在二百三十年后 由愛(ài) 因斯坦在 他的 廣義相對(duì)論 中得到進(jìn)一步 的 解 決 它把牛頓的 引力理論作為近似 稱為 牛頓近似 包括在其 中了目前正在發(fā)展 中的量子引力理論 將使 人類(lèi)對(duì)引力的本質(zhì)有更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí) 三 經(jīng)典力學(xué)的大廈 在牛頓以前 無(wú)論力學(xué) 天文學(xué)和物理學(xué)方 面的著作大都屬于經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的記述 沒(méi)有嚴(yán)密 的邏輯結(jié)構(gòu)無(wú)論亞里士多德的 物理學(xué) 還是 哥白尼的 天體運(yùn)行論 以及伽利略的 關(guān)于托 勒密和哥白尼兩大世界體系的對(duì)話 等名著都 是如此從方法論上說(shuō) 從前總是歸納法 占統(tǒng) 治地位然而按近代觀點(diǎn)看 單純現(xiàn)象的羅列和 經(jīng)驗(yàn)定律的堆積不能成為科學(xué) 更不能成為理 論科學(xué)的邏輯結(jié)構(gòu)是 由概念 基本假設(shè)亦稱 公理或原理以及 由邏輯推理得到的結(jié)論三者 構(gòu)成其中作為基礎(chǔ)的基本假設(shè)的來(lái)源 一方 面是由科學(xué)家在龐雜的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)中間選取的具 有普遍特性的成果來(lái)建造另一方面 需要由 科學(xué)家發(fā)揮高度的創(chuàng)造力 從邏輯結(jié)構(gòu)的需要 大膽提出的新假設(shè)來(lái)建造 牛頓的 原理 正是具備上述條件的理論結(jié) 構(gòu) 經(jīng)典力學(xué) 大廈 牛頓在 原理 開(kāi)頭的 定義和注釋 中給 出 了質(zhì)量 動(dòng)量 慣性 力等的定義和時(shí)間 空間 處所和運(yùn)動(dòng)等基本概念的說(shuō)明接著在 運(yùn)動(dòng)之 基本定理或定律 中給出三個(gè)定律和力的平行 四邊形法則 構(gòu)成了一組完整的公理體系之后 就是三篇共二十八章的一些定理和系以及它們 的各種應(yīng)用結(jié)構(gòu)完整 清楚醒 目 在物理學(xué)史 上算是首創(chuàng)所以愛(ài)因斯坦把牛頓譽(yù)為 理論 物理學(xué)的廣博而合用的體系的首創(chuàng)者 刀 四 第一個(gè)時(shí)空模型 關(guān)于時(shí)空無(wú)論是在中國(guó)還是在歐洲 自古 以來(lái)就有種種學(xué)說(shuō)其中以亞里士多德所著的 物理學(xué) 一書(shū)中的 論述較 為完整 但這只能算 是自然哲學(xué) 牛頓在 原理 的 注釋 中寫(xiě)道 絕對(duì)的 真的及數(shù)學(xué) 的時(shí)間 是 自身在那里流 而 因其性 質(zhì) 是等速的且不與外界任何對(duì)象有關(guān)系 絕 對(duì)的空間 因其性質(zhì)且無(wú)關(guān)于外物 恒為等的且 不動(dòng)的 處所為物體所 占的空間之部分 就空 間之相關(guān)可 為絕對(duì)的或相對(duì)的 絕對(duì)運(yùn)動(dòng)是 物理 1994 2010 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved 物體 由一個(gè)絕對(duì)處所至一個(gè)其他的絕對(duì)處所之 轉(zhuǎn)移相對(duì)運(yùn) 動(dòng)則為 由一 相對(duì)的處所至其他一 相對(duì)處所之轉(zhuǎn)移 牛頓在此不僅給 出絕對(duì)空間 的定 義 而且還進(jìn)而給出它的實(shí)驗(yàn)證 明 即著名 的牛頓轉(zhuǎn)桶實(shí)驗(yàn) 絕對(duì)運(yùn)動(dòng)與相對(duì)運(yùn)動(dòng)所由 以分的根源 是離開(kāi)運(yùn)動(dòng)軸之飛力在僅僅為 相對(duì)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方面 此項(xiàng)力不存在 即是否 為絕對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)可 由水面是否為旋轉(zhuǎn)拋物面來(lái)加以 判斷 這里應(yīng)強(qiáng)調(diào)指出的是 牛頓在這部著作中 完全 回避了時(shí)空維數(shù)問(wèn)題書(shū)中常提到歐幾里 得 亞里士多德和伽 利略的名字 而他們?cè)?自己 的著作中都強(qiáng)調(diào)過(guò)空間 時(shí)間的維數(shù)不但如 此 牛頓在 原理 中 全部的表述 形式都與時(shí)空 維數(shù)不發(fā)生直接關(guān) 系對(duì)此只要注意到下述實(shí) 事卡魯查五維時(shí)空理論重新引起 人們的興趣 十一維時(shí)空的超引力理論在數(shù)學(xué) 上達(dá) 到精美的地步 隱蔽時(shí)空維 的提出等 就會(huì) 感到牛頓在那時(shí)對(duì)這個(gè)根本問(wèn)題的 回避是很有 遠(yuǎn)見(jiàn)的 用現(xiàn)代語(yǔ)言來(lái)概括牛頓時(shí)空的性質(zhì)分離 性 客觀性 連續(xù)性 無(wú)限性 均勻性和各向同性 等牛頓空間是與尸等度的黎曼流形 即三維 歐幾里得空間 尸牛頓時(shí)間則看作與一維實(shí) 數(shù)空間等度的一維歐氏空間尸而牛頓時(shí) 空則定 義 為牛頓時(shí)間與牛頓空間的黎曼直積流 形 萬(wàn) 五 時(shí)空 點(diǎn) 稱為 事 件 尸 到和 尸 的 自然投影 記為 和 即 五 火石 牛頓時(shí)間 石 牛頓空間 牛頓時(shí)空的物理模型是最后的慣性計(jì)算系 也 可以形象地稱它 為 箱子空間 牛頓時(shí)空模型被絕大多數(shù)人所接受 但也 受到了少數(shù)人 如萊布尼茲從哲學(xué)角度 馬赫從 科學(xué)角度的尖銳批判正是馬赫在他的 力學(xué) 史 第二章第七節(jié) 對(duì)牛頓力學(xué)的總括的批評(píng) 中的觀 點(diǎn) 成為廣義相對(duì)論的一個(gè)重要思想來(lái) 源愛(ài)因斯坦說(shuō) 可以十分正確地認(rèn)為馬赫 是廣義相對(duì)論 的先驅(qū) 幻 五 第一個(gè)科學(xué)工作者的綱領(lǐng) 當(dāng)牛頓用他幾乎畢生的精力完成了這部巨 著的時(shí)候 他的領(lǐng)悟和感受無(wú)疑是豐富而深刻 的他把它高度概括地寫(xiě)在序言里 物理學(xué) 上的一切困難 看來(lái)是在于這里由運(yùn)動(dòng)的現(xiàn) 象以推論 自然之力 再由此項(xiàng)力以說(shuō)明其他的 現(xiàn)象 好多理由使我發(fā)生一種推想 以 為此項(xiàng)現(xiàn)象均與某項(xiàng)力有關(guān) 對(duì)此 愛(ài)因斯坦 寫(xiě)道 而且直 到十九世紀(jì)末 它一直是理論物 理學(xué)領(lǐng)域中每個(gè)工作者的綱領(lǐng) 這個(gè)框 子在將近二百年中給予科學(xué)以穩(wěn)定性和思想指 導(dǎo) 在此綱領(lǐng)指引下 物理學(xué)的發(fā)展再不象 牛頓以前的時(shí)代那樣在黑暗中緩慢前進(jìn)綱領(lǐng) 象一盞明燈照亮了物理學(xué)發(fā)展的道路物理學(xué) 得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展牛頓 自己把這個(gè)綱領(lǐng)用 于光學(xué) 解釋了光的反射 折射 色散等現(xiàn)象 創(chuàng) 造了光的微粒說(shuō)年 伯努利將力學(xué)模型 用于氣體 推導(dǎo)出氣體壓強(qiáng)公式 奠定 了氣體分 子動(dòng)力論的基礎(chǔ) 年庫(kù)侖研究?jī)蓚€(gè) 靜 止 電荷相互作用力時(shí) 利用了與牛頓萬(wàn)有引力定 律的形式的相似性 發(fā)現(xiàn)了以他的名字命名的 定律對(duì)此 楊振寧曾作了考查和研究 他寫(xiě) 道 我曾經(jīng)把庫(kù)侖的文章拿來(lái)看了一看 發(fā)現(xiàn) 他寫(xiě) 出的那個(gè)公式同實(shí)驗(yàn) 的誤差 達(dá) 到務(wù) 以 上估計(jì)他所以寫(xiě)這個(gè)公式 一部分是猜 出來(lái) 的 猜測(cè)的道理是因?yàn)樗呀?jīng)知道了牛頓的公 式 甚至麥克斯韋建立電磁場(chǎng)理論時(shí) 也是 以力學(xué)概念為基礎(chǔ)的直到十九世紀(jì)末葉以后 理論物理學(xué)的概念有了革命性的變革 才越 出 了牛頓的框子 物理學(xué)到達(dá)一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期 讓我們用愛(ài)因斯坦在 自述 中的一段話來(lái)結(jié)束 這篇紀(jì)念文章吧 牛頓啊 請(qǐng)?jiān)徫夷闼l(fā)現(xiàn)的道路 在你 那個(gè)時(shí)代 是一位具有最 高思維能力和創(chuàng)造力 的人所能發(fā)現(xiàn)的唯一的道路你所創(chuàng) 造的概 念 甚至今天仍然指導(dǎo)著我們的物理學(xué)思想 雖 然我們現(xiàn)在知道 如果要更加深人地理解各種 聯(lián)系 那就必須 用另外一些離 直接經(jīng)驗(yàn)領(lǐng)域較 遠(yuǎn)的概念來(lái)代替這些概念 下轉(zhuǎn)第頁(yè) 卷 期 1994 2010 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved 我們認(rèn) 為 碳?xì)浠衔锖蜌錃庀嗷旌夏苌?長(zhǎng)出金 剛石薄膜和顆粒 原因是 和在 高溫下會(huì)分解按碳?xì)浠衔锲胶夥匠逃?jì)算 在 下 可能出現(xiàn)活性物質(zhì) 和等 這些含碳物質(zhì)在襯底表面形 成 過(guò) 飽和氣壓 同時(shí) 在表面被吸附 并沿表面移動(dòng) 到 適當(dāng)?shù)木Ц裎恢?再與氫原 子作用而成 為被激發(fā)的碳原子 于是這些碳原 子之間產(chǎn)生 護(hù) 或 尸雜化的碳 一碳鍵 和 指 出 在 下 氣體中與石墨形成平衡的碳 原子濃度比與金剛石形成平衡的碳原子濃度小 二倍這樣一來(lái) 生長(zhǎng)石墨的過(guò)飽和度低 而生 長(zhǎng)金 剛石的過(guò)飽和度高因此生長(zhǎng)金 剛石的同 時(shí) 更可能生長(zhǎng)石墨不過(guò)在低氣壓下微晶的 金 剛石是穩(wěn)態(tài) 而石墨是非穩(wěn)態(tài) 幻如果有足 夠的氫原子與之作用 便可將石墨腐蝕掉實(shí) 驗(yàn)中 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