【NASA每日一图】春分时刻的土星
By 苏剑林 | 2009-10-01 | 20433位读者 | 引用钱学森:人生书写时代
By 苏剑林 | 2009-10-31 | 19211位读者 | 引用相对论、对称和第四维
By 苏剑林 | 2012-05-01 | 85243位读者 | 引用这篇文章其实在年初就完成了。
众所周知,我们生活在一个平坦的世界中。正如我们能够感受到的那样,在这个被称为“欧几里得平直空间”的世界里,空间里两点间的最短曲线是两点间的直线段,空间里的任意直角三角形都满足勾股定理,每个物体都有着自己的长、宽、高,它们都随着时间的流逝而运动着。这种世界观把时间独立于空间之外,作为一个独特的研究对象。但是自爱因斯坦在1905年发表狭义相对论以来,我们的宇宙就被描述成为了由三维空间和一维时间组成的“四维时空”,在这里,时间和空间的地位是等价的。不少同好们也许会感到非常困惑:即使证明了时间与空间的确存在着某种联系,也不必要把时间描述成是世界的一维吧?在我们的感官里,时间明明就和空间的三维差别甚大,时间和空间怎么能够等同起来呢?其实答案很简单:为了美。把时间看成与空间等价的一维之后,整个力学体系体现出一种前所未有的对称美,这种美不仅让人赏心悦目,而且极大地方便了我们进一步处理问题。
对称
站长注:这篇文章来源于网络,原文是繁体中文版本,我经过修改整理而成。它原来是《费曼的6堂Easy物理课》这本书的解说,但是由于内容上的详细和扼要,我更愿意把它当做物理学家费曼的解说,与大家分享。
伟哉!费曼
社会上普遍有种错误的想法,总以为科学是完全客观的,不但不会因人而异,更不会感情用事。对比之下,科学以外的各种人类活动,则多多少少会受到一般潮流动向、突发的时尚风潮,以及当事人的性格、偏好所左右。唯有科学,得受制于科学社群都同意的规则、步骤,与严密的测试、检验。科学仅着重于得到的结论,而不在乎谁是做研究、做实验的人。
以上说法显然是无稽之谈,科学既然靠人推动,就跟其他人类活动相同,都会受到大环境趋势及个人意念的影响。在科学领域,研究潮流的趋向受到主题素材选择的影响并不大,却相当取决于当时科学家对整个世界的看法。
天体力学巨匠——拉普拉斯
By 苏剑林 | 2012-11-16 | 49331位读者 | 引用本文其实好几个月前就已经写好了,讲的是我最感兴趣的天体力学领域的故事,已经发表在2012年11月的《天文爱好者》上。
作为一本天文科普杂志,《天文爱好者》着眼于普及天文,内容偏向于有趣的天体物理等,比较少涉及到天体力学。事实上,在天文发展史中,天体力学——研究天体纯粹在万有引力作用下演化的科学——占据了相当重要的地位。过去,天文就被划分为天体力学、天体物理以及天体测量学三个大块。只是在近现代,由于电子计算机的飞速发展,天体力学的多数问题都交给了计算机数值计算解决,因此这一领域逐渐淡出了人们视野。不过,回味当初那段天体力学史,依然让我们觉得激动人心。
首先引入“天体力学(Celestial mechanics)”这一术语的是法国著名数学家、天文巨匠拉普拉斯。他的全名为皮埃尔?西蒙?拉普拉斯(Pierre?Simon marquis de Laplace),因研究太阳系稳定性的动力学问题被誉为法国的牛顿和天体力学之父。他和生活在同一时代的法国著名数学家拉格朗日以及勒让德(Adrien-Marie Legendre)并称为“三L”。
神秘的少年时期
由于1925年的一场大火,很多拉普拉斯的生活细节资料都丢失了。根据W. W. Rouse Ball的说法,他可能是一个普通农民或农场工人的儿子,1749年3月23日出生于诺曼底卡尔瓦多斯省的伯蒙特恩奥格。少年时期,拉普拉斯凭借着自己的才能和热情,在富人邻居的帮助下完成了学业。他父亲希望这能使他将来以宗教为业,16岁时,他被送往卡昂大学读神学。但他很快在数学上显露头角。
费曼路径积分思想的发展(一)
By 苏剑林 | 2012-12-26 | 29525位读者 | 引用注:这是郝刘祥前辈的一篇论文,98年的时候发表在《自然辩证法通讯》上,里边讲述了费曼以及路径积分的相关故事。我从网上下载下来,原文是很粗糙的pdf文件,我特意将它转化为网页文件,供大家欣赏。有些公式很模糊,所以我已经到图书馆查找了原文,但是由于作者非理论物理专业人员,还不确定部分公式是否正确,请读者慎读。原文较长,将分开几篇来发。如果涉及到版权问题,请作者告之(bojone@spaces.ac.cn),我将会尽快处理掉。
自然辩证法通讯(JOURNAL OF DIALECTICS OF NATURE)
第二十卷总115期,1998第3期
郝刘祥
摘要:该文首先阐述了 Richard Feynman为解决经典电动力学的发散问题而做的艰苦努力,进而论述了这种努力的副产品何以使他偏爱作用量表述,以及他是如何在Dirac文章的启发下得到非相对论量子力学的第三种形式--作用量量子化方案的。文章的第三部分叙述了费曼将其方案推广到相对论情形的尝试和费曼图的由来。最后,该文试图就路径积分方法在量子场论等领域中的广泛应用以及费曼对量子场论的重大疑惑作一简要的说明。
关键词:费曼,作用量,几率幅,路径积分
费曼路径积分思想的发展(三)
By 苏剑林 | 2012-12-27 | 21157位读者 | 引用3、费曼图和量子电动力学的重整化
在1947年美国避难岛(Shelter Island)会议上,兰姆报导了他的重大发现,即现今所称的兰姆位移;氢原子的$2S_{\frac{1}{2}}$能级比$2P_{\frac{1}{2}}$高出约1000MHz。而按照狄拉克理论,对纯库仑相互作用的电子-质子系统,这两个能级应该是简并的。人们很快就认识到,该位移应归之于一阶近似的辐射校正[19]。贝特用一个电子的校正质量就非相对论近似得出了氢原子nS能级的位移公:
$$\frac{8}{3\pi}(\frac{e^2}{\hbar c})Ry \frac{Z^4}{n^3} Ln\frac{K}{ < E_n-E_m > _{AV}}$$
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