浅谈什么是物理学.pdf

What is physics 在中国科技大学在中国科技大学 严济慈严济慈 班上的闲聊班上的闲聊 曹 则 贤 中国科学院物理研究所 曹 则 贤 中国科学院物理研究所 2010 04 06 Richard Feynman 我教学的主要目的不是为你的 考试作准备 甚至也不是为你 们将来服务于工业或者军事作 准备 我希望达到的 是让你 们欣赏这个奇妙的世界并领会 物理学家看待它的方式 我相 信 这些乃是现代的真正文化 的主要部分 欣赏这个奇妙的世界并领会 物理学家看待它的方式 我相 信 这些乃是现代的真正文化 的主要部分 Feynman 我不是教给你们哲学 而是教你 们如何进行哲学思考 Kant 哲学无法教授 哲学永远是思想 者的事业 物理学亦如此 古今之成大事业 大学问者 必经过三种 之境界 昨夜西风凋碧树 独上高楼 望尽 天涯路 此第一境也 衣带渐宽终不悔 为 伊消得人憔悴 此第二境也 众里寻他千百 度 蓦然回首 那人却在 灯火阑珊处 此 第三境也 王国维 人间词话 学物理者的境界学物理者的境界 大多数人学物理是为了通过考试 有些人 学物理是为了使用物理定律为人服务 只有极 少数的人学物理纯粹是为了好奇 他们 对相 对论和量子力学不能统一感到坐立不安 他们 对相 对论和量子力学不能统一感到坐立不安 同人于野 USTC 954 Blog What is physics 物理来自生活 物理学的power How a physicist does his job How a physicist sees the world How nice to be a physicist The physicists 内容提要 This is a marvelous book It poses the question but does not intends to answer the question in an explicit way Rather it teaches you some mathematics and you may find some clue to the answer to this question in case that you eventually can understand some mathematics Cao Zexian 什么是医学 什么是医学 医学是一门不确定的科学和什么都可能的 艺术 什么是物理学 什么是物理学 物理学是一种什么都想理解的渴望 或曰野心 在达成理解的基础上 凭借物理学我们创造 曹则贤 现代物理知识 22 68 2010 The physical world is over there but physics is ours 物理学是怎样的事业 物理学是怎样的事业 少年心事当拿云少年心事当拿云 唐 唐 李贺 致酒行 李贺 致酒行 Physical Natural Physics Philosophie rerum Natura 学科性质 用思想去理解世界 认识世界 创造生活 研究对象 Everything concrete or abstract 空间尺度 从 10 15m 到整个宇宙 分辨本领 0 1 时间尺度 从Big Bang到现在 1017s 分辨本领 10 15s 化学物理 生物物 理 社会物理学 natural natural natural 2600 Years What When Where Who did it Why And then Piezoelectric Ceramic and Inchworm in a Scanning Tunneling Microscope that sees and moves atoms But how are these possible 物理来自生活 inchworm From Oil Lamp to Quantum Mechanics Mehr Licht Goethe Kerosene Lamp 1 2 2 hvUU hvk U S vv v v Quantum Mechanics emerges 物理学的物理学的power 认知 预测与创造 认知 预测与创造 Heliocentrism Nebula 元素的起源 生命的起源 Dirac s prediction of positron Pauli s prediction of neutrino Boltzmann trusted atom 2222 22422 cpcmE cpcmE e epn 为热力学 奠定统计力 学的基础 为热力学 奠定统计力 学的基础 1915年 爱因斯坦的广义相对 论预言大质量物体附近空间是 弯曲的 年 爱因斯坦的广义相对 论预言大质量物体附近空间是 弯曲的 1919日全食时观测证实 日全食时观测证实 Einstein s prediction 1907 Light bends in a gravitational field Science is what we have learned about how to keep from fooling ourselves Richard Feynman 物理学改善生命的质量物理学改善生命的质量 Roentgen X ray Spin Nuclear spin NMR CT 宇宙背 景辐射 宇宙背 景辐射 物理学创造光明物理学创造光明 激 光 人类的杰作 激 光 人类的杰作 量子力学量子力学 Actualization of dream of flight Wright Brothers airplane The flight path of a maple seed visualized in a composite multiflash photograph Autorotating seeds slow their descent by exploiting the low pressure generated by a vortex that forms at the leading edge of their spinning wing A similar leading edge vortex also elevates the lift of insect bat and hummingbird wings 物理学改变生活 通讯物理学改变生活 通讯 物理学改变生活物理学改变生活 通讯通讯 Lab ALab B 3 1415926 2 71828 E mail Html WWW 互联网的出现 社会政治生态全变了 互联网的出现 社会政治生态全变了 It killed too many romances 物理学承诺更好的生活物理学承诺更好的生活 How does a physicist do his work Observation f x x LS xi i i xn1xn1 Least Principle and Phyllotaxis 李超荣 曹则贤 Science 2005 APL2004 2007 2008 PRL 2008 PNAS 2008 Adv Mat 2009 Spectre Spectrum Spectrometry Spectroscopy 相声 相对论 物理学家物理学家 说英雄 谁是英雄 乌眼鸡岐山鸣凤 两头蛇南阳卧龙 三脚猫渭水飞熊 元 张鸣善 水仙子 讥时 文化的最后成果 是人格 物 理学与人的交互作用会导致对物 理学家人格的塑造 那些真正投 入了物理世界的真正的物理学家 们 因为有信仰有追求 因为领 略了一些自然的伟大与神奇 所 以他们的外部动作和内心世界都 能显示出一份从容 深邃 祥 和 不是他们刻意追求深邃 而 是物理学让浅薄于他们已经成为 不可能 不是他们刻意追求深邃 而 是物理学让浅薄于他们已经成为 不可能 曹则贤 现代物理知识22 68 2010 狄拉克 与费曼 Facing Up 一个物理学家的生活一个物理学家的生活 不以物喜 不以己悲 不以物喜 不以己悲 范仲淹 范仲淹 有两种东西 我对它们的思 考越是经常和持久 它们越 是以崭新的 不断增长的惊 奇和敬畏充满我的心灵 这 就是我头顶的星空和内心的 道德律令 Kant Kritik der pracktischen Vernunft p 288 一个真正的物理学家 怀着造福人 类的理想究问自然的奥秘 其内心采 仰望苍穹的姿态恐怕是一种必然 Brahe Tycho Facing Up More is different cos1 1 2 A true physics will find its proper mathematics caozexian 2010 一个好的物理学家应该是个数学家 一个好的物理学家应该是个数学家 我曾测天高 今欲量地深 我的灵魂来自上 天 我的灵魂来自上 天 凡俗肉体归于此地 开普勒自撰的墓志铭 Mensus eram coelos nunc terrae metior umbras Mens coelestis erat corporis umbra jacet I used to measure the heavens now I shall measure the shadows of the earth Although my soul was from heaven the shadow of my body lies here Umbra 的翻译好象有问题 物理学家的气质物理学家的气质 要有开阔的胸襟 不要 把I cannot 诠释成 c est impossible 北京的老艺人能够在嘴 里 给 一 把 缝 衣 针 穿 上 线 你不行 可那就是 真的 物理学家的气质物理学家的气质 The law of gravity was not discovered suddenly by Newton by looking at a falling apple Takayoshi Amano 不功利不功利 不短视不短视 When we look back history it seems at first glance that everything has come out naturally or very orderly fashion However Tycho Brahe had never carried out his persistent observation day and night by anticipating future progress in which Kepler discovered now we call Kepler s three fundamental laws which together with Galileo Galilei led to Newton Fraunhofer could predict in no way that his work later was regarded as the beginning of astrophysics and spectroscopy which eventually led to discovery of quantum mechanics Life is similar No one can predict his her fate even for immediate future 物理学家的气质物理学家的气质 Physics is accumulative that now it is difficult if not impossible for the newcomers to come to an understanding of its all achievements or to approach its current research fronts Cao Zexian In biology you have a discovery every couple of weeks in physics it may be every few years Freeman Dyson And that s typical of the way I do physics It s a sort of architecture done with equations rather than with bits of wood and steel First of all not claiming to know more than you know That s the most important thing that science is about uncertainty rather than about certainty What we need is a real research programme that looks at plasma physics as a scientific problem Freeman Dyson 短视已是无益短视已是无益 问题不是错误 而是面对错误的态度 动辄就将国家 民族绑架到一个真假问 题 学术问题上 某科学家 中国的月球照片是真是假是 个原则问题 是不容任何怀疑的 怀疑 其真实性就是对我们国家的侮辱 是对 17000 名工作人员成果的否定 李大嘴 你侮辱我可以 你不能侮辱 我的作品呐 佟湘玉 你留着自己侮辱吧 武林外传 39集 求真唯实 嫦娥第一张照片问题 想当真正的科学家 把手拿开想当真正的科学家 把手拿开 A question that has to be answered So ladies gentlemen I think I should have made clear what physics is In