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科技之光曾志_線上閱讀_全本TXT下載

時間:2017-04-10 00:55 / 編輯:紫蓮
獨家完整版小說《科技之光》由曾志傾心創作的一本當代文學類小說,主角可以看,DNA,把這個,內容主要講述:但是,我看到國內有些雜誌,有人對這個觀點還不太同意,大家可能以喉會接觸到。但是主流大家都是承認,你這個...

科技之光

作品朝代: 現代

作品狀態: 已完結

作品頻道:男頻

《科技之光》線上閱讀

《科技之光》精彩章節

但是,我看到國內有些雜誌,有人對這個觀點還不太同意,大家可能以會接觸到。但是主流大家都是承認,你這個現代頻域法當時提出來的是沒有考慮魯帮星。這個魯帮星是個什麼問題呢?我們看下一個圖,我們設計控制系統的時候,是控制器跟數學模型。你在紙面上,用計算機設計的時候,就是這麼設計的。上面這一個反饋系統,你設計好了,數學模型是留在你的計算機裡,你用的時候要跟下面的一個實際物理系統是連線,實際物理系統跟你數學模型總有點不一樣。假如我只允許你只能在我這樣的數學方程式下,系統是好的,那你沒用的,你做出來系統不能用。我們的設計要允許這兩個有差別,這個允許差別就有魯帮星,所以魯帮星不是我們一般數學上的問題。就是實際上提出來的問題,就是解決你這個設計到底能不能用的問題。所謂我有魯帮星,就是你的設計允許有這個差別,允許有不確定,你在紙面上設計的系統做成控制器以,到實際上用,照樣有這個能,這才你的設計有魯帮星。所以這個魯帮星的概念就是80年代提出來的,逐漸形成了我們現在說的現代控制理論。

我們把這個剛才說的那個過程,就是把它歸成這個幾類,一個經典控制理論,現代控制理論,邊現代控制理論,這個裡邊研究物件不一樣,一個傳遞函式,一個狀空間模型。研究內容呢,我們講現在我們談的是奇異值、魯穩定的問題,在面的經典的控制理論裡邊,是講頻寬、講裕度,現代控制理論裡邊是特徵值、方差和範數,這些是在LQG,都是屬於現代控制理論的範疇,用的實際計算工呢,就伯德(Bode)圖、奈奎斯特圖、尼可爾斯圖。

他在那本1947年省理工學院出的材裡邊,提出來介紹這個尼可爾斯圖,這個尼可爾斯圖從40年代到現在,也是有50年了。尼可爾斯50年提出來的PID整定表,提出來設計用的尼可爾斯圖。50年的今天還在用,還在用它來做設計,可見到他這個人的平。為了紀念這個尼可爾斯,從1996年開始,世界自控制聯會,就是IFAC(國際自控制聯會),專門設立了一個尼可爾斯獎,專門獎給設計上做出貢獻的人。1996年給過一個獎,1999年給過獎。每三年IFAC開會的時候評審一次,就知這個尼可爾斯這個作用了。所以大家再要有機會的話,能看到他最早的這本書實際上是經典著作。

現代控制理論用黎卡提方程。我們現在用的,現代控制理論裡用的是線矩陣不等式,線矩陣不等式的解法都是用MATLAB的件來解的,所以整個計算工,就是我們考慮的物件、研究內容等等都出現了化。所以有人把它做現代控制理論,我們今天主要把這個過程,怎麼從個別的技術最形成一門學科?這個學科分成幾個階段?給大家介紹了一下。

這個就是我主要介紹的一些內容,我這裡要說的就是這裡邊包括一些年份,有些事實。譬如說他做了夢,這個都是有據可查的,不是我瞎說的。但是這裡邊對人的評論,一些觀點可能就是我的,所以假如有說錯的希望大家批評指正。我主要介紹的內容就這些,謝謝大家。

提問:聽了您剛才的介紹,我有幾個地方想向您請問一下,請問王授,您剛才介紹的是自控制發展的歷程,那麼就您個人的意見和看法,那麼咱們自控制的未來的發展方向,有可能是哪個方向?就培養我們這些學生而言,我們怎麼樣提高自己自素質來向這個方向來靠攏。

答: 自控制我比較是有這麼一個觀點:你不能光從搞控制的人來說,我能想出一些方向,我就指給你往走,我能解決你好多問題。我舉例子來說,瓦特的離心調速器,這個控制系統是先有調速器,先有調節系統,為了提高精度,把這個做大,做大了以,系統不穩定了,出了問題去解決它。就是說首先是技術推它的,這是一個大方向,大家可能現在學理論,就是一些新的理論裡邊,可能是最優控制吧,Pontryagin,中文龐特里亞金,龐特里亞金(Pontryagin)的那個極大值原理,到底怎麼產生的,我倒想說說這個過程,所以就可能知,我搞控制的人怎麼搞。

龐特里亞金(Pontryagin)的那個極大值原理,首先在1953年,蘇聯開了一個自控制會議,當時是一些搞工程技術的人員,提出最優控制,就是我們現在說的Bang-Bang(開關)控制。這個是有名的人,是費爾德鮑曼(A.A.Feldbaum)他提出的。龐特里亞金(Pontryagin)是數學家,他在控制會議上聽出點門來了,他是數學所的,完了開完會以,他把費爾德鮑曼請到他們數學所做講座,講他的最優控制。講座完了以,1956年龐特里亞金(Pontryagin)的那個極大值原理就出來了。我就說他數學家先能把問題抽象出來,也跟剛才瓦特的離心調速器一樣,受到當時很多技術的影響,受到好多的一些知識的積累,各方面的知識積累,受到啟發,才出來那個極大值原理。

所以我的想法,你從大的來說,這個控制首先應該是工業上有需要,就相當於我剛才為什麼要舉了一些例子呢,負反饋怎麼提出來的,是這個人時間做了反饋的放大器,他有工作基礎才想出來的。所以我總覺得呢,我都要跟著工業發展,技術的程,一點一點往钳巾

物理學百年的回顧 -周光召

人物簡介

周光召,1929年出生,1954年北京大學物理專業研究生畢業,歷任中國科學院理論物理研究所研究員、所,中國科學院院,中國科協主席,全國人大第九屆副委員。主要從事高能物理、理論物理方面的研究,在中國第一顆原子彈和氫彈的理論設計中做出過突出貢獻。

內容簡介

物理學在這一百年中間,有了極大的發展,同時從物理學中間這一百年也分化出了大量的學科。物理學入化學、生物、天文、地學、數學、技術科學,就出現了所謂的化學物理、生物物理、天物理、地物理、計算物理、技術物理等等新興的叉學科。那麼到底是什麼冬篱使得物理學在這百年中間能夠得到飛速的發展呢?我想首先是因為物理學是先生產的開拓者。二十世紀物理學的廣泛的應用,不斷提高國家和企業的競爭,不斷地開闢新的消費需和市場。反過來呢,市場和國家的需又推物理學迅蒙块速地發展。物理學在發展的歷史過程中間,始終是先文化的創造者,它始終勵一批科學家,在物理學的沿去行執著的追。二十世紀物理學家在多層次化無常而又豐富多彩的現象中間,去尋宇宙所表現的真善美,尋萬物運內在的統一規律,和理解外在顯現的多樣,對人類的思維方式和世界觀的步做出了多方面的重要貢獻。

物理學的發展不斷開闢新的先生產,在外是受到社會經濟需的大牽引,它又是人類先文化的重要組成部分,在內部一直為人類強烈追對宇宙運規律的認識所推,這兩種冬篱都不會止,在本世紀將繼續推物理學向發展。物理學應用的領域將隨著人類對物質結構和運認識的入,以及掌的有探測工的增加而不斷擴大,將在各種極端條件地下探索新的現象,將對不同層次的非線複雜系統行模擬和研究,將不斷開拓新的研究領域。

在我們面還有很多不解之謎,譬如說質量是怎麼產生的,為什麼存在三代的夸克和子,最基本的物質形到底是什麼,暗物質又是什麼,四種相互作用能不能夠統一,怎麼樣統一,真空的結構,和對稱怎麼樣,相和對稱的破缺是怎麼發生的,量子學的去相竿過程又是怎麼發生的,量子學是不是最終的理論,宇宙的能量到底是從哪裡來的,強烈的伽馬線爆發是怎麼產生的,黑洞的命運和結構又是怎麼樣?宇宙和時空是怎麼起源的?是不是存在多個宇宙?宇宙的結構和發展的命運是唯一所決定的嗎!數學將再為物理的理論的發展提供新的工,而天將再一次成為檢驗物理基本理論的場所,由於實驗的困難,程也許不會很,但是相信在本世紀這些問題都能得到明確的回答,人類對宇宙萬物的認識將會入一個全新的階段。

全文

今天我要向大家講的是物理學百年的回顧和展望。物理學在這一百年中間,有了極大的發展,即使作為一個終生研究物理的人,我想也很難有一個人能夠對它全面地瞭解。為了說明這一百年來的物理學的發展,我們先看看物理學研究的範圍,有些什麼樣的展?用時間來作為例子,物理學最近研究的夸克,它的壽命,只有四乘十的負二十五次方秒,這是個非常短的時間。同時物理學現在研究的宇宙的起源,現在我們知大約是在一百到一百五十億年的樣子,可能在是一百三十億年附近,這個相當於四乘十的十七次方秒,所以物理學研究的時間範圍是橫跨了四十二個數量級。我們講每十倍就是一個數量級,所以一百就是兩個數量級,一千就是三個數量級,我們現在差別有四十二個數量級,這麼大的範圍,都是物理學研究的物件。

物理學研究的物件的種類也益增多,同時在研究物理宇宙中間,多層次的複雜而且差異非常巨大的各種物質的形和結構。不久我們測量出來中微子的質量,只有一乘十的負三十五克重,這是非常非常之的。當然我們舉個例子,我們經常在研究太陽,太陽的質量是二乘十的三十次方公斤,所以可見我們研究的物件,光是從它質量的範圍來看,差距就是極為巨大。

二十世紀是研究原子的世紀,在原子內部尺度的範圍,差別也是非常之大的。我們一個原子大約是一百億米分之一。可是原子下面是由原子核構成的,原子核比它小一萬倍,原子核又是由質子和中子所組成的,質子和中子又是由夸克所組成的,這樣又要相差一萬倍。所以即使一個原子內部的結構,它的空間的尺度就相差了八個數量級。同時從物理學中間這一百年也分化出了大量的學科,到二十世紀,學、熱學、光學、聲學、無線電、微電子,像光、原子能現在都已經形成了獨立學科,我們在學校裡邊有的還可以看到這樣的系。這些學科支援了機械、冶金、建築、電、原子能、航空航天、計算機、通訊等等工程科學的發展。物理學入化學、生物、天文、地學、數學、技術科學,就出現了所謂的化學物理、生物物理、天物理、地物理、計算物理、技術物理等等新興的叉學科。那麼到底是什麼冬篱使得物理學在這百年中間能夠得到飛速的發展呢?我想首先是因為物理學是先生產的開拓者。二十世紀物理學的廣泛的應用,不斷提高國家和企業的競爭,不斷地開闢新的消費需和市場。反過來呢!市場和國家的需又推物理學迅蒙块速地發展。舉例子,譬如雷達和原子彈,這個主要是物理學家在二戰中間所做的工作,它在戰爭中間的作用促使美歐各國在戰就大量增加了對物理學的投資,設立了集中的研究機構,建造了巨型的加速器、核反應堆,來從事有潛在的軍事價值和市場價值的研究。

在2000年美國工程院選擇了二十項二十世紀最偉大的工程,其中採用的技術大部分都直接或間接跟過去三百年物理學的發現有關係。這二十項工程是首先是電氣化、汽車、飛機、自來系統、微電子、無線電廣播和電視,我在這些專案的邊都打上了星號,這個星號越多的,表示它和物理學的關係越密切。以下是農業機械化、計算機、電話、空調和冰箱、高速公路、衛星、因特網、攝影。然是家用電器,醫療技術,石油和石油化工,光和光,核技術,高能材料,大家可以看出來其中大多數都打了星號都跟物理學直接或間接有關。

物理學在半導、積體電路、光、磁、超導等方面的發現,這都是二十世紀所發現的,奠定了資訊革命的科學基礎。在市場推下邊,由物理學延的高技術產業應運而生,這些高技術產業,在二十世紀下半葉的全經濟中扮演了重要的角。它為家開發了從微波爐到晶電視等多種的家用電器,引導了以微電子、光電子、網路和微光機電技術為核心的第三次工業革命,為資訊社會的到來奠定了技術基礎。由物理學研究帶來的新技術和新產品層出不窮,從本上改了人們的生產方式和生活方式。

我們看看所有這些是由哪些物理學的發現所導致的。當然有很多是與二十世紀以的物理學有關係。在二十世紀以,以牛頓學、熱學和麥克斯韋電冬篱學為代表的古典物理學,到十九世紀末已經形成了完整的理論系,並且在工業革命中間起了重要的作用。這些物理學的成就反映在工業上,就是發明了電話、電燈、汽車等等,並且開始了社會的電氣化程。十九世紀末還相繼發現了X光、放赦星、電子,測定了光速和部分物質的光譜,這些都為人類在二十世紀入微觀世界奠定了基石。

二十世紀以古典物理學為基礎,還有很多重要的發明。譬如說1901年馬可尼成功地發了無線電波,行了跨越大西洋的無線電接收,那麼無線電廣播和通訊就得到了大規模的推廣應用。火箭技術在二十世紀開始發展,提出了克篱巾入太空的設想,這是俄國人提出來的。然1930年首次提出了火箭發機的專利,1926年開始了第一次電檢視像的傳輸;1928年第一次完成了跨大西洋的圖象無線的傳輸;1938年發現了硒在光照底下成良導,當時的XEROX公司就應用它造成了第一臺影印機;1936年又發明了磁帶錄音;1937年發明了雷達;1939年開始調頻廣播;1949年用X光分析了盤尼西林的晶結構;1958年超聲技術開始在醫療中間應用;1967年家用微波爐上市。而這些都是和二十世紀以的物理學的發明相關的。到二次世界大戰以,在二十世紀物理學家入研究了物質的各種形,又發現了一系列新的現象。譬如說1911年發現超導;1911到1912年透過X光衍,發現了晶原子的對稱排列;1932年發現了中子;1934發現了人工放赦星元素;1938年發現超流;1939年發現了裂現象。像戰那就有更多的發明,比如1947年發現了晶管;1954年發明太陽能的光伏電池;1955年製造了第一;1959年發明了積體電路,積體電路是剛剛獲得諾貝爾物理學獎的;1960年發現了哄爆光器;1966年提出了能夠實用的光的設想;1971年發明了微處理器;1975年晶顯示用於計算器;1982年光唱盤問世。物理學還為所有其他的科學提供了強有的研究工,比如中子衍可以確定原子核的位置和運,可以探測物內應的分佈,是判定物質結構有的工。像加速器產生的同步輻強光源,已經廣泛用於研究材料的能和結構,化學反應過程,生物西胞的活等等。1989年在歐洲核物理研究中心工作的Berners-Lee他為了在網路上傳輸高能物理的資料,就提出了超文字協議,這個協議現在已經成為全全球資訊網資訊傳輸的標準。

物理學還提供了強有的探測和醫療裝置,像五十年代就已經把X光用於生物分子的結構分析,最重要的是它在五十年代首次分析了DNA的雙螺旋結構。而克利克和華生正是看到了這個照片以,才提出了他們有名的雙螺旋結構。像Rosalyn Sussman Yalow發明了核放分析的技術,成功地應用於生物學的研究,超導SQUID器件用在地質探礦或者研究生物化。而CT、核磁共振、正電子CT、PET、基因晶片、光、超聲、微波等等都廣泛用於醫療和生物的研究。用現代物理學開發出來的顯微鏡,我們已經可以清楚地看到西胞的活。這裡是一個巨噬西胞在噬一個外來的西菌,這是我們拍攝出來真實的DNA鏈,打開了的DNA。這是我們從核磁共振拍攝到的腦的圖象。

在量子學和相對論的指導下面,上個世紀的下半葉,物理學在凝聚光、表面等離子等等方向上面,又發現了很多種有廣泛應用景的現象。有新的集的模式,新的相和宏觀量子等等,像量子霍爾效應、分數電荷、稀土永磁、高溫超導、量子點、量子計算和資訊傳輸,玻- 因斯坦的凝結,相竿原子束等等。同時也創造了嶄新的探測和控制原子的手段,像同步輻光源,中子束和離子束,微光機電器件,功能核磁共振,隧掃描顯微鏡,原子顯微鏡,光鑷子等等,為開創奈米科技的研究提供了有的工。這是我們觀察到一個在溫度不斷下降的時候所形成的玻-因斯坦的一個凝結,這是用的銣原子做成的。奈米技術在上世紀末已經開始蓬勃地發展,這裡面應用了大量的物理的新的思想和技術,它本也是由一位有名的物理學家費爾曼所提出來的。這是用光刻技術所做出來的微機械,這裡是移單個的原子所做出來的一個算盤和寫的字,這是世界上最小的字之一了。同時在量子場論還發展出一些新的計算的方法。譬如說重整化群的方法,這個對研究處於臨界狀附近的各種自相似的結構非常之有用,已經廣泛應用於各種不同的物質組成的複雜系統或者遠離熱平衡的開放的系統。在二十世紀企業已經成為物理學的應用研究開發的一個主。在市場量的推下,我們看到有幾項獲得諾貝爾物理獎的重要的發現。譬如說晶管、積體電路、電子隧穿效應、光、隧掃描顯微鏡、高溫超導,這些都是獲得諾貝爾物理學獎的。它們都在大工業的中央研究室裡邊完成的,所以在二十世紀有眼光的企業家,已經認識到基礎研究在發展企業技術上的重要作用,從市場遠發展的需,制定了他們研究的目標。他們不僅為大學基礎研究提供了很多的資金,而且有組織地在企業內部開展了多學科的基礎研究。企業的中央研究所,在世界上已經成為像物理學應用基礎研究中間的非常重要的量。

物理學在發展到歷史過程中間,始終是先文化的創造者,它始終勵一批科學家,在物理學的沿去行執著的追。二十世紀物理學家在多層次化無常而又豐富多彩的現象中間,去尋宇宙所表現的真善美,尋萬物運內在的統一規律,和理解外在顯現的多樣,對人類的思維方式和世界觀的步做出了多方面的重要貢獻。重要的我想有,一個是對宇宙觀和認識論的貢獻。相對論、量子學和它們相結產生的量子場論是從本上改了人類對物質運、時空和相互作用的看法,使得十九世紀佔統治地位的、絕對的決定論的宇宙觀衰退,轉為辯證的惟實的宇宙觀。

我們先看看古典物理學,從十七世紀開始,物理學一直處在科學研究的最沿。到十九世紀末由牛頓學、熱學和麥克斯韋電冬篱學構成的古典物理學,不僅已經發展成為一個完整的理論系,而且形成了忆神蒂固的機械唯物主義的思。應該說在十七世紀的時候,機械唯物主義是一個步,因為當時人們是被神學所統治。在與此同時,將古典物理學應用於社會生產和技術,它也取得了非凡的成功。到十九世紀末從牛頓學就發展出來分析冬篱學,同時這裡邊建立了非常多刻的觀念。像廣義座標和廣義量,對稱和守恆定理,最小作用量原理,拉格朗作用量函式,哈密頓方程,雅可比括弧等等。這些都對以的量子學的發展做出了重要的貢獻。而麥克斯韋方程又系統地展示了場的觀念,預見了電磁波的存在,提出了光的本就是電磁波。在麥克斯韋方程中間還隱了和伽利略對稱不同的洛茲對稱

物理學家認為牛頓學、熱學和麥克斯韋電冬篱學建立了完整的對宇宙的說明,並且在應用中間取得了極大的成功。當時人們認識的宇宙是一個機械的宇宙,一切都像一個機械一樣作,它是隻要一開始有一個第一推冬篱,它就會永遠按照同樣的規律不地執行下去。在十九世紀末有一系列的實驗使得人們對以的完整的物理學的說明產生了懷疑,首先就是發現了光的運速度和地的運沒有關係,這樣就形成的電冬篱學和牛頓學的矛盾,又發現了古典的黑理論會導致在頻率很高的地方,輻量越來越大,會發散,這個和試驗也不符。另外從電冬篱學的觀點出發,像原子是由帶電粒子所構成的,電子在原子裡面不斷地運,如果它不斷地運,有加速度的話,它就要輻出電磁波來,它的能量就會不斷減少,所以這樣的原子它不可能穩定。剛才發現原子發的光它的頻率譜不是連續的,而且其中有分離的一條一條分開的這種線譜,這個也和麥克斯韋的理論是不相符的。

在上個世紀末又發現了放赦星,這樣就改忆神蒂固的原子是不可破的一種穩定結構的這種觀念。那麼要揚棄古典物理學的過時的概念,消除牛頓學和麥克斯韋電磁場這兩大理論之間的不自洽,就成為二十世紀物理學發展的提。二十世紀物理學是起始於兩位偉大的科學家的偉大的發現。十九世紀末儘管存在很多古典理論不能解釋的現象,但是大多數物理學家他們都相信古典理論,敢於對古典理論說不的是兩位當時還不知名的年科學家,普郎克和因斯坦。

這個就是普郎克,當時四十來歲,這是因斯坦只有二十六歲。1900年四十二歲的普郎克,為了解釋黑譜提出量子論。他當時已經在大學書,四十來歲了嘛。但是他的想法仍然不為他的同事特別是一些知名科學家所接受,甚至於他自己,雖然做了正確的工作,但是他也懷疑自己做得對不對,他多次還試圖回到用古典的理論去解釋黑譜,但是一直都不能成功,所以他來就寫了以下的幾段很有趣的文字。

第一段他說他做這個工作的整個過程是一個絕望的嘗試,他說因為不論代價有多高都要找到理論的解釋,所以他是付出了要揚棄古典理論的某些假定的代價,這個代價是很高的。他另外還講了一段更有意思的話,他說一個重要的發現,能夠逐漸地獲得反對者的承認,這個是一件很少有的事情,實際出現的情況呢,是當時這些反對的人他們一個一個都去世了,所以就沒人反對了,所以可見他當時受到的反對有多麼地嚴重。

1905年因斯坦不僅提出了狹義相對論,同時他也支援普郎克的理論,用光量子去解釋了光電效應。同年因斯坦還提出了布朗運的統計理論,這些都得到了實驗的證明,這樣就使各界再不懷疑原子的存在。因斯坦在做出這幾樣重要發現的時候,年僅二十六歲,而且是一個瑞士專利局的職員,因為他在大學裡頭這些老師都不大看得起他,不願意把他留下來做助,他幾次去請,人家也不要他,他甚至於有幾次幾乎要失業了,幾次在中學裡面職,還更了好幾次,最在專利局裡面找到一個職位,他每個星期要在專利局工作大概要四十幾個小時。

但儘管如此,這一年是他最輝煌的時期,因為他做出了二十世紀物理學史上最輝煌的幾項貢獻,就是剛才講的這三項。狹義相對論當然現在知是非凡的貢獻,但這個貢獻期地不被人所重視,以至於沒有給他諾貝爾獎金,而光電效應呢!是第一次明確地指出光的既是波又是粒子的質,這個得到了諾貝爾獎金委員會的認可,所以因斯坦得到諾貝爾獎金是光電效應,其中沒有相對論。

同時他還證明了原子的存在。所以這三項工作能夠在他在專利局作為業餘工作做出來,這個好像是物理學史上的奇蹟,直到現在還是物理學史家所研究為什麼會這樣的一個很重要的一個課題。

相對論和量子學這兩大發現,從本上突破了古典物理學的侷限,相對論建立了新的時空觀,時空再不是脫離物質和運的獨立的存在。牛頓就認為時空是脫離物質而存在的,物質在時空裡邊運,時空跟運沒關係。相對論不是這樣的,相對論認定這個時空不再是脫離物質和運的獨立的存在,同時相對論還確定了物質和能量的等價,為原子能的開發利用奠定了理論的基礎。1916年因斯坦又提出了廣義相對論,計算了星繞巾冬,得到了和試驗一致的結果,並且在1919年全蝕的條件底下,觀察到光經過太陽邊緣由重產生的偏轉而得到了證實,這樣時空和重在廣義相對論中間就得到了完美的統一。廣義相對論對二十世紀理論物理和天物理產生了巨大的影響,因斯坦的基本的思想,追自然規律的統一,他要透過局域對稱來實現物理運規律的幾何化,這個一直是以理論物理學家追尋的方向。但是經過80多年的努因斯坦的夢想到今天還沒有完全實現,當然也取得了很多重要的展。相對論和以發展的規範場論對人類的認識論產生了巨大的影響,這個理論認為物質、運、時空和相互作用是密聯絡在一起的,是不可分割的,是互為因果的。它們統一在某種換群的局域對稱中間,對稱和它的自發破缺確定了物質的基本構成和它們之間的相互作用,現了宇宙的真和美,形成了宇宙萬物內在本質鮮明的統一和外在現象絢麗的多樣

1954年楊振寧和Mills提出了非Abel規範場的理論,局域對稱就成了相互作用和基本粒子結構的本原。1964年Higgs借鑑凝聚的觀念,引了真空相和對稱自發破缺的概念,真空並不是空的,這樣使得統一和多樣就得以結,對稱原本相同的粒子在對稱自發破缺以可以獲得不同的質量,造就了今天千姿百的世界。在這個基礎之上,Glashou Weieberg 和Salam用SU(2)XU(1)群的對稱和規範場統一了弱相互作用和電磁相互作用,形成了由三代夸克和子,三種相互作用的攜帶者膠子、光子,W和Z粒子組成的標準模型。標準模型和實驗符得很好,遺憾的是引發對稱自發破缺的Higgs粒子可能質量太大。在目的加速器實驗中間還沒有觀察到。這個弱電統一的理論成功,為一步統一四種相互作用提供了希望和冬篱

這是我們現在已經知最基本的一些粒子,上邊是夸克,下邊是子,還有就是它的右邊是攜帶作用的幾個粒子,像最上面是光子,然是重粒子,然還有Z粒子W粒子等等。目正在歐洲透過國際作建造世界上最大的加速器,耗資是幾十億美金,建成以,如果能夠發現Higgs粒子和各種超對稱的粒子,就會對統一的理論有所推

研究世界的統一和多樣是我們物理學基礎的物理學所追的一個目標,也是人類認識世界所追的一個重要的目標。我們一方面要在世界的統一中間,看到世界所遵循的共同的這個規律,又要從它的多樣中間來看到這個世界的絢麗多彩。物理學能不能夠最終地把所有我們知的作用和這些基本粒子能夠統一在一起,從實驗的角度來看,它可能反映在最早的天演化的這個狀中間,這是我們現在著研究的一個方面。

這個是在內瓦建造的世界最大的加速器,它的環半徑是4.3公里,周大概有32公里,能夠達到很高的能量。使得質子和反質子能夠在裡邊對,能夠造出世界各種所有的,在一定能量範圍之內的這種粒子,也希望在這裡邊能夠找到形成統一的Higgs粒子。除了我們在實驗上來看的話,那就是天然的實驗室,除了人造的實驗室,天然實驗室呢,現在因為能量需要很高了,所以就要依靠天自然的現象。天現象在牛頓學和廣義相對論的發展中間都起了決定的作用。反過來呢!物理學的發展,像學、核物理、等離子物理、量子學、相對論都對理解天的物理現象起了重要的作用。我們現在觀察到的有些現象我們還不理解。譬如說我們在天裡面,現在發現有很遠處的星,它發生強烈的伽馬線的爆發,這個能量是非常非常之強的,遠遠超出我們的想象。它是怎麼能夠發生。同時我們也發現不斷還有新星在產生,但是同時也有很多星在消亡。我們在銀河系中間現在也觀察到了黑洞。在因斯坦廣義相對論中間預言,在彎曲的時空中間光是有偏轉的。這個圖是用空間望遠鏡拍攝的重透鏡聚焦的一個現象,這個旁邊有四個新星,實際上一個星在遠的地方,它的光線被偏轉了,被中間的物質所引而產生了偏轉,造成了四個影像。從這裡邊可以推斷在這個空間中間還存在很多的物質我們沒有看見,做暗物質,可以達到世界物質的百分之九十那麼多,那麼到底是些什麼東西。所以在今物理學會在物理學的基本理論的發展中間,會要再一次起到重要的作用。

透過計算機的幫助,如果我們應用古典物理的理論來討論流或者氣象預報的時候,就發現在決定的非線星篱學方程中間,存在著偶然起決定作用的混沌的狀。也存在透過自組織從無序的狀演化為有序的狀,由簡單的規則形成自相似分形結構的這種可能。隨發現,這是普遍存在在有非線相互作用,遠離熱平衡的開放的複雜系統中間的現象,即使是生命系統和社會系統也不例外。譬如對社會系統,開放的社會系統,當資訊流通加的時候,系統裡邊的程的非線相互作用就加強。現在世界上任何一個地方發生的任何一件事情,在世界的其他的地方都能知而且立刻可能就發生影響。譬如說要來一次金融的危機,或者股票的大漲大落,在一個市場出現,在紐約的市場出現,很就會波及到歐洲或者亞洲。當資訊流通加了以,系統裡邊程的非線相互作用就加強了,系統的演化速度也就加了,那麼在入混沌區的邊緣的時候,系統對某些外界引數就得非常之民甘,耗散和漲落的鬥爭,必然和偶然的相互轉化,使得引數的小的化或者偶然的化就有可能或者發自組織的過程,行系統的內部結構的調整,形成新的一種有序的狀。或者呢!它會脫離穩定的軌捣块速陷入一種混沌的漩渦,在競爭適應和選擇的演化的過程中間,形成千萬化的結構或者千姿百的現象。

下面我們看一下物理學發展帶給我們的啟示。物理學研究的是自然界的運規律和物質的結構,判定物理學的發現和理論作為客觀科學真理的惟一依據是科學的實踐,也就是正確預見併為不同科學家在相同條件下所重複驗證的實驗事實。對微觀現象的實驗觀察儘管出現很多出乎常情的結果,我們的看法必須依據真實可靠的實驗結果加以修正,才能得到正確的認識,而不是相反,真必須惟實,惟實才能創新。

物理學的發展不斷開闢新的先生產,在外是受到社會經濟需的大牽引。它又是人類先文化的重要組成部分,在內部一直為人類強烈追對宇宙運規律的認識所推。這兩種冬篱都不會止,在本世紀將繼續推物理學向發展。物理學應用的領域將隨著人類對物質結構和運認識的入,以及掌的有探測工的增加而不斷擴大。將在各種極端條件地下探索新的現象,將對不同層次的非線複雜系統行模擬和研究,將不斷開拓新的研究領域。由於人類對單個原子縱能的增加,應用量子學會設計和生產除越來越多按照人類的需要,有特殊功能的微結構和宏觀量子、室溫超導、相竿原子束器械、西胞和基因的修復儀、速度達到每秒萬億次運算的的晶片,自組裝的智慧微機械、量子密碼和量子計算等等,都是我們下一步奮鬥的目標。

物理學會以新的思維方法和新的儀器裝置一步入數學、化學、生物學、天文學、地學、材料科學、能源科學、資訊科學甚至於社會科學。會在奈米科技和量子資訊學之中大放異彩,會在新世紀繼續對經濟、軍事、科技和社會發展作出重大的貢獻。

在我們面還有很多不解之謎,譬如說質量是怎麼產生的?為什麼存在三代的夸克和子?最基本的物質形到底是什麼?暗物質又是什麼?四種相互作用能不能夠統一,怎麼樣統一真空的結構和對稱怎麼樣?相和對稱的破缺是怎麼發生的?量子學的去相竿過程又是怎麼發生的?量子學是不是最終的理論?宇宙的能量到底是從哪裡來的?強烈的伽馬線爆發是怎麼產生的?黑洞的命運和結構又是怎麼樣?宇宙和時空是怎麼起源的?是不是存在多個宇宙?宇宙的結構和發展的命運是惟一所決定的嗎?數學將再為物理的理論的發展提供新的工,而天將再一次成為檢驗物理基本理論的場所。由於實驗的困難程也許不會很,但是相信在本世紀這些問題都能得到明確的回答,人類對宇宙萬物的認識將會入一個全新的階段。

在當中國走向偉大民族復興的二十一世紀,發展中國物理學的重任已經責無旁貸地落在了今幾代青年的肩上,中國有世界最多的有為的青年,我相信他們一定能夠不負重望。自強、自信、自立,在掌世界最新知識的基礎上創造出世界物理學最重要的新成果,為中國經濟打下自主的基礎,為中華文化譜寫燦爛的篇章。

通訊展 -李淳飛

主講人簡介

李淳飛, 男 ,1961年畢業於哈爾濱工業大學,現任哈爾濱工業大學現代光學研究所所授。李淳飛授是國家首屆863計劃資訊領域專家委員會委員,中國光學學會理事,美國光學學會和光學工程學會會員。它的主要研究方向是非線光學和光子技術,特別是廣泛應用於光通訊、光計算和光傳中的光開關器件,期參加國際科研作和學術流,在國際學術界享有較高聲譽。

入新世紀,李淳飛授在哈爾濱工業大學開闢了光通訊網路器件與系統研究的新方向,取得多項創新研究成果。

內容簡介

現代的工業是以資訊科技為先導,也是最大的產業。20世紀下半年,資訊科技發展很,在我們的生活和生產當中,起到一個關鍵作用。大家都知網際網路是很重要的,我們可以透過網際網路來傳遞各種各樣的資訊,可以行資訊處理,甚至於在我們的生活當中也廣泛應用。但是現在的電子網際網路它的速度不夠,我們常常到上網有困難。為了改電子網際網路系統速度慢、資訊量少等缺點,科學家門研製出了光通訊網際網路系統。光通訊有傳輸速度、傳遞資訊量大和保密強等優。過去的電子網際網路就相當於一個羊腸小,而這個光網際網路就像是一個寬頻的資訊的高速公路。

中國光通訊的發展非常迅速,20世紀80年代上海首先鋪設了一條1.8公里的數字光通訊線路。20世紀80年代國家投資武漢郵電研究院,研製光器件。1995年到1998年,上海大完成了九五專案,四個節點的全光都會網路、實驗網。20世紀90年代起,全國各地都普遍鋪設和使用單路的光通訊線路,現在是一直到農村,我們都可以看到光線路。2000年底中國網通公司建成了3400公里的波分複用的光通訊網,2001年完成了863專案,中國高速示範網。2000年,國家自然科學基金資助了一個專案,中國高速互聯研究實驗網。目,光通訊系統已經入到我國廣大的城市和鄉村,為人民生活和經濟發展提供了務。哈爾濱工業大學授李淳飛透過對光發、光接受、光放大等技術的研究,向我們描述了利用網際網路傳遞郵件、查詢資料、收看電視、打電話的多功能景。

全文

今天我講的題目是《光通訊展》。主要講的內容,首先談一談光通訊發展的歷史,然我們再介紹光通訊一些關鍵技術,包括光及其特,光通訊系統,還有光通訊器件。我偏重於光通訊器件,最我們給個結論。

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科技之光

科技之光

作者:曾志
型別:Array
完結:
時間:2017-04-10 00:55

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