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科学技术史

高等数学发展的起点是解析几何与微积分。

费尔马对解析几何的创立作出实质性的贡献。

他在笛卡尔《几何学》发表前至少8年就已相当清晰地掌握了解析几何一些基本原理。

笛卡儿(1596-165O)出版了《更好地指导推理和寻求科学真理的方法论》,阐述了关于坐标几何和代数的思想。

这是笛卡儿所写的唯一的数学著作,其余则主要靠通信传播他的数学思想,1637年

解析几何的创立,引入了一系列新的数学概念,特别是将变量引入数学,使数学进入了一个新的发展时期,这就是变量数学的时期。

解析几何在数学发展中起了推动作用。

恩格斯对此曾经作过评价“数学中的转折点是笛卡尔的变数,有了变书,运动进入了数学;有了变数,辩证法进入了数学;有了变数,微分和积分也就立刻成为必要的了,……”1638年

微积分的创立是由牛顿和莱布尼兹独立创立的。

然而关于微积分创立的优先权,数学上曾掀起了一场激烈的争论。

实际上,牛顿在微积分方面的研究虽早于莱布尼兹,但莱布尼兹成果的发表则早于牛顿

当牛顿建立起经典力学大厦的时候,物理学的其他领域大多数还处在襁褓时期,只有光学由于天文研究的需要得到较快的发展,对热、电、磁等现象的研究到19纪才取得重大突破。

近代自然科学兴起以后,人们对光学现象进行了更深入的研究,得到了一系列发现。

费尔马提出了光线传播的最小时间原理。

1621年,斯涅尔发现了光的折射定律,即入射角的正弦与折射角的正弦之比为一个常数。

关于光的本性的研究,笛卡儿根据光的直线传播、反射等现象,认为光是由微粒实体组成的。

牛顿是17世纪光学的集大成者,1704年出版的《光学》一书是牛顿对前人光学研究的总结。

牛顿早期倾向于波动说,由于波动说无法解释偏振现象,牛顿才采用了微粒说,而后仍然保留着波动说的一些观点,并尝试把波动说和微粒说结合起

在化学革命的边缘上——波义耳的化学成就波义耳把化学从炼金术中解放出来,确立为一门科学。

他在1661年出版的《怀疑派化学家》中,根据大量实验事实,阐述了化学元素的概念,把化学从炼金术中分化了出来,奠定了近代化学的基础。

贝歇尔与施塔尔提出燃素说。

施塔尔认为,一切可燃物都含有细小的、活泼的燃素,在通常情况下燃素与其他元素结合形成化合物,在燃烧时,燃素就分解而游离出来,大量游离燃素的集中就形成火焰。

施塔尔认为金属燃烧过程是金属减去燃素剩下煅灰:

金属-燃素=煅灰

植物从空气中吸收燃素,动物又从植物中吸取燃素,动植物都富有燃素,所以它们既可以燃烧,也可以使金属煅灰还原为金属。

他用燃素的交换来解释氧化还原反应,并解释金属与酸的作用和金属的置换反应

燃素说解释金属的焙烧和冶炼当金属焙烧时,它们释出所包含的燃素,被周围空气吸收。

当用木炭加热矿石使之变为金属时,它们吸收木炭所释出的燃素。

木炭被认为是几乎纯粹的燃素。

自由空气的作用.为进行燃烧过程,必须导入自由空气但空气只是为了吸收燃烧过程中释出的燃素。

因为不排除燃素,就不可能进行燃烧过程,而没有自由空气来吸收燃素,燃素就不可能离开物体。

燃素具有负重量?

问题:

在焙烧过程中燃素损失了,可为什么事实上金属灰比原来的金属还重?

一些化学家给出解释说,因为燃素具有负重量。

凡是包含燃素的物质重量都会减轻,当燃素由于加热而被排出时,这种物质变重了。

但是这种解释也是含糊不清的,不能对所有的燃烧现象作出一致的解释

拉瓦锡做了大量实验来逐个澄清当时一些化学家所持有的错误或模糊观点。

拉瓦锡之前,布莱克、卡文迪许等也致力于精确测量,而正是拉瓦锡在这方面的持续不断的努力,并通过他取得的成就,把测量这个基本的研究方法介绍给了后来的化学家们

燃素说被推翻这样拉瓦锡证明了这种金属灰是由金属和空气化合而成。

金属生锈和燃烧并不是燃素的损失,而是得到了部分空气。

当上述见解被普遍接受之后,燃素说被推翻,一门真正现代意义上的化学学科建立了。

拉瓦锡还证明在化学变化过程中,质量不会增加和消失,只是从一个地方转移到另一个地方。

——质量守恒定律,是整个十九世纪化学的基石。

1778年拉瓦锡第一个宣告空气由两种气体组成,其中一种气体能维持燃烧,而另一种不能。

1779年他将前者称为“氧”(希腊语是“产生酸”的意思),后者为“硝”,1790年夏普塔尔改为氮,即现用名1783年卡文迪许发现了一种气体在空气中燃烧可以产生水,但他深信燃素说,试图用燃素说来解释它。

拉瓦锡迅速用改良的方式重复了这个实验,并将这种气体命名为氢(希腊语是“产生水”的意思)。

在氧和氢的发现这一点上,拉瓦锡或多或少借助了别人的成就。

拉瓦锡将化学建立在一个新的基础上之后,就着手为化学确立一种固定的语言。

炼金术士们和早期化学家对各种化合物的命名没有一种统一的标准。

特别是炼金术士们常常用一些隐晦和怪诞的名词,结果没有一个化学家能够准确地弄清楚另外一个化学家在谈论什么1787年拉瓦锡和另外几位化学家合作出版了《化学命名法》确立了对每一种物质用组成它们的元素而定名的原则。

其宗旨是名称应该表明其成分。

这个命名体系是如此清晰和具有逻辑性,很快就被接受了,并一直成为化学命名法的基础

拉瓦锡的贡献建立化学研究中准确测量的规范推翻燃素说发现化学变化中质量守恒确立化学命名法

生理学和生物学的初期发展在欧洲中世纪,在生理学领域占统治地位的是盖仑的理论。

盖仑是古罗马时期的著名医生,对解剖学和生理学深有研究,但也有不少明显的错误,对后来医学的发展造成消极的影响。

特别是他在生理学上提出的“三灵气说”,由于在中世纪被教会认为符合“三位一体”的宗教教义而被歪曲利用,他因此被奉为医学界的绝对权威,其学说也成了不可怀疑的教条,与托勒密的地心说一样成为维护宗教神学统治的重要理论支柱,也成为生理学乃至医学发展的桎梏。

在自然科学争取解放的运动中,一些学者向盖仑的权威发起挑战,导致了血液循环的发现,从而完成了生理学上的一次伟大革命

维萨里为血液循环的发现开辟道路维萨里是比利时的医生和解剖学家,对盖仑的学说深有研究,但从不拘泥于书本,而是在亲自进行解剖实践的基础上,大胆怀疑,敢于指出盖仑学说中的错误。

1543年,他出版了《人体的构造》,拉开了生理学领域革命的帷幕。

这本书在强调解剖学重要性的同时,一反中世纪崇尚权威、脱离实际的风气,以人体解剖中的大量事实,纠正了盖仑学说中的许多错误,特别是弄清了心脏的结构和血管的分布,否定了“三灵气说”中关于人的左右心室相通的说法。

塞尔维特的发现1643年,西班牙的医生塞尔维特在他所著的《基督教的复兴》一书中,发表了他对这个问题的研究发现。

他认为人体中不存在盖仑所说的三种灵气而只有一种灵气,这种灵气本来存在于空气之中,通过呼吸进入肺部。

暗红色的静脉血从右心室经过肺动脉进入肺部后,在肺部被空气中的灵气净化,清除掉“烟气”后变成鲜红色的动脉血,然后经肺静脉进入左心室。

这一过程就是血液的小循环,也即我们今天所谓的心肺循环。

塞尔维特的发现有力地驳斥了盖仑的“三灵气说”,并把盖仑原来所说的两个独立的血液系统(动脉系统与静脉系统)统一起来,这就为血液大循环的发现铺平了道路。

哈维的发现:

血液循环哈维1628年哈维出版《心血运动论》,详细论证了他的血液循环思想。

他认为血液循环的路线是从右心室流出的静脉血通过肺动脉流入肺部,在肺部受空气的作用,变成动脉血,然后由肺静脉流入左心房再进入左心室;从左心室流出的动脉血沿动脉血管流遍全身,然后再沿静脉系统回到心脏(右心房)。

哈维本人由于发现了人体的血液循环而被人们誉为近代生理学之父。

从文艺复兴到18世纪经典物理学大厦开始构建

弗朗西斯·培根——知识就是力量

尼古拉斯·哥白尼——真理是简单明了的

伽利略·伽利莱伊——即使我认罪,地球仍旧在围绕着太阳转动

艾萨克·牛顿——如果说我取得了什么成就,那是因为站在巨人的肩膀上的缘故

19世纪:

经典物理学的峥嵘岁月一个需要大师而且产生了大师的时代一个理论与实验完美结合的时代一个构建科学理论大厦的时代一个科学技术发展突飞猛进并产生了广泛社会影响的时代

经典电磁学理论大厦的建立对磁和电现象的观察——提出电力和磁力的概念——储存电荷——发现电流——制造电池——发现电流的磁效应——创建电动力学理论——发现电磁感应——构建电磁学理论体系——验证电磁波——电磁学理论的应用

电磁学发展的里程碑

(一)公元前600年,古希腊人泰勒斯记载琥珀吸引草屑.公元82年,中国人王充将电和磁的吸引现象并列记载(顿牟掇芥,磁石引针)公元1600年,英国人吉尔伯特发表专著《论磁》,系统论述了磁极及其相互作用,电力的产生公元1660年,德国人格里克发明摩擦起电机公元1734年,法国人杜费实现了人工火花放电公元1745年,荷兰人穆欣布罗克等发明可以储存电荷的莱顿瓶公元1752年,美国人富兰克林用风筝实验证明天上的电和地下的电相同

电磁学发展的里程碑

(二)公元1785年,法国人库仑实验得出电力的平方反比定律公元1791年,意大利人伽伐尼发现动物电流公元1800年,意大利人伏打发明伏打电堆公元1806年,英国人戴维发表《关于电的化学作用》公元1813年,法国人泊松将微积分引入静电学理论公元1820年,丹麦人奥斯特发现电流的磁效应公元1820年,法国人安培发现电流间相互作用定律公元1826年,德国人欧姆发现电流的欧姆定律

电磁学发展的里程碑(三)公元1831年,英国人法拉第发现电磁感应现象公元1832年,美国人亨利发现电的自感现象公元1833年,俄国人楞次发表关于感应电流的定律公元1839年,英国人法拉第发表《电学的实验研究》公元1847年,英国人焦耳发表关于电的热效应的定律公元1873年,英国人麦克斯韦发表《电磁学通论》,构建了电磁学的理论大厦

公元1888年,德国人赫兹验证电磁波

光学理论和实验的进展欧几里德光学——光的反射——光的折射定律——光学仪器的发展——光的微粒说与波动说之争——光的干涉和衍射——光谱分析——光速的测量——光与电磁波——以太的烦扰——光的波粒二象性

光学发展的里程碑

(一)公元前300年,古希腊人欧几里得发表《光学》和《反射光学》,提出光的反射定律公元139年,古罗马人托勒密发表《光学》,介绍了光的折射现象公元1608年,荷兰人李普塞制成望远镜公元1609年,意大利人伽利略制成天文望远镜公元1611年,德国人开普勒发表《屈光学》,提出光的全反射现象公元1637年,法国人笛卡儿发表《屈光学》,表述了光的折射定律

光学发展的里程碑

(二)公元1665年,英国人虎克利用显微镜进行实验公元1666年,英国人牛顿完成光的色散实验公元1689年,荷兰人惠更斯发表《论光》,系统阐述光的

波动说公元1704年,牛顿发表《光学》,系统阐述光的微粒说公元1757年,英国人多朗德制成消色差望远镜公元1800年,英国人赫谢耳发现不可见光公元1802年,英国人托马斯·扬完成光的干涉实验公元1818年,法国人菲涅尔完成光的衍射实验

光学发展的里程碑(三)公元1822年,德国人夫琅和费利用光栅测量太阳光谱公元1835年,德国人施沃德发表《从波动论的基本定律出发阐明衍射现象》,标志光的波动说取得胜利公元1845年,英国人法拉第实验发现光的电磁性公元1859年,德国人基尔霍夫和本生创立光谱分析方法公元1860年,法国人傅科完成了光速的精确测量公元1864年,英国人麦克斯韦统一光和电磁波公元1896年,荷兰人塞曼发现塞曼效应

热力学和统计物理学的建立对热的认识——温度的测量——量热学——气体的热膨胀定律——卡诺定律——热功当量的测量——能量守恒定律——否定热质说——热力学第一定律——热力学第二定律——熵增加原理——热力学第三定律——分子运动论——建立统计力学

热学发展的里程碑

(一)公元1597年,意大利人伽利略发明温度计公元1662年,英国人波义耳发表气体定律公元1756年,英国人布莱克提出量热学的概念公元1798年,美国人汤姆逊进行摩擦生热实验公元1802年,法国人盖·吕萨克发表气体热膨胀定律公元1827年,英国人布朗观测到分子的布朗运动公元1830年,法国人卡诺提出热量守恒的卡诺定理公元1842年,德国人迈尔首次提出能量守恒定律公元1843年,英国人沃特斯顿提出分子运动论的概念

热学发展的里程碑

(二)公元1845年,英国人焦耳完成热功当量实验公元1847年,德国人亥姆赫兹完成能量守恒的论证,否定了热质说公元1850年,德国人克劳修斯提出热力学第一定律公元1851年,英国人开尔文爵士发表热力学第二定律的开尔文表述公元1867年,克劳修斯论证熵增加原理公元1872年,奥地利人玻尔兹曼建立完善的统计力学理论体系

古典物理学的顶峰牛顿力学建立后,被顺利地推广到刚体和流体。

到了19世纪,热力学、统计力学和电动力学也建立起来了。

古典物理学在科学与技术的各个领域得到了广泛的应用,取得了巨大的成功。

1846年海王星的发现又完全证实了根据牛顿理论所作出的预言。

19世纪40年代能量守恒定律的发现,揭示了各种物质运动形式之间的转化关系,从而把力学、热学、电学、化学等联系在一起。

牛顿力学成为各门科学的理论基础,这样,大至日月星辰、小到原子分子,似乎无不被牛顿体系所包罗。

大部分人认为,物理学大厦已经最终建成,剩下的工作只是把物理常数的测量弄得再准确一些。

物理学危机隐含的危机:

麦克斯韦电磁场理论的无法解释正当古典物理达到了顶峰,人们陶醉于“尽善尽美”的境界时,却出乎意料地发了物理学危机。

这场危机是从以太漂移实验和黑体辐射定律的研究开始的。

——以太漂移实验的零结果以太漂移实验否认了绝对不变、绝对静止和绝对连续的另一始原物质以太,动摇了牛顿的绝对时空观念;——“紫外灾难”对黑体辐射定律的研究否定了能量是绝对连续的旧观点;放射性的发现揭示了新的能量形态,要求对旧能量守恒定律加以重新考察。

这些发现打破了物理学已经达到最终绝对真理的迷梦,揭开了物理学革命的序幕,迎来了物理学的新世纪

序幕:

阴极射线的发现1836年法拉第就注意到低压气体中的放电现象,但因缺少高真空的手段未能实现真空放电;1854年盖斯勒发明了“盖斯勒真空管”;1876年戈尔茨坦指出真空放电时阴极管壁上产生的绿色光辉,是由负极上所产生的某种射线射到玻璃上引起的,他把这种射线称为“阴极射线”。

“阴极射线”的发现,引起科学家的兴趣,不少人来研究射线的性质,从而导致了X射线、放射性和电子等一系列重要发现

原子结构与基本粒子的研究X射线的发现德国物理学家伦琴在用“希托夫-克鲁克斯真空管”研究阴极射线时偶尔发现,一个涂有亚铂氰化钡(一种荧光物质)的幕屏放在放电管附近时,屏幕上会闪耀着青绿色的光辉;无论怎么挪远屏幕距离,结果都是一样;他将一些东西放在玻璃管与屏幕之间,发现有某种新射线从管中射出来;这种射线不仅能使某些物质发出荧光,而且还能穿透玻璃、厚纸板甚至金属;这种射线还能透过黑纸使照相底片感光

X射线≠阴极射线X射线是由放电设备的玻璃管壁上的阴极射线所产生的。

然而,通过移动荧光屏又发现,X射线并不是阴极射线,因为后者决不能在空气中走那么远的距离。

—伦琴称这种性质未知的射线为X射线。

X射线之后伦琴的发现震惊了整个科学界,许多物理学家转来研究X射线,产生了一系列的成果:

1906年英国物理学家巴克拉发现,当X射线被金属散射时,散射后的X射线的穿透本领会随金属的不同而迥然不同,这表明每种金属都有自己的“特征X射线”。

1913年年轻的物理学家莫斯莱求出了各种金属的特征X射线的波长,并且得到一个重要发现:

各种金属的波长非常有规律地随着他们在周期表中的排列顺序而递减。

利用这个规律,他准确地确立了各元素的原子序数,并且发现他们恰与核电荷数相等

放射性的发现1896年法国物理学家昂利•贝克勒尔对一种称为硫酸双氧铀钾的物质进行了研究,想知道这种荧光辐射中是否含有X射线。

实验发现,虽然未经阳光照射(失去了紫外线对荧光的刺激作用),底片却由于很强的辐射而变得很黑。

这决不是荧光或阳光所能造成的,必然有一种特别的东西在起作用。

经过多次实验,他很快判明这种东西就是硫酸双氧铀钾中的铀,这就是最早发现的放射性现象。

居里夫人建议把这种辐射能力叫做“放射性”

三种射线天然放射性元素能够放射出α、β、γ射线。

α射线是带两个氦核的粒子流;β射线是高速的电子流;γ射线是波长比X射线更短的电磁波,即光子流。

这三种射线都是从原子里跑出来的,原子不可分的观念被彻底打破了。

1902年卢瑟福和索迪提出原子自然衰变的理论,阐明放射性的本质就是放射性元素的原子核自发地转变为另一种原子核的过程。

这就证明了元素不是不可改变的,而是可以转化的。

电子的发现阴极射线究竟是什么?

电磁辐射or某种粒子流?

1897年J·J·汤姆生演示阴极射线证明,阴极射线不仅能被磁铁所偏转而且还能被电荷所偏转,并且确定它是带负电的粒子流。

汤姆生用“电子”作为这种粒子的名称。

汤姆生的发现汤姆生巧妙地测出了阴极射线在磁场和电场中的偏转度,求出这种粒子的荷质比e/m约为氢离子的2000倍,确定它的质量相当于氢原子的质量的1/2000左右。

他还发现不管怎样改变放电管中的气体,也不管怎样改变电极材料,阴极射线粒子的荷质比总是保持不变。

由此可以断定这种粒子应是电极材料原子的基本组成部分,进一步的研究证明它是一组元素的原子的组成部分。

迎接物理学的新时代X射线、放射性和电子的发现,打开了原子的大门,否定了原子不可分、元素不可变的传统观念,使人们的认识深入到微观领域,推动人们去研究原子的内部结构,进而确立物质结构的新理论。

新发现对旧理论的冲击X射线、放射性和电子的发现批判了原子是物质的始原、原子不可分、元素不可变的传统思想;以太漂移实验否认了绝对不变、绝对静止和绝对连续的另一始原物质以太,动摇了牛顿的绝对时空观念;黑体辐射定律的研究否定了能量是绝对连续的旧观点;放射性的发现揭示了新的能量形态,要求对旧能量守恒定律加以重新考察

卢瑟福的原子结构模型约翰·汤姆逊提出“葡萄干面包”式的原子模型(也称之为“西瓜”式)1911年,J.J.汤姆逊的学生、英籍新西兰物理学家卢瑟福卢瑟福总结了粒子轰击金属箔的散射实验,提出了一个类似太阳系行星绕太阳运行的“有核模型”——“太阳系”模型。

原子的主要质量集中于带正电的核上,而电子则绕核运行,整个原子呈中性.按照经典理论,电子在绕核作加速运动时应不断地向外辐射电磁波,从而能量迅速衰减而落向原子核,因此原子是不稳定的,早该消失。

而且因电子绕核频率连续改变,原子应向外发出连续光谱。

而事实上,原子是稳定的,原子发射的是有固定频率的线状光谱而并非连续光谱。

玻尔的原子结构理论卢瑟福的丹麦学生玻尔利用普朗克的量子概念,将能量量子化条件加到卢瑟福模型上,提出了一个新的原子模型。

玻尔的模型包括三条假说:

(1)能量量子化:

原子具有的能量是间断的,满足一定的量子化条件,电子在满足这些条件的轨道上运动时,可以不向外辐射能量。

(2)辐射条件:

只有当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时,才会放出或吸收相应的能量,即表现为放出或吸收具有某一特定频率的光谱线,光谱频率满足普朗克关系式。

(3)对应原理:

当原子能量足够大,即电子处于较高的能级时,量子辐射条件与经典理论计算结果相同,能量可近似为连续

贡献:

玻尔的原子理论解释了原子的稳定性和线状光谱的事实,第一次揭示了光谱线与原子结构的内在联系,提示了光谱分析将是探索原子内部结构的一种途径。

玻尔的原子结构理论是通向量子理论的重要台阶,它推动了物质结构理论的研究,玻尔荣获1922年诺贝尔物理学奖。

局限:

玻尔理论只能用于氢原子和类氢离子的谱线位置计算,对于谱线强度和多电子问题则不能解释。

原因在于玻尔理论是半经典半量子化的拼盘,他仍然将电子看成经典粒子,具有决定论的轨道,这反映了他的量子思想的不彻底性。

这一事实提醒人们,经典理论加量子化条件的改革方案是没有前途的

最早的人工核反应卢瑟福设想,既然铀、镭等重元素可以自发衰变,那么,虽然轻元素的原子结构稳定得多,但在人工的强力条件下或许也能发生衰变。

1919年,卢瑟福进行人类历史上的第一次人工核反应。

他用α粒子轰击氮核,打出了质量和带电量都同氢核相同的粒子,指出它就是氢核,就是“质子”。

查德威克发现中子卢瑟福1920年预言原子核中可能还有一种与质子质量相当的中性粒子存在。

1932年,他的学生查德威克在这种思想的启发下,通过对约里奥·居里夫妇用α粒子轰击铍核后放出中性粒子的实验的分析,发现了组成原子核的另一类粒子——中子。

(约里奥·居里夫妇及中国的王淦昌与这一重大发现失之交臂。

狄拉克的反粒子理论1928年,杰出的英国物理学家狄拉克创立了一个描写单个电子的方程——狄拉克方程。

这个方程取得了很大的成功,但也立即遇到了一个不小的麻烦,那就是该方程有两个能量解:

E=±(m2c4+c2p2)1/2能量总是正的,怎么可能是负的呢?

因为这些负能态在物理上是无法解释的,所以人们说这个方程遇到了“负能困难”。

正像水往低处流一样,电子有一种本性:

只有具备最低能量,才是最稳定的。

否则它总是从较高能态跃迁到较低能态,同时放出电磁波。

我们所见到的光,就是这么发出来的。

但是如果存在负能态,那么情况会怎么样呢?

例如,氢原子中的电子,将从正能态向负能态跃迁,放出光子。

由于有无穷多负能态,因此一切正能态的粒子将无休止地向负能态“跃迁”,氢原子及其它原子将永远处于不稳定状态,最终将导致“宏观物质全部解体”的结论。

就好像一个皮球,从楼梯上滚下,正常情况是,它滚到一楼最底层,就不再往下滚。

可是负能态却相当于楼梯下端还有个无底洞,皮球将一直滚向无穷的深渊.为了克服这一困难,狄拉克抛开旧有观念的束缚,不同寻常地提出了空穴假设,以解决负能困难。

这种假设认为,在现实世界中,所有负能态都是被无数的电子所填满的“大海”,正能态的电子无法向下跳。

由于一切皆负,用现代的任何仪器都测量不到它们的存在。

所以我们平时感觉不到“真空海洋”的存在。

这种情况类似于人们穿了潜水服置身于洁净透明而又风平浪静的深海中,周围除了水还是水,那么,我们将无法辨认周围到底是水还是空气。

除非水中冒出气泡,否则我们不能知道自己在水中。

处于负能态的电子一旦获得足够的能量就跳到正能态上去,成为一个普通电子,而大海中就留下了一个可观测的空穴,而这个空穴不是别的,它表示少了一个负电荷、负能量的粒子,也就是多了一个正电荷、正能量的粒子——正电子,一种质量和电量都与电子完全相同的反粒子——正电子。

反之,一个正能态的电子也可以再返回到空穴(正电子)中去,它们共同湮灭(消失)而放出能量。

因此,电子和正电子是同时产生、同时湮灭的。

狄拉克预言了反物质的存在,同时还作出了物质与反物质相互湮灭成其它形态物质的预言;美国物理学家安德逊在宇宙射线中发现了正电子,证明了狄拉克的反物质预言。

后来,在实验中,物理学家们确实发现了正、负电子对湮灭成一对光子以及光子穿过铅板产生正、负电子对的实例

汤川秀树的介子模型问题“原子核由质子和中子组成。

质子带正电!

如果说同性相斥,那么它们应该互相弹开,而怎么可能保持在一起呢?

引力微弱得基本可以忽略不计.答案:

应该有有一种更为强大的核力,比电磁力更强大,才可以把它们拉在一起不致分开。

日本物理学家汤川秀树预言:

强相互作用力是因为核子交换一种新粒子——介子(meson)而形成的。

汤川所预言的那种介子被称为π子,1947年英国人鲍威尔(CecilFrankPowell)在研究宇宙射线时所发现π子。

汤川获得了1949年的诺贝尔物理奖,而鲍威尔获得了1950年的诺贝尔物理奖

坂田昌一在哲学上坚持唯物辩证法,认为物质是无限可分的,主张现有的基本粒子不是物质的最终单元,而是构成自然界的有质的差异的无限个层次之一,它应当由更深层的其他形式的物质所组成。

他将自然辩证法的观点,应用于粒子物理学研究之中,批判了唯心主义和形而上学。

1977年,在夏威夷举行的第七届世界粒子物理学讨论会上,美国著名科学家、哈佛大学教授格拉肖(S

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