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科普作家、工程师——米·伊林
前苏联科普作家、工程师、儿童文学作家。1895年诞生于乌克兰。他从小酷爱读书,喜欢大自然,喜爱科学实验。童年时期曾仔细观察和研究蚂蚁的生活情况,观察天空和星象。这一切,为他日后用文艺的手法,诗一般的意境、创作科普作品打下了基础。1914年中学毕业,因成绩优异获得金质奖章。从1924年起,他还在大学念书时就开始创作科学文艺性短文。1925年毕业于列宁格勒工艺学院。1927年创作的《不夜天》是他第一部有分量的作品,一出版就受到读者的喜爱,在之后的30多年中,他为青少年创作了《几点钟》、《黑白》、《十万个为什么》等几十部脍炙人口的科学文艺著作,在普及科学知识、鼓舞人们认识自然,改造自然等方面起了巨大作用。1953年11月15日,在莫斯科逝世,终年58岁。 米伊林的作品作为优秀科普作品的典范,对我国科普创作界产生了很大影响。老一辈的科普作家和50年代成长起来的许多科普作家,都从伊林的作品中受到教益。 伊林善于把文学和科学结合起来,用文艺的笔调,用生动的比喻,用典型的事例,用诗一样的语言,娓娓动听地讲述科学知识。他的作品活泼而又逻辑严谨,趣味是从知识本身中挖掘出来的而不是外加的噱头,材料丰富而不枝蔓。这些都是伊林作品从写作技巧上来看的优点和特点。我国著名科普作家高士其曾在《人民日报》上用“内容丰富,文字生动,思想活泼,段落简短”这样16个字来概括伊林作品的写作特点。 伊林的具有代表性作品有:《十万个为什么》、《不夜天》、《黑白》、《几点钟》、《在你周围的事物》、《自动工厂》、《原子世界旅行记》、《人怎样变成巨人》(第一、二、三部)、《书的故事》。 《十万个为什么》已使无数中国青少年迈进知识大门,伊林的《十万个为什么》用屋内旅行记的方式,对日常生活中的许多事物提出饶有兴味的问题,进行有启发性的解释。“十万个为什么”这个现在已经被国内广为采用的书名,最初是由伊林取自英国作家卢.吉卜林的一句话:“五千个哪里,七千个怎样,十万个为什么”。当时的《十万个为什么》仅5万字,那是一本“在屋子里边走边写的书”。他会把简单的问题想得津津有味,讲得津津有味。 现在让我们来看看伊林作品的具体内容: 它采用“屋内旅行记”的方式,对日常生活中的各种事物,提出许多意想不到的问题,比如:是谁发明细瓷器的?有没有硬的液体?穿三件衬衣暖,还是穿一件三倍厚的衬衣暖?为什么水不会燃烧?伊林用浅显易懂却又富有启发性的道理,娓娓动听地向读者进行解释。 这么多互不相干的内容,初看上去好像万花筒,但实际上,这些问题及其解释都是多种多样的材料,全部服从一个经过严密思考的计划。让我们来看看《碗柜》那一章的结构吧。这里排列着厨房里面的瓦罐的亲属们——茶杯、茶碟、茶壶和细瓷的有柄大杯子,那里还有别的东西——玻璃器。关于瓷器和玻璃器的故事里包含许多内容:制造瓷器的秘密,制造“坚硬”的液体——玻璃和玻璃器的方法,以及玻璃的特性。这是一篇首尾相连的故事,它的主人公是瓷器和玻璃;说得确切一些,是每只碗、碟子、玻璃杯和花瓶里所包含的人类劳动的故事。其中讲到瓷器和玻璃两大生产部门的历史,讲到复杂的工艺学,也讲到材料的物理和化学性质,内容和形式是和谐统一的。它有的是短篇小说,有的是生产部门参观记,有的是科学成就的通俗讲解。读者就这样兴趣盎然地跟着作者的笔触,在知识的海洋里遨游。 站在他家的水龙头前,他开始想水。为什么水能灭火?伊林的一位熟人说,因为水又湿又冷。伊林说,煤油也又湿又冷,你试试用煤油来灭火吧。同样的问题是,我们为什么用水来洗涤?难道仅仅因为水是液体吗,你把衣服放在水里,看它能不能自己变干净? 我们为什么要喝水?成人的身体里有四分之三是水,这水是从哪里来的?人就像一块雨中的海绵,所有的孔洞都渗透了水,只要挤一挤就能出得来。但是,如果挤掉了所有的水分,人肯定就是动物里最难看的一个,因为他死了,而且成了木乃伊。 然后跟着伊林走到他家的炉子旁,开始想火。炉子烧着以后,劈柴到哪里去了?如果说烧掉了,那应该算你看出来的,而不是你想出来的。炉子里火旺的时候,为什么呼呼直响?“火旺呗。”这是一个思想懒汉的声音,伊林告诉我们那是“跑动的空气”。其实人就是一个“炉子”。伊林给我们出了个谜语:“炉子烧着了,却没有火焰;空气从哪里进去,烟就从哪里出来。”这是什么?谜底就是“人”。在我们这个炉子里燃烧的劈柴就是食物,因为不停地吃东西,所以我们的身体才一直是热的。如果一个人手凉了,脚凉了,后背凉了,心也凉了,什么东西都凉了,那他肯定是个死人。 伊林家的东西真不简单。他家的餐桌,让他想了许多。他家的厨房,又让他想了许多。他家的碗柜和衣柜,也让他想了许多。把简单的事情想得如此有趣。 伊林在他们家里走了20多步,就写了一本小书,然后告诉我们,这是一本导游书,是写给那些愿意在家里作一次旅行的人的。 伊林搞科普,不给你讲生活常识,而是以散文的笔调讲很哲学的道理,讲很哲学的人。 《人怎样变成巨人》一本书,以社会发展史作为背景,来叙述科学发展的历史 。第一部,从人类的起源、古猿变成人说起,讲人类在原始社会里怎样逐渐认识世界,改造 世界,同时也改造了自己,最后讲到科学在初期奴隶社会里的萌芽。第二部,是伊林和谢加尔合写的。它叙述科学在奴隶社会里发展的故事,以整个奴隶社会的历史作为背景,阐述新的科学思想跟旧的传统观念的斗争,唯物主义跟唯心主义的斗争,最后说到奴隶社会的崩溃。 伊林的科普名著《人与自然》,作者对科学与大自然的热情和生动的文笔,给读者强烈的感染和冲击,使我们觉得伊林不仅给了读者丰富、新鲜的知识,也给读者一次生动、具体、亲切的思想教育。可以看出伊林热爱生活、热爱科学、热爱人民和祖国的胸怀。 《在你周围的事物》是一本科学读物,也是一本文艺作品,里面有故事,有童话。它讲的是在你周围的一些平常的事物,可是有好多你以前却没有听到过,比如说,练习薄是长在树林里的,衬衣是生长在田地里的,或者说冰雹会说明高空正在刮什么风,不倒翁会解释船舶为什么不会倾覆。它告诉你一些就近的事物,也告诉你一些远的事物。它帮助你睁开眼睛去认识大自然,也知道你开动脑筋去改造大自然。这虽然是一本十几万字的大书,读起来却十分轻松,因为它写得生动活泼,浅显明白,有趣而且容易接受。 伊林作品译介到中国来已有半个多世纪。在长达70多年的时间里,版次不断增加,印数始终不衰,一直是广大青少年和成年读者的良师益友。 由于伊林的作品是在20年代写的,难免受历史的局限。但是伊林创作所遵循的指导思想、原则和方法,他那高超的写作技巧、阐述的科学基本原理,仍然具有现实意义。由于科学和历史的发展,我们今天来看伊林的具体作品,也可以找到一些受历史局限的不足之处或问题。这一点我们不能苛求于已经逝世近40多年的伊林,而是需要我们从他的作品中吸取宝贵的经验,领会其深刻的科学内涵,看到更多像伊林作品那样的符合时代要求的新作品。
世界最高的观光电梯
世界最高的观光电梯 在湖南张家界武陵源风景区建造的百龙旅游电梯,是目前世界上最高的全暴露双层、最大载重、速度最快的户外观光电梯。该电梯依山体垂直而建,垂直高差335米,运行高度326米,由156米山体竖井和 ;171米贴山钢结构井架组成,由3台双层全暴露观光电梯并列分体运行,每小时可运送3000名游客,共耗资1.2亿元。 ;
当城市交通变得聪明!澳洲车辆安装自动上锁
中心城区停车难、出行交通拥堵不堪、轨交换乘不方便……当城市交通为我们的生活带来便捷时,也在制造着各种烦恼。经济手段与公共政策固然是城市交通治理中不可或缺的手段,但别忘记科技的力量才是真正能让城市交通更美好的关键。 当城市交通变得便利的时候,总有一些“不听话”的司机喝着酒开着车唱着歌闯着祸,据统计,澳大利亚每年约有1700人死于交通事故,其中三分之一的人死于酒后驾车引起的事故。交通事故造成的经济损失每年高达15亿澳元。为了减少交通事故的发生,澳大利亚开启了“科技治理交通”的多样方式。 驾照考试极其严格:拿个驾照至少要4年 在澳大利亚,驾照考试非常严格,从决定考驾照到持照上路,往往要历经多层考核,花费很长时间。考取驾照的程序在各州有所差别。以澳大利亚东南部的新南威尔士州为例,公民满16周岁时,先要通过视力测试,再通过道路法规知识考试,才能取得“学习驾驶证”。澳大利亚十分注重司机的安全。司机开车两小时后,必须休息15分钟至半小时以防疲劳驾驶。每次停车休息都会由方向盘下的一个记录装置记下来。如果没有这些记录司机就会被罚款、扣分。所以,不管时间多紧张,司机都会严格执行这一规定,绝不因为赶路而违规。这样因疲劳驾驶而导致的交通事故发生率,就被大大降低了。 出最严醉驾法规:用智能科技为生命护航 为打击醉酒驾驶,澳大利亚维多利亚州将出台有史以来最严格的交通法规,要求所有醉驾司机在车内安装酒精检测连锁装置,费用由司机个人承担。新法实施后,每年将有超过1.7万名血液酒精含量超过0.05的醉驾司机被要求安装这一设备。 据悉,当连锁装置探测到驾车者血液酒精含量超标后,会自动锁住车辆引擎,使其无法发动行驶。根据司机的血液酒精浓度以及是否为醉驾惯犯,该设备的强制安装时间从6个月到4年不等,6个月的花费为1049澳元,4年将花费6509澳元。 国外的智能城市交通技术 英国篇 伦敦是全球最早采取智能交通体系的城市。每辆火车都使用全球定位系统,交通控制中心掌握每辆车的位置。站台上的乘客随时可以在显示牌上了解下一趟车的抵达时间和终点站;站台上的传感器将等候的乘客数提供给控制中心,调度人员便可以灵活机动地控制车次和出车的时间间隔。 在伦敦停车的高峰时间,人们通常会通过网络及时查询地下停车位的空闲情况,下订单预订停车位,这项信息服务有时候会节省不少的时间。 日本篇 早在1996年,日本政府就制定了智能交通控制系统的发展构架。这个构架主要包括先进的车辆导航系统、自动收费、公共交通信息系统、专业运输车辆的管理等等。比如在公交车辆的运行及管理控制系统的服务中,可以收集和处理实时的公共交通运输信息,系统可以和交通控制中心取得联系,通过对信号灯控制系统的调整,保证公交运输畅通无阻。虽然日本路面交通也有拥堵的现象,但公交车晚点的情况并不严重,与智能交通控制系统有很大关系。 目前日本正在加紧对高级巡航辅助道路交通系统的研究,为道路行驶的安全系数再加上一重砝码。它会通过感应器来采集道路上的信息,向驾驶人员发出危险警告,在特定情况下它还能帮助驾驶人员进行刹车等操作,有效的预防交通事故。 美国篇 美国交通警察开罚单也借用了智能化管理。如果被警察发现开车违规,警察索取违规者的驾照后,到警车内利用车内电脑与交管部门数据库无线连接。从数据库里,不但可当即查到违规车辆是否有法律问题,如保险过期或安检未过关等,还可查到驾驶人的违规乃至犯罪记录。大量的刑事罪犯不是被刑警侦破,而是被交警拦下罚款时发现的。  ; 科技产品帮你判断是不是喝“高”了:buzzed buzzer酒精检测器:避免酒驾 世界末日并没有在2012年12月21日来临,而新的一年即将如期而至,不少人开始召集亲朋好友,准备举行新一年的倒计时聚会。当然,聚会中难免会有饮酒的情况发生,而饮酒后驾车更是一件危险的事情。有没有东西可以简单检测人体的酒精含量呢?答案是肯定的。最近国外两位发明者在欢庆喇叭的基础上,嵌入了一款电子酒精检测器,它能够轻易检测出谁在聚会时喝了酒,从而避免他酒后开车。   据悉,这款电子酒精检测蜂鸣器内置了一个酒精传感器,一个微型电路控制器,一个喇叭以及一个外接充电接口。通过将它嵌入普通的节庆喇叭后,当使用者往喇叭里面吹气时,酒精传感器会检测人们口气中酒精的含量,如果检测出其中没有酒精,喇叭不会发出声响,否则,喇叭会发出明显的蜂鸣声。   不过,聚会的人们如果没有开车,那大可不必担心饮酒后遭到这款检测器的报警,相反,酒后吹起它来可能还更加带劲。 开车前管好你的嘴,以免吃错东西“被酒驾”:盘点可能被酒驾食品药品 有人微博上称自己喝了一瓶酸梅汤后开车,竟被交警查出酒驾,在网上引发热议。继藿香正气水、蛋黄派后,又有食品成为了“被酒驾”的罪魁祸首。不少网友表示,如果能有一个名录让驾驶员知道哪类食品药品会导致酒驾,那么驾驶员就可以规避风险,避免麻烦。本报昨日采访了交警营口道大队相关负责人,他根据经验,盘点出了会使驾驶员“被酒驾”的食品药品名单。 酸梅汤也会“被酒驾”? 喝酸梅汤真的会查出酒驾吗?据交警营口道大队有关负责人表示,这是有可能的,因为酸梅汤里可能含有低浓度的醇类化合物,就是酒精的主要成分。驾驶员大量饮用后立即开车,酒精尚在驾驶员口内未消散,就可能会被查出酒驾。但由于酒精的含量较少,隔上一小段时间,气味就会消散,这时再做吹气实验可能就不会显示酒驾了。交警表示,如果驾驶员在喝了酸梅汤后真被查出酒驾也不必太惊慌,可以说明情况,做进一步的血液酒精含量检测,以证清白。 都是乌梅惹的“祸” 酸梅汤为何会产生酒精呢?这可能是最令驾驶员们不解的问题。走访了一些超市,发现市场上售卖的酸梅汤饮料和一些用来冲泡的酸梅粉中几乎没有什么“可疑”的成分。在某品牌的酸梅汤饮料瓶上标注的配料表为:水、白砂糖、乌梅、山楂、甘草、精制盐、橘皮、食品添加剂(苹果酸、食用香精、焦糖色、乳化硅油),看似没有一样能与酒精沾上边。 酸梅汤中真正“惹祸”的成分是乌梅。乌梅的主要成分是果酸与苯甲醛等化合物,在经蒸煮或酵母菌发酵后会产生低浓度的醇类化合物,就是低浓度的乙醚,这个道理就像是买回的水果放久了,再吃会感觉有酒味。 这些食品药品可能“被酒驾” 食品类:腐乳、蛋黄派、果啤(配料里有啤酒花)、醉蟹(螺、虾)、糟鸡(肉)、啤酒鸭、酒酿元宵等。含糖量高的苹果、香蕉、梨、猕猴桃等水果,如储存不当,也会产生酒精。 药品类:藿香正气水、正骨水、十滴水、消咳喘糖浆等一些中成药。《中国药典》的记载含有酒精的药物:寄生追风液、十全大补酒、舒筋活络酒、胡蜂酒、国公酒、三两半药酒等酒剂;云香祛风止疼酊、姜酊、颠茄酊、远志酊等酊剂(均为内用)。一些注射液也含有乙醇,比如氢化可的松注射液、尼莫地平注射液、血栓通注射液、尼麦角林注射液、多西他赛等。 用品:食用口腔清新剂、漱口水。  ;  ;
化学家---阿尔弗雷德·贝恩哈德·诺贝尔
1833年10月21日出生于瑞典首都斯德哥尔摩。母亲是以发现淋巴管而成为著名的瑞典博物学家——鲁德贝克的后裔。他从父亲伊曼纽尔诺贝尔那里学习了工程学的基础,也像父亲一样具有发明的才能。诺贝尔的父亲伊曼纽尔诺贝尔是位发明家,在俄国拥有大型机械工厂,1840—1859年其父在圣彼得堡从事大规模水雷生产,这些水雷及其他武器曾用于克里米亚战争。他发明了家用取暖的锅炉系统、设计了一种制造木轮的机器、设计制造了大锻锤、改造了工厂设备。1853年5月,沙皇尼古拉一世为了表彰伊曼纽尔诺贝尔的功绩,破例授予他勋章。在父亲永不停息的创造精神影响和引导下,诺贝尔走上了光辉灿烂的科学发明道路。 诺贝尔一家于1842年离开斯德哥尔摩同当时正在圣彼得堡的父亲相团聚。他的299种发明专利中有129种发明是关于炸药的,所以诺贝尔被称为炸药大王。 诺贝尔一生未婚,没有子女。一生的大部分时间忍受着疾病的折磨。他生前有两句名言:我更关心生者的肚皮,而不是以纪念碑的形式对死者的缅怀、我看不出我应得到任何荣誉,我对此也没有兴趣。多么质朴无华的语言!却道出了真谛。奢华的语言,包裹着华丽外衣的语言,有时候是不管用的。 重返瑞典以后,诺贝尔开始制造液体炸药硝化甘油。在这种炸药投产后不久的1864年,工厂发生爆炸,诺贝尔最小的弟弟埃米尔和另外4人被炸死。由于危险太大,瑞典政府禁止重建这座工厂,被认为是科学疯子的诺贝尔,只好向朋友借了一只船在湖面的船上进行实验,寻求减小搬动硝化甘油时发生危险的方法。在一次偶然的机会,他发现:硝化甘油可以被干燥的硅藻土所吸附;这种混合物可以安全运输。上述发现使他得以改进黄色炸药和必要的雷管。 黄色炸药在英国(1867年)和美国(1868年)取得专利之后,诺贝尔进而实验并研制成一种威力更大的同一类型的炸药爆炸胶,于1876年取得专利。大约10年后,又研制出最早的硝化甘油无烟火药弹道炸药。他曾要求弹道炸药的专利权要包括柯达炸药,但遭到法庭否决。诺贝尔在全世界都有炸药制造业的股份,加上他在俄国巴库油田的产权,所拥有的财富是巨大的,他因此不得不在世界各地不停地奔波。诺贝尔本质上是一位和平主义者,希望他发明的破坏性炸药有助于消灭战争,但他对人类和国家的看法是悲观主义的。 诺贝尔在圣彼得堡长大和求学后去法国和美国深造。学成返回瑞典从事化学,尤其是炸药的研究与发明。诺贝尔父子在斯德哥尔摩市郊建立试验室,首次研制出解决炸药引爆的雷汞管。1863年开始生产甘油炸药,由于液体炸药容易发生爆炸事故,1866年他制造出固体的安全猛烈炸药达那马特,这一产品成为以后诺贝尔国际性工业集团的基石。 1867年又发明安全雷管引爆装置,随后又相继发明威力更大的炸药多种。他毕生共有各类炸药及人造丝等近400项发明,获85项专利。这些发明使诺贝尔在世界化学史上占有重要地位。诺贝尔通过制造炸药积累大量财富,他购入瑞典b。哥尔斯邦军火化工厂性大部分股权,创建了诺贝尔化工公司,在西欧各国开设生产炸药性两个托拉斯,拥有在俄国巴库开采石油的诺贝尔兄弟公司。 在他的遗嘱中,他利用他的巨大财富创立了诺贝尔奖,各种诺贝尔奖项均以他的名字命名。人造元素锘(nobelium)就是以诺贝尔命名的。诺贝尔的事迹还被国标苏教版语文第九册(五年级上册)介绍,列入课文。 诺贝尔对文学有长期的爱好,在青年时代曾用英文写过一些诗。后人还在他的遗稿中发现他写的一部小说的开端。他对各种人道主义和科学的慈善事业捐款十分慷慨,把大部分财产都交付给了信托,设立了后来成为国际最高荣誉的奖金——诺贝尔奖金,即和平、文学、物理学、化学、生理学或医学共5项诺贝尔奖金(其中,诺贝尔经济学奖金是瑞典国家银行在1968年提供资金增设的)。 鲜为人知的是诺贝尔同时也是一位剧作家,但是一直到他垂危的时候,他唯一的一部剧作才得以复印。可惜的是,他的作品被认为是诽谤滋事、亵渎神明,一迨诺贝尔过世就几乎全都被销毁了,只有区区三份得以幸存。一直到2003年,首部幸存版才在瑞典出版。除了世界语外,这部戏剧还没有被翻译成其它语言,包括英语。 诺贝尔在他生命的最后几年,曾先后立下过3份内容非常相似的遗嘱。第一份立于1889年,第二份立于1893年,第3份则立于1895年,最后存放在斯德哥尔摩一家银行,也就是要以它为准的最后遗嘱。 这份遗嘱取消了分赠亲友的部分,将自己的全部财产用于设立奖励基金,于1897年初在瑞典公布于众: ; ; ; 签名人阿尔弗雷德诺贝尔,在经过成熟的考虑之后,就此宣布关于我身后可能留下的财产的最后遗嘱如下: ; ; ; 我所留下的全部可变换为现金的财产,将以下列方式予以处理:这份资本由我的执行者投资于安全的证券方面,并将构成一种基金;它的利息将每年以奖金的形式,分配给那些在前一年里曾赋予人类最大利益的人。上述利息将被平分为5份,其分配办法如下:一份给在物理方面作出最重要发现或发明的人;一份给作出过最重要的化学发现或改进的人;一份给在生理和医学领域作出过最重要发现的人;一份给在文学方面曾创作出有理想主义倾向的最杰出作品的人;一份给曾为促进国家之间的友好、为废除或裁减常备军队以及为举行和平会议作出过最大或最好工作的人。物理和化学奖金,将由瑞典皇家科学院授予;生理学和医学奖金由在斯德哥尔摩的卡罗琳医学院授予;文学奖金由在斯德哥尔摩的瑞典文学院授予;和平奖金由挪威议会选出的一个五人委员会来授予。我的明确愿望是,在颁发这些奖金的时候,对于授奖候选人的国籍丝毫不予考虑,不管他是不是斯堪的纳维亚人,只要他值得,就应该授予奖金。 ; ; 我在此声明,这样授予奖金是我的迫切愿望。 这是我的唯一有效的遗嘱。在我死后,若发现以前任何有关财产处理的遗嘱,一概作废。 阿尔弗雷德伯哈德诺贝尔 1895年11月27日 在诺贝尔遗嘱公布之初,瑞典社会舆论的批评和谴责之声占了上风。报界公开地鼓励亲属上诉,反对它的理由主要是法律缺陷和不爱国。报界说,一个瑞典人不注意瑞典的利益,既不把这笔巨额遗产捐赠给瑞典,也没有给瑞典人甚至斯堪的纳维亚人获奖的优先权,还要瑞典承揽这些额外工作,从而给瑞典人带来不能给他们任何利益的麻烦,那纯粹是不爱国的,瑞典的奖金颁发机构将不可能令人满意地完成分派给它们的任务。 遗嘱还把颁发和平奖金的任务交给一个由挪威议会指定的委员会,瑞典与挪威之间的关系当时已经非常紧张,这将要严重损害瑞典的利益。一部分社会民主党人士指责说,诺贝尔设立奖金支持个别杰出人物,无助于社会进步。他们认为,诺贝尔的财产来自劳动和大自然,应该使社会每一个成员都得到益处。 而对法律缺陷的批评,曾被认为将使整个的遗嘱失效。高明的律师们挑出的第一个毛病是,遗嘱中没有明确讲出立嘱人是哪国公民。这样一来,就难以确定该由哪个国家的执法机关来判决遗嘱的合法性,更无法确定该由哪国政府来组织诺贝尔基金委员会了。这个指责不是没有道理的,因为,诺贝尔生在瑞典,成长在俄国,创业活动遍及欧洲,晚年也没有成为任何一个欧洲国家有国籍的公民。他们挑出的第二个毛病是,遗嘱没有明确指出全部财产由谁来负责保管。他们说,虽然遗嘱说要成立一个基金会,但又没有指定由谁来组织这个基金会。所以,可以认为,遗嘱执行人无权继承遗产,而继承遗产的基金会又不存在。 最令人丧气的是,诺贝尔在遗嘱中委托瑞典科学院来评定物理学和化学奖金,而该院院长汉斯福舍尔却主张把诺贝尔的财产捐赠给瑞典科学院,福舍尔还拒绝参加研究评奖细则的会议。 遗嘱执行人索尔曼等人不懈努力,1898年5月21日,瑞典国王宣布诺贝尔遗嘱生效。1901年6月29日,瑞典国会通过了诺贝尔基金会章程。1901年12月10日,即诺贝尔逝世5周年的纪念日,颁发了首次诺贝尔奖。 去世前于1895年立下遗嘱,将其财产性大部分920万美元作为基金,以其年息(每年20万美元)设立物理、化学、生理或医学、文学以及和平事业5种奖金(1969年瑞典国家银行增设经济学奖金),奖励当年在上述领域内作出最大贡献的学者。从1901年开始,奖金在每年诺贝尔逝世时间12月10日下午四点半颁发。 诺贝尔一生在死神的威胁下为人类向大自然索取动力,在讲述自己一生的科学技术成就时他只用了简短的几句话——本文作者生于1833年10月21日,他学问从家庭教师处得来,从没有进过高等学校。他特别致力于应用化学的研究,生平所发明的炸药有:猛炸药、无烟火药、‘巴立斯梯’或称c89号,1884年加入瑞典皇家科学会、伦敦的皇家学会和巴黎的土木工程师学会。1880年得瑞典国王创议颁发的科学勋章,又得到法国大勋章。 1896年,诺贝尔本人得了心绞痛和心脏病,并且非常严重,具有讽刺意味的是医生建议他服用硝化甘油(当时试验证明有效,但没有理论支持)他不予理睬直到去世。直到一百多年后三位获得1998年诺贝尔医学奖的科学家发现硝化甘油中的一氧化氮是机体产生的一种信号分子,能够舒张血管从而有利于血液循环,对心血管系统产生益处,才得到了理论上的支持。 ; ; 
美国天文学家——爱德温·哈勃
美国天文学家爱德温哈勃(edwin p. hubble)(1889~1953)是研究现代宇宙理论最著名的人物之一,是河外天文学的奠基人。他发现了银河系外星系存在及宇宙不断膨胀,是银河外天文学的奠基人和提供宇宙膨胀实例证据的第一人。 哈勃(edwin powell hubble,1889.11.20~1953.9.28),美国天文学家,观测宇宙学的开创者。1889年11月20日生于密苏里州马什菲尔德,1953年9月28日卒于加利福尼亚圣马力诺。 1906年6月,17岁的哈勃高中毕业,获得芝加哥大学奖学金,前往芝加哥大学学习,在大学期间,他受天文学家海尔启发开始对天文学产生更大的兴趣。他在该校时即已获数学和天文学的校内学位。1910年,21岁的哈勃在芝加哥大学毕业,获得奖学金,前往英国牛津大学学习法律,23岁获文学士学位。 1913年在美国肯塔基州开业当律师。后来,他终于集中精力研究天文学,并返回芝加哥大学,25岁到叶凯士天文台攻读研究生,28岁获博士学位。在该校设于威斯康星州的叶凯士天文台工作。在获得天文学哲学博士学位和从军两年以后,1919年退伍到威尔逊天文台(现属海尔天文台)专心研究河外星系并作出新发现。 哈勃对20世纪天文系作出许多贡献,被尊为一代宗师。其中最重大者有二:一是确认星系是与银河系相当的恒星系统,开创了星系天文学,建立了大尺度宇宙的新概念;二是发现了星系的红移-距离关系,促使现代宇宙学的诞生。 1914年,他在叶凯士天文台开始研究星云的本质,提出有一些星云是银河系的气团。他发现亮的银河星云的视直径同使星云发光的恒星亮度有关。并推测另一些星云,特别是具有螺旋结构的,可能是更遥远的天体系统。 1919年,他用世界上最大的150厘米和254厘米望远镜照相观测旋涡星云。当时天文界正围绕“星云”是不是银河系的一部分这个问题展开了激烈的讨论。 1923~1924年,哈勃用威尔逊山天文台的254厘米反射望远镜拍摄了仙女座大星云和m33的照片,把它们的边缘部分分解为恒星,在分析一批造父变星的亮度以后断定,这些造父变星和它们所在的星云距离我们远达几十万光年,远超过当时银河系的直径尺度,因而一定位于银河系外,即它们确实是银河系外巨大的天体系统——河外星系。 1924年在美国天文学会一次学术会议上,正式公布了这一发现。这项发现使天文学家们关于“宇宙岛”的争论胜负立即分出,所有天文学家都意识到,多年来关于旋涡星云是近距天体还是银河系之外的宇宙岛的争论就此结束,从而揭开了探索大宇宙的新的一页。 1926 年,他发表了对河外星系的形态分类法,后称哈勃分类。 20世纪初,斯里弗对旋涡星云光谱作过多年研究,发现谱线红移现象。在斯里弗观测的基础上,哈勃与助手赫马森合作,对遥远星系的距离与红移进行了大量测量工作,发现远方星系的谱线均有红移,而且距离越远的星系,红移越大,于是得出重要的结论:星系看起来都在远离我们而去,且距离越远,远离的速度越高。 1929年他通过对已测得距离的20多个星系的统计分析,更进一步发现星系退行的速率与星系距离的比值是一常数。两者间存在着线性关系。这一关系后被称为哈勃定律。这个被称为哈勃常数的速率就是星系的速度同距离的比值。 这一结论意义深远,因为一直以来,天文学家都认为宇宙是静止的。若认为红移是星系视向运动的多普勒效应造成的,则红移-距离关系表明,距离越远的星系正以越来越快的速度远离我们。运用广义相对论,人们通常把哈勃定律解释为宇宙膨胀的必然结果。哈勃定律的发现有力地推动了现代宇宙学的发展。 后来经过其他天文学家的理论研究之后,宇宙已按常数率膨胀了137亿年。 20世纪初,大部分天文学家都认为宇宙不会膨胀出银河系。但20世纪20年代初,哈勃用当时最大的望远镜观察神秘的仙女座时,发现仙女座中的星云不是银河系的气体,而是一个完全独立的星系。在银河系之外存在许多其它的星系,宇宙比人类想象的要大许多。 哈勃还对旋涡星云的空间分布进行了研究,1936年在所著《星云世界》一书中绘出了旋涡星云按银道坐标的空间分布图。该图表明,在银道面上几乎完全看不到旋涡星云,在银道面两旁所见也不多,而随着银纬增高,所见到的旋涡星云越多。这一现象是由于银河系内银道面附近浓密的星际物质的吸光作用造成的。 他还研究了银河星云的发光机制,1922年指出,发射星云近旁往往有光谱型早于b1型的恒星,反射星云近旁往往有晚于b1型的恒星。 1953年,哈勃在回家途中突发中风,不幸逝世。1990年,美国国家航空航天局(nasa)发现空间望远镜,为纪念哈勃的丰功伟绩,命名为“哈勃空间望远镜”。这是nasa“大天文台计划”的四个空间望远镜中的第一颗。另外三颗分别为:康普顿伽马射线天文台,钱德拉x射线天文台,斯必泽红外空间望远镜。哈勃空间望远镜以光学与近红外观测为主。这四个空间望远镜覆盖了电磁波全波段,为人类认识广袤宇宙作出划时代的伟大贡献。 哈勃的著作有《星云世界》、《用观测手段探索宇宙学问题》等,两书都是现代天文学名著。他曾经获得太平洋天文学会奖章和英国皇家天文学会金质奖章。 哈勃太空望远镜(hubble space telescope,缩写为hst),是以天文学家哈勃为名,在轨道上环绕着地球的望远镜。他的位置在地球的大气层之上,因此获得了地基望远镜所没有的好处-影像不会受到大气湍流的扰动,视相度绝佳又没有大气散射造成的背景光,还能观测会被臭氧层吸收的紫外线。于1990年发射之后,已经成为天文史上最重要的仪器之一。他已经填补了地面观测的缺口,帮助天文学家解决了许多根本上的问题,对天文物理有更多的认识。哈勃的哈勃超深空视场是天文学家曾获得的最深入(最敏锐的)的光学影像。 ; 从他于1946年的原始构想开始,直到发射为止,建造太空望远镜的计划不断的被延迟和受到预算问题的困扰。在他发射之后,立即发现主镜有球面像差,严重的降低了望远镜的观测能力。 幸好在1993年的维修任务之后,望远镜恢复了计划中的品质,并且成为天文学研究和推展公共关系最重要的工具。哈勃空间望远镜和康普顿伽玛射线天文台、钱德拉x射线天文台、斯必泽空间望远镜都是美国宇航局大型轨道天文台计划的一部分 。哈勃空间望远镜由nasa和eso合作共同管理。 哈勃的未来依靠后续的维修任务是否成功,维持稳定的几个陀螺仪已经损坏,2007年,连备用的也已经耗尽,而且另一架用于指向的望远镜功能也在衰减中。陀螺仪必须要以人工进行维修,在2007年1月30日,主要的先进巡天照相机(acs)也停止工作,在执行人工维修之前,只有超紫外线的频道能够使用。 另一方面,如果没有再提升来增加轨道高度,阻力会迫使望远镜在2010年重返大气层。自从2003年航天飞机哥伦比亚不幸事件之后,由于国际太空站和哈勃不在相同的高度上,使得太空人在紧急状况下缺乏安全的避难场所,因而nasa认为以载人太空任务去维修哈勃望远镜是不合情理的危险任务。 nasa在重新检讨之后,执行长麦克格里芬在2006年10月31日决定以亚特兰大进行最后一次的哈勃维修任务,任务的时间安排在2008年9月11日,基于安全上的考量,届时将会让发现号在lc-39b发射台上待命,以便在紧急情况时能提供救援。计划中的维修将能让哈勃空间望远镜持续工作至2013年。如果成功了,后继的詹姆斯韦伯太空望远镜(jwst)应该已经发射升空,可以衔接得上任务了。韦伯太空望远镜在许多研究计划上的功能都远超过“哈勃”,但将主要观测红外线波段,因此在光谱的可见光和紫外线领域内无法取代哈勃的功能。  ;
新西兰奶粉可直邮 “洋奶粉”价格继续攀升
经过了一个多月漫长的“断奶”期后,新西兰的奶粉又开始大量供应中国。2013年2月18日了解到,新西兰几家大型的华人奶粉运输商按要求办理了新西兰的出口运输奶粉的各种手续。一位刚刚拿到rmp认证的新西兰华裔奶粉销售商乔羽梁称,他从奶粉代购转变成为“正规军”后,虽然不用担心“跑货源”了,但他也丧失了原本代购的价格优势。 在多家淘宝网店,打着“经过rmp认证”的奶粉其价格已经比两个月前涨了不少。依靠海外代购购买新西兰奶粉的家长刘女士抱怨,她曾经购买的新西兰奶粉新西兰可瑞康金装加强版2段奶粉在新政出来前,代购价格是170元左右,现在通过国内正规代理商购买的话要210元。对于奶粉的价格狂飙,一家已获得新西兰rmp认证的代购网店导购表示,办理手续以及缴纳税款等原因,与之前通过个人物品途经的代购已不是同一回事。由于成本的增加,势必会给终端的中国市场带来一定的影响。 食品行业分析师边晨光表示,一方面,新西兰奶粉解禁直邮中国业务,在一定程度上缓解了中国市场新西兰奶粉紧张的局面。奶粉出口渠道的限制只会提高淘宝等购物网站的售价,对于国内整体奶粉价格和国外品牌奶粉销售价格影响不大。但另一方面,收紧出口渠道将增加洋奶粉品牌的话语权。目前,继新西兰之后,澳大利亚也在酝酿限购政策,未来中国消费者或将成为刀俎之肉,中国市场已难阻洋奶粉涨价势头。  ;
物理学家、天文学家——艾萨克·牛顿
牛顿(1643年1月4日—1727年3月31日)爵士,英国皇家学会会员,是一位英国物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家、炼金术士和反对三位一体的不信耶稣否定救赎论和原罪的基督徒,著有《自然哲学的数学原理》、《光学》、《二项式定理》和《微积分》。 他在1687年发表的论文《自然哲学的数学原理》里,对万有引力和三大运动定律进行了描述。这些描述奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点,并成为了现代工程学的基础。他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性,展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律;从而消除了对太阳中心说的最后一丝疑虑,并推动了科学革命。 在力学上,牛顿阐明了动量角动量守恒之原理。在光学上,他发明了反射式望远镜,并基于对三棱镜将白光发散成可见光谱的观察,发展出了颜色理论。他还系统地表述了冷却定律,并研究了音速。在数学上,牛顿与戈特弗里德莱布尼茨分享了发展出微积分学的荣誉。他也证明了广义二项式定理,提出了牛顿法以趋近函数的零点,并为幂级数的研究作出了贡献。 在2005年,英国皇家学会进行了一场谁是科学史上最有影响力的人的民意调查,牛顿被认为比阿尔伯特爱因斯坦更具影响力。对牛顿的毛发基因分析。认为是个艾斯伯格症候群携带者。有xq28的基因表现我不知道在别人看来,我是什么样的人;但在我自己看来,我不过就像是一个在海滨玩耍的小孩,为不时发现比寻常更为光滑的一块卵石或比寻常更为美丽的一片贝壳而沾沾自喜,而对于展现在我面前的浩瀚的真理的海洋,却全然没有发现。 ; ; ; 如果说我比别人看得更远些,那是因为我站在了巨人的肩上。 ; ; ; 无知识的热心,犹如在黑暗中远征。 ; ; ; 你该将名誉作为你最高人格的标志。 ; ; ; 我能算出天体运行的轨道,却算不出人性的贪婪。 按照现代的历法,1643年1月4日,艾萨克牛顿出生于英格兰林肯郡乡下的一个小村落伍尔索普村的伍尔索普(woolsthorpe)庄园。在牛顿出生之时,英格兰并没有采用教皇的最新历法,因此他的生日被记载为1642年的圣诞节。牛顿出生前三个月,他同样名为艾萨克的父亲才刚去世。由于早产的缘故,新生的牛顿十分瘦小;据传闻,他的母亲汉娜艾斯库(hannah ayscough)曾说过,牛顿刚出生时小得可以把他装进一夸脱的马克杯中。当牛顿3岁时,他的母亲改嫁并住进了新丈夫巴纳巴斯史密斯(barnabus smith)牧师的家,而把牛顿托付给了他的外祖母玛杰里艾斯库(margery ayscough)。年幼的牛顿不喜欢他的继父,并因母亲改嫁的事而对母亲持有一些敌意,牛顿甚至曾经威胁我那姓史密斯的父母亲,要把他们连同房子一齐烧掉…… 大约从五岁开始,牛顿被送到公立学校读书。少年时的牛顿并不是神童,他资质平常、成绩一般,但他喜欢读书,喜欢看一些介绍各种简单机械模型制作方法的读物,并从中受到启发,自己动手制作些奇奇怪怪的小玩意,如风车、木钟、折叠式提灯等等。 传说小牛顿把风车的机械原理摸透后,自己制造了一架磨坊的模型,他将老鼠绑在一架有轮子的踏车上,然后在轮子的前面放上一粒玉米,刚好那地方是老鼠可望不可及的位置。老鼠想吃玉米,就不断地跑动,于是轮子不停地转动;又一次他放风筝时,在绳子上悬挂着小灯,夜间村人看去惊疑是彗星出现;他还制造了一个小水钟。每天早晨,小水钟会自动滴水到他的脸上,催他起床。他还喜欢绘画、雕刻,尤其喜欢刻日晷,家里墙角、窗台上到处安放着他刻画的日晷,用以验看日影的移动。 牛顿12岁时进了离家不远的格兰瑟姆中学。牛顿的母亲原希望他成为一个农民,但牛顿本人却无意于此,而酷爱读书。随着年岁的增大,牛顿越发爱好读书,喜欢沉思,做科学小实验。他在格兰瑟姆中学读书时,曾经寄宿在一位药剂师家里,使他受到了化学试验的熏陶。 牛顿在中学时代学习成绩并不出众,只是爱好读书,对自然现象有好奇心,例如颜色、日影四季的移动,尤其是几何学、哥白尼的日心说等等。他还分门别类的记读书笔记,又喜欢别出心裁的作些小工具、小技巧、小发明、小试验。 当时英国社会渗透基督教新思想,牛顿家里有两位都以神父为职业的亲戚,这可能影响牛顿晚年的宗教生活。从这些平凡的环境和活动中,还看不出幼年的牛顿是个才能出众异于常人的儿童。 后来迫于生活,母亲让牛顿停学在家务农,赡养家庭。但牛顿一有机会便埋首书卷,以至经常忘了干活。每次,母亲叫他同佣人一道上市场,熟悉做交易的生意经时,他便恳求佣人一个人上街,自己则躲在树丛后看书。有一次,牛顿的舅父起了疑心,就跟踪牛顿上市镇去,发现他的外甥伸着腿,躺在草地上,正在聚精会神地钻研一个数学问题。牛顿的好学精神感动了舅父,于是舅父劝服了母亲让牛顿复学,并鼓励牛顿上大学读书。牛顿又重新回到了学校,如饥似渴地汲取着书本上的营养。 据《大数学家》(men of mathematics,et贝尔(e.t. bell)着)和《数学史介绍》(an introduction to the history of mathematics,h伊夫斯(h. eves)着)两书记载:牛顿在乡村学校开始学校教育的生活,后来被送到了格兰瑟姆的国王中学,并成为了该校最出色的学生。在国王中学时,他寄宿在当地的药剂师威廉克拉克(william clarke)家中,并在19岁前往牛津大学求学前,与药剂师的继女安妮斯托勒(anne storer)订婚。之后因为牛顿专注于他的研究而使得爱情冷却,斯托勒小姐嫁给了别人。据说牛顿对这次的恋情保有一段美好的回忆,但此后便再也没有其他的罗曼史,牛顿也终生未娶。 不过据和牛顿同时代的友人威廉斯蒂克利(william stukeley)所著的《艾萨克牛顿爵士生平回忆录》(memoirs of sir isaac newtons life)一书的描述,斯蒂克利在牛顿死后曾访问过文森特(vincent)夫人,也就是当年牛顿的恋人斯托勒小姐。文森特夫人的名字叫作凯瑟琳,而不是安妮,安妮是她的妹妹(参见arthur storer),而且夫人仅表示牛顿当年寄宿时对她只不过是怀有情愫的程度而已。 从12 岁左右到17岁,牛顿都在国王中学学习,在该校图书馆的窗台上还可以看见他当年的签名。他曾从学校退学,并在1659年10月回到埃尔斯索普村,因为他再度守寡的母亲想让牛顿当一名农夫。牛顿虽然顺从了母亲的意思,但据牛顿的同侪后来的叙述,耕作工作让牛顿相当不快乐。所幸国王中学的校长亨利斯托克斯(henry stokes)说服了牛顿的母亲,牛顿又被送回了学校以完成他的学业。他在18岁时完成了中学的学业,并得到了一份完美的毕业报告。 1661年6月,他进入了剑桥大学的三一学院。在那时,该学院的教学基于亚里士多德的学说,但牛顿更喜欢阅读一些笛卡尔等现代哲学家以及伽利略、哥白尼和开普勒等天文学家更先进的思想。1665年,他发现了广义二项式定理,并开始发展一套新的数学理论,也就是后来为世人所熟知的微积分学。在1665年,牛顿获得了学位,而大学为了预防伦敦大瘟疫而关闭了。在此后两年里,牛顿在家中继续研究微积分学、光学和万有引力定律。 大多数现代历史学家都相信,牛顿与莱布尼茨独立发展出了微积分学,并为之创造了各自独特的符号。根据牛顿周围的人所述,牛顿要比莱布尼茨早几年得出他的方法,但在1693年以前他几乎没有发表任何内容,并直至1704年他才给出了其完整的叙述。其间,莱布尼茨已在1684年发表了他的方法的完整叙述。此外,莱布尼茨的符号和微分法被欧洲大陆全面地采用,在大约1820年以后,英国也采用了该方法。 莱布尼茨的笔记本记录了他的思想从初期到成熟的发展过程,而在牛顿已知的记录中只发现了他最终的结果。牛顿声称他一直不愿公布他的微积分学,是因为他怕被人们嘲笑。牛顿与瑞士数学家尼古拉法蒂奥丢勒(nicolas fatio de duillier)的联系十分密切,后者一开始便被牛顿的引力定律所吸引。 1691年,丢勒打算编写一个新版本的牛顿《自然哲学的数学原理》,但从未完成它。一些研究牛顿的传记作者认为他们之间的关系可能存在爱情的成分。不过,在1694年这两个人之间的关系冷却了下来。在那个时候,丢勒还与莱布尼茨交换了几封信件。 在1699年初,皇家学会(牛顿也是其中的一员)的其他成员们指控莱布尼茨剽窃了牛顿的成果,争论在1711年全面爆发了。牛顿所在的英国皇家学会宣布,一项调查表明了牛顿才是真正的发现者,而莱布尼茨被斥为骗子。 但在后来,发现该调查评论莱布尼茨的结语是由牛顿本人书写,因此该调查遭到了质疑。这导致了激烈的牛顿与莱布尼茨的微积分学论战,并破坏了牛顿与莱布尼茨的生活,直到后者在1716年逝世。这场争论在英国和欧洲大陆的数学家间划出了一道鸿沟,并可能阻碍了英国数学至少一个世纪的发展。 牛顿的一项被广泛认可的成就是广义二项式定理,它适用于任何幂。他发现了牛顿恒等式、牛顿法,分类了立方面曲线(两变量的三次多项式),为有限差理论作出了重大贡献,并首次使用了分式指数和坐标几何学得到丢番图方程的解。他用对数趋近了调和级数的部分和(这是欧拉求和公式的一个先驱),并首次有把握地使用幂级数和反转(revert)幂级数。他还发现了π的一个新公式。
行星运动定律的创立者——约翰尼斯·开普勒
行星运动定律的创立者约翰尼斯开普勒于公元1571年出生在德国的威尔德斯达特镇,恰好是哥白尼发表《天球运行论》后的第二十八年。哥白尼在这部伟大著作中提出了行星绕太阳而不是绕地球运转的学说。开普勒就读于蒂宾根大学,1588年获得学士学位,三年后获得硕士学位。当时大多数科学家拒不接受哥白尼的日心说。在蒂宾根大学学习期间,他听到对日心学说所做的合乎逻辑的阐述,很快就相信了这一学说。 开普勒在1600年1月加入了泰修的行列。第谷翌年去世。开普勒在这几个月来给人留下了非常美好的印象,不久圣罗马皇帝鲁道夫就委任他为接替第谷的皇家数学家。开普勒在余生一直就任此职。 作为第谷布拉赫的接班人,开普勒认真地研究了第谷多年对行星进行仔细观察所做的大量记录。第谷是望远镜发明以前的最后一位伟大的天文学家。 开普勒认为通过对第谷的记录做仔细的数学分析可以确定哪个行星运动学说是正确的:哥白尼日心说,古老的托勒密地心说,或许是第谷本人提出的第三种学说。但是经过多年煞费苦心的数学计算,开普勒发现第谷的观察与这种三学说都不符合,他的希望破灭了。 最终开普勒认识到了所存在的问题:他与第谷、拉格茨哥白尼以及所有的经典天文学家一样,都假定行星轨道是由圆或复合圆组成的。但是实际上行星轨道不是圆形而是椭圆形。 1600年,开普勒出版了《梦》一书,这是一部纯幻想作品,说的是人类与月亮人的交往。书中谈到了许多不可思议的东西,像喷气推进、零重力状态、轨道惯性、宇宙服等等,人们至今不明白,近400年前的开普勒,他是根据什么想象出这些高科技成果的。尽管开普勒的书是纯幻想作品,但它一定有一些背景来源,比如像毕达哥拉斯的话或古希腊神话。 就在找到基本的解决办法后,开普勒仍不得不花费数月的时间来进行复杂而冗长的计算,以证实他的学说与第谷的观察相符合。开普勒对此运动性质的研究,我们可以看到万有引力定律已见雏形。开普勒在万有引力的证明中已经证到:如果行星的轨迹是圆形,则符合万有引力定律。而如果轨道是椭圆形,开普勒并未证明出来。牛顿后来用很复杂的微积分和几何方法证出。 开普勒除了发明行星运动定律外,还对天文学做出了许多小的贡献。他也对光学做出了重要的贡献。不幸的是他在晚年为私事而感到忧伤。当时德国开始陷入三十年战争的大混乱之中,很少有人能躲进世外桃源。 他遇到的一个问题是领取薪水。神圣罗马皇帝即使在较兴隆的时期都是怏怏不乐地支付薪水。在战乱时期,开普勒的薪水被一拖再拖,得不到及时的支付。开普勒结过两次婚,有十二个孩子,这样的经济困难的确很严重。 另一个问题是他的母亲在1620年由于行巫术而被捕。开普勒花费了大量的时间设法使母亲在不受拷打的情况下获得释放,他终于达到了目的。 开普勒于1630年在巴伐利亚州雷根斯堡市去世。在三十年战争的动乱中,他的坟墓很快遭毁。 开普勒学业成绩优异。1588年9月25日,他获得文学学士学位。1591年8月11日,他又通过了文学硕士学位考试。这时他想当一名路德教的牧师,所以又留校学习神学。 在大学里,开普勒深受秘密传播哥白尼学说的天文教授麦斯特林的影响。后来他回忆说:当我在杰出的麦斯特林的指导下开始研究天文学时,看到了旧的宇宙理论的许多错误。我非常喜欢教授经常提到的哥白尼,在与同学们辩论时我总是坚持他的观点。开普勒对天文学和数学有着浓厚的兴趣。 1594年,奥地利的格拉茨新教高级中学的数学教师死了,要求蒂宾根大学给选派一名后继者。此时开普勒的神学课程仅有一年就读完了,但校方认为他作教士不够虔诚,就极力推荐他去格拉茨。他的朋友也劝他放弃神学。同年开普勒到了格拉茨中学教数学、天文,后来又教古典文学、修辞学和道德学。 1596年开普勒在宇宙论方面发表了第一本重要的著作:《宇宙的神秘》。在其中他明确主张哥白尼体系,同时也因袭了毕达哥拉斯和柏拉图用数来解释宇宙构造的神秘主义理论。他在序言中指出:我企图去证明上帝在创造宇宙并且调节宇宙的次序时,看到了从毕达哥拉斯和柏拉图时代起就为人们所熟知的五种正多面体,上帝按照这形体安排了天体的数目、它们的比例和它们运动间的关系。 他认为土星、木星、火星、地球、金星和水星的轨道分别在大小不等的六个球的球面上,六球依次套切成正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体和正二十面体,太阳居中心。这种假设尽管荒唐,但却促使开普勒去进一步寻找正确的宇宙构造理论。他把这本书分寄给了一些科学名人。丹麦天文学家第谷布拉赫虽不同意书中的日心说,却十分佩服开普勒的数学知识和创造天才。伽利略也把他引为探索真理的同仁。 由于反宗教改革运动,使格拉茨中学重新回到天主教的怀抱,新教徒的师生全被赶出了校门。开普勒这位新教徒却因名声显赫而被破例复聘。他看到自己的学生尽数散去,不愿再回格拉茨,就接受了第谷的邀请,于1600年来到布拉格郊外的天文台,作第谷的助手。 第谷是望远镜发明以前的最后一位伟大的天文学家,也是世界上前所未有的最仔细、最准确的观察家。他当时充任神圣罗马帝国的皇室数学家,随皇帝鲁道夫二世住在布拉格。他的宇宙理论是托勒密体系和哥白尼体系的混合,他认为行星绕太阳旋转,太阳又率群星围地球运行。但是第谷对天体方位进行了几十年的观测,积累了大量的精确材料,开普勒在天文学上的伟大发现,就是通过归纳分析这些材料得出的。 1601年第谷去世,开普勒继任为皇帝鲁道夫二世的御用数学家。给他的俸禄只有第谷的一半,且常常拖欠。他对第谷的遗著作了整理,1602年出版了第谷的《新天文学》六卷,1603年印行了第谷的《释彗星》。 1601年开普勒出版了《天文学更可靠的基础》一书,不同意星体决定人的命运的观点,对占星术持怀疑态度:如果星相家有时讲对了,那应归功于运气。但他仍没摆脱宇宙的神秘和谐理论。除教数学外,他的一个主要任务就是替皇帝占星算命,这也是他终身从事的职业。在他的遗稿中保存了800多张占星图。他虽不相信这一伪科学,但为了谋生只得如此。 1604年9月30日,开普勒在巨蛇星座附近发现了一颗新星(现知是银河系内的一颗超新星)。他虽视力不佳,仍持续观测了十几个月。他把观测结果发表在1607年出版的《巨蛇座底部的新星》一书中,打破了星座无变化的传统说法。这一年他看到了一颗大彗星,即后来定名的哈雷彗星。 当时不论是地心说还是日心说,都认为行星作匀速圆周运动。但开普勒发现,对火星的轨道来说,按照哥白尼、托勒密和第谷提供的三种不同方法,都不能推算出同第谷的观测相吻合的结果,于是他放弃了火星作匀速圆周运动的观念,并试图用别的几何图形来解释,经过四年的苦思冥想,也就是到了1609年他发现椭圆形完全适合这里的要求,能做出同样准确的解释,于是得出了开普勒第一定律:火星沿椭圆轨道绕太阳运行,太阳处于两焦点之一的位置。 发现第一定律,就是说行星沿椭圆轨道运动,需有摆脱传统观念的智慧和毅力,在此之前所有天文学家,包括哥白尼和伽利略在内都坚持古希腊亚里士多德和毕达哥拉斯的天体是完美的物体,圆是完美的形状,一切天体运动都是圆周运动的成见。哥白尼知道几个圆并起来可以产生椭圆,但他从来没有用椭圆形来描述天体的轨道。 当时由于第谷观测的精确和开普勒的努力,终使日心说向前推进了一大步。接着开普勒又发现火星运行速度是不匀的,当它离太阳较近时运动得较快(近日点),离太阳远时运动得较慢(远日点),但从任何一点开始,向径(太阳中心到行星中心的连线)在相等的时间所扫过的面积相等。这就是开普勒第二定律(面积定律)。这两条定律刊布在1609年出版的《新天文学》(又名《论火星的运动》)中,该书还指出两定律同样适用于其他行星和月球的运动。 1611年,开普勒的保护人鲁道夫被其弟逼迫退位,他仍被新皇帝留任。他不忍与故主分别,继续随侍左右。1612年鲁道夫卒,开普勒接受了奥地利的林茨当局的聘请,去作数学教师和地图编制工作。在这里他继续探索各行星轨道之间的几何关系,经过长期繁杂的计算和无数次失败,最后创立了行星运动的第三定律(谐和定律):行星绕太阳公转运动的周期的平方与它们椭圆轨道的半长轴的立方成正比。这一结果表述在1619年出版的《宇宙谐和论》中。 开普勒的身世是不幸的。他17岁时父亲去世。1620年,他母亲是一个酒馆老板的女儿,平时爱吵吵闹闹,因被指控犯有巫术罪而入狱,他经过一年多的奔波才使其得到无罪释放。开普勒26岁时与一个出身名门的寡妇结婚,举止傲慢的妻子使他很少感到家庭温暖。1613年在前妻死后他又选择了一个贫家女为伴,感情虽很融洽,无奈经济上常处于绝望境地。他两个妻子共生有12个小孩,大多在贫困中夭折。他作为新教徒常受到天主教会的迫害,他的一些著作被教皇列为禁书。 经济困苦和操劳跋涉严重损害了开普勒的健康。皇帝即使在较兴隆的时期都是怏怏不乐地支付薪水。在战乱时期,开普勒的薪水被一拖再拖,得不到及时的支付。1630年他有
物理学家——尼尔斯·亨利克·大卫·玻尔
玻尔于1885年10月7日出生丹麦哥本哈根一知识分子家庭。在成为物理学家前,他还当过一段时间的足球运动员,曾效力于丹麦的一家足球俱乐部,位置是守门员。父亲是哥本哈根大学的生理学教授,从小受到家庭的熏陶并得到良好教育,使他知识视野很广,大学毕业后同卢瑟福共创原子科学的新时代。于1913年综合了马克斯卡尔欧内斯特路德维希普朗克的量子理论,爱因斯坦的光子理论和卢瑟福的核式结构模型,提出了新的原子模型,即后来被称玻尔理论。这理论成功地解释了氢光谱并排出了新的元素周期表。为之后量子力学的发展打下了良好的基础。1922年由于对原子结构理论的重大贡献,获得诺贝尔物理奖。1930年以后研究核物理和分子生物学等,并取得重大成就。和许多科学家共同研制了世界上第一颗原子弹。玻尔的一生得到过很多荣誉,除诺贝尔物理奖外,还获得过英国、挪威、意大利、美国、德国、丹麦给予科学家的最高奖赏。得到各种学术头衔、名誉学位,会员资格比任何一位同时代的科学家都多。 他热爱祖国,以他的决心和胆识,谢绝各种外来的高薪聘请,在一个人口不到五百万的丹麦国建立起物理学的国际中心,把哥本哈根建成了物理学家“朝拜的圣地”。他的一生就是不断地进取和创造。为后来人树立了光辉的榜样。 由于对卢瑟福的仰慕,于1912年3月到曼彻斯特大学在卢瑟福领导下工作了4个月,当时正值卢瑟福提出了他的原子核式模型.人们把原子设想成与太阳系相似的微观体系,但是在解释原子的力学稳定性和电磁稳定性上却遇到了矛盾。这时玻尔开始酝酿自己的原子结构理论。 玻尔早在大学作硕士论文和博士论文时,就考察了金属中的电子运动,并明确意识到经典理论在阐明微观现象方面的严重缺陷,赞赏普朗克和爱因斯坦在电磁理论方面引入的量子学说.在他研究原子结构问题时,就创造性地把普朗克的量子说和卢瑟福的原子核概念结合了起来。 在玻尔离开曼彻斯特大学以前,曾向卢瑟福呈交了一份论文提纲,引入了定态的概念,给出了定态应满足的量子条件.回到哥本哈根后,1913年初,有朋友建议他研究原子结构,应很好地联系和应用当时已有的丰富而精确的光谱学资料,这使他思路大开.通过对光谱学资料的考察,玻尔的思维和理论有了巨大的飞跃,使他写出了“论原子构造和分子构造”的长篇论著,提出了量子不连续性,成功地解释了氢原子和类氢原子的结构和性质.在卢瑟福的帮助下他的一篇《论原子和分子结构》的长篇论文,于1913年分三次发表在《哲学杂志》上。 玻尔在这篇幅著作中创造性把卢瑟福、普朗克和爱因斯坦的思想结合起来了,把光谱学和量子论结合在一起了,提出了量子不连续性,成功地解释了氢原子和类氢原子的结构和性质。此论文被他的学生罗森菲尔德誉为“伟大的三部曲”。1913年9月,经福勒的助手伊万斯所做的实验证实,玻尔的说法是正确的,这使玻尔的理论经受了一次实践的考验,并在整个物理界取得了“轰动性的效果”。 1920年在玻尔筹划下创立的哥本哈根大学理论物理研究所,在创立量子力学的过程中,成为世界原子物理研究中心.这个研究所不但以其一批批出色的科学成就而为人所知,而且以其无与伦比的哥本哈根精神著名,这就是勇猛进取、乐观向上、亲切活泼、无拘无束的治学风气,各种看法通过辩论得到开拓和澄清.玻尔担任这个研究所的所长达四十年,起了很好的组织作用和引导作用。 30年代中期,开始出现了许多由中子诱发的核反应,迫切需要一种合用的核模型,玻尔提出了原子核的液滴模型,对一些类型的核反应作出了说明,相当好地解释了重核的裂变。 尼尔斯玻尔(bohr,niels),1885年10月7日生于丹麦首都哥本哈根,父亲是哥本哈根大学的生理学教授.从小受到良好的家庭教育。玻尔还是一个中学生时,就已经在父亲的指导下,进行了小型的物理实验。1903年进入哥本哈根大学学习物理,1907年,根据著名的英国物理学家,诺贝尔奖获得者瑞利的著作,玻尔在父亲的实验室里开始研究水的表面张力问题。 自制实验器材,通过实验取得了精确的数据,并在理论方面改进了瑞利的理论,研究论文获得丹麦科学院的金奖章。1909年获科学硕士学位,1911年,24岁的玻尔完成了金属电子论的论文,从而在哥本哈根大学取得了博士学位。他发展和完善了汤姆生和洛伦兹的研究方法,并开始接触到普朗克的量子假说。 论文答辩之后,他起初在英国剑桥大学汤姆生领导下的卡文迪许实验室工作,由于对卢瑟福的仰慕,又在曼彻斯特大学的卢瑟福实验室工作了4个月。当时正值卢瑟福提出了他的原子核式模型。人们把原子设想成与太阳系相似的微观体系,但是在解释原子的力学稳定性和电磁稳定性上却遇到了矛盾。这时玻尔开始酝酿自己的原子结构理论。 1916年玻尔接受哥本哈根大学理论物理讲席,1920年哥本哈根大学根据他的倡议,成立了一个理论物理研究所,他担任所长,玻尔担任这个研究所的所长达四十年,起了很好的组织作用和引导作用。在他的周围聚集着许多有为的青年理论物理学家,如海森堡、泡利、狄拉克等。他们互相磋商,自由讨论,不断创新,最后发展成了有名的“哥本哈根学派”。哥本哈根诠释融合了波函数的概率解释,以及“测不准原理”。 1921年,玻尔发表了“各元素的原子结构及其物理性质和化学性质”的长篇演讲,阐述了光谱和原子结构理论的新发展,诠释了元素周期表的形成,对周期表中从氢开始的各种元素的原子结构作了说明,同时对周期表上的第72号元素的性质作了预言。1922年,发现了这种元素铪,证实了玻尔预言的正确。1922年玻尔获诺贝尔物理学奖。二十世纪30年代中期,玻尔提出了原子核的液滴模型,对由中子诱发的核反应作出了说明,相当好地解释了重核的裂变。 1943年,玻尔从德军占领下的丹麦逃到美国,参加了研制原子弹的工作,但对原子弹即将带来的国际问题深为焦虑。1945年二次大战结束后,玻尔很快回到了丹麦继续主持研究所的工作,并大力促进核能的和平利用。1962年11月18日,玻尔因心脏病突发在丹麦的卡尔斯堡寓所逝世,享年75岁。 玻尔1903年入哥本哈根大学数学和自然科学系,主修物理学。 1907年以有关水的表面张力的论文获得丹麦皇家科学文学院的金质奖章,并先后于1909年和1911年分别以关于金属电子论的论文获得哥本哈根大学的科学硕士和哲学博士学位。随后去英国学习,先在剑桥约瑟夫约翰汤姆生(joseph john thomson)主持的卡文迪许实验室,几个月后转赴曼彻斯特,参加了以欧内斯特卢瑟福为首的科学集体,从此和欧内斯特卢瑟福建立了长期的密切关系。 1913年玻尔任曼彻斯特大学物理学助教,1916年任哥本哈根大学物理学教授,1917年当选为丹麦皇家科学院院士。1920年创建哥本哈根理论物理研究所,任所长。1922年玻尔荣获诺贝尔物理学奖。1923年接受英国曼彻斯特大学和剑桥大学名誉博士学位。1937年5、6月间,玻尔曾经到过我国访问和讲学。1939年任丹麦皇家科学院院长。 第二次世界大战开始,丹麦被德国法西斯占领。1943年玻尔为躲避纳粹的迫害,逃往瑞典。1944年玻尔在美国参加了和原子弹有关的理论研究。1947年丹麦政府为了表彰玻尔的功绩,封他为“骑象勋爵”。1952年玻尔倡议建立欧洲原子核研究中心(cern),并且自任主席。1955年他参加创建北欧理论原子物理学研究所,担任管委会主任。同年丹麦成立原子能委员会,玻尔被任命为主席。 核反应理论玻尔从1905年开始他的科学生涯,一生从事科学研究,整整达57年之久。他的研究工作开始于原子结构未知的年代,结束于原子科学已趋成熟,原子核物理已经得到广泛应用的时代。他对原子科学的贡献使他无疑地成了20世纪上半叶与爱因斯坦并驾齐驱的、最伟大的物理学家之一。 在1913年发表的长篇论文《论原子构造和分子构造》中创立了原子结构理论,为20世纪原子物理学开辟了道路。 创建著名的“哥本哈根学派”。1921年,在玻尔的倡议下成立了哥本哈根大学理论物理学研究所。玻尔领导这一研究所先后达40年之久。这一研究所培养了大量的杰出物理学家,在量子力学的兴起时期曾经成为全世界最重要、最活跃的学术中心,而且至今仍有很高的国际地位。 1928年玻尔首次提出了互补性观点,试图回答当时关于物理学研究和一些哲学问题。其基本思想是,任何事物都有许多不同的侧面,对于同一研究对象,一方面承认了它的一些侧面就不得不放弃其另一些侧面,在这种意义上它们是“互斥”的;另一方面,那些另一些侧面却又不可完全废除的,因为在适当的条件下,人们还必须用到它们,在这种意义上说二者又是“互补”的。 按照玻尔的看法,追究既互斥又互补的两个方面中哪一个更“根本”,是毫无意义的;人们只有而且必须把所有的方面连同有关的条件全都考虑在内,才能而且必能(或者说“就自是”)得到事物的完备描述。 玻尔认为他的互补原理是一条无限广阔的哲学原理。在他看来,为了容纳和排比“我们的经验”,因果性概念已经不敷应用了,必须用互补性概念这一“更加宽广的思维构架”来代替它。因此他说,互补性是因果性的“合理推广”。尤其是在他的晚年,他用这种观点论述了物理科学、生物科学、社会科学和哲学中的无数问题,
澳洲“量身定制”抗癌药物
据报道,澳大利亚沃尔特与伊丽莎豪研究所(wehi)等单位的科学家为癌症“量身”定做了一种新型药物,能遏制细胞内一种叫做bcl-xl的蛋白质,这种蛋白质会促进癌细胞生存,让许多抗癌措施效果不佳。研究人员指出,这是向设计新型抗癌药迈出的重要一步。相关论文在线发表于《自然化学生物学》杂志上。 bcl-xl是促生存bcl-2家族蛋白质中的一员,能阻止细胞死亡。而这种药物叫做wehi-539,专门设计来与bcl-xl蛋白质结合并遏制其作用,从而恢复细胞的死亡能力。 死亡和清除体内异常细胞是对抗癌症发展的一项重要防护措施。但在固体肿瘤中,bcl-xl常被过度表达,产生高水平的bcl-xl蛋白使癌细胞变得很长命,它们还与肺癌、胃癌、结肠癌和胰腺癌的恶化有关,使恶性肿瘤细胞能抵抗许多癌症治疗措施,如化疗。 遏制bcl-xl能提高细胞凋亡反应,由此可能广泛用于癌症治疗,而不用遏制许多促bcl-2家族的成员。wehi-539是一种专门针对bcl-xl的选择性抑制剂,有望将药物对正常组织的毒性伤害减到最小。 wehi-539属于一类叫做“bh3类”的化学药品,它们都能跟bcl-xl及相关蛋白质在同一区域结合,其是该研究所acrf化学生物学分部的纪尧姆莱塞纳等人与罗氏集团基因技术专家合作的一个长期研究项目取得的成果。 “我们非常高兴研究小组开发出了专门遏制bcl-xl的化合物,这是研究工作的一个顶峰。wehi-539是我们的化学家从无到有开发出的第一个药品,还用了bcl-xl的三维结构来构建和完善药物设计。”莱塞纳说,在创造可能的新型抗癌药的道路上,开发出wehi-539是一个重要的里程碑。尽管wehi-539在使用效果上还未达到最优,但它是一个很有价值的工具,能用来把bcl-xl的功能与其同伴区分开来,以便详细分析bcl-xl如何调控癌细胞。 新型抗癌药物wehi-539 来自澳大利亚walter和eliza hall医学研究所的研究人员研发出了一种新型化合物,能阻断一种与导致癌症患者治疗反应不佳有关的蛋白。这种新型化合物名为wehi-539,将有助于癌症患者的化疗治疗。 bcl-xl蛋白表达水平高的癌细胞寿命更长,并且这种蛋白的高水平表达也与肺癌,胃癌,结肠癌和胰腺癌等癌症患者预后情况较差有关。 在这篇文章中,lessene博士与同一学院acrf化学生物部david hua,以及peter czabotar等人,与genentech公司展开合作,研发出了这种名为wehi-539的化合物。 这种化合物能结合并阻断bcl-xl这种蛋白的功能——延长细胞的寿命,机体中异常细胞的死亡和消除是一种针对癌细胞发展的重要保障。但癌细胞往往会发生基因突变,从而能够绕过细胞死亡,这也减少了化疗等抗癌治疗的有效性。 lessene博士表示,研发wehi-539是针对bcl-xl蛋白的抗癌药物研究中的一个里程碑,“wehi-539虽然还没有针对患者进行优化,但是这能为研究人员提供一种非常有利的研究工具,用于解析bcl-xl如何控制癌细胞生存的,”他说。 wehi-539属于一类称为bh3类似物的化学物,这类物质都能结合到bcl-xl或相关蛋白的同一区域b上。两个bh3-模拟物,名为navitoclax(abt-263)和abt-199/gdc-0199,目前正在临床试验中检测治疗癌症的疗效,尤其是针对那些血液和淋巴腺中的癌症(白血病和淋巴瘤)。 lessene博士说,wehi-539是他们持续多年研究所获得的成果,“我们十分高兴地看到这种化合物能特异性抑制bcl-xl,这是第一个针对bcl-xl的三维结构建立和完善设计的化合物”。 癌细胞:可怕的变异的细胞 癌细胞是一种变异的细胞,是产生癌症的病源,癌细胞与正常细胞不同,有无限生长、转化和转移三大特点,也因此难以消灭。 癌细胞由“叛变”的正常细胞衍生而来,经过很多年才长成肿瘤。在细胞分化过程中“叛变”细胞脱离正轨,自行设定增殖速度,累积到10亿个以上我们才会察觉。癌细胞的增殖速度用倍增时间计算,1个变2个,2个变4个,以此类推。 比如,胃癌、肠癌、肝癌、胰腺癌、食道癌的倍增时间平均是31天;乳腺癌倍增时间是40多天。由于癌细胞不断倍增,癌症越往晚期发展得越快。 癌细胞的内外潜藏着自身无法克服和无法排除的逆转因素,这是它的特点,也是它的缺点,造就了它的不稳定性。 科学家指出,癌症细胞在转移过程中会遇到很多困难,首先要经过数十次变异,然后要克服细胞间粘附作用脱离出来,并改变形状穿过致密的结缔组织。 成功逃逸后,癌症细胞将通过微血管进入血液,在那里它还可能遭到白细胞的攻击。接下来癌细胞将通过微血管进入一个新器官(现被称为“微转移”)。 在这里,癌细胞面临着并不友好的环境(称作“微环境”),有些细胞当即死亡,有些分裂数次后死亡,还有一些保持休眠状态,存活率仅为数亿分之一。 存活下来的癌细胞能够再生和定植,成为化验中可发现的“肉眼可见转移”。随着转移的发展,它挤走了正常的细胞,破坏了器官的功能,最后足以致命。
混沌理论之父——爱德华·诺顿·罗伦兹
爱德华诺顿罗伦兹(edward norton lorenz,1917— 2008) 美国气象学家,混沌理论之父,蝴蝶效应的发现者。他说过一句很出名的话:一个蝴蝶在巴西轻拍翅膀,可以导致一个月后德克萨斯州的一场龙卷风。 1917年5月23日罗伦兹出生在美国西康涅狄格州哈特福德。他在很小的时候就喜欢科学。“孩提时,我最有兴趣做的事就是关心天气的变化。”他后来写道。罗伦兹后考入达特茅斯学院,1938年毕业。1940年又毕业于哈佛大学,并获得数学专业学位。第二次世界大战期间,罗伦兹作为气象预报员曾在美国陆军航空兵团服役。1943年获麻省理工学院理科硕士学位。1948年,进入该学院任教,从事气象学领域研究。1963年获美国气象学会迈辛格奖,同年提出“混沌理论”(chaos theory)。  1967年出版的《大气环流的性质和理论》一书中,罗伦兹精辟地阐述了大气环流研究工作的历史发展、现状和展望。1969年获美国气象学会罗斯比研究奖章。1972年提出“蝴蝶效应”(butterfly effect)。1973年获西蒙斯纪念金奖。1975年他成为美国国家科学院院士。1983年获得瑞典皇家科学院颁发的克拉福德奖(crafoord prize),这一奖项主要授予研究领域不在诺贝尔奖授奖范围内,而确有突出成就的科学家。1987年退休。 1991年罗伦兹获得地球和星体学方面的基础科学“京都奖”(kyoto prize) ,评委会称他的混沌理论“继牛顿之后,为人类自然观带来了最为戏剧性的改变”。罗伦兹的妻子简死于2001年,他们留有一子两女。2008年4月16日因为癌症在马萨诸塞州的家中去世,享年90岁。罗伦兹还著有《动力学方程的最大简化》《振荡力学》《大气环流的低阶模式》《用大的数值模式进行大气可预测性试验》等 。 罗伦兹是个兴趣十分广泛的人,他喜欢越野滑雪、徒步旅行,去世前的一周,他还参加过一次徒步活动。尽管他给人的印象是严谨和注重细节,但事实上,罗伦兹自己的办公室是一个非常混乱的空间,多年前,他的学生曾在其中发现了一堆让人从未发表的论文和研究报告。罗伦兹的朋友和学生形容他是个“安静的怪杰”、“所见过最有组织的人”,他的同事也说罗伦兹惜字如金,让他开口说话难如登天,但他们都称赞他是个亲切且谦虚的人。 罗伦兹提出的混沌理论被认为是“对基础科学产生了深远的影响,是继牛顿之后让人类对自然的看法发生了翻天覆地的变化。”他的理论最为人称道的是“蝴蝶效应”,即“巴西的蝴蝶拍一下翅膀,会对周围的大气系统产生一些作用,这些作用会不断地被放大,最后可能会引发美国德州的龙卷风”。 它比喻长时期大范围天气预报往往因一点点微小的因素造成难以预测的严重后果.微小的偏差是难以避免的,从而使长期天气预报具有不可预测性或不准确性。“广义的蝴蝶效应”已不限于天气预报,而是一切复杂系统对初值极为敏感性的代名词或同义语,其含义是:对于一切复杂系统,在一定的“阈值条件”下,其长时期大范围的未来行为,对初始条件数值的微小变动或偏差极为敏感,即初值稍有变动或偏差,将导致未来前景的巨大差异,这往往是难以预测的或者说带有一定的随机性。 1963年罗伦兹提出了“混沌理论”,这一理论拥有巨大的影响力,其主要精神是,在混沌系统中,初始条件的微小变化,可能造成后续长期而巨大的连锁反应。此理论最为人所知的论述之一是“蝴蝶效应”:“一只蝴蝶在巴西轻拍翅膀,会使更多蝴蝶跟着一起振翅,最后将有数千只的蝴蝶都跟着那只蝴蝶一同挥动翅膀,结果可以导致一个月后在美国德州发生一场龙卷风。” 罗伦兹发现“混沌理论”颇具戏剧性效果,也可以算是混混沌沌中发现的。 1961年,冬季的一天,罗伦兹在电脑上进行关于天气预报的计算。为了考察一个很长的序列,他走了一条捷径,没有令计算机从头运行,而是从中途开始。他把上次的输出直接打入作为计算的初值,然后他穿过大厅下楼,去喝咖啡。一小时后他回来时,发生了出乎意料的事。 第一次的计算机运算结果,打印只显示到小数点后三位的0.506,而非完整的小数点后六位:0.506127。这个远小于千分之一的差异,造成第二次的仿真结果和第一次完全不同。 罗伦兹从这个惊人的结果发现,准确预测天气只是人类的幻想,进而揭示出混沌现象具有不可预言性和对初始条件的极端敏感依赖性这两个基本特点,罗伦兹最初使用的是“海鸥效应”来形容这种现象,不过这并不是一个完全新颖的比喻:爱伦坡曾声称人们挥着手可能会影响大气条件,但罗伦兹是第一次对此进行系统思考并形成新的理论的人。他把这一发现写成研究论文,于1963年出版,并于1972年正式提出“蝴蝶效应”这一著名的名词。 另外罗伦兹所提出的“决定性混沌(deterministic chaos)”被指是自牛顿以来另一引人注目的人类自然观的“进化论”,他因此于1991年获颁基础科学京都奖。罗伦兹认为:人类本身都是非线性的:与传统的想法相反,健康人的脑电图和心脏跳动并不是规则的,而是混沌的,混沌正是生命力的表现,混沌系统对外界的刺激反应,比非混沌系统快得多。科学家们对混沌理论评价很高,认为“混沌学是物理学发生的第三次革命”,它与相对论、量子力学同被列为20世纪的最伟大发现之一。 量子力学质疑微观世界的物理因果律,而混沌理论则紧接着否定了包括宏观世界拉普拉斯﹙laplace﹚式的决定型因果律。这一理论已被广泛应用于各个领域,如商业周期研究、动物种群动力学、流体运动、行星运转轨道、半导体电流、医学预测(如癫痫发作)以及军事等。 “蝴蝶效应”是指在一个动力系统中,初始条件下微小的变化能带动整个系统的长期而巨大的连锁反应。这是一种混沌现象,“一只蝴蝶在巴西轻拍翅膀,会使更多蝴蝶跟着一起振翅。最后将有数千只的蝴蝶都跟着那只蝴蝶一同挥动翅膀,其所产生的飓风可以导致一个月后在美国德州发生一场龙卷风。” 在《混沌学传奇》等书中皆有这样的描述:“1961年冬季的一天,罗伦兹在计算机上进行关于天气预报的计算。他发现天气变化同上一次的模式迅速偏离,在短时间内,相似性完全消失了。进一步的计算表明,输入的细微差异可能很快成为输出的巨大差别。罗伦兹最初使用的是“海鸥效应”来形容这种现象,但在1979年于华盛顿的美国科学促进会的演讲上却问道:“一只蝴蝶在巴西扇动翅膀会在德克萨斯引起龙卷风吗?”“蝴蝶效应”因此得名。
弥补数字鸿沟 2015年澳大利亚将发射两颗通信卫星
澳大利亚宽带、通信、数字经济部长史蒂芬康罗伊于2013年3月4日宣布,澳大利亚国家宽带网络公司已与欧洲阿丽亚娜航天公司签署协议,将在2015年发射两颗下一代通信卫星以改善澳宽带网络服务。 康罗伊说,这项协议将保证澳偏远地区的家庭、农场、企业等从2015年中期后享受长期卫星宽带服务。国家宽带网络公司首席执行官迈克奎格利说,卫星项目对弥补偏远地区与城市间的数字鸿沟至关重要。 根据卫星发射协议,阿丽亚娜航天公司将制造两枚777吨重的火箭,将两颗总价值为6.2亿澳元(6.26亿美元)的下一代通信卫星送入地球静止轨道。  ; 通讯卫星的研发历史 说到卫星通讯,得先谈谈一位英国年轻的雷达军官阿瑟克拉克。1945年,第二次世界大战结束了,人们沉浸在胜利欢乐之中。思想敏锐的克拉克却在想,医治战争的创伤,重建人类的文明与繁荣,加强南北东西的国际联系,然而通讯工具太落后了!克拉克思绪万千,乘着灵感的翅膀,翱翔于湛蓝的太空,一个近乎浪漫的设想忽然在脑际闪过:在太空安置一个通讯中继站! 经过一次又一次的深思熟虑,克拉克完成了题为《地球外的中继站》的科学论文,发表在1945年10月份出版的英国杂志《无线电世界》上。他大胆地设想利用人造卫星定点于地球静止轨道上作为微波接力站。在克拉克的论文发表之后,人们进行了一次又一次的科学实验。1964年8月,同步“ⅲ号”卫星发射成功,它被“静止”于太平洋上国际日期变更线附近,成为世界上第一颗静止卫星。当时正值举世瞩目的东京奥运会召开,世界各地的人们有幸目睹了奥运会的实况转播。 到目前为止,通讯卫星已发展到了第八代,每一代都在体积、重量、技术性、通信能力、卫星寿命等方面有一定提高。现在,在离地球表面约36000公里的静止同步轨道上,驻留着100多个人造卫星,构成了“群星”环抱地球的奇观。 中国唐代诗人王勃有句名诗:“海内存知己,天涯若比邻”,这句富于哲理的诗,在今天已经变成现实了。 通讯卫星的强大功能 卫星通信是利用位于高空36000千米并与地球同步运转的通信卫星作为中继,使各地地面接收站间得以实现双向通信。地面接收站装有抛物天线,对准高空轨道的同步卫星,由星上天线和转发器起作用,好象一条微波线路的中继站。卫星通讯是20世纪60年代开始发射的,迄今已接连发射了几代国际通讯卫星。在地球高空轨道安放3个同步卫星,就可覆盖全球的地面,实现全球国际通信和电视节目传输。卫星通讯只须在两地各设地面站就能相互通信,因此在地面崎岖地区,线路建设比较容易。现在,卫星通讯技术已经十分成熟,人们的日常生活越来越依赖卫星通讯。 通信卫星一般采用地球静止轨道,这条轨道位于地球赤道上空35786公里处。卫星在这条轨道上以每秒3075米的速度自西向东绕地球旋转,绕地球一周的时间为23小时56分4秒,恰与地球自转一周的时间相等。因此从地面上看,卫星象挂在天上不动,这就使地面接收站的工作方便多了。接收站的天线可以固定对准卫星,昼夜不间断地进行通信,不必像跟踪那些移动不定的卫星一样而“四处晃动”,使通信时间时断时续。现在,通信卫星已承担了全部洲际通信业务和电视传输。 由于卫星通讯各方面的技术已经十分普遍,费用逐渐下降,现在不但个别的国家有能力利用,甚至连个别的商业机构也在跃跃欲试了。将来,通讯卫星还可能提供另一种全新的服务,因为能够直接传送的不单是电话和电视;信件、报纸及其它形式的信息都能从世界上几乎任何地方传送到家中,或许就在电视屏幕上显示。  ; 通讯卫星的应用分类 按轨道的不同:按轨道不同可分为地球静止轨道通信卫星、大椭圆轨道通讯卫星、中轨道通讯卫星和低轨道通讯卫星。    按服务区域不同:按服务区域的不同可分为国际通讯卫星、区域通讯卫星和国内通讯卫星。    按用途的不同:按用途的不同可分为军用通讯卫星、民用通讯卫星和商业通讯卫星    按通信业务种类的不同:按通信业务种类的不同又可分为固定通讯卫星、移动通信卫星、电视广播卫星、海事通信卫星、跟踪和数据中继卫星;按用途多少的不同分为专用通讯卫星和多用途通讯卫星。  ;  ;  ;  ;
2015年澳大利亚将发射两颗通信卫星
澳大利亚宽带、通信、数字经济部长史蒂芬康罗伊于2013年3月4日宣布,澳大利亚国家宽带网络公司已与欧洲阿丽亚娜航天公司签署协议,将在2015年发射两颗下一代通信卫星以改善澳宽带网络服务。 康罗伊说,这项协议将保证澳偏远地区的家庭、农场、企业等从2015年中期后享受长期卫星宽带服务。国家宽带网络公司首席执行官迈克奎格利说,卫星项目对弥补偏远地区与城市间的数字鸿沟至关重要。 根据卫星发射协议,阿丽亚娜航天公司将制造两枚777吨重的火箭,将两颗总价值为6.2亿澳元(6.26亿美元)的下一代通信卫星送入地球静止轨道。 通讯卫星的研发历史 说到卫星通讯,得先谈谈一位英国年轻的雷达军官阿瑟克拉克。1945年,第二次世界大战结束了,人们沉浸在胜利欢乐之中。思想敏锐的克拉克却在想,医治战争的创伤,重建人类的文明与繁荣,加强南北东西的国际联系,然而通讯工具太落后了!克拉克思绪万千,乘着灵感的翅膀,翱翔于湛蓝的太空,一个近乎浪漫的设想忽然在脑际闪过:在太空安置一个通讯中继站! 经过一次又一次的深思熟虑,克拉克完成了题为《地球外的中继站》的科学论文,发表在1945年10月份出版的英国杂志《无线电世界》上。他大胆地设想利用人造卫星定点于地球静止轨道上作为微波接力站。 在克拉克的论文发表之后,人们进行了一次又一次的科学实验。1964年8月,同步ⅲ号卫星发射成功,它被静止于太平洋上国际日期变更线附近,成为世界上第一颗静止卫星。当时正值举世瞩目的东京奥运会召开,世界各地的人们有幸目睹了奥运会的实况转播。 到目前为止,通讯卫星已发展到了第八代,每一代都在体积、重量、技术性、通信能力、卫星寿命等方面有一定提高。现在,在离地球表面约36000公里的静止同步轨道上,驻留着100多个人造卫星,构成了群星环抱地球的奇观。中国唐代诗人王勃有句名诗:海内存知己,天涯若比邻,这句富于哲理的诗,在今天已经变成现实了。 通讯卫星的强大功能 卫星通信是利用位于高空36000千米并与地球同步运转的通信卫星作为中继,使各地地面接收站间得以实现双向通信。地面接收站装有抛物天线,对准高空轨道的同步卫星,由星上天线和转发器起作用,好象一条微波线路的中继站。卫星通讯是20世纪60年代开始发射的,迄今已接连发射了几代国际通讯卫星。 在地球高空轨道安放3个同步卫星,就可覆盖全球的地面,实现全球国际通信和电视节目传输。卫星通讯只须在两地各设地面站就能相互通信,因此在地面崎岖地区,线路建设比较容易。现在,卫星通讯技术已经十分成熟,人们的日常生活越来越依赖卫星通讯。 通信卫星一般采用地球静止轨道,这条轨道位于地球赤道上空35786公里处。卫星在这条轨道上以每秒3075米的速度自西向东绕地球旋转,绕地球一周的时间为23小时56分4秒,恰与地球自转一周的时间相等。 因此从地面上看,卫星象挂在天上不动,这就使地面接收站的工作方便多了。接收站的天线可以固定对准卫星,昼夜不间断地进行通信,不必像跟踪那些移动不定的卫星一样而四处晃动,使通信时间时断时续。现在,通信卫星已承担了全部洲际通信业务和电视传输。 由于卫星通讯各方面的技术已经十分普遍,费用逐渐下降,现在不但个别的国家有能力利用,甚至连个别的商业机构也在跃跃欲试了。 将来,通讯卫星还可能提供另一种全新的服务,因为能够直接传送的不单是电话和电视;信件、报纸及其它形式的信息都能从世界上几乎任何地方传送到家中,或许就在电视屏幕上显示。 通讯卫星的应用分类 按轨道的不同:按轨道不同可分为地球静止轨道通信卫星、大椭圆轨道通讯卫星、中轨道通讯卫星和低轨道通讯卫星。    按服务区域不同:按服务区域的不同可分为国际通讯卫星、区域通讯卫星和国内通讯卫星。    按用途的不同:按用途的不同可分为军用通讯卫星、民用通讯卫星和商业通讯卫星。 按通信业务种类的不同:按通信业务种类的不同又可分为固定通讯卫星、移动通信卫星、电视广播卫星、海事通信卫星、跟踪和数据中继卫星;按用途多少的不同分为专用通讯卫星和多用途通讯卫星。
欧盟首座“沼气-有机肥料”厂投入运营
随着生物气(biogas,又称沼气)技术的日益成熟及应用领域的持续拓展,欧盟生物质能的产量已经超过可再生能源总量的三分之二多。 生物气工厂的优势在于可使用多种不同的酶作用物(substrates)原材料,适应广泛的有机物质材料类型包括:家庭有机垃圾、农庄绿色植物或蔬菜废弃物、清扫马路的树叶、食品加工厂的边角料和社区下水道的污泥等。 缺点是生物气生产后残留的大量“消化物”(digestates),又脏又臭难以处理。尽管可作为绿色有机肥料加以利用,但其储存、运输和使用的困难程度,已完全不适应现代农业的实际要求,甚至有可能成为新的环境及地下水污染源。 有机物质通过厌氧酶化过程生产生物气,无氧条件下分解过程中的酶作用物产生生物气和残留的被消化物。欧盟竞争力与创新框架计划(cip)环境主题提供150万欧元资助,由西班牙巴斯克(basque)农业研发研究所科技人员领导的欧洲neiker研发团队,通过多年的研究分析和反复试验,终于成功开发出被称作为“化学水解”(chemical hydrolysis)的综合技术。 技术路线为,首先加入自行研制的配方试剂,将被消化物的纤维质溶解,使其成为液态或半液态,再根据被消化物的特点实施氮(nitrogen)、磷(phosphorus)和钾(potassium)的优化配比平衡,然后制作成便于储存、运输和使用的微小颗粒状有机肥料成品。 成品在运动场草坪、城市装饰花卉、精细化农业、绿色农业基地和部分农庄经济作物种植的检验中得到验证。肥效高于传统的化肥10倍,不存在长期使用化肥造成的土壤板结和水土污染,相对缓慢释放的营养素意味着较低的环境影响。 在当地政府的支持下建立的欧盟首座“沼气-有机肥料”示范厂已投入运营。每年处理当地生物气被消化物2.8万吨,生产新型有机肥料0.92万吨。 科技名片:生物气 生物气是在低温条件下通过厌氧微生物分解有机物而生成的,以甲烷为主,含部分二氧化碳及少量氮气和其它微量气体组分。广义的生物气指在微生物作用下生成的所有天然气,包括原生生物气和表生菌解气,不包括经历了生物氧化降解的天然气。 通常出现在较浅的未成熟沉积物中,它们在地史过程中对碳循环起重要作用,大气中约80-90的甲烷为生物气,是温室效应的主要来源。 世界生物气藏的分布 生物气埋藏浅,分布广泛,加拿大、德国、意大利、西班牙、日本、前苏联、美国、中国等数十个国家都发现了具工业价值的生物气藏,生物气藏是非常规气藏的一种类型,世界上发现的天然气储量中20以上属于非常规生物气,甚至可达到25-30。 在美国,波兰和意大利存在不少生物气藏,其中墨西哥湾和阿拉斯加的库克湾是最重要的生物气田区。西西伯利亚盆地具有占世界储量1/3的巨大天然气资源,是生物气和热解气的混合气。 非常规生物气藏一般存在于三角洲大陆架和陆相等环境中,储层时代主要为白垩纪、古近纪、新近纪和第四纪,最老的是美国密执安盆地的中-晚泥盆世ant rim页岩和阿巴拉契亚盆地泥盆纪页岩的生物气,生物气藏的埋藏深度可以从几十米到上千米,一般小于1500m。就生物气储量而言,白垩纪储层的储量最丰富,古近纪、新近纪次之,第四纪生物气藏的规模一般较小。 乌兹别克斯坦年产生物气可达90亿立方米 乌兹别克斯坦近日举行“生物气市场发展路线图”圆桌会议。据乌经济部副部长米尔扎马赫穆达夫在会议上透露,乌生物气年产量有望达90亿立方米,其产生的热值可相当于65亿立方米的天然气,能够供电180亿千瓦/小时。 采用生物气燃料可使乌每年减少700-1100万吨的二氧化碳排放,生产1400万吨的生物肥料,并有效补充乌耕地用肥。    另据乌“支持乌发展低碳经济”项目负责人在会议上透露,乌生物气生产装置尚处于试验项目阶段,下一步的工作需要乌生产企业和消费者的大力支持,以大范围推广使用生物气装置。    2017年前,乌计划在7个地区建造50个生物气站点,以在乌农业地区生产可再生能源。乌农业生产产生的废料每年超过1000万吨,可作为能源资源,用于生产生物气、发电和供热,以及作为牲畜饲料使用。 治霾和减排呼唤生物天然气 机动车尾气对形成雾霾的作用越来越大 2013年年初,占国土面积三分之一的大中城市,接连遭遇严重灰霾天气,引起公众极大忧虑。中科院大气物理研究所的研究结果显示,主要的pm2.5排放源为机动车、工业和电厂。 其中,机动车排放和道路扬尘所占比例为50,工业排放占37,居民化石燃料燃烧和电厂排放仅分别占5和8。机动车污染已经成为大气环境污染中最突出、最紧迫的问题之一。 截至2011年11月,全国机动车保有量已达2.23亿辆,机动车年排放氮氧化物583.3万吨,颗粒物59万吨,均超过总排量的90;排放的一氧化碳和碳氢化合物均超过总排量的70。 研究证明,大城市空气中的pm2.5微细颗粒的最主要来源是汽车尾气,尤其是柴油汽车的尾气。特别是大型和特大城市的交通拥堵极为严重,迫使机动车频繁减速或处于怠速状态,发动机的运行工况恶劣,导致尾气中污染物的排放量比正常状态多出数倍。 发电厂尤其是燃煤发电厂的废气排放物曾是珠三角地区大气污染的主要来源之一。经过大力限排改造,其对灰霾的贡献率已让位于增长势头强劲的交通源。 该地区是中国城市化最快的地区,汽车和高速公路拥有量大,交通源对大气的污染已占到总体污染的20-40,超过工业污染,排第一。 根据美国加州伯克利大学的一项研究,柴油车尾气中含有的二次有机气溶胶对雾霾形成的作用远大于汽油车。每升燃油造成的尾气污染物,柴油车是汽油车的15倍。欧盟国家的经验表明,一、二次颗粒物总量的36来自交通运输领域的尾气污染物。 在香港,虽经过15年的努力,雾霾问题仍日益严重。2011年,“严重空气污染”175天,为2007年的2倍;而柴油车特别是柴油重卡中,只有40的排放符合欧ⅱ标准。 2012年年底,香港政府最终决定禁止使用柴油驱动的重型载重卡车。 “以气代煤”发电、提高车用油品标号都面临成本高补贴负担重的问题 如果以液化天然气代替汽、柴油,pm2.5排放量要比传统柴油车辆低90以上。相比之下,以天然气替代煤发电来减少pm2.5的排放量,由于燃气成本高,可行性较差。 北京为解决pm2.5等问题付出了巨大代价,天然气政府补助每年将近40亿元,2013年将增加到100亿元。可见,在政治压力和举多地之力保障天然气供应的前提下,北京实施多年的“煤改气”尚且依然艰难重重,遑论其他地区? 据报道,广州市环保局曾提出,到2016年pm2.5年均浓度要下降7。为此所有的电力企业须实行“煤改气”。但这一意见遭到电企强烈反对而无法实行。因为天然气供气不稳定,而且价格高(燃煤发电0.53元/度,天然气发电1元/度),电企“亏不起”。 车用油品的标号代表着油品的尾气污染物排放水平。发达国家的汽、柴油,早已全面执行第5或第6阶段标准,对尾气污染物排放的要求越来越严格,对有的污染物的容忍值甚至是零。 而中国油品升级时间表多次被迫推迟。要到2017年才能开始执行第4阶段车用柴油标准(即国4标准;硫含量不大于50mg/kg);2018年才执行第五阶段车用汽油标准(硫含量不大于10mg/kg)。但即便实施了柴油车国4标准,其对雾霾关系重大的co、nox和pm三项尾气污染物的限值,仍远高于欧洲国家从2009年起早已推行的欧ⅴ标准。 特别是pm要高出10倍之多。柴油车现在实施的是国3标准,但实际上所使用的却是国1标准的柴油。更糟糕的是,真正使用的大多数并不是车用柴油,而是比车用柴油便宜、但含硫量高得多的普通柴油(含硫量的上限是2000mg/kg)。 为什么中国油品标准升级这么难?这里既有历史原因,更有经济因素的制约。长期以来,多数炼油厂的炼油装置和工艺较落后,改造需时长和成本增加多。除了油品标准的因素之外,当前柴油汽车还很少采用选择性催化还原(scr)技术,也是个很大的问题。该技术在发达国家早已普及,但在中国全面推广同样面临购车成本提高问题;加上对已有车加装scr装置需要的时间,估计全部完成需10年。 天然气车用可显著减少尾气污染 但中国面临缺气难题 天然气替代车用燃油,特别是柴油用于重型车(公交车和重卡),已经被不少国家证明是最为行之有效的治霾措施之一。1952年的大雾引发了整个伦敦城的恐慌,并推动了净化空气的新立法。 随着北海油田的开发,英国开始推行“向天然气冲刺”政策,伦敦把天然气比重从0.4提高
美籍奥地利科学家——沃尔夫冈·泡利
沃尔夫冈泡利(wolfgang e.pauli,1900~1958),1900年4月25日生于奥地利维也纳一位医学博士的家庭里,从童年时代就受到科学的熏陶,在中学时就自修物理学。1918年中学毕业后,泡利带着父亲的介绍信,到慕尼黑大学访问著名物理学家索末菲(a.sommerfeld),要求不上大学而直接做索末菲的研究生,索末菲当时没有拒绝,却难免不放心,但不久就发现泡利的才华,于是泡利就成为慕尼黑大学最年轻的研究生。 1918年,18岁的泡利初露锋芒,他发表了第一篇论文,是关于引力场中能量分量的问题。1919年,泡利在两篇论文中指出韦耳(h.wegl)引力理论的一个错误,并以批判的角度评论韦耳的理论。其立论之明确,思考之成熟,令人很难相信这出自一个不满20岁的青年之手。 1921年,泡利以一篇氢分子模型的论文获得博士学位。同年,他为德国的《数学科学百科全书》写了一片长达237页的关于狭义和广义相对论的词条,该文到今天仍然是该领域的经典文献之一,爱因斯坦曾经评价说:“任何该领域的专家都不会相信,该文出自一个仅21岁的青年之手,作者在文中显示出来的对这个领域的理解力、熟练的数学推导能力、对物理深刻的洞察力、使问题明晰的能力、系统的表述、对语言的把握、对该问题的完整处理、和对其评价,使任何一个人都会感到羡慕。”  1922年,泡利在格丁根大学任玻恩(max born)的助教,和玻恩就天体摄动理论在原子物理中的运用联名发表论文。玻恩邀请丹麦著名物理学家尼尔斯.玻尔到格丁根讲学,在谈论中,玻尔了解到泡利的才华,和他广泛交谈,从此开始了他们之间的长期合作。当年秋,泡利就到了哥本哈根大学理论物理研究所从事研究工作。在哥本哈根,泡利先是与克拉默斯(h.a.kramers)共同研究了谱带理论,然后专注于反常的塞曼效应,泡利根据朗德(le)的研究成果,提出了朗德因子。  1923—1928年,泡利在汉堡大学任讲师。其中,1925年1月,泡利提出了他一生中发现的最重要的原理——泡利不相容原理,为原子物理的发展奠定了重要基础。1928年到瑞士苏黎世的联邦工业大学任理论物理学教授。  1935年,为躲避法西斯,移居到美国。  1940年,受聘为普林斯顿高级研究所理论物理学访问教授。  1945年, 瑞典皇家科学院授予泡利诺贝尔物理学奖,以表彰他之前发现的不相容原理。  1946年,泡利重返苏黎世的联邦工业大学。  1958年12月15日,泡利在苏黎世逝世,享年58岁。 泡利在学问上严谨博学,生活上虽然为人刻薄,语言尖锐,但这并不影响他在同时代物理学家心目中的地位,在那个天才辈出群雄并起的物理学史上最辉煌的年代,泡利仍然是夜空中最耀眼的巨星之一。 泡利不相容原理(pauli’s exclusion principle 又称泡利原理、不相容原理):指在原子中不能容纳运动状态完全相同的电子。一个原子中不可能有电子层、电子亚层、电子云伸展方向和自旋方向完全相同的两个电子。如氦原子的两个电子,都在第一层(k层),电子云形状是球形对称、只有一种完全相同伸展的方向,自旋方向必然相反。每一轨道中只能容纳自旋相反的两个电子,每个电子层中可能容纳轨道数是n个、每层最多容纳电子数是2n个。 1927年他引入了2 2泡利矩阵作为自旋操作符号的基础,由此解决了非相对论自旋的理论。泡利的结果引发了保罗狄拉克发现描述相对论电子的狄拉克方程式。虽然狄拉克说,他发明了这些相同的矩阵自己独立的时候,没有受泡利的影响。狄拉克发明类似,但更大的(4 4)旋转矩阵使用在他的相对论治疗费米子的自旋。 1930年,泡利认为问题的β衰变。在12月4日在一封给莉泽迈特纳的信中向莎莉迈特纳等人,泡利提出了一个到此为止电中性迄今观测到的一个小肿块、不大于1的质子质量来解释β衰变的连续光谱。1934年恩里科费米将这个粒子加入他的衰变理论并称之为中微子。把他的理论的β衰变。该实验首次证实中微子是在1959年中微子被实验证实,由frederick reines和克莱德考恩,两年半的时间才泡利的死亡。在接到消息后,他回答了一封电报:“感谢您的消息,一切涉及到他谁知道如何等待。圣保利。 命运给了泡利良好的生活、学习环境,他也自我证明了自己并未被命运宠坏。 上中学时,泡利就对当时鲜为人知的爱因斯坦的广义相对论产生了浓厚的兴趣,经常埋首研读。1918年中学毕业后就成为慕尼黑大学索末菲教授的研究生。他的物理老师——著名的索末菲教授请他为德国正准备出版的百科全书写一篇关于相对论的文章,泡利居然完成了一部250页的专题论著,使教授大为惊讶。1921年,泡利获慕尼黑大学博士学位。后来,爱因斯坦看过泡利的论著后说:“任何一个人看到这样成熟和富于想象力的著作,都不能相信作者只是个21岁的学生。”泡利在学生时代就已展露了不同凡响的科学才华,引起了一些著名物理学家的注意。 大学毕业后,泡利先后给马克斯玻恩和尼尔斯玻尔当助手。这两位当时站在世界物理学前沿、尔后又都获得诺贝尔奖的科学家后来说到泡利时,都对他那寻根究底追本溯源一丝不苟的钻研精神和他那闪现灵敏的思想火花记忆犹新。泡利总是有与众不同的见解而且绝不轻易为别人说服,他好争论但绝不唯我独尊。 当他验证了一个学术观点并得出正确结论后,不管这个观点是他自己的还是别人的,他都兴奋异常,如获至宝,而把争论时的面红耳赤忘得一干二净。正是他这种远世俗重真理的科学态度,赢得了索末菲、玻恩和玻尔的厚爱。他也从这些名师那里学到了富有教益的思维方法和实验技巧,为他后来的科研攀登打下了坚实的基础,终于以发现量子的不相容原理而迈入世界著名物理学家的行列。 1925年春,从汉堡大学传出一个令世界物理学界瞩目的消息:一个新的物理学原理——不相容原理诞生了。它的提出者正是当时在这个大学任教的、尚名不见经传的年轻学者——25岁的泡利。 泡利的不相容原理可以这样表述:一个原子中,任何两个轨道电子的4个量子数不能完全相同。 不相容原理并没有立刻呈现出它的价值,可是泡利的才华却因此而得到社会的承认。1928年,他被任命为苏黎世联邦工学院教授;1935年,他应邀前往美国讲学。1940年在美国普林斯顿高级研究所工作。此间,他还以科学的预见预言了中微子的存在,获得普朗克奖章。直到泡利提出不相容理论20年后的1945年,这个理论的正确性和它产生的广泛深远的影响才得以确认。 不相容原理被称为量子力学的主要支柱之一,是自然界的基本定律,它使得当时所知的许多有关原子结构的知识变得条理化。人们可以利用泡利引入的第四个、表示电子自旋的量子数,把各种元素的电子按壳层和支壳层排列起来,并根据元素性质主要取决于最外层的电子数(价电子数)这一理论,对门捷列夫元素周期律给以科学的解释。他把一生投入了科学研究,34岁才结婚。 1945年,泡利因他在1925年即25岁时发现的“不相容原理”,获诺贝尔物理学奖 1958年,不幸病逝。 泡利于1946年加入美国国籍,是美国科学发展协会的创始人之一。 泡利的主要成就是在量子力学、量子场论和基本粒子理论方面,特别是泡利不相容原理的建立和β衰变中的中微子假说等,对理论物理学的发展做出了重要贡献。 泡利出生于维也纳一个研究胶体化学的教授的家中,他的教父是著名的马赫先生。马赫先生被爱因斯坦称为相对论的先驱——虽然马赫先生并不给爱因斯坦这个面子,声称他对于相对论的相信程度,像他对分子论的相信程度一样。而众所周知,马赫先生极其反对分子论,而这种反对是使那个统计物理的天才波尔兹曼最终绝望而自杀的原因之一。 二、卓越的贡献 少数年轻人大约以为这个物理学的王子的名字只是与不相容原理联系在一起,甚至他们以为这个原理只是量子力学的一个推论。实际上,这个原理的提出是在1925年,甚至早于海森堡提出量子力学。泡利是用他天才的洞察力从浩如烟海的光谱数据中得出的不相容原理,其难度甚至远大过开普勒整理行星轨道的数据。泡利的贡献遍及当时物理学的各个领域,他参与了量子力学的基础建设,量子场论的基础建设,相对论……在物理学领域,泡利似乎是一个征服者而不是一个殖民者,他大量的工作没有发表,而是遗留在私人信件里。 在今天能查到的信件中,我们发现大量这样的例子,他的关于矩阵力学和波动力学的等价性证明是写在给jordan的信件里,测不准原理首先出现在他给海森堡的信件里,狄拉克的泊松括号量子化被hendrik kramers 独立发现,而他指出,泡利早就指出了这种对易关系的表示方法。或许有些天才的生命是注定短暂的,泡利生于1900年,于1958年去世,仅比他心中的帝王(爱因斯坦1879-1955)晚去世3年,他唯一的遗憾就是一生中觉得没有做出像他的king一样伟大的工作。 三、锐利的眼光 作为一个物理学家,泡利眼光是相当锐利的。比如费曼说的那个故事,泡利预言惠勒永远做不出那个什么超前推迟势的量子力学推广(果然他没作出),费曼事后着实被泡利的眼光震惊了。 泡利年轻的时候大概是他最牛的时候,他和海森堡认识的时候,虽然

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