有關(guān)物理學(xué)論文
有關(guān)物理學(xué)論文
物理學(xué)史中，不僅是關(guān)于物理現(xiàn)象和規(guī)律的研究，而且在物理學(xué)的發(fā)展過(guò)程中物理學(xué)研究方法所起到的作用也非常值得我們重視。下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的有關(guān)物理學(xué)論文，供大家參考。
有關(guān)物理學(xué)論文范文一：安全檢測(cè)中的物理學(xué)原理探討
【摘要】
近幾年需要安檢的地方越來(lái)越多，安檢技術(shù)也越來(lái)越重要，它對(duì)危險(xiǎn)品的勘測(cè)是預(yù)測(cè)爆炸恐怖事件的重要環(huán)節(jié)。安全檢測(cè)技術(shù)中離不開物理學(xué)原理，介紹了常用在安全檢測(cè)中的物理學(xué)原理如X射線原理、太赫茲光譜原理、γ射線原理等，最后介紹了還未成熟但是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的人體生物識(shí)別方法。
【關(guān)鍵詞】
安全檢測(cè);危險(xiǎn)品;物理學(xué)
安檢技術(shù)現(xiàn)已成為科學(xué)界的研究熱點(diǎn)之一，在多領(lǐng)域的科學(xué)家的努力下，研究出了很多檢測(cè)方法，為世界和平做出了很大的貢獻(xiàn)。其中運(yùn)用了物理學(xué)原理的技術(shù)應(yīng)用最廣，性價(jià)比也最高，下文中將介紹一些常用原理。
1X射線原理
X射線是由德國(guó)物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)的，波長(zhǎng)為0.01～10nm較短，但能量卻很大，也常用于現(xiàn)在的醫(yī)學(xué)成像檢測(cè)。它的原理是利用射線穿過(guò)物質(zhì)時(shí)發(fā)生的產(chǎn)生光電子及光子散射等物理反應(yīng)，這時(shí)會(huì)導(dǎo)致很多入射光子被物質(zhì)吸收。假設(shè)一束初始強(qiáng)度為I0的X射線(或γ射線)穿過(guò)厚度為d的均勻物質(zhì)后，其強(qiáng)度減弱為I=I0e-μd。式中μ是物質(zhì)的吸收系數(shù)，它是物質(zhì)本身的性質(zhì)，只在物質(zhì)的成份、結(jié)構(gòu)及密度等因素變化時(shí)隨之變化。比如說(shuō)一位旅客將其行李包放在安全檢測(cè)臺(tái)上，用X射線對(duì)這個(gè)行李包進(jìn)行照射，根據(jù)上式測(cè)得衰減后的X射線強(qiáng)度和其他物理量，就會(huì)得到包里各物質(zhì)的吸收系數(shù)、密度等信息，經(jīng)計(jì)算機(jī)特定算法處理，可以讓行李包的內(nèi)部情況的圖形反映出來(lái)，并將所測(cè)得的數(shù)據(jù)與在此之前預(yù)存的危險(xiǎn)品有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，就可判斷包中是否含有違禁物品。以上是X射線的透視原理，X射線的反散射探測(cè)即康普頓散射效應(yīng)也可以用于安檢技術(shù)?？灯疹D散射效應(yīng)指的是低劑量X射線照射在物質(zhì)上時(shí)會(huì)碰撞出電子，當(dāng)照射在低原子數(shù)的物質(zhì)(如人體組織)時(shí)反彈回的電子較多，使用在顯示器上會(huì)顯示為亮點(diǎn);而金屬之類(如槍支、刀具等)的物質(zhì)原子數(shù)高，所以照射上以后碰撞出的電子少，會(huì)在監(jiān)視器上顯示為暗區(qū)。
2太赫茲光譜原理
太赫茲(Terahertz)是指頻率在0.1至10THz范圍內(nèi)的電磁波，它的波長(zhǎng)是0.03至3mm，在電磁波譜上的位置在毫米波與紅外線之間，太赫茲波檢測(cè)的原理因?yàn)槭峭ㄟ^(guò)電磁波照射在物質(zhì)上發(fā)生比如透射、反射、發(fā)射等等的物理反應(yīng)，發(fā)射波或折射波可以反映出關(guān)于物質(zhì)的大量信息。而且像爆炸性物質(zhì)和毒品這類物質(zhì)基本上都是有機(jī)大分子，他們的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)譜都處于太赫茲波段，所以極易用太赫茲波檢查出來(lái)。太赫茲的特性也十分突出，其指紋譜性使之能檢測(cè)出物質(zhì)結(jié)構(gòu)的微小變化和差異，可以檢測(cè)出物質(zhì)的特征指紋譜確定物質(zhì)的結(jié)構(gòu)及種類，非電離性意味著不會(huì)使生物分子產(chǎn)生電離，所以應(yīng)用于人體檢測(cè)也比較安全。其最大的優(yōu)點(diǎn)就是強(qiáng)穿透性，它可以穿透甚至是像墻壁這種隱蔽性材料，所以可以對(duì)非金屬、非極性材料覆蓋的隱蔽物質(zhì)進(jìn)行非接觸式檢測(cè)，將在軍事反恐方面發(fā)揮巨大的作用。
3γ射線原理
利用γ射線的基本原理與X射線原理類似，而且由于γ射線的穿透力更強(qiáng)，生成的圖像也更清晰，所以常用于檢測(cè)大型貨物，如安裝在港口等地掃描貨車等。γ射線成像探測(cè)器的優(yōu)點(diǎn)很多，不僅穿透力強(qiáng)，成像效果好，而且體積小、效率高。
4核磁共振原理
核磁共振在醫(yī)學(xué)掃描儀中更為常用，當(dāng)磁矩不為零的原子核處于外加磁場(chǎng)中時(shí)，核磁矩會(huì)進(jìn)動(dòng)使其軸線描繪出一個(gè)圓錐面，進(jìn)動(dòng)時(shí)的旋轉(zhuǎn)頻率ωL與外加磁場(chǎng)強(qiáng)度B0有關(guān)，即ωL=γB0。式中γ為磁旋比，不同的核有不同的γ值。當(dāng)核磁矩進(jìn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)頻率與投射在物質(zhì)上的射頻電磁波的頻率一致時(shí)，核磁矩會(huì)吸收無(wú)線電波的能量而躍遷到激發(fā)狀態(tài)，也就是發(fā)生了核磁共振，而被測(cè)物質(zhì)的有關(guān)信息就可以通過(guò)核磁共振中有關(guān)核磁矩參數(shù)的分析得到。核磁共振原理應(yīng)用到安檢技術(shù)中稱為四極共振分析技術(shù)，不過(guò)這種技術(shù)的效率沒(méi)有X射線的高，所以沒(méi)有X射線檢測(cè)技術(shù)在安全檢測(cè)使用方面那么普及。
5人體生物識(shí)別方法
每個(gè)人都是獨(dú)一無(wú)二的，所以每個(gè)人的特征也可以進(jìn)行識(shí)別，比如人們說(shuō)話聲音的頻率各不相同、指紋與掌紋不同、還有眼睛中虹膜的不同也可以進(jìn)行識(shí)別。若要對(duì)長(zhǎng)相進(jìn)行掃描，可以用監(jiān)視器拍下目標(biāo)的面部照片，然后測(cè)量面部一些曲線的角度，再數(shù)字化關(guān)鍵信息與目標(biāo)的數(shù)據(jù)比較?，F(xiàn)在影視劇中常出現(xiàn)的視網(wǎng)膜或虹膜安檢技術(shù)也已成為現(xiàn)實(shí)，其中虹膜辨別更加可靠。虹膜是眼睛瞳孔外圍的那一道彩色圓圈，人在出生一年半以后虹膜就會(huì)終生保持不變，結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，其中的變量多而且千變?nèi)f化，即使是雙胞胎的虹膜也是不同的。但是人體生物識(shí)別技術(shù)還尚未成熟，因?yàn)樗姆€(wěn)定性一直得不到技術(shù)的保證。比如說(shuō)人類的聲音頻率會(huì)因?yàn)樯〉忍厥馇闆r發(fā)生變化，或故意作假;辨別指紋、掌紋時(shí)手要保持潔凈干燥;若用紅外相機(jī)掃描人的面部也要注意是否會(huì)因?yàn)轶w溫變化使面部熱輻射改變等等。
6結(jié)語(yǔ)
檢測(cè)技術(shù)并非一成不變的，為了適應(yīng)能夠辨別日新月異的恐怖襲擊手段，安檢方法常常組合使用來(lái)加強(qiáng)檢測(cè)效果。還有很多準(zhǔn)確性與效率極高的技術(shù)尚未走出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，物理技術(shù)未來(lái)的發(fā)展也一定程度上決定了安檢技術(shù)的未來(lái)。技術(shù)的革新也意味著更加和平的未來(lái)，希望物理學(xué)在安檢技術(shù)中能貢獻(xiàn)更多的力量。
參考文獻(xiàn)：
[1]盧樹華.基于太赫茲光譜技術(shù)的爆炸物類危險(xiǎn)品檢測(cè)[J].激光與光電子學(xué)進(jìn)展,2012(04).
[2]翁詩(shī)甫.傅里葉變換紅外光譜分析[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2010.
有關(guān)物理學(xué)論文范文二：中國(guó)粒子物理學(xué)術(shù)傳統(tǒng)分析
摘要：由上述可見(jiàn)，在幾十年的發(fā)展中，中國(guó)粒子物理學(xué)家未能形成持續(xù)傳承的研究傳統(tǒng);而隨著時(shí)代的進(jìn)步，我國(guó)第一、二代粒子物理學(xué)家所形成的一些精神傳統(tǒng)，對(duì)于改革開放以后的后輩學(xué)者已難以產(chǎn)生顯著重要的影響。
關(guān)鍵詞：物理學(xué)術(shù);傳統(tǒng)
根據(jù)此前對(duì)中國(guó)粒子物理(高能物理)學(xué)科及其學(xué)術(shù)譜系的歷史討論，本文分別從研究傳統(tǒng)與精神傳統(tǒng)兩個(gè)方面討論我國(guó)粒子物理學(xué)家的學(xué)術(shù)傳統(tǒng)。學(xué)術(shù)傳統(tǒng)，或稱之為“科學(xué)傳統(tǒng)”，按美國(guó)科學(xué)哲學(xué)家勞丹(L.Laudan)的說(shuō)法，研究傳統(tǒng)是關(guān)于一個(gè)研究領(lǐng)域中的實(shí)體和過(guò)程，以及該領(lǐng)域中研究問(wèn)題和建構(gòu)理論的適當(dāng)方法的普遍假定。“一個(gè)研究傳統(tǒng)就是一組本體論和方法論的‘做什么’與‘不做什么’。”而科學(xué)傳統(tǒng)，不僅包括研究傳統(tǒng)，還包括科學(xué)價(jià)值觀和行為規(guī)范(本文稱之為“精神傳統(tǒng)”)。
一、中國(guó)粒子物理學(xué)家的研究傳統(tǒng)
首先，我們選擇趙忠堯?qū)W術(shù)譜系與張宗燧學(xué)術(shù)譜系為代表，分別討論中國(guó)高能實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家與理論粒子物理學(xué)家的研究傳統(tǒng)。
1.高能實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家的研究傳統(tǒng)──以趙忠堯譜系為例與王淦昌、張文裕等高能實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家相似，趙忠堯的學(xué)術(shù)譜系難以從中國(guó)高能實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家學(xué)術(shù)譜系的整體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中完全分離出來(lái)，此處僅舉其典型分支加以闡述。趙忠堯被稱為中國(guó)核物理、中子物理、加速器和宇宙線研究的先驅(qū)者和奠基人之一，授徒眾多。在1950年代，以其“四大弟子”為代表的年輕學(xué)者，大多僅受過(guò)大學(xué)教育，趙忠堯?qū)λ麄兊慕虒?dǎo)與訓(xùn)練幾乎從零開始。在趙忠堯的嫡系弟子中，以葉銘漢──鄭志鵬一支最為突出。葉銘漢1950年加入趙忠堯領(lǐng)導(dǎo)的小組，作為趙忠堯的主要助手參加靜電加速器的研制，后任V2靜電加速器組副組長(zhǎng)。他還做了一些基于加速器的實(shí)驗(yàn)研究。深受趙忠堯的言傳身教，葉銘漢積累了靜電加速器的建造、運(yùn)行以及核實(shí)驗(yàn)的豐富經(jīng)驗(yàn)。1975年之后，葉銘漢開始轉(zhuǎn)向高能物理實(shí)驗(yàn)研究，1984年被任命為高能所所長(zhǎng)。其此后的研究工作與趙忠堯鮮再有交集。鄭志鵬于1963年開始在趙忠堯、葉銘漢指導(dǎo)下，利用V2加速器進(jìn)行核反應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究。““””結(jié)束后，鄭志鵬赴歐洲核子中心進(jìn)行了一年多的研究工作，研究范圍與視野大為開闊?；貒?guó)后，鄭志鵬成為葉銘漢的副手，1986年后全面負(fù)責(zé)北京譜儀(BES)的研制。尤其突出的是，1992年升任高能所所長(zhǎng)后，鄭志鵬領(lǐng)導(dǎo)BES合作組完成的τ輕子質(zhì)量的精確測(cè)量，在國(guó)際高能物理界產(chǎn)生了重要的影響。鄭志鵬的弟子讀研時(shí)多從事基于北京譜儀的實(shí)驗(yàn)研究工作，陳少敏就是其中較為突出的一位。1994年博士畢業(yè)后，陳少敏在國(guó)外研究多年，后到清華大學(xué)負(fù)責(zé)組織中微子物理研究小組，參與日本超級(jí)神岡中微子實(shí)驗(yàn)和中國(guó)大亞灣核電站反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)。博士畢業(yè)后，陳少敏與其導(dǎo)師鄭志鵬鮮有學(xué)術(shù)關(guān)聯(lián)，更遑論趙忠堯、葉銘漢等前輩了。從趙忠堯到葉銘漢、鄭志鵬，再到陳少敏，歷經(jīng)半個(gè)世紀(jì)，從他們從事實(shí)驗(yàn)研究的領(lǐng)域、方向到設(shè)備、方法，都已今非昔比。趙忠堯主攻低能核物理研究與低能加速器研制，葉銘漢完成了從低能核物理研究到高能物理研究的轉(zhuǎn)型。鄭志鵬則更進(jìn)一步，在改革開放之前就參與了國(guó)際高能物理合作研究，此后在高能實(shí)驗(yàn)方面取得了舉世矚目的成就。陳少敏則已是我國(guó)高能物理學(xué)科發(fā)展成熟之后所培養(yǎng)出的具有國(guó)際視野的新一代高能物理學(xué)家，其研究工作與國(guó)際同行相比已處于同一起點(diǎn)。在研究對(duì)象與工具、研究方向與方法等諸多方面，從第四代物理學(xué)家身上已找不出其學(xué)術(shù)“先祖”的特征與印記。以趙忠堯?yàn)榇淼睦弦惠吀吣軐?shí)驗(yàn)物理學(xué)家對(duì)后代弟子的學(xué)術(shù)影響，因客觀環(huán)境、條件的發(fā)展而逐漸淡化，唯有一些精神層面的感召力常存于世。
2.理論粒子物理學(xué)家的研究傳統(tǒng)──以張宗燧譜系為例張宗燧步入量子場(chǎng)論研究領(lǐng)域，主要受到玻爾(N.Bohr)的影響。從兩人的通信中，可以看出張宗燧對(duì)理論研究的偏好。而在理論研究中，張宗燧又有明顯的數(shù)學(xué)傾向。其研究特點(diǎn)為：數(shù)學(xué)技巧強(qiáng)，善于應(yīng)用數(shù)學(xué)解析物理理論問(wèn)題。在物理研究中，他主張多做群論和對(duì)稱性的工作。其研究成果中數(shù)學(xué)計(jì)算和表達(dá)都相當(dāng)“清楚、干脆、可靠”，結(jié)論簡(jiǎn)明準(zhǔn)確。僅就量子場(chǎng)論領(lǐng)域而言，張宗燧的弟子數(shù)量相對(duì)有限，以戴元本和侯伯宇為代表。他們分別以中科院數(shù)學(xué)研究所(后轉(zhuǎn)到理論物理研究所)與西北大學(xué)為根據(jù)地，形成了兩支較有影響的研究隊(duì)伍(如圖1)。在數(shù)學(xué)研究所主持理論物理研究室工作期間，張宗燧未曾與他所領(lǐng)導(dǎo)的室成員有過(guò)量子場(chǎng)論方面的合作。張宗燧的大弟子戴元本多與朱洪元合作。受兩位前輩學(xué)術(shù)思想的影響，因而戴元本能兼收并蓄。他與朱洪元合作及獨(dú)立研究的方向，與他此前的研究興趣基本一致，而與其導(dǎo)師張宗燧的研究方向則顯著有別。他“重視對(duì)熱點(diǎn)問(wèn)題作深入的了解，但不人云亦云。……形成了自己的研究風(fēng)格。”
戴元本對(duì)同室的師弟與年輕研究人員的科研工作也發(fā)揮了積極的引領(lǐng)作用。用朱重遠(yuǎn)的話說(shuō)“：名份上他是我的師兄，實(shí)際上亦師亦友。”侯伯宇所從事的數(shù)學(xué)物理研究與其師有相近之處，但其課題為個(gè)人選定，非由張宗燧相傳。在讀研期間，他基本上是一個(gè)獨(dú)行者，僅見(jiàn)其在一篇文章的結(jié)尾對(duì)導(dǎo)師的指導(dǎo)與支持表示了感謝，而對(duì)導(dǎo)師的學(xué)術(shù)論著并無(wú)參照與引用。在張宗燧學(xué)術(shù)譜系的第三代中，黃朝商與其導(dǎo)師戴元本類似，其學(xué)術(shù)活動(dòng)有兼收并蓄的特點(diǎn)。其研究范圍廣泛，未局限于其導(dǎo)師的研究領(lǐng)域。除了與戴元本合作的研究論文之外，在黃朝商的其它論文中，鮮有對(duì)其師工作的引用，除非他本人曾參與該工作。正如戴元本所言：“黃朝商跟我還有些不同，……他后來(lái)在我沒(méi)有工作過(guò)的一些方面也做了一些工作。”①在侯伯宇的門下弟子中，石康杰的地位與黃朝商在戴元本門下相當(dāng)。侯伯宇的幾位重要弟子都是與石康杰共同指導(dǎo)。在科研生命力旺盛的導(dǎo)師身邊，石康杰這位優(yōu)秀的“海歸”在教學(xué)、科研方面發(fā)揮了重要的輔助作用。黃朝商與石康杰在““””結(jié)束后皆已人到中年，比他們的“師叔”朱重遠(yuǎn)還要年長(zhǎng)。而他們的老師學(xué)術(shù)生命依然旺盛，在我國(guó)學(xué)位制度健全之后又培養(yǎng)了多位年輕的弟子，并從關(guān)注國(guó)際粒子物理學(xué)的發(fā)展及國(guó)際同行的工作而重新起步，由跟蹤研究開始，力圖趕超。第三代學(xué)者更是如此，與其說(shuō)他們是第二代學(xué)者的學(xué)術(shù)傳人，勿寧說(shuō)他們是在第二代學(xué)者的帶領(lǐng)下，向國(guó)際同行學(xué)習(xí)的追蹤者。黃朝商的弟子李田軍，碩士畢業(yè)后赴美從事粒子物理學(xué)習(xí)與研究，達(dá)10年之久，之后回國(guó)任理論物理研究所研究員。雖然其研究領(lǐng)域與其前輩有部分交叉、重疊之處，但從研究的方向、風(fēng)格與興趣而言，已關(guān)聯(lián)不大。他近年所著研究論文及指導(dǎo)研究生所作學(xué)位論文與其學(xué)術(shù)“先祖”已相去甚遠(yuǎn)。在侯伯宇與石康杰共同指導(dǎo)的多位研究生中，岳瑞宏是比較突出的一位。獲得博士學(xué)位后，岳瑞宏曾先后于國(guó)內(nèi)外多個(gè)學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)作博士后與訪問(wèn)學(xué)者達(dá)7年之久。其研究范圍比起其老師已有所拓展。根據(jù)“中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)”與“Google學(xué)術(shù)搜索”的檢索結(jié)果，自李田軍與岳瑞宏回國(guó)后，以他們?yōu)榈谝蛔髡叩恼撐闹絮r有對(duì)其導(dǎo)師工作的引用。名師出高徒，科學(xué)大師、著名科學(xué)家往往會(huì)對(duì)弟子產(chǎn)生較為深遠(yuǎn)的影響。但據(jù)上述，我們可以看出，這種影響未必就表現(xiàn)為研究方向、技能與方法的傳承。張宗燧的學(xué)術(shù)成就在老一輩粒子物理學(xué)家中有口皆碑。其弟子、再傳弟子中也人才輩出。但就研究領(lǐng)域、風(fēng)格與特點(diǎn)來(lái)說(shuō)，幾代相傳，張宗燧譜系的研究傳統(tǒng)已顯模糊。雖大體可以戴元本與侯伯宇為兩種研究風(fēng)格的代表，但第四、五代的研究工作與其先輩已相去甚遠(yuǎn)。可以說(shuō)，基于張宗燧的學(xué)術(shù)譜系，并未形成一個(gè)持續(xù)傳承的研究傳統(tǒng)。個(gè)中緣由，既有學(xué)科發(fā)展的影響，也有研究興趣的轉(zhuǎn)移，更重要的應(yīng)當(dāng)是學(xué)術(shù)交流的日益廣泛與深入所致。
二、中國(guó)粒子物理學(xué)家的精神傳統(tǒng)
以下從共性與個(gè)性兩個(gè)方面分別討論中國(guó)粒子物理學(xué)家的精神傳統(tǒng)。
1.共性精神傳統(tǒng)中國(guó)粒子物理學(xué)科從萌芽到興盛，在幾十年的學(xué)術(shù)傳承中，形成了一些有中國(guó)特色的，有些是階段性的精神傳統(tǒng)。我們將之總結(jié)為以下幾個(gè)方面：因陋就簡(jiǎn)，白手起家的拼搏精神。早在民國(guó)時(shí)期，中國(guó)亞原子物理學(xué)家就開始因陋就簡(jiǎn)地從事零星的研究工作。新中國(guó)成立之后，研究機(jī)構(gòu)、隊(duì)伍以及各種物質(zhì)條件得到了改觀，但與前沿高能物理研究的實(shí)驗(yàn)需要還相距甚遠(yuǎn)，我國(guó)第一代高能物理學(xué)家艱苦樸素的精神依然沒(méi)有改變，而且在他們的言傳身教之下，第二代高能物理學(xué)家繼承了這種精神。這種因陋就簡(jiǎn)，在艱難困苦中仍能頑強(qiáng)拼搏，從事科研活動(dòng)的精神，是在我國(guó)高能加速器建造成功之前，支撐高能物理實(shí)驗(yàn)研究穩(wěn)步發(fā)展的主要?jiǎng)恿χ?。量力而為，封閉中求發(fā)展的自強(qiáng)意志?？蒲谢A(chǔ)薄弱，對(duì)外交流困難，理論研究不能與高能實(shí)驗(yàn)研究有機(jī)結(jié)合，限制了我國(guó)粒子物理學(xué)科的早期發(fā)展。自新中國(guó)成立至“改革開放”的30年，我國(guó)長(zhǎng)期處于“與世隔絕”的封閉狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，中國(guó)第一、二代粒子物理學(xué)家自強(qiáng)不息，在艱難的條件下發(fā)憤圖強(qiáng)，立足于國(guó)內(nèi)，努力做出一些有意義的研究工作，并形成了一定的傳統(tǒng)。從而才使得我國(guó)的粒子物理研究不掉隊(duì)、不斷線，在改革開放后不久即融入了國(guó)際學(xué)術(shù)潮流之中。精誠(chéng)協(xié)作，后來(lái)者求居上的團(tuán)結(jié)奮斗精神。新中國(guó)的粒子物理研究，長(zhǎng)期落后于西方。但處于全面追趕階段的中國(guó)粒子物理學(xué)家從不甘人后，他們團(tuán)結(jié)合作，以一種后來(lái)者居上的奮斗精神，在不利的條件下仍不斷做出一些出色的工作。在粒子物理學(xué)萌芽之際，由于中國(guó)在該領(lǐng)域的研究者稀如鳳毛麟角，采取合作研究，互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，是他們開展科研的有效方式。這種合作研究的方式在一定范圍內(nèi)長(zhǎng)期存在，高能加速器建設(shè)[10]、層子模型[11]與規(guī)范場(chǎng)理論研究就是其中的典型代表。積極交流，海納百川的開放精神。我國(guó)學(xué)者一直都有著對(duì)外交流的強(qiáng)烈需求與渴望。在有限的國(guó)際交流中，他們把握機(jī)遇，著力創(chuàng)新，在交流中做出了驕人的成績(jī)。早于1956年在蘇聯(lián)杜布納聯(lián)合原子核研究所，王淦昌、周光召等人就在交流中取得了舉世矚目的成就。我國(guó)學(xué)者切實(shí)地在國(guó)際交流合作中得到了訓(xùn)練，開闊了視野。北京正負(fù)電子撞機(jī)就是在對(duì)外交流的過(guò)程中，在國(guó)外專家的建議與幫助下確定能量指標(biāo)并最終建成的。借助外國(guó)同行的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)支持，是我國(guó)粒子物理后來(lái)獲得蓬勃發(fā)展的一個(gè)重要因素。積極交流，海納百川，這是中國(guó)老一輩粒子物理學(xué)家們所形成的一個(gè)得到最有效傳承的學(xué)術(shù)傳統(tǒng)，在后世不斷得到發(fā)揚(yáng)光大。
2.個(gè)性精神傳統(tǒng)──以朱洪元譜系為例在中國(guó)理論粒子物理學(xué)界，朱洪元學(xué)術(shù)譜系既具有代表性，又具有其特殊性。除了具有前述精神傳統(tǒng)外，該譜系還自朱洪元而下，在特定的階段形成了獨(dú)具特色的精神傳統(tǒng)。“三嚴(yán)”作風(fēng)。朱洪元的“嚴(yán)”在理論粒子物理學(xué)界是公認(rèn)的。何祚庥就“強(qiáng)烈地感受到朱洪元先生在學(xué)術(shù)問(wèn)題上一絲不茍的‘嚴(yán)格、嚴(yán)密、嚴(yán)謹(jǐn)’的學(xué)風(fēng)。”戴元本也稱“他對(duì)自己的工作非常嚴(yán)謹(jǐn)，……他也不能容忍別人工作中的錯(cuò)誤，有時(shí)近于嚴(yán)肅。”朱洪元所著《量子場(chǎng)論》一書成為中國(guó)粒子物理學(xué)界幾代人的教科書、參考書。其弟子黃濤“后來(lái)幾次想提筆寫一本新的量子場(chǎng)論參考書，總感到要寫出一本包含最新量子場(chǎng)論發(fā)展的像朱先生那樣結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、邏輯嚴(yán)密、推導(dǎo)嚴(yán)格的書是很不容易的。”“以勤補(bǔ)拙”。“以勤補(bǔ)拙”本是朱洪元的弟子張肇西的自謙語(yǔ)，反映出了朱洪元培養(yǎng)弟子及其對(duì)科學(xué)研究的另類嚴(yán)格。黃濤與張肇西都對(duì)此印象尤深。1960年代，在弟子們?nèi)腴T之初，朱洪元會(huì)安排他們閱讀經(jīng)典著作及論文。一段時(shí)間后要學(xué)生匯報(bào)其對(duì)所學(xué)習(xí)、閱讀經(jīng)典文獻(xiàn)的理解與體會(huì)，隨時(shí)提出問(wèn)題，常使得報(bào)告人“難以招架”，朱洪元就會(huì)毫不客氣地當(dāng)頭棒喝，逼著弟子再埋頭苦干，直到完全掌握為止。張肇西在這種反復(fù)的“閱讀──報(bào)告”中感受到了老師施于其身的認(rèn)真、負(fù)責(zé)的精心教導(dǎo)，“以勤補(bǔ)拙”，從而不斷地在學(xué)術(shù)上取得進(jìn)步。他還有意識(shí)地按老師培養(yǎng)自己的這種方法來(lái)培養(yǎng)自己的學(xué)生，從而使這種嚴(yán)格的學(xué)術(shù)訓(xùn)練在后代弟子中得到了傳承。“直接上前沿”。對(duì)于入門不久的學(xué)生，在“時(shí)間緊、任務(wù)急”的情況下，朱洪元會(huì)安排學(xué)生以“拿來(lái)主義”的態(tài)度，在前人研究的基礎(chǔ)上，直接開展前沿研究，而跳過(guò)系統(tǒng)學(xué)習(xí)預(yù)備知識(shí)的階段。在追求數(shù)學(xué)形式的“漂亮”和追求物理實(shí)質(zhì)的關(guān)系上，更注重后者。張肇西認(rèn)為，正是在老師這樣“手把手”指導(dǎo)和“壓迫”下，他才完成了自己的第一次完整的科學(xué)研究過(guò)程。從那之后，才真正開始了研究理論物理的人生道路。
朱洪元的另一弟子杜東生也對(duì)此印象深刻。后來(lái)他自己做了導(dǎo)師，用同樣的方法帶他的學(xué)生，也“取得了良好的效果”。朱洪元在科學(xué)研究和人才培養(yǎng)中所引領(lǐng)的精神傳統(tǒng)，無(wú)疑是其傳授給弟子們的最寶貴的財(cái)富。正如杜東生所言：“他的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)、做研究的方法會(huì)一代一代永遠(yuǎn)傳下去，并被后輩發(fā)揚(yáng)光大。”但客觀地說(shuō)，“三嚴(yán)”只是朱洪元的一個(gè)優(yōu)秀學(xué)術(shù)作風(fēng)，超常而非獨(dú)具。即便其弟子們將該作風(fēng)“一代一代永遠(yuǎn)傳下去”，這種超常的“三嚴(yán)”作風(fēng)也會(huì)逐漸淡化，“泯然眾人矣”。至于“以勤補(bǔ)拙”的反復(fù)“閱讀──報(bào)告”訓(xùn)練和只爭(zhēng)朝夕的“直接上前沿”的科學(xué)研究與人才培養(yǎng)方法，至今仍然適用。但在研究生培養(yǎng)制度日益完善的情況下，系統(tǒng)學(xué)習(xí)基本上已成為踏入科研的必要前提。這些方法所能適用的時(shí)機(jī)與范圍也并不廣泛。由此可知，由朱洪元所確立，并在兩代弟子之間傳承的這種精神傳統(tǒng)如今仍能在一定范圍內(nèi)得以傳承，但傳至久遠(yuǎn)，則不免式微。再論中國(guó)粒子物理學(xué)家的共性精神傳統(tǒng)。我們應(yīng)該注意到，時(shí)過(guò)境遷，其存在、傳承的一些前提條件、基礎(chǔ)已不復(fù)存在。學(xué)術(shù)研究的封閉環(huán)境已一去不返，相比過(guò)去的量力而為，現(xiàn)在大可以“甩開膀子”跟國(guó)際同行競(jìng)爭(zhēng)了。精誠(chéng)協(xié)作當(dāng)然還是必要的，但在過(guò)去那種特定環(huán)境中形成的“同仇敵愾”的研究氣氛已為“攜手共進(jìn)”所取代。盡管先輩是“后來(lái)者”，但幾代之后的晚輩卻已成為國(guó)際同行的“并行者”。努力攀登，跨越高峰，是大家共同的信念。不拘國(guó)內(nèi)、國(guó)際，從事粒子物理研究者的精神面貌已無(wú)甚本質(zhì)不同。至于積極交流的傳統(tǒng)，過(guò)去存在，當(dāng)今仍存在，但早已不似過(guò)去那般渴望，無(wú)需過(guò)去那般艱辛。如今國(guó)際同行之間的學(xué)術(shù)交流幾乎已是從事前沿學(xué)術(shù)研究者的“家常便飯”，依然珍視，卻少了諾多企盼。
三、中日學(xué)術(shù)傳統(tǒng)對(duì)比
同處東亞，中國(guó)與日本包括粒子物理在內(nèi)的近代科學(xué)無(wú)不移植自西方。作為科學(xué)后發(fā)國(guó)家，二者在粒子物理學(xué)科的建立與發(fā)展、學(xué)術(shù)譜系的成長(zhǎng)與發(fā)育、學(xué)術(shù)傳統(tǒng)的形成與演變等方面具有一定程度的可比性。日本的物理學(xué)家學(xué)術(shù)譜系中，最耀眼的無(wú)疑是長(zhǎng)岡半太郎—仁科芳雄譜系(如圖2)。長(zhǎng)岡半太郎(NagaokaHantaro)1887年開始攻讀研究生時(shí)，所研究課題就是英籍教師諾特(C.G.Knott)之前研究課題的繼續(xù)。1893年，獲得博士學(xué)位的長(zhǎng)岡赴德國(guó)留學(xué)，期間得到發(fā)現(xiàn)X射線的消息，立刻將其介紹到日本國(guó)內(nèi)，使日本開展起研究。1900年得到居里夫婦關(guān)于鐳的放射性實(shí)驗(yàn)研究成功的消息，長(zhǎng)岡很受啟發(fā)，于1903年提出原子結(jié)構(gòu)的“土星型原子模型”。1918年，在長(zhǎng)岡的勸導(dǎo)下，仁科芳雄(NishinaYoshio)立志師從于他從事物理學(xué)研究。研究生畢業(yè)后，仁科赴歐美留學(xué)，師從(E.Rutherford)盧瑟福、玻爾等科學(xué)大師?；氐饺毡竞螅士瞥蔀殚L(zhǎng)岡之后日本現(xiàn)代物理學(xué)研究的領(lǐng)袖。同時(shí)，他也將哥本哈根精神帶到了日本，注重理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，提倡學(xué)術(shù)上的自由、民主。他還先后邀請(qǐng)狄拉克(P.A.M.Dirac)、海森堡(W.Heisenberg)、玻爾訪日，與國(guó)際同行保持密切的聯(lián)系。在仁科的培養(yǎng)與熏陶下，湯川秀樹(HidekiYukawa)、朝永振一郎(Sin-ItiroTomonaga)、坂田昌一(S.Sakata)等第三代物理學(xué)家很快就脫穎而出。在引進(jìn)西方科學(xué)技術(shù)之前，中國(guó)與日本走過(guò)了一段相似的發(fā)展道路，從閉關(guān)鎖國(guó)，到被西方列強(qiáng)以武力叩開大門。意識(shí)到落后的封建王朝決心改革，開始學(xué)習(xí)、引進(jìn)西方科學(xué)技術(shù)。但不同的是，日本在學(xué)習(xí)西方科技知識(shí)的同時(shí)，全方位地借鑒、吸收了西方科學(xué)、教育的體制、機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了“華麗轉(zhuǎn)身”，從此高速發(fā)展，很快成為世界強(qiáng)國(guó)之一。而長(zhǎng)期受封建傳統(tǒng)桎梏的中國(guó)卻放不開老祖宗的遺訓(xùn)，“中學(xué)為體，西學(xué)為用”，只片面地學(xué)習(xí)與引進(jìn)西方的工程技術(shù)，“師夷長(zhǎng)技”，卻不知夷技何長(zhǎng)，故而不能制夷，卻仍為夷制。甲午戰(zhàn)爭(zhēng)的勝敗結(jié)局，宣告了日本明治維新的成功和中國(guó)洋務(wù)運(yùn)動(dòng)的破產(chǎn)。
勝敗之分，也反映在中日物理學(xué)家學(xué)術(shù)譜系的發(fā)源。長(zhǎng)崗于1893年獲得博士學(xué)位時(shí)，中國(guó)第一位物理學(xué)博士李復(fù)幾時(shí)年12歲，還在接受家塾教育。長(zhǎng)崗歸國(guó)后即帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開展起物理學(xué)研究，而李復(fù)幾歸國(guó)后則一直在工業(yè)部門從事技術(shù)工作，從此告別了物理學(xué)。撇開未形成學(xué)術(shù)譜系的李復(fù)幾不論，與之同為中國(guó)第一代物理學(xué)家的胡剛復(fù)、饒毓泰在20歲前后赴美留學(xué)時(shí)，還沒(méi)有接受過(guò)系統(tǒng)的大學(xué)教育。他們都在美國(guó)渡過(guò)了約10年的光陰才獲得博士學(xué)位?；貒?guó)后，他們?yōu)橹袊?guó)物理學(xué)的發(fā)展培養(yǎng)了大批人才。尤其使我們感興趣的是，在南京高等師范學(xué)校與南開大學(xué)，胡剛復(fù)與饒毓泰分別啟蒙了一位學(xué)生：吳有訓(xùn)與吳大猷。此“二吳”是中國(guó)第一代粒子物理學(xué)家的物理啟蒙老師。在日本，從長(zhǎng)崗到仁科，再到湯川、朝永，由原子分子物理研究，到原子核物理、粒子物理研究，歷經(jīng)三代，已開始接連做出諾貝爾獎(jiǎng)級(jí)的成就。而在中國(guó)，從胡剛復(fù)、饒毓泰到吳有訓(xùn)、吳大猷，再到張宗燧、彭桓武、胡寧等人，也是由原子分子物理研究，到原子核物理、粒子物理研究，同樣歷經(jīng)三代，卻只是使粒子物理學(xué)科在中國(guó)建立，學(xué)術(shù)譜系開始形成，在原子物理、核物理發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，日本人就較早地參與了前沿物理學(xué)研究。尤其重要的是，以長(zhǎng)崗為代表的日本第一代物理學(xué)家的輻射作用在開明的社會(huì)體制下得到了較好地發(fā)揮。需要指出的是，長(zhǎng)崗對(duì)仁科的培養(yǎng)是研究生階段的教育與訓(xùn)練。這與胡剛復(fù)、饒毓泰對(duì)吳有訓(xùn)、吳大猷的培養(yǎng)截然不同，后者只是大學(xué)階段的基礎(chǔ)教育。據(jù)吳大猷回憶，他在南開大學(xué)讀書時(shí)物理系的畢業(yè)生僅他一人，教授也僅有兩人，所有物理方面的課程全由饒毓泰一人講授。
如此簡(jiǎn)陋的物理系，自然難以對(duì)學(xué)生進(jìn)行全方位的培養(yǎng)。而軍閥混戰(zhàn)的社會(huì)環(huán)境，也根本不可能為科學(xué)教育提供有益的土壤。仁科于1920年代赴歐洲留學(xué)時(shí)，正值量子力學(xué)創(chuàng)建與發(fā)展的重要時(shí)期。經(jīng)過(guò)劍橋大學(xué)卡文迪什實(shí)驗(yàn)室、哥廷根大學(xué)、玻爾研究所幾個(gè)世界著名的物理研究中心的培養(yǎng)、訓(xùn)練與熏陶，仁科回到日本不久就建立了自己的研究團(tuán)隊(duì)。幾個(gè)歐洲物理重鎮(zhèn)的科學(xué)傳統(tǒng)也隨之浸透了仁科研究室。理論與實(shí)驗(yàn)并重，注重團(tuán)隊(duì)精神，仁科實(shí)驗(yàn)室很快領(lǐng)日本物理學(xué)研究風(fēng)氣之先，并成為新的輻射中心，進(jìn)而培養(yǎng)了朝永、湯川與坂田等世界一流的粒子物理學(xué)家。吳有訓(xùn)、吳大猷回國(guó)后，除了像他們的老師一樣，在為數(shù)不多的幾個(gè)學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)教書育人之外，他們也已試圖培養(yǎng)、訓(xùn)練學(xué)生參與物理研究實(shí)踐。在戰(zhàn)亂中還零星開展了研究生教育。但在這一時(shí)期，他們還難能在本土培養(yǎng)出優(yōu)秀的物理學(xué)家。受到他們物理啟蒙的中國(guó)粒子物理的幾位拓荒者赴海外留學(xué)時(shí)才掘得其粒子物理研究的“第一桶金”。
經(jīng)過(guò)兩代人的積淀，在仁科的培養(yǎng)下，或者說(shuō)在仁科研究室優(yōu)秀科研傳統(tǒng)的熏陶下，日本第三代物理學(xué)家朝永、湯川與坂田立足于日本國(guó)內(nèi)，做出了世界一流的粒子物理研究成果。而中國(guó)第三代物理學(xué)家張宗燧、彭桓武、胡寧、朱洪元赴歐美留學(xué)時(shí)已是1930-1940年代。入門較晚倒不是他們的最大問(wèn)題，問(wèn)題在于他們回國(guó)之后進(jìn)入了一個(gè)幾乎完全封閉甚至混亂的環(huán)境。信息閉塞，使他們難以了解西方粒子物理發(fā)展的前沿;國(guó)內(nèi)研究基礎(chǔ)薄弱，也使他們一時(shí)難以跟上國(guó)際同行前進(jìn)的步伐。落后在先，基礎(chǔ)薄弱，自然難能在以他們?yōu)樵搭^建立的學(xué)術(shù)譜系基礎(chǔ)之上形成引領(lǐng)潮流的研究傳統(tǒng)。虛心、務(wù)實(shí)的學(xué)習(xí)、引進(jìn)，使得日本在科學(xué)領(lǐng)域“全盤西化”，造就了肥沃的科學(xué)土壤。在粒子物理發(fā)展的黃金時(shí)期即加入世界科學(xué)競(jìng)爭(zhēng)的行列，日本物理學(xué)家因而得以在國(guó)際同行中嶄露頭角。從引入西方科學(xué)，長(zhǎng)岡─仁科譜系僅歷三代即取得了諾貝爾獎(jiǎng)級(jí)的成就，且后代弟子克紹箕裘，踵事增華，傳襲優(yōu)秀的學(xué)術(shù)譜系，也形成了優(yōu)良的學(xué)術(shù)傳統(tǒng)，從而人才輩出、成果頻涌，奠定了日本粒子物理學(xué)的百年基業(yè)。而中國(guó)粒子物理學(xué)家已歷經(jīng)五代，雖前赴后繼，發(fā)奮圖強(qiáng)，已在國(guó)際粒子物理學(xué)界擁有了一席之地，但與引領(lǐng)世界潮流的科學(xué)“領(lǐng)頭羊”尚有差距。究其原由，則不一而足?；A(chǔ)薄弱、起步較晚、未能趕上粒子物理發(fā)展的高潮期也許只能算作借口，科學(xué)與教育體制的僵化則是深層次的因由，而經(jīng)世致用的傳統(tǒng)與現(xiàn)代科學(xué)精神的悖離可能才是最根本的致命毒瘤。
四、結(jié)語(yǔ)
由上述可見(jiàn)，在幾十年的發(fā)展中，中國(guó)粒子物理學(xué)家未能形成持續(xù)傳承的研究傳統(tǒng);而隨著時(shí)代的進(jìn)步，我國(guó)第一、二代粒子物理學(xué)家所形成的一些精神傳統(tǒng)，對(duì)于改革開放以后的后輩學(xué)者已難以產(chǎn)生顯著重要的影響。研究傳統(tǒng)闕如，精神傳統(tǒng)淡化。這是通過(guò)對(duì)中國(guó)粒子物理學(xué)家學(xué)術(shù)譜系的考察而得出的一個(gè)自然而然的結(jié)論。高能實(shí)驗(yàn)物理如此，理論粒子物理更甚。在新的歷史條件下，交流頻仍，則特色無(wú)多，“地球村”中已鮮有特立獨(dú)行者。對(duì)于當(dāng)代中國(guó)粒子物理學(xué)家而言，這是走向世界的時(shí)代，但也是傳統(tǒng)缺失的時(shí)代。
參考文獻(xiàn)
1、道德的心理物理學(xué):現(xiàn)象、機(jī)制與意義彭凱平; 喻豐中國(guó)社會(huì)科學(xué)2012-12-10
2、固體地球物理學(xué)與板塊大地構(gòu)造學(xué)的交匯楊文采地學(xué)前緣2014-01-15
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