中國原子彈實(shí)驗(yàn)1第三講核科技2“我不知道第三次世界大戰(zhàn)用什么武器,但我知道第四次世界大戰(zhàn)用的武器是石頭?！?/p>

————愛因斯坦，世界物理學(xué)大師3古典原子論一根木棒,日取一半,萬世不竭。——惠施(戰(zhàn)國)物質(zhì)不能無限分割,最小的部分叫“端”。——墨子(戰(zhàn)國)物質(zhì)由極小的原子構(gòu)成,物質(zhì)只能分割到原子?！轮兛死?古希臘)4德謨克利特的故事公元前五世紀(jì),德謨克利特出生于一個(gè)富裕的家庭,為學(xué)術(shù)研究游歷世界(埃及、巴比倫等地)而耗盡家財(cái),回到母邦卻面臨一項(xiàng)“揮霍財(cái)產(chǎn)罪”的法律指控,如果罪名成立,他將被逐出城邦,并且死后不得在本土下葬。德謨克利特在法庭上宣讀了他游歷時(shí)寫下的名著《宇宙大系統(tǒng)》,法官和陪審員聽罷大驚,決定給他游資5倍的獎(jiǎng)勵(lì),并且在他生前在城邦里為他建造塑像。德謨克利特的名言是：“我寧愿得到一個(gè)因果的解釋,而不愿做波斯的王”。5（1）一切物質(zhì)都是由微小的，不可分割的微粒原子構(gòu)成。（一）第一代核專家1811年，提出分子論，指出分子和原子的區(qū)別：1869年，發(fā)現(xiàn)元素周期律。指出：（1）道爾頓（英國）1803年，提出原子論，指出：（2）阿伏伽德羅（意大利）（3）門捷列夫（俄國）（2）不同的物質(zhì)含有不同的原子。（3）不同的原子具有不同的性質(zhì)、大小和原子量。原子可以構(gòu)成分子，分子也是構(gòu)成物質(zhì)的基本微粒。原子量的大小決定元素的化學(xué)性質(zhì)。元素周期表是化學(xué)的精髓。678道爾頓門捷列夫910細(xì)節(jié)：在兩個(gè)平行的金屬板上分別充上正電荷和負(fù)電荷，在兩板之間產(chǎn)生陰極射線（電子流），射線擊中玻璃管壁發(fā)出綠色熒光。（二）第二代核專家（1）倫琴（德國）1895年，發(fā)現(xiàn)X射線，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)高速電子減速會發(fā)出

X射線。（2）貝克勒爾（法國）1896年，發(fā)現(xiàn)鈾的天然放射性。揭示出“潛藏在原子里面的能量必是巨大無比的?！保?）湯姆遜（英國）1897年，發(fā)現(xiàn)電子。指出：這是電子流撞擊玻璃管壁造成的。11++－－－－－－陰極射線玻璃管壁－－綠色熒光－－金屬板金屬板12提出原子結(jié)構(gòu)的“葡萄干模型”。推測：+—+－+—（1）原子是一個(gè)球體。（2）正電荷均勻分布在球體內(nèi)。（3）電子像葡萄干一樣嵌在正電荷上。13琴倫湯姆遜14（4）居里夫婦（法國）1898年，發(fā)現(xiàn)放射性元素釙和鐳。（5）普朗克（德國）1900年，得出黑體輻射公式：及光量子能量公式：發(fā)表《正常光譜能量分布理論》指出能量的傳播是不連續(xù)的,“能量是由確定數(shù)目的、彼此相等的、有限的能量包構(gòu)成的?！绷孔永碚摼痛苏Q生。居里夫人普朗克15背景：1820年，奧斯特（丹麥）發(fā)現(xiàn)電流能使小磁針轉(zhuǎn)動。1821年，法拉第（英國）發(fā)現(xiàn)變化的磁場產(chǎn)生電流。1873年，麥克斯韋（英國）根據(jù)：即電流產(chǎn)生磁場。①變化的電場產(chǎn)生變化的磁場。②變化的磁場產(chǎn)生變化的電場。利用流體的數(shù)學(xué)方法，建立了麥克斯韋方程組。指出：①變化的電場產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場再產(chǎn)生變化的電場，這種交替變化的電磁場以一定的速度傳播，就是電磁波。②經(jīng)過計(jì)算發(fā)現(xiàn)電磁波傳播速度與光速相同，斷定：“光本身就是一種電磁波?！?6171887年，赫茲（德國）用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，也證實(shí)了光其實(shí)是電磁波的一種?！罟馐橇Ｗ樱?yàn)楣庋刂本€轉(zhuǎn)播，且有反射和折射現(xiàn)象；光又不是粒子，因?yàn)閮墒獠粫l(fā)生碰撞；光是波因?yàn)楣庥懈缮婧脱苌洮F(xiàn)象；光又不是波，因?yàn)楣獾膫鞑ナ遣恍枰橘|(zhì)的，所以光有波粒二象性。181905年,愛因斯坦(德國)發(fā)表《關(guān)于光的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)變的一個(gè)啟發(fā)性觀點(diǎn)》,提出“光量子假說”，成功解釋了光電效應(yīng)。同年發(fā)表《狹義相對論》提出光速不變原理，指出物體在以接近光速運(yùn)動時(shí)，“時(shí)間變慢，長度變短”。即物體的運(yùn)動速度決定了時(shí)間的快慢和空間的長短。及“質(zhì)能關(guān)系式”:,指出：微小的質(zhì)量蘊(yùn)含有巨大的能量。1915年,提出《廣義相對論》,指出:引力就是彎曲的時(shí)空，物質(zhì)的質(zhì)量決定空間的曲率?！拔镔|(zhì)告訴時(shí)空如何彎曲,時(shí)空告訴物質(zhì)如何運(yùn)動。”得到“愛因斯坦場方程”:19廣義相對論成功解釋了“水星近日點(diǎn)進(jìn)動現(xiàn)象”。1919年,英國天文學(xué)家愛丁頓在觀測日食時(shí)驗(yàn)證了廣義相對論。201994年，美國建成GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，其中衛(wèi)星的時(shí)鐘設(shè)計(jì)就考慮了廣義相對論效應(yīng)。目前，世界主要國家的科學(xué)家正在秘密研究“時(shí)光機(jī)器”，即《月光寶盒》計(jì)劃。一旦成功，人類就可以回到過去，或去往未來。廣義相對論證明這是可能的。21（6）盧瑟福（英國）1911年，用鉛盒內(nèi)的鐳發(fā)出α射線（質(zhì)子流）轟擊金屬薄片，結(jié)果：+++++++++鉛盒鐳金屬薄片α粒子閃光（1）大部分α射線穿了過去。（2）小部分α射線大角度散射，甚至彈了回來。1918年，發(fā)現(xiàn)質(zhì)子。22α粒子散射示意圖空間金原子原子核α粒子偏移的α粒子彈回的α粒子23提出原子結(jié)構(gòu)的“行星模型”：+－（1）原子的中心有一個(gè)很小的核。（2）所有的正電荷和大部分質(zhì)量集中在核里。（產(chǎn)生對α粒子的強(qiáng)大電荷斥力和反彈力。）（3）電子像行星一樣繞原子核旋轉(zhuǎn)。2425261913年，通過研究氫原子光譜，發(fā)表《論原子和分子的構(gòu)造》,指出：①電子在量子軌道上繞原子核穩(wěn)定運(yùn)動。②當(dāng)電子從高軌道遷躍到低軌道時(shí)，原子發(fā)光。③當(dāng)原子吸收特定波長的光線時(shí)，電子從低軌道遷躍到高軌道。（7）玻爾（丹麥，量子哲學(xué)家）玻爾271922年,索末菲(德國)出版《原子構(gòu)造與光譜線》,成為物理學(xué)家研究原子理論的“圣經(jīng)”。索末菲,數(shù)學(xué)博士,曾任著名數(shù)學(xué)家克萊因的助手,人稱“量子工程師”。有人問他如何才能成為理論物理學(xué)家,他回答:“如果你想成為物理學(xué)家,你必須做三件事情,第一,學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)；第二,學(xué)習(xí)更多的數(shù)學(xué)；第三,堅(jiān)持這樣做?！保?）德布羅意（法國）1923年，發(fā)表《輻射—波和量子》，提出物質(zhì)波理論。得出波長與動量關(guān)系式：.德布羅意281923年,玻色(印度)提出“玻色-愛因斯坦統(tǒng)計(jì)”,符合這種統(tǒng)計(jì)的粒子叫做“玻色子”。玻色的故事：玻色在中學(xué)時(shí)就表現(xiàn)出天才的數(shù)學(xué)才能,有次數(shù)學(xué)作業(yè),老師覺得100分也不足以表達(dá)對這份作業(yè)的贊賞,打了110分。玻色后來到玻爾的研究所工作,有一次玻爾演講,突然遇到一個(gè)難點(diǎn)講不下去了,就對臺下說:“玻色教授,請來幫幫我。”玻色一直在臺下閉目養(yǎng)神,聽到所長有困難,立馬走上臺,幾分鐘就把難點(diǎn)解決了,然后回到座位繼續(xù)閉目養(yǎng)神。291924年，泡利(德國)發(fā)表《原子內(nèi)電子群及光譜的復(fù)雜結(jié)構(gòu)》提出泡利不相容原理。從理論上解釋了多電子原子核的核外電子排布規(guī)律。一舉奠定現(xiàn)代化學(xué)的理論基礎(chǔ)?；瘜W(xué)從此有了自己的理論,先后發(fā)展出量子化學(xué)、計(jì)算量子化學(xué)。泡利還是美國原子彈之父奧本海默的老師?；瘜W(xué)是原子、分子水平的物理學(xué)。30泡利的故事：泡利從小自學(xué)大學(xué)課程,12歲時(shí),小泡利聽索末菲演講,索教授問:“聽懂了嗎？”泡利答:“聽懂了,但黑板左上角的那些除外?！彼鹘淌诨仡^一看,發(fā)現(xiàn)確是自己寫錯(cuò)了！高中畢業(yè)后,直接入讀索末菲的研究生班,幾天后轉(zhuǎn)入高級班,并是高級班上接受和理解最快的學(xué)生。1958年,泡利在瑞士的蘇黎世得了重病,入住137號病房,當(dāng)時(shí)他正在研究精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)α=1/137的物理意義,房號正好是這個(gè)常數(shù)的倒數(shù),不久泡利在這個(gè)病房去世。據(jù)說泡利去世后到了天堂,追問上帝α=1/137的物理意義,上帝把答案寫在一張紙上遞給泡利,泡利看了看,口頭禪脫口而出“我不同意你的觀點(diǎn)?！?11925年,海森堡發(fā)表《關(guān)于運(yùn)動學(xué)和力學(xué)關(guān)系的量子論轉(zhuǎn)譯》,提出了矩陣力學(xué),電子終于有了自己的運(yùn)動方程。（主要用矩陣運(yùn)算,傅立葉分析）海森伯321926年，薛定諤發(fā)表《作為本征值問題的量子化》，提出波動力學(xué)，并得到定態(tài)薛定諤方程：●（二階線性微分方程）和含時(shí)薛定諤方程:1926年，薛定諤發(fā)表論文，證明矩陣力學(xué)和波動力學(xué)在數(shù)學(xué)上等價(jià)。薛定諤331926年，波恩（量子數(shù)學(xué)家，希爾伯特的助手）提出“波函數(shù)的概率解釋”，指出ψ的絕對值的平方表示單位體積內(nèi)發(fā)現(xiàn)一個(gè)粒子的概率。薛定諤方程“嚴(yán)格決定的只是一個(gè)概率”。34351927年，海森堡發(fā)表《論量子理論的運(yùn)動學(xué)和力學(xué)的直觀內(nèi)容》，提出“不確定性原理”，指出人類不可能同時(shí)測準(zhǔn)一個(gè)電子的位置和動量，“不確定性原理”指出了科學(xué)研究的邊界和人類能力的極限?！?61927年，第五屆索爾維物理會議在比利時(shí)的布魯塞爾召開，29名世界物理大師匯聚一堂，會上玻爾提出了量子力學(xué)的“哥本哈根詮釋”：“在亞原子層只有概率和偶然性，根據(jù)所選擇的實(shí)驗(yàn)類型光可以是波,也可以是粒子。”3738決戰(zhàn)量子之巔391928年,發(fā)表《電子的量子理論》,提出相對論化的電子波動方程:它第一次把量子力學(xué)和狹義相對論統(tǒng)一了起來。這個(gè)方程導(dǎo)出一個(gè)很大的問題，就是在數(shù)學(xué)上預(yù)言出還存在一個(gè)和我們這個(gè)世界完全相反的“負(fù)“世界，在這個(gè)負(fù)的世界里，所有的物質(zhì)都具有負(fù)的質(zhì)量和負(fù)的能量——即存在反物質(zhì)；狄拉克方程另外的副產(chǎn)品是推演出電子的自旋。電子本身也在象一個(gè)陀螺一樣飛轉(zhuǎn)。1930年，出版《量子力學(xué)原理》,至此量子力學(xué)完整確定。書上有一句名言：“這里需要全新的物理學(xué)思想”。（10）狄拉克（英國）●401929年,英國的阿特金森和奧地利的豪特曼斯提出設(shè)想,太陽內(nèi)部輕元素的核之間的熱核反應(yīng)所釋放的能量是太陽能的來源,這是天然的自控?zé)岷朔磻?yīng)。41（10）勞倫斯（美國）1931年，建成第一臺回旋加速器。4243（1）查德威克（英國）1932年，發(fā)現(xiàn)中子。（3）居里夫婦（法國）1934年，發(fā)現(xiàn)人工放射性。（三）第三代核專家查德威克（2）安德森（美國）

1932年，從宇宙線中發(fā)現(xiàn)正電子，證實(shí)狄拉克的預(yù)言。（4）湯川秀樹（日本）1934年,幾乎是自學(xué)成才的湯川提出解釋原子核內(nèi)部強(qiáng)相互作用的“介子理論”。44湯川秀樹故事：中學(xué)時(shí),幽默的數(shù)學(xué)老師竹中馬吉使湯川秀樹著迷于數(shù)學(xué)；高中時(shí)物理老師森總之助，更使湯川秀樹成為“書蟲”。他幾乎隔幾天就要去一次專賣歐美版書籍的刃善京都書店,他買得最多的是數(shù)學(xué)書和物理書。高中時(shí)受到又一個(gè)物理老師長岡半太郎的影響，決心走上物理研究之路。而他的父親琢治卻在猶豫是否送湯川秀樹上大學(xué),校長森外三郎作了這樣令琢治下決心的保證:“湯川秀樹的頭腦是屬于在飛躍中轉(zhuǎn)動的類型,他的構(gòu)思敏銳,數(shù)學(xué)上有天才之處,這一點(diǎn),我可以向您保證。”451947年,湯川的介子理論得到實(shí)驗(yàn)證實(shí).1949年,湯川秀樹獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).成為日本第一個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)獲得者。他的老師長岡半太郎終于在他去世前一年見到自己的學(xué)生站上了諾貝爾獎(jiǎng)的領(lǐng)獎(jiǎng)臺,日本科學(xué)躋身世界一流的行列。461935年,薛定諤在關(guān)于“貓態(tài)”的論文中,提出“糾纏態(tài)”的概念。即：在量子力學(xué)中,有共同來源的兩個(gè)微觀粒子之間存在著某種糾纏關(guān)系,不管它們被分開多遠(yuǎn),都一直保持著糾纏的關(guān)系,對一個(gè)粒子擾動,另一個(gè)粒子(不管相距多遠(yuǎn))立即有反應(yīng)。糾纏態(tài)對于了解量子力學(xué)的基本概念具有重要意義,已在一些前沿領(lǐng)域中得到應(yīng)用,特別在量子遠(yuǎn)程通信方面,我國科學(xué)家潘建偉已經(jīng)成功的制備了8粒子最大糾纏態(tài)。471937年，意大利物理學(xué)家埃托雷·馬約拉納根據(jù)量子力學(xué)原理推斷：自然界可能存在一類特殊的費(fèi)米子，它是自己的反粒子。即“馬約拉納費(fèi)米子”，該粒子至今仍未找到。一旦找到，就仿佛找到了通往拓?fù)淞孔佑?jì)算時(shí)代的“鑰匙”。量子計(jì)算機(jī)一旦研制成功，不僅運(yùn)算速度會上千倍地提高，耗電量也會減少到與一臺普通臺式機(jī)相當(dāng)。48馬約拉納是費(fèi)米的同事，擅長心算，有一次Fermi計(jì)算中子的壽命，在黑板上算啊算，Majorana就在旁邊想啊想，F(xiàn)ermi說我得到結(jié)果了，Majorana說，是十五分鐘吧?與Fermi的結(jié)果一樣，F(xiàn)ermi當(dāng)時(shí)就郁悶了，把粉筆一甩走了。Majorana在二戰(zhàn)期間離奇失蹤，F(xiàn)ermi認(rèn)為Majorana的才華足以和任何人比肩。49（4）哈恩（德國）1938年，用中子轟擊鈾，發(fā)現(xiàn)鈾核裂變。1939年，邁特納(德國的居里夫人)和弗里希(邁特納的侄子)用“液滴模型”提出了核裂變理論。1938年，提出熱核反應(yīng)理論。指出在高溫條件下，兩個(gè)氫原子聚變成一個(gè)氦原子也可放出巨大熱量。并解釋了太陽的能量。（5）貝特（德國）細(xì)節(jié)：研究發(fā)現(xiàn)：同等質(zhì)量的輕核材料與重核材料，輕核聚變釋放的能量是重核裂變的3~4倍。（6）西拉德（匈牙利）1939年，猜測鈾核裂變可以產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。50中子鈾原子核核裂變原理51核裂變原理52核裂變原理53氫原子核聚變原理結(jié)合能大結(jié)合能小高溫高壓氦原子541940年，用回旋加速器發(fā)現(xiàn)了钚。（8）西博格（美國）（7）居里夫婦（法國）1939年，發(fā)現(xiàn)鈾核裂變會同時(shí)發(fā)出第二代中子，每次核反應(yīng)平均放出的中子數(shù)接近3個(gè)。從而證明鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的可能性。1940年，提出氦Ⅱ超流性的量子理論。成功解釋了氦Ⅱ超流現(xiàn)象，開創(chuàng)了凝聚態(tài)物理學(xué)。（9）朗道（蘇聯(lián)）朗道55列夫·朗道(L.D.Landau1908—1968)，前蘇聯(lián)偉大的理論物理學(xué)家，郎道生平共發(fā)表一百多篇學(xué)術(shù)論文，涉及固體物理、原子核物理、等離子體物理、流體力學(xué)、天文學(xué)、量子力學(xué)和量子場論等各個(gè)領(lǐng)域。他與他的學(xué)生栗弗席茲合著的理論物理全集九本書，實(shí)質(zhì)上是理論物理方面最基本最完善的論著，書中論述的獨(dú)創(chuàng)性和所包羅材料的廣博，在世界各國都是極為罕見的。這部全集獲得了巨大聲譽(yù)，郎道本人則被譽(yù)為理論物理大師。他還團(tuán)結(jié)了一大批科學(xué)家和青年學(xué)生，形成了舉世聞名的蘇聯(lián)理論物理學(xué)派。56朗道認(rèn)為自己是蘇聯(lián)第一流的物理學(xué)家,他的一個(gè)學(xué)生是二流的，其他蘇聯(lián)物理學(xué)家都是三流的。當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)政府腐敗嚴(yán)重，朗道說：“整個(gè)國家被犯罪分子控制著”，“木匠領(lǐng)導(dǎo)著國家的科研工作”，結(jié)果被人誣陷為德國間諜抓進(jìn)監(jiān)獄，差點(diǎn)死掉。57

1908年朗道出生于一個(gè)知識分子家庭，這是一個(gè)充滿科學(xué)氛圍的家庭。其父是一位石油工程師，在巴庫油田工作。母親曾在圣彼得堡接受過醫(yī)學(xué)教育，當(dāng)過教師和醫(yī)生等職務(wù)。朗道7歲學(xué)完了中學(xué)數(shù)學(xué)課程，12歲時(shí)就已經(jīng)學(xué)會微分，13歲時(shí)學(xué)會了積分，可以說“數(shù)學(xué)思維幾乎成了他的本能”。

1924年，16歲時(shí)轉(zhuǎn)到列寧格勒大學(xué)物理系，在那里第一次接觸到了物理學(xué)發(fā)展的浪潮。在那段時(shí)間里，他入迷地演算海森堡、薛定諤、索末菲和狄拉克的量子力學(xué)。58

1927年，在19歲生日的前兩天，朗道從列寧格勒大學(xué)畢業(yè)，成為蘇聯(lián)科學(xué)院列寧格勒技術(shù)物理研究所的研究生。

1929年10月，朗道被批準(zhǔn)出國。朗道來到玻爾研究所，參加了玻爾主持的理論物理討論班。玻爾在物理方面的直覺令朗道佩服不已，后來朗道時(shí)常提到自己是玻爾的學(xué)生，雖然他只在玻爾研究所工作了四個(gè)月。期間，朗道還訪問過盧瑟福主持的劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室，結(jié)識了另一位蘇聯(lián)物理學(xué)家卡皮查（莫斯科物理問題研究所所長，諾貝爾獎(jiǎng)獲得者，晚年主要從事“電光火球”的研究）。59在不到兩年的時(shí)間中，朗道先后在德國、瑞士、荷蘭、英國、比利時(shí)和丹麥進(jìn)修訪問。他曾回憶說，在這段時(shí)間里，除了費(fèi)米之外.他見到了幾乎所有的量子物理學(xué)家。在與這些著名科學(xué)家的交往中，朗道充分地展示了他的才能和個(gè)性。有一次朗道聽愛因斯坦的報(bào)告，到討論時(shí)間，朗道第一個(gè)發(fā)言：“愛因斯坦先生講的東西也許不那么愚蠢”,“但是他給出的第二個(gè)方程絕對不能由原始條件推理出來，還需要一個(gè)條件”。愛因斯坦略一沉思，微笑著說：“你說得很對，大家可以把我今天講的全部忘掉。”60朗道曾經(jīng)參與了蘇聯(lián)的核武器研制計(jì)劃，在其中進(jìn)行數(shù)值計(jì)算方面的工作，并因此兩次獲得斯大林獎(jiǎng)金，還在1954年被授予“社會主義勞動英雄”稱號。

1958

年，為了慶賀朗道的

50

壽辰，蘇聯(lián)原子能研究所曾經(jīng)送給他一件很有意思的禮物。那是一塊大理石平板，板上刻了朗道生平工作中的十項(xiàng)最重要的科學(xué)成果，人們借用了宗教上的名詞，把這些成果稱為“朗道十誡”。這十項(xiàng)成果是：

1934年，他免于答辯獲得了列寧格勒大學(xué)的物理學(xué)博士學(xué)位和數(shù)學(xué)博士學(xué)位。611.量子力學(xué)中的密度矩陣和統(tǒng)計(jì)物理學(xué)（1927年）；2.自由電子抗磁性的理論（1930年）；

3.二級相變的研究（1936—1937年）；

4.鐵磁性的磁疇理論和反鐵磁性的理論解釋（1935年）；5.超導(dǎo)體的混合態(tài)理論（1934年）；

6.原子核的幾率理論（1937年）；

7.氦Ⅱ超流性的量子理論（1940—1941年）；

8.基本粒子的電荷約束理論（1954年）；

9.費(fèi)米液體的量子理論（1956年）；

10.弱相互作用的

CP

不變性（1957年）。

62

1962

年，他由于“研究凝聚態(tài)物質(zhì)的理論，特別是液氦的研究”而獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。朗道當(dāng)時(shí)由于身體原因，不能前往國外領(lǐng)獎(jiǎng)。結(jié)果諾貝爾獎(jiǎng)基金會打破了慣例，在歷史上第一次不是在瑞典首都由國王授獎(jiǎng)，而是由瑞典大使在莫斯科授與了朗道這一物理學(xué)研究的最高榮譽(yù)。朗道也深深影響了蘇聯(lián)物理學(xué)界的一代學(xué)風(fēng)。他自己的數(shù)學(xué)功底極為扎實(shí)，卻較少在成果中顯現(xiàn)，因他走的是玻爾的路子，更喜用簡單但深刻的物理模型來說明問題。所以大家一般認(rèn)為朗道是唯像物理學(xué)大師。63但他對學(xué)生數(shù)學(xué)的要求竟是極嚴(yán)，凡他門下的弟子，每人都要準(zhǔn)備上一大摞厚厚的本子，象小學(xué)生一般工工整整地作上幾千道繁難的數(shù)學(xué)題。臨畢業(yè)之前，還須經(jīng)過他親自出題考核。這些考題涉及到理論物理學(xué)的方方面面，其中的數(shù)學(xué)已經(jīng)困難到夸張的地步，偏偏還不許查書，題量又是極大，很多人一看到卷子就被嚇得面無人色。64朗道一生的工作大多集中在凝聚態(tài)物理學(xué)，被認(rèn)為是凝聚態(tài)物理學(xué)（CondensedMatterPhysics）這一現(xiàn)代物理最大分支的創(chuàng)建者。朗道也許是上個(gè)世紀(jì)最有個(gè)性的物理學(xué)家。作為一個(gè)物理學(xué)家他就像莫斯科物理問題研究所所長卡皮查所說：“朗道在整個(gè)理論物理學(xué)領(lǐng)域中都做了工作，所有這些工作都可以用一個(gè)詞來描述——卓越?！弊鳛橐粋€(gè)普通人，他是“簡單化作風(fēng)和民主作風(fēng)．無限偏執(zhí)和過分自信的奇妙混合體。”65他的《理論物理學(xué)教程》。按照朗道原來的計(jì)劃，這套教科書應(yīng)為九卷：(1)《力學(xué)》(1940版是朗道與畢季哥爾斯基合著)(2)《場論》(3)《量子力學(xué)(非相對論部分)》(4)《量子電動力學(xué)》(5)《統(tǒng)計(jì)物理學(xué)I》(6)《流體力學(xué)》(7)《彈性理論》(8)《連續(xù)介質(zhì)電動力學(xué)》(9)《統(tǒng)計(jì)物理學(xué)II凝聚態(tài)理論》(10)《物理動理學(xué)》(PhysicalKinetics,實(shí)為非平衡統(tǒng)計(jì)物理)66朗道作為前蘇聯(lián)理論物理學(xué)的象征，是著名朗道學(xué)派的領(lǐng)導(dǎo)者，在這個(gè)科研組里學(xué)生必須先讀完朗道的《理論物理學(xué)教程》才可以進(jìn)入研究。據(jù)說朗道本人從不讀文獻(xiàn)，他的學(xué)生會把自己讀過的文獻(xiàn)拿來與他討論，朗道學(xué)派培養(yǎng)出的大師級人物也特別多。671942年，在美國建成世界上第一座核反應(yīng)堆，實(shí)現(xiàn)了可控核能釋放。（10）費(fèi)米（意大利后到美國）物理學(xué)界的“教皇”。費(fèi)米681914年，2個(gè)月自學(xué)完成射影幾何，并做完書后200道習(xí)題。1915年~1917年，在科學(xué)愛好者阿米迪的幫助下自學(xué)完成微積分，理論力學(xué)，數(shù)學(xué)物理方程和一本工程師手冊。1918年，進(jìn)入比萊大學(xué)物理系，入學(xué)論文《聲音的特征》寫出了一根桿震動的偏微分方程，然后用傅立葉分析得到了結(jié)果，可以說已經(jīng)達(dá)到了研究生水平。主考教授評價(jià)：“在我的一生中，從來沒有見過像費(fèi)米這樣出類拔萃的人。”費(fèi)米簡歷：1926年，和狄拉克一起提出“費(fèi)米-狄拉克統(tǒng)計(jì)”符合這種統(tǒng)計(jì)的粒子叫做費(fèi)米子。1927年，出版《原子物理學(xué)導(dǎo)論》，當(dāng)時(shí)費(fèi)米正在度假，每天帶上足夠的鉛筆和筆記本，沒有一本參考書，沒有一塊橡皮擦，側(cè)臥在草坪上寫，書稿送到出版社，紙面上沒有一處刪改。691930年，泡利為解釋β衰變中的能量守恒提出“中微子假設(shè)”。1934年，費(fèi)米提出中微子理論，并提出了弱相互作用力。自此四種自然力到齊：引力、電磁力、弱核力。、1934年，提出“慢中子假設(shè)”。也就是石蠟板可以讓中子減速，從而使得靶元素核(比如銀元素)有更大的機(jī)會吸收中子,放出能量或發(fā)生裂變。這是和平利用核能的關(guān)鍵。1942年，與奧本海默一起領(lǐng)導(dǎo)45萬人進(jìn)行研制原子彈的“曼哈頓計(jì)劃”。當(dāng)年就實(shí)現(xiàn)人類歷史上第一次受控核裂變。1940年，逃難英國的兩個(gè)德國科學(xué)家弗里希和派爾斯發(fā)表《論超級炸彈的建造》，首次計(jì)算出了原子彈爆炸所需鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的鈾的極限質(zhì)量。70細(xì)節(jié)1：面對爆炸，奧本海默想起了一首印度古詩：“漫天奇光異彩，有如圣靈逞威，只有一千個(gè)太陽，才能與其爭輝。我是死神，我是世界的毀滅者?！奔?xì)節(jié)1：參與工程的科學(xué)家人數(shù)之多簡直難以想象。許多部門擁有的博士比一般工作人員都多。細(xì)節(jié)2：洛斯阿拉莫斯國家武器實(shí)驗(yàn)室聚集了大量諾貝爾獎(jiǎng)獲得者被譽(yù)為“諾貝爾獎(jiǎng)集中營”。1945年，美國總統(tǒng)杜魯門通過計(jì)算指出：1945年，美國第一顆原子彈爆炸成功?！笆褂迷訌椡炀鹊纳笥谒鼘⑺赖?。”71細(xì)節(jié)2：格羅夫斯將軍報(bào)告：“剎那間，周圍二十英里內(nèi)出現(xiàn)一道一道亮光，猶如正午出現(xiàn)了幾個(gè)太陽。一個(gè)大圓球噴散成蘑菇狀，升到一萬英尺以上的高空，然后逐漸散去”。美國原子彈實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)3：美國報(bào)紙?jiān)u論：“像是軍火庫爆炸，那亮光連一個(gè)盲眼的女孩子也看見了?！薄霸訌検俏锢韺W(xué)300年最偉大的發(fā)明。”72731945年，美國在日本廣島投下原子彈“小男孩”，造成20萬日本人死亡。3天后，在日本長崎投下原子彈“胖子”造成7萬死亡。6天后日本無條件投降。美國原子彈“胖子”74

8時(shí)15分17秒，這是一個(gè)令人難忘的時(shí)刻，一個(gè)象征著悲慘恐怖和毀滅的時(shí)刻。這時(shí)，配帶著降落傘的龐然大物——一顆重5噸、高3米，周長71.12厘米，爆炸力量相當(dāng)于1.7萬噸梯恩梯炸藥的原子彈，從9600米高空脫艙而出，搖晃著呼嘯而下，在墜離地面的600米時(shí)，突然發(fā)出令人目眩的極其強(qiáng)烈的白色閃光，這種閃光比一千個(gè)太陽還要明亮；同時(shí)，是山崩地裂般驚人的大爆炸。在爆炸的一剎那，爆炸中心達(dá)到了30萬℃的高溫。頃刻之間，翻滾著的暗黑色煙幕籠罩著整個(gè)廣島，幾百根火柱上下飛竄，高溫的火焰吸引著周圍的空氣，形成了無法防避的“暴風(fēng)炎”。廣島，隨即化為灼熱的地獄。風(fēng)帶著火，以每小時(shí)48~64千米的高速洗滌著一切，花崗巖的建筑物燒成了灰燼，鋼石橋在燃燒，河水在沸騰，人一下子被燒焦了。只是幾秒鐘的工夫，廣島市中心164平方千米的地區(qū)便化作一片廢墟。不一會兒，巨大的煙火團(tuán)扶搖直上，沖向云霄，形成了一朵特別大的蘑菇狀煙云。蘑菇云上升得很高很高，它的熱氣遇冷凝成了水蒸氣。幾分鐘后，廣島又突然下起了“黑雨”。這種有粘性的、卵石大小球體的黑雨，粘在幸存者的皮膚上，就變成了紅色斑點(diǎn)。原子彈爆炸后，廣島所有的鐘表都停在了8時(shí)16分上。這一時(shí)刻將永遠(yuǎn)載入史冊。75這枚威力強(qiáng)大的原子彈，徹底摧毀了廣島48000座建筑物，還有22178座建筑物也不能使用了。原子彈爆炸時(shí)，強(qiáng)烈的閃光雖然時(shí)間極短，但產(chǎn)生的輻射熱以光速傳播，危害極大，只要當(dāng)?shù)卮粼诼短斓乩锏娜?，皮膚立即被燒成焦黃和黑色，很快就死亡。在爆炸中心，連人和物的痕跡都找不到了。后來，人們在地上發(fā)現(xiàn)了一些似乎是勾畫出來的影子一樣的人外形。而離開中心遠(yuǎn)一點(diǎn)的地方，被燒焦了的尸體，還保持了原來的姿勢。在電梯的殘骸里，擠滿了握著扶手的尸體。再遠(yuǎn)一點(diǎn)，那些暫時(shí)幸存下來的人們，也已經(jīng)燒得面目全非。約在1小時(shí)之內(nèi)，10萬日本人當(dāng)場死去。76眾多的未遭閃光燒傷或砸傷的人，幾天后開始腹瀉，便中帶血，也在幾周、幾月或幾年中相繼死去。經(jīng)解剖驗(yàn)血發(fā)現(xiàn)，這些人血液中的白血球幾乎全沒有了，骨髓逐漸變壞，喉頭、肺、胃和腸的粘膜發(fā)炎，人們把這種病叫“原子病”。得了原子病的人在以后的20年中，受盡折磨，逐漸緩慢地死去。日本方面認(rèn)為：這次原子彈爆炸實(shí)際死亡的人數(shù)超過15萬。轟炸后幸存下來的母親和新生的嬰兒，大多有先天性的生理缺陷和遺傳變異。7778由地面零點(diǎn)起的1000米半徑之內(nèi)，因極其劇烈的爆炸波和熱度，全部人畜幾乎立即死亡。房屋及其他建筑物均被掃光、推倒或破壞，各處大火熊熊。三菱鋼鐵廠廠房的堅(jiān)固而復(fù)雜的構(gòu)架，都被扭彎曲好像軟糖一樣。國立學(xué)校的鋼骨水泥屋頂也都被破壞，爆炸威力之大出人意料，大小樹木均被炸去枝葉，有的被連根拔起，有的自樹干處折斷。長崎原子彈爆炸細(xì)節(jié)7980費(fèi)米奧本海默81美國原子彈爆炸水下實(shí)驗(yàn)82美國原子彈爆炸水下實(shí)驗(yàn)831949年8月29日,蘇聯(lián)試驗(yàn)成功原子彈。84(1)庫爾恰托夫:蘇聯(lián)原子彈之父。蘇聯(lián)著名物理學(xué)家費(fèi)約的學(xué)生,這個(gè)學(xué)派的特點(diǎn)是數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)極為深厚,學(xué)術(shù)思想極為超前。領(lǐng)導(dǎo)建造了蘇聯(lián)第一臺回旋加速器,歐洲第一座原子反應(yīng)堆,蘇聯(lián)的第一顆原子彈,第一顆氫彈,并建造了世界上第一座原子能發(fā)電站。85(2)薩哈羅夫:蘇聯(lián)氫彈之父。蘇聯(lián)氫彈研制首席科學(xué)家,設(shè)計(jì)了有史以來破壞力最大的曾引爆的核武器——沙皇炸彈。建造了世界第一個(gè)受控核聚變反應(yīng)堆——托卡馬克,以環(huán)狀面磁場約束高溫等離子體,控制核聚變。86(3)澤爾多維奇:原子彈理論設(shè)計(jì)組組長,最早提出活動星系核的能量來自超大質(zhì)量黑洞的人之一。(4)塔姆:從事核武器理論計(jì)算工作。由于對切倫科夫效應(yīng)作出理論解釋，獲1958年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。(5)朗道:從事核武器數(shù)值計(jì)算工作。87量子場論——量子電動力學(xué)的建立1947年,美國哥倫比亞大學(xué)實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家蘭姆發(fā)現(xiàn)氫原子的兩個(gè)能級不符合狄拉克方程，即“蘭姆位移”。881948年,在費(fèi)曼(美國)、施溫格(美國)、朝永振一郎(日本)、戴森(英國)等人的努力下.建立了量子電動力學(xué)(重整化理論)。成功解釋了蘭姆位移?！傲孔与妱恿W(xué)”是最高級的量子場論?；旧鲜请娮雍凸庾拥睦碚?。該理論的預(yù)言具有極高的精確性。前三人共獲1965年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。89施溫格90施溫格：物理學(xué)界的莫扎特,那個(gè)時(shí)代懂得數(shù)學(xué)最多的物理學(xué)家。1918年2月12日出生于紐約,自幼聰慧過人,在數(shù)學(xué)和科學(xué)方面顯示出非凡的才能。多次跳級，14歲高中畢業(yè)，進(jìn)入紐約市立學(xué)院學(xué)習(xí)。他愛好自學(xué),從來不看數(shù)學(xué)和物理之外的書籍,話也不輕易說,除非是學(xué)術(shù)上的問題。91當(dāng)時(shí)施溫格的一個(gè)老師莫茨經(jīng)常帶他去哥倫比亞大學(xué)聽報(bào)告,有一次莫茨和拉比(物理系教授,諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者)在拉比的辦公室討論問題,就允許施溫格在一旁聽,

他們當(dāng)時(shí)討論的問題是愛因斯坦最新發(fā)表的論文,拉比和莫茨討論的時(shí)候卡了殼,有一個(gè)量的大小他們搞不定。施溫格讀過這篇文章,說:這個(gè)容易,用完備性原理輕松搞定。拉比頗為吃驚,說:你給我講講,然后施溫格就講,拉比聽后問:你現(xiàn)在在哪里上學(xué)啊?施溫格說在城市大學(xué)。拉比立馬就決定讓施溫格轉(zhuǎn)學(xué),他讓施溫格在他辦公室等著,然后自己去找系主任,幾分鐘后,連給施溫格的獎(jiǎng)學(xué)金都找好了。92當(dāng)時(shí)有位著名教授烏倫貝克開一門統(tǒng)計(jì)力學(xué)課,由于施溫格經(jīng)常逃課,本想直接給他個(gè)A算了,拉比說你這樣不行,你得給他考試,最難的那種,烏倫貝克就這么做了。烏倫貝克找拉比說:服了,這小子不但都做對了,做的答案都跟我的一模一樣,好像他從來沒缺席我的課一樣,我無話可說了。93哥倫比亞大學(xué)教授拉默是個(gè)很出色的化學(xué)家,不過上他的課,所有的東西都用自己的一套符號,試卷上也不解釋那些符號啥意思,說白了,如果不去上課,連題都看不懂,別說做了。施溫格選了他的課,然后得了一個(gè)大大的F。這是施溫格大學(xué)期間唯一沒能通過的課。94有人夸獎(jiǎng)年輕的施溫格說:“他對物理學(xué)就像莫扎特對音樂那樣?！备鐐惐葋喆髮W(xué)的拉比教授非常欣賞施溫格的才華,對人說:施溫格已經(jīng)知曉了物理學(xué)的90％,其余的“只要幾天就夠了”。施溫格于18歲(1936年)大學(xué)畢業(yè),獲學(xué)士學(xué)位,21歲獲得博士學(xué)位,29歲就成為哈佛大學(xué)最年輕的教授。95施溫格最擅長的就是推演各種復(fù)雜的形式理論,屬于費(fèi)米極為反感的“經(jīng)院物理派”的代表。但誰也不能否認(rèn)這位冷似磐石的教士先生數(shù)學(xué)達(dá)到極高的水平,在當(dāng)時(shí)的物理學(xué)界來說只怕無人可及。在施溫格看來,當(dāng)今的物理學(xué)已經(jīng)發(fā)展到非以繁復(fù)的數(shù)學(xué)公式來解決問題不可的地步,那些概念清晰,數(shù)學(xué)明了的東西早就被人挖掘一空,剩下的都是堅(jiān)硬的頑石。施溫格教授晚年主要研究冷核聚變,但是并未得到學(xué)術(shù)界的廣泛認(rèn)可。96費(fèi)曼97費(fèi)曼1918年,出生于美國紐約,他的父親麥爾維爾是白俄羅斯的明斯克人。費(fèi)曼的父親愛好物理,并是小費(fèi)曼的啟蒙。費(fèi)曼從小閱讀《大英帝國百科全書》,從小學(xué)到中學(xué)一直被稱為“數(shù)學(xué)神童”。中學(xué)時(shí),一名物理學(xué)博士巴德單獨(dú)給費(fèi)曼授課。981935年,考入麻省理工學(xué)院。物理授課老師是斯特拉頓(后來當(dāng)上院長)備課不認(rèn)真,經(jīng)常講到一半就卡了殼,這時(shí)他就會向?qū)W生席問:“費(fèi)曼先生,你是如何處理這個(gè)問題的？”接下來的課就交給這位費(fèi)曼先生了。991942年,在普林斯頓獲得物理學(xué)博士學(xué)位。同年提出路徑積分和費(fèi)曼圖方法。以此重寫了整個(gè)量子力學(xué)(量子力學(xué)的第三種形式),利用這樣的理論,可以相當(dāng)精確地計(jì)算出蘭姆位移和電子的反常磁矩等舊理論無法處理的問題。今天,路徑積分、費(fèi)曼圖已經(jīng)成為理論物理學(xué)家通用的語言,恰似微積分對牛頓力學(xué)的重要性一樣。1001962年,出版《費(fèi)曼物理學(xué)講義》,被《科學(xué)美國人》這樣贊譽(yù):“盡管這套教材深奧難懂,但是它的內(nèi)容豐富而且富有啟發(fā)性。在它出版25年后,它已經(jīng)成為講師、教授和低年級優(yōu)秀學(xué)生的學(xué)習(xí)指南。”101

1948年,美國召開了一次重要的量子力學(xué)研討會。28名頂尖物理學(xué)家參加,當(dāng)費(fèi)因曼發(fā)言時(shí),在黑板上畫他的費(fèi)曼圖,臺下除了費(fèi)米理解了其中奧秘外,其它人都沒有聽懂,大科學(xué)家波爾說:“建議費(fèi)曼先生回大學(xué)重讀量子力學(xué)?！苯酉聛?施溫格發(fā)言時(shí),手拿幾頁紙,在黑板上推導(dǎo)公式整整一個(gè)上午還沒有完！這下連費(fèi)米也聽不懂了。從不做筆記的費(fèi)米這次做了49頁的筆記,會后和自己的研究生一起研究,經(jīng)過六個(gè)星期的討論,大家都認(rèn)為施溫格做出了一項(xiàng)杰出的工作,但還是沒人能搞懂他究竟做了什么。午飯休息時(shí)間,專家們在飯桌上展開了激烈討論,甚至在餐桌布上推導(dǎo)公式,餐館老板提出抗議,專家們卻建議老板收藏這些桌布,會有歷史意義的。1021948年，在美國訪問學(xué)習(xí)的英國數(shù)學(xué)天才戴森發(fā)表《朝永振一郎、施溫格、費(fèi)曼的輻射理論》,證明三個(gè)理論等價(jià)。費(fèi)曼的方法以其簡單而大受歡迎。量子電動力學(xué)的成功是空前的,它標(biāo)志著電子和光子被人類徹底征服。1900年就發(fā)現(xiàn)的著名的陰極射線——電子到此為止沒有任何秘密可言,它的一切秘密都被人類所掌控。103現(xiàn)代天體力學(xué)的發(fā)展1930年,19歲的印度物理學(xué)家錢德拉塞卡在去英國留學(xué)的輪船上,將廣義相對論與量子力學(xué)相結(jié)合,提出電子簡并壓力平衡萬有引力,并計(jì)算出白矮星的極限質(zhì)量——“錢德拉塞卡極限”.104錢德拉塞卡的祖父是一個(gè)教育家和數(shù)學(xué)教授,他生前給錢德拉留下了一個(gè)門類齊全的家庭圖書館。錢德拉讀中學(xué)時(shí),卓越的數(shù)學(xué)才能到了神秘的地步,當(dāng)老師知道他愛吃一種叫“黃秋葵”的蔬菜時(shí),就建議所有的孩子都吃這種蔬菜。錢德拉的母親是一位自學(xué)成材的女性,對于出國,她給錢德拉的建議是:“你不許去,必須盡力追求自己的理想?！卞X德拉留學(xué)英國劍橋大學(xué),師從量子力學(xué)大師狄拉克,后移居美國,成為美國幾乎所有天體物理學(xué)家的老師。1051934年,美國物理學(xué)家茨維基(瑞士人)和天文學(xué)家巴德(德國人)提出中子簡并壓力平衡萬有引力,成功解釋了超新星爆炸的產(chǎn)物是——“中子星”。1967年,英國劍橋大學(xué)24歲的女研究生喬斯林·貝爾發(fā)現(xiàn)脈沖星,后來科學(xué)家發(fā)現(xiàn)脈沖星就是中子星。1965年,英國數(shù)學(xué)家彭羅斯把拓?fù)鋵W(xué)引進(jìn)奇點(diǎn)理論研究,嚴(yán)格證明了黑洞的中心一定存在一個(gè)時(shí)空奇點(diǎn)。1061966年,英國劍橋大學(xué)霍金提出宇宙起源的時(shí)空奇點(diǎn)理論。奠定了現(xiàn)代宇宙學(xué)的基礎(chǔ)。1974年,霍金提出“黑洞輻射”,指出黑洞的結(jié)局將是一場大爆炸。霍金有一本名著《時(shí)間簡史》1072011年8月26日,美國雨燕號探測器首次抓拍黑洞吞噬恒星瞬間.108（12）烏拉姆（匈牙利后到美國）和特勒（美國）1951年，聯(lián)合提出氫彈設(shè)計(jì)原理。利用原子彈爆炸產(chǎn)生的能量壓縮熱核材料，使熱核材料的密度急劇上升從而點(diǎn)燃熱核材料。1952年11月1日，美國實(shí)驗(yàn)成功世界上第一枚氫彈—代號“麥克”。細(xì)節(jié)：這是一次驚人的大爆炸，它的威力相當(dāng)于1000萬噸梯恩梯烈性炸藥,是投在廣島的2萬噸級核彈的500倍,火球直徑達(dá)6000米,把試驗(yàn)地點(diǎn)———太平洋的一個(gè)珊瑚島伊留卻拉布的水面以上部分炸得無影無蹤，從此從地圖上消失。109氫彈原理110111特勒112美國氫彈實(shí)驗(yàn)113美國超級氫彈實(shí)驗(yàn)1141953年，蘇聯(lián)實(shí)驗(yàn)成功氫彈。115蘇聯(lián)氫彈實(shí)驗(yàn)1161953年5月25日,美國用火炮發(fā)射了一枚

1.5萬噸當(dāng)量的MK-9型核炮彈。1171954年，蘇聯(lián)建成第一座核電站，到現(xiàn)在全世界已有近500座，發(fā)電量4億多千瓦，約占全世界發(fā)電量的1/5。1181192013年3月3日,媒體報(bào)道美國18歲少年泰勒造成小型核聚變核電站.據(jù)說泰勒13歲時(shí)就成天泡在圖書館、實(shí)驗(yàn)室研究核反應(yīng)堆。不到一年,泰勒就掌握了等離子物理、化學(xué)、輻射計(jì)算量和電氣工程等二十多個(gè)領(lǐng)域的知識。14歲生日后不久,他在威爾遜學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室里,制造出一個(gè)迷你型核反應(yīng)堆的核心,成為全球第三十二位完成核聚變研究的核科學(xué)家。他甚至曾幫大學(xué)的研究生上一門核能物理課程,奧巴馬對他的成就相當(dāng)賞識。1201957年，英國實(shí)驗(yàn)成功氫彈。1957年，英國的勞孫提出受控?zé)岷朔磻?yīng)實(shí)現(xiàn)能量增益的條件,

即勞孫判據(jù)。洲際彈道核導(dǎo)彈121細(xì)節(jié)：1961年，蘇聯(lián)在新地島進(jìn)行了人類歷史上最大的一次氫彈實(shí)驗(yàn)。這枚氫彈由“阿爾扎馬斯—16”絕密試驗(yàn)室研制，當(dāng)量為5千噸TNT.4000公里內(nèi)的一切電子通信設(shè)備受到不同程度的影響，導(dǎo)致蘇軍整個(gè)通信失去聯(lián)系1小時(shí)?？拷K聯(lián)的美國北美防空司令部雷達(dá)失控，通信中斷。“阿爾扎馬斯—16”試驗(yàn)室還研制出當(dāng)量為10億噸TNT的氫彈。如果這種氫彈發(fā)生爆炸，那么將引起高達(dá)1公里的海嘯，海嘯將漫過整個(gè)美洲大陸，把“帝國主義的堡壘”美國永遠(yuǎn)消滅掉。1221964年10月16日中國試驗(yàn)成功第一顆原子彈。1231964年，美國物理學(xué)家默里·蓋爾曼大膽地提出新理論：質(zhì)子和中子并非是最基本的顆粒，它們是由—種更微小的東西——夸克構(gòu)成的。蓋爾曼發(fā)現(xiàn)幾乎所有的已知粒子都可被分成族或多重態(tài)，而這些多重態(tài)又顯示出與挪威數(shù)學(xué)家李研究過的李群表示相對應(yīng)的幾何圖樣。當(dāng)把這些幾何規(guī)律應(yīng)用于粒子物理學(xué)時(shí)，就出現(xiàn)了一種既能解釋多重態(tài)中粒子的性質(zhì)，又能預(yù)言新粒子存在的理論，這有點(diǎn)類似于門捷列夫在構(gòu)造元素周期表時(shí)所取得的成功。之后的理論又引進(jìn)了一些新的夸克,所有的夸克都陸續(xù)被實(shí)驗(yàn)所發(fā)現(xiàn)。124蓋爾曼出生于一個(gè)猶太人家庭。父親對他的學(xué)習(xí)要求十分嚴(yán)格。有一次，蓋爾曼考試得了99分全班第一，他父親沒有表揚(yáng)他，而是問他：“那一分是怎么丟的呢？”蓋爾曼在家里主要閱讀《大英帝國百科全書》，在學(xué)校里上課主要就是糾正老師的錯(cuò)誤。每次期末考試都是全年級第一名，雖然美國學(xué)校不允許公布學(xué)生的成績，但是全校學(xué)生都知道第一名是誰。進(jìn)入研究所后，蓋爾曼是唯一一個(gè)能給費(fèi)米提供新思想的人。1251964年，希格斯提出“希格斯機(jī)制”及“希格斯玻色子”，解釋了質(zhì)量產(chǎn)生的機(jī)制。1261967年6月17日,中國實(shí)驗(yàn)成功氫彈。1271968年,法國實(shí)驗(yàn)成功氫彈。1973年,霍夫特、格羅斯等人發(fā)展了量子色動力學(xué)理論。成功解釋了原子核內(nèi)部的強(qiáng)相互作用。1967年,溫伯格(美國)和薩拉姆(巴基斯坦)把希格斯機(jī)制引入格拉肖模型,提出了弱電統(tǒng)一理論,即弱力與電磁力統(tǒng)一的理論。1983年,Z0中間玻色子被發(fā)現(xiàn),弱電統(tǒng)一理論被證實(shí)。128在夸克模型,電弱統(tǒng)一理論,量子色動力學(xué)的基礎(chǔ)上,物理學(xué)家們建立了“粒子物理的標(biāo)準(zhǔn)模型”,這個(gè)模型邏輯所需的所有粒子,全部都被實(shí)驗(yàn)觀測驗(yàn)證,具有扎實(shí)的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)。(只有希格斯粒子尚未發(fā)現(xiàn))。粒子物理的標(biāo)準(zhǔn)模型是20世紀(jì)物理學(xué)天空中最耀眼的一顆明星!1292013年3月14日,歐洲核子研究中心運(yùn)用大型強(qiáng)子對撞機(jī),基本確認(rèn)存在希格斯玻色子。2013年英國物理學(xué)家希格斯和比利時(shí)物理學(xué)家恩格勒特獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。1301311976年，美國科學(xué)家科恩研制成功世界上第一枚中子彈，靠中子輻射殺人，殺傷范圍方圓500~700米，環(huán)境污染小?！钪凶訌椀幕驹砭褪菍⒑吮ǖ哪芰恐饕愿咚僦凶恿鞯男问结尫懦鰜?。細(xì)節(jié)：中子彈是坦克的“天敵”。據(jù)估計(jì)，一枚2千噸位當(dāng)量的中子彈在坦克上空200米高處爆炸，在離爆心投影900米范圍內(nèi)的所有坦克乘員都能受到8000拉德以上的劑量照射，立即喪失作戰(zhàn)能力。人員在一二天內(nèi)全部死亡。在900—1300米范圍內(nèi)，坦克乘員受到800-8000拉德，一部分乘員會立即暫時(shí)性喪失作戰(zhàn)能力，大部分乘員大大地降低作戰(zhàn)能力，在10天內(nèi)全部死亡。戰(zhàn)場上按每平方千米有40輛坦克計(jì)算，一枚中子彈可使成百輛坦克中的乘員立即喪失作戰(zhàn)能力，200多輛坦克乘員最后喪生。集中大量使用中子彈，將使大面積進(jìn)攻的坦克群體立即癱瘓，變成一堆廢鐵。1321976年，科恩開始研制γ射線彈，靠強(qiáng)γ射線殺人，可將方圓

100萬千米內(nèi)暴露在外的大生物全部殺死，而且此彈爆炸無聲，幾乎沒有核污染?！瞀蒙渚€彈的基本原理就是通過令某些放射性元素在極短時(shí)間內(nèi)迅速衰變，從而釋放出大量強(qiáng)γ射線，例如：用X射線照射鉿元素?！钍澜缭涌茖W(xué)家通報(bào)指出：1986年全世界共制造7萬枚核彈頭，核彈頭威力達(dá)200億噸TNT，相當(dāng)于世界人均3噸，足以毀滅人類50次。1331982年，德國克魯茲和美國伯克斯在美國加利福尼亞州圣巴巴拉舉行的科學(xué)家會議上正式發(fā)表了他們多年研究的學(xué)術(shù)成果，《核戰(zhàn)后的大氣層：昏暗的中午》。他們認(rèn)為，一場核戰(zhàn)爭核爆炸引起的大火所產(chǎn)生的煙灰云將會使地球上的氣候發(fā)生重大的變化，白日不見陽光。這一學(xué)術(shù)報(bào)告后來全文刊登在1982年瑞典出版的第期《環(huán)境》雜志上，這就是“核冬天理論”?！昂硕臁崩碚摰奶岢觯瑒t使人們徹底明白了核戰(zhàn)的毀滅效應(yīng)，沒有哪個(gè)國家可以儲存數(shù)百年的食物，沒有哪個(gè)國家可以在核戰(zhàn)襲擊后還有干凈的空氣，沒有任何一個(gè)人可以在核大戰(zhàn)后活下來。134超弦理論1968年,意大利物理學(xué)家維尼齊亞諾運(yùn)用歐拉β函數(shù)得到了一個(gè)強(qiáng)力公式,與實(shí)驗(yàn)結(jié)果高度一致。但是全世界的物理學(xué)家包括數(shù)學(xué)家都不明白公式的物理意義。1970年,美國芝加哥大學(xué)的日本物理學(xué)家南部陽一郎發(fā)現(xiàn)公式描述的是一根一維的“弦”,好比是一根“橡皮筋”。1351984年,物理學(xué)家們運(yùn)用“卡比拉—丘成桐流形”,一下子構(gòu)造了5個(gè)超弦理論：每一種基本粒子就是一根一維的弦，只是振動模式不同。第一次超弦革命爆發(fā)。1995年,美國物理學(xué)家威滕用M理論統(tǒng)一5個(gè)超弦理論。同時(shí)還引入了11維的超引力理論。第二次超弦革命爆發(fā)。136威滕,美國普林斯頓大學(xué)猶太裔物理學(xué)家,父親是一位理論物理學(xué)家.有深厚的數(shù)學(xué)功底,被認(rèn)為是愛因斯坦的接班人.獲得1990年獲菲爾茲獎(jiǎng)。英國皇家學(xué)會會長,數(shù)學(xué)家阿蒂亞曾說:“雖然他肯定是物理學(xué)家,不過他對數(shù)學(xué)的掌握很少數(shù)學(xué)家能比得上,他一次又一次超越了數(shù)學(xué)界,以巧妙的物理直覺導(dǎo)出新穎深刻的數(shù)學(xué)定理,他對現(xiàn)代數(shù)學(xué)影響巨大。物理成為他數(shù)學(xué)研究的豐富靈感和直覺源頭?！?37超弦理論的評價(jià)(1)超弦理論可以避免量子理論與廣義相對論在極限情況下的矛盾。(2)超弦理論只要更少的物理常數(shù)就能推導(dǎo)出標(biāo)準(zhǔn)模型中的其他常數(shù)。但是：(1)由于弦實(shí)在太微小了,超弦理論無法用實(shí)驗(yàn)證實(shí).(2)超弦理論目前無法解釋暗物質(zhì)和暗能量,但是天文學(xué)觀測基本確認(rèn):宇宙年齡約為137億年,宇宙由23％的暗物質(zhì),73％的暗能量,4％的普通物質(zhì)組成。對于暗物質(zhì)和暗能量,人們至今僅知道它們存在著,但還不清楚它們的性質(zhì)。138暗物質(zhì)1950年,天文學(xué)家通過觀測發(fā)現(xiàn):從恒星軌道推算出來的星系總質(zhì)量和實(shí)際觀測到的星系的所有恒星、氣體和塵埃的總質(zhì)量不符。天文學(xué)家觀測了100多個(gè)星系,觀測值與推算值都不一致,相差了10倍。1970年,科學(xué)界就普遍認(rèn)同暗物質(zhì)假設(shè),即認(rèn)為宇宙中存在既不發(fā)光也不反射光的暗物質(zhì)。139暗能量1998年,美國物理學(xué)家皮爾姆特和澳大利亞物理學(xué)家施密特領(lǐng)導(dǎo)的兩個(gè)小組分別觀測發(fā)現(xiàn),遙遠(yuǎn)的星系正在以越來越快的速度遠(yuǎn)離我們。或者說:宇宙在加速膨脹。但是按照廣義相對論方程,137億年前大爆炸驅(qū)動的宇宙膨脹,按可見物質(zhì)加上假設(shè)的暗物質(zhì)計(jì)算,宇宙應(yīng)該是減速的！因此只能假設(shè)存在一種觀測不到的暗能量,而且這種能量的內(nèi)稟斥力大于宇宙質(zhì)量的內(nèi)稟引力?，F(xiàn)在的宇宙模型時(shí):