學(xué)物理的人傷不起

1、幾年前幾年前 British Journal Physics World British Journal Physics World 向全向全世界世界100100多位頂尖的物理學(xué)家們做了個(gè)民意調(diào)查，多位頂尖的物理學(xué)家們做了個(gè)民意調(diào)查，讓他們列舉出讓他們列舉出1010位有史以來(lái)最偉大的物理學(xué)家，位有史以來(lái)最偉大的物理學(xué)家，統(tǒng)計(jì)出的結(jié)果如下：統(tǒng)計(jì)出的結(jié)果如下：1.Albert Einstein 2.Isaac Newton3.James Maxwell 4.Niels Bohr5.Werner Heisenberg 6.Galileo Galilei 7.Richard Feynman 8.Pau

2、l Dirac9.Erwin Schrodinger 10.Ernest Rutherford布魯塞爾1927年索爾維會(huì)議與會(huì)的物理學(xué)家愛(ài)因斯坦：無(wú)論如何，我深信上帝不是在擲骰子。玻爾：麻煩你不要老教上帝該做什么。 霍金：上帝不但擲骰子，他還把骰子擲到我們看不見(jiàn)的地方去！ 電磁學(xué)學(xué)完了，還有電動(dòng)力學(xué)??！電磁學(xué)學(xué)完了，還有電動(dòng)力學(xué)?。—M義相對(duì)論學(xué)完了，還有廣義相對(duì)論啊！狹義相對(duì)論學(xué)完了，還有廣義相對(duì)論??！經(jīng)典力學(xué)學(xué)完了還有量子力學(xué)??！經(jīng)典力學(xué)學(xué)完了還有量子力學(xué)?。×孔恿W(xué)祖師級(jí)大牛都量子力學(xué)祖師級(jí)大牛都特么特么說(shuō)了說(shuō)了世界上沒(méi)人懂量子力學(xué)的??！世界上沒(méi)人懂量子力學(xué)的?。∮心居械陌。∮心居械陌?！特

3、么數(shù)學(xué)系的人哭天喊地的說(shuō)特么數(shù)學(xué)系的人哭天喊地的說(shuō)微分幾何，群論，復(fù)變函數(shù)，泛函分析難學(xué)，微分幾何，群論，復(fù)變函數(shù)，泛函分析難學(xué)，我們特么通通都要學(xué)的?。∥覀兲孛赐ㄍǘ家獙W(xué)的??！特么超對(duì)稱(chēng)、超弦，老子提都不想提??！特么超對(duì)稱(chēng)、超弦，老子提都不想提??！三維空間好好的，要玩四維時(shí)空的??！三維空間好好的，要玩四維時(shí)空的?。⌒那橐缓眠€要來(lái)個(gè)十維十一維的空間??！心情一好還要來(lái)個(gè)十維十一維的空間??！光速竟然還可以不是常數(shù)的啊！光速竟然還可以不是常數(shù)的??！基本粒子還會(huì)有色有味，基本粒子還會(huì)有色有味，色香味俱全，感情你這是做菜??！色香味俱全，感情你這是做菜?。∧銈冋f(shuō)微積分難，你們說(shuō)微積分難，你知道我學(xué)的是黎曼

4、積分嗎！你知道我學(xué)的是黎曼積分嗎！解個(gè)微分方程解個(gè)微分方程99%99%都沒(méi)有解析解的啊都沒(méi)有解析解的啊全特么是近似的?。∪孛词墙频陌。『煤玫暮瘮?shù)為毛要展開(kāi)成好好的函數(shù)為毛要展開(kāi)成 Taylor 級(jí)數(shù)、級(jí)數(shù)、Fourier 級(jí)數(shù)、級(jí)數(shù)、Laurent 級(jí)數(shù)??！級(jí)數(shù)?。 等于零的?。〉扔诹愕陌?！d 等于等于 1 的啊！的??！神馬神馬 Grassmann 代數(shù)微分代數(shù)微分就是積分、積分就是微分的?。【褪欠e分、積分就是微分的啊！1/xy 特么寫(xiě)成特么寫(xiě)成 da/(ax+(1-a)y)2 這樣子，算起來(lái)會(huì)更簡(jiǎn)單的??！這樣子，算起來(lái)會(huì)更簡(jiǎn)單的?。et A 特么寫(xiě)成特么寫(xiě)成 d d exp(A) 這

5、樣子，算起來(lái)很方便的啊！這樣子，算起來(lái)很方便的??！我給你個(gè)泛函路徑積分，我給你個(gè)泛函路徑積分，你積給我看啊，你積啊，你積??！你積給我看啊，你積啊，你積啊！黑洞啊、奇點(diǎn)啊、到底是個(gè)神馬東西?。『诙窗?、奇點(diǎn)啊、到底是個(gè)神馬東西??！完全不懂愛(ài)因斯坦求和那些公式完全不懂愛(ài)因斯坦求和那些公式看過(guò)去就是一串看過(guò)去就是一串 i、j、k ?。“?！在一個(gè)公式里在一個(gè)公式里幾十個(gè)英文字母希臘字母竟然都不夠用啊！幾十個(gè)英文字母希臘字母竟然都不夠用?。∫粋€(gè)公式寫(xiě)成兩個(gè)分量嫌麻煩，一個(gè)公式寫(xiě)成兩個(gè)分量嫌麻煩，我要寫(xiě)成四五十個(gè)分量一點(diǎn)都不奇怪的??！我要寫(xiě)成四五十個(gè)分量一點(diǎn)都不奇怪的?。?biāo)準(zhǔn)模型一個(gè)作用量要寫(xiě)一頁(yè)紙的?。?biāo)

6、準(zhǔn)模型一個(gè)作用量要寫(xiě)一頁(yè)紙的?。∵€特么是最緊湊的寫(xiě)法??！還特么是最緊湊的寫(xiě)法啊！ 微擾展開(kāi)展個(gè)六級(jí)十級(jí)的微擾展開(kāi)展個(gè)六級(jí)十級(jí)的你特么算給我看呀，你算呀，你算呀！你特么算給我看呀，你算呀，你算呀！ 物理的隨便個(gè)神馬變換物理的隨便個(gè)神馬變換都是寫(xiě)成一本書(shū)的?。《际菍?xiě)成一本書(shū)的?。?宇稱(chēng)變換，電荷共軛變換，時(shí)間反演變換！宇稱(chēng)變換，電荷共軛變換，時(shí)間反演變換！這三個(gè)貨特么還能攪和在一起變的??！這三個(gè)貨特么還能攪和在一起變的啊！變毛??！變毛??！Lorentz 變換，加上個(gè)平移變換和轉(zhuǎn)動(dòng)變換，變換，加上個(gè)平移變換和轉(zhuǎn)動(dòng)變換，就叫就叫 Poincar 變換了??！變換了啊！ 升級(jí)版還特么有升級(jí)版還特么有 Su

7、per Poincar 變換的啊！變換的?。∧岈斆荛_(kāi)心的??！尼瑪命名很開(kāi)心的??！ 還有保角變換，還有保角變換，F(xiàn)ourier 變換，變換，Laplace 變化，變化，Legendre 變換，變換，Bogoliubov 變換，變換，都特么是神馬??！都特么是神馬?。?2015年8月22日晚，倍受矚目的雨果獎(jiǎng)在美國(guó)西雅圖附近的斯波坎市頒出。中國(guó)科幻作家劉慈欣的作品三體獲獎(jiǎng)，創(chuàng)造了中國(guó)科幻的一個(gè)記錄。1963年6月出生于北京，山西陽(yáng)泉長(zhǎng)大。1985年畢業(yè)于華北水利水電學(xué)院（現(xiàn)華北水利水電大學(xué)）水電工程系。阿爾伯特愛(ài)因斯坦Albert Einstein(18791955) 愛(ài)因斯坦的手稿19世紀(jì)末物

8、理學(xué)取得了巨大的成就牛頓力學(xué)熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理學(xué)電磁場(chǎng)理論形成了完整的科學(xué)體系一座莊嚴(yán)雄偉的建筑體系和動(dòng)人心弦的美麗廟堂威廉湯姆生 William Thomson 開(kāi)爾文爵士 (Lord Kelvin)1824-1907第一朵烏云出現(xiàn)在光的波動(dòng)理論第一朵烏云出現(xiàn)在光的波動(dòng)理論上，即邁克耳遜莫雷實(shí)驗(yàn)與上，即邁克耳遜莫雷實(shí)驗(yàn)與“以太漂移以太漂移”說(shuō)說(shuō) ;第二朵烏云出現(xiàn)在關(guān)于能量均分第二朵烏云出現(xiàn)在關(guān)于能量均分的麥克斯韋的麥克斯韋-玻爾茲曼理論上。即玻爾茲曼理論上。即黑體輻射與黑體輻射與“紫外災(zāi)難紫外災(zāi)難”。 1900年年,在英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的新年慶祝在英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的新年慶祝會(huì)上會(huì)上,著名物理學(xué)家開(kāi)爾文勛爵

9、作了著名物理學(xué)家開(kāi)爾文勛爵作了展望新世紀(jì)的發(fā)言展望新世紀(jì)的發(fā)言：“物理學(xué)的物理學(xué)的大廈已經(jīng)建成大廈已經(jīng)建成,未來(lái)的物理學(xué)家只需未來(lái)的物理學(xué)家只需要做些修修補(bǔ)補(bǔ)的工作就行了。只是要做些修修補(bǔ)補(bǔ)的工作就行了。只是明朗的天空中還有明朗的天空中還有 “兩朵烏云兩朵烏云”不同的參考系中觀察物體的運(yùn)動(dòng)情況可能不同，不同的參考系中觀察物體的運(yùn)動(dòng)情況可能不同，物體在空間移動(dòng)這一概念也是相對(duì)的。物體在空間移動(dòng)這一概念也是相對(duì)的。設(shè)火車(chē)速度為設(shè)火車(chē)速度為2020m/s，方向方向向右，一個(gè)乘向右，一個(gè)乘客在車(chē)上向右以客在車(chē)上向右以2 2m/s運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)。以車(chē)上靜止的觀察者為參考系，乘客速度為多少？以車(chē)上靜止的觀察者

10、為參考系，乘客速度為多少？以地面靜止的觀察者為參考系，乘客速度為多少？以地面靜止的觀察者為參考系，乘客速度為多少？若乘客在車(chē)上向左若乘客在車(chē)上向左以以2m/s2m/s運(yùn)動(dòng)呢？運(yùn)動(dòng)呢？但是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明，不論光源和觀察者做怎樣的相但是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明，不論光源和觀察者做怎樣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，光速都是恒定的對(duì)運(yùn)動(dòng)，光速都是恒定的v光速光速 c光速光速vc任何參照系中測(cè)得的光在真空的速率都應(yīng)該任何參照系中測(cè)得的光在真空的速率都應(yīng)該是這一數(shù)值是這一數(shù)值smc/1099.28可見(jiàn)光和電磁波的運(yùn)動(dòng)不服從伽利略相對(duì)原理?？梢?jiàn)光和電磁波的運(yùn)動(dòng)不服從伽利略相對(duì)原理。光速恒定的特性，同運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性原理之間似乎產(chǎn)生光速恒定的特

11、性，同運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性原理之間似乎產(chǎn)生了矛盾？了矛盾？就是在看來(lái)如此簡(jiǎn)單且最一般的兩個(gè)假設(shè)的就是在看來(lái)如此簡(jiǎn)單且最一般的兩個(gè)假設(shè)的基礎(chǔ)上，愛(ài)因斯坦建立了一套完整的理論基礎(chǔ)上，愛(ài)因斯坦建立了一套完整的理論狹義相對(duì)論。狹義相對(duì)論。一切物體都在輻射各種波長(zhǎng)的電磁波，所輻射一切物體都在輻射各種波長(zhǎng)的電磁波，所輻射電磁波的特征與溫度有關(guān)。故稱(chēng)為熱輻射。電磁波的特征與溫度有關(guān)。故稱(chēng)為熱輻射。鐵塊在溫度升高時(shí)顏色的變化鐵塊在溫度升高時(shí)顏色的變化1400K800K1000K1200K煉鋼溫度過(guò)高煉鋼溫度過(guò)高, ,會(huì)增加夾雜會(huì)增加夾雜和氣體及鐵的燒損和氣體及鐵的燒損, ,還降低還降低鋼爐壽命鋼爐壽命煉鋼溫度過(guò)低煉鋼

12、溫度過(guò)低, ,會(huì)造成不能會(huì)造成不能順利澆注順利澆注, ,鋼包粘鋼鋼包粘鋼, ,甚至甚至要回爐處理要回爐處理高溫物體發(fā)出的是高溫物體發(fā)出的是紫外線(xiàn)。紫外線(xiàn)。熾熱物體發(fā)出的是熾熱物體發(fā)出的是可見(jiàn)光可見(jiàn)光，低溫物體發(fā)出的是低溫物體發(fā)出的是紅外線(xiàn)，紅外線(xiàn)， 溫度溫度 短波長(zhǎng)的電磁波的比例短波長(zhǎng)的電磁波的比例 。物體輻射總能量及強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布情況都物體輻射總能量及強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布情況都決定于溫度。決定于溫度。當(dāng)空腔受熱時(shí)，空腔壁會(huì)發(fā)出輻射，極小當(dāng)空腔受熱時(shí)，空腔壁會(huì)發(fā)出輻射，極小部分通過(guò)小孔逸出。部分通過(guò)小孔逸出。黑體黑體 由四種溫度下黑體熱輻射由四種溫度下黑體熱輻射的強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系可知：的強(qiáng)度與波

13、長(zhǎng)的關(guān)系可知：1 1）每一條曲線(xiàn)都有一個(gè)極）每一條曲線(xiàn)都有一個(gè)極大值大值, ,對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為mm。2 2）隨著溫度的升高，黑體）隨著溫度的升高，黑體的總輻出度迅速增大，并且的總輻出度迅速增大，并且曲線(xiàn)的極大值點(diǎn)逐漸向短波曲線(xiàn)的極大值點(diǎn)逐漸向短波方向移動(dòng)。方向移動(dòng)。3.3.黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律 瑞利瑞利金斯公式在金斯公式在長(zhǎng)波部分與實(shí)驗(yàn)結(jié)果長(zhǎng)波部分與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較吻合。但在紫外比較吻合。但在紫外區(qū)竟算得單色輻出度區(qū)竟算得單色輻出度為無(wú)窮大為無(wú)窮大所謂的所謂的“紫外災(zāi)難紫外災(zāi)難”。瑞利瑞利-金斯金斯實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)T=1646k維恩公式在短波部分維恩公式在短波部分與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合得很與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合得很好，但長(zhǎng)波卻不行。好，但長(zhǎng)波卻不行。稱(chēng)為稱(chēng)為“紅外事故紅外事故”TcecTM2510)( 402ckTTM1）維恩的半經(jīng)驗(yàn)公式：）維恩的半經(jīng)驗(yàn)公式：2）瑞利）瑞利-金斯公式金斯公式M0(,T)維恩理論值維恩理論值振動(dòng)著的帶電微粒所吸收或輻射的能量只能是振動(dòng)著的帶電微粒所吸收或輻射的能量只能是 h 的整數(shù)倍，的整數(shù)倍，微粒只能一份一份地按不連續(xù)方微粒只能一份一份地按不連續(xù)方式輻射或吸收能量式輻射或吸收能量。普朗克常數(shù)普朗克常數(shù) h h=6.626=6.6261