3、現(xiàn)代量子力學(xué)的幾個(gè)疑難問題講解

1、現(xiàn)代量子力學(xué)的幾個(gè)疑難問題核子的結(jié)構(gòu)也不清楚。為什么氦核如此穩(wěn)定？為什么鈾238非常穩(wěn)定，而鈾235卻是裂變的？為什么中子的壽命只有十幾分鐘，可是和質(zhì)子結(jié)合在一起形成原子核以后就可以穩(wěn)定了？為什么粒子的壽命相差幾十個(gè)數(shù)量級(jí)？為什么物質(zhì)的導(dǎo)電率相差幾十個(gè)數(shù)量級(jí)？射電 類星體到底是什么東西？1、高壓物理實(shí)驗(yàn)：發(fā)現(xiàn)許多物質(zhì)（包括單質(zhì)、化合物）在超高壓力作用下電阻要隨之減小。例如，中國(guó)科學(xué)院物理研究所鮑忠興等人所做的非晶碳電阻的壓力效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，在高壓物理實(shí)驗(yàn)中對(duì)非晶碳樣品進(jìn)行了多次電阻隨壓力變化的實(shí)驗(yàn)測(cè)量，非晶碳樣品在2GPa內(nèi)電阻發(fā)生較大變化，在 2GPa時(shí)，其電阻值減小 72%在24GPa以內(nèi)，電阻

2、值隨壓力增加繼 續(xù)減小，在4GPa時(shí)，電阻值減小83%而在4GPa以后，電阻隨壓力增加變化很小。舊量子 論和舊量子力學(xué)是不能解釋的?！?】2阿佛加德羅常數(shù)的測(cè)定：即阿佛加德羅常數(shù)定律：在相同的溫度與壓強(qiáng)下，相等容積所含任何氣體的分子數(shù)（摩爾數(shù)）相等。并且多次物理實(shí)驗(yàn)證明是正確的。即在理想氣體狀下，任何氣體的一摩爾體積內(nèi)所含的分子數(shù)都等于6.022045 X 1023 mol 。理想氣體是對(duì)實(shí)際氣體的簡(jiǎn)化，它要求分子間除碰撞外沒有能量耦合，這使得系統(tǒng)的內(nèi)能嚴(yán)格地等于各分子動(dòng)能的總和。當(dāng)實(shí)際氣體密度足夠小時(shí)，它的行為接近理想氣體，可以把壓強(qiáng)趨于零的實(shí) 際氣體當(dāng)作理想氣體來處理?！?】為什么不同元素

3、氣體分子的體積在壓強(qiáng)趨于零時(shí)其體積趨 于一個(gè)相等的常數(shù)？即為什么任何理想氣體分子體積膨脹量相等，并且是一個(gè)常數(shù)？如何從本質(zhì)上解釋，需要理論突破。4、物質(zhì)的熱膨脹、冷收縮的實(shí)質(zhì)問題：傳統(tǒng)理論認(rèn)為，物體的狀態(tài)方程，在壓強(qiáng)不變條件下氣體的體積隨溫度升高而增加； 對(duì)于液體和固體，在平衡位置附近作熱振動(dòng)的粒子間 的平均距離隨溫度而改變，溫度越高，距離越大。以上解釋，只算得上是一種維象理論，尚未涉及熱脹冷縮的本質(zhì)。這種理論無法回答，當(dāng)物體（分子）熱膨脹的時(shí)候，其原子的體積 是收縮或是膨脹；當(dāng)物體（分子）冷收縮的時(shí)候，也不能回答其原子的體積是膨脹或是收縮。 因此這個(gè)問題仍有待進(jìn)一步的研究【6】。5、固體的比

4、熱問題：1907年，由于Ein stein 和德拜的工作解釋了固定比熱在溫度進(jìn)入低溫區(qū)時(shí)，其比熱迅速減小的現(xiàn)象。 但是，他們的解釋并沒有回答比熱變化與原子內(nèi)結(jié)構(gòu) 變化的相互關(guān)系，沒有回答比熱變化的本質(zhì)問題。因此，固體比熱的本質(zhì)問題有待進(jìn)一步探討，以使理論趨于統(tǒng)一【7】。6、氫光譜實(shí)驗(yàn)： 1918 年， 丹麥物理學(xué)家玻爾解釋了氫光譜，為原子物理學(xué)的發(fā)展創(chuàng)立 了良好的開端。 但是， 氫分子的原子、 電子是如何發(fā)射出氫光譜不同頻率的電磁波的？發(fā)射 電磁波時(shí)， 原子的體積是收縮， 或是膨脹？發(fā)射電磁波的時(shí)候， 電子是加速或是減速？不同 頻率的電磁波是電子在什么位置上發(fā)射出來的？不同頻率的電磁波是誰先發(fā)

5、射出來？它們 發(fā)射出來的順序是什么？傳統(tǒng)的理論尚不能作出答復(fù)。 因此， 有必要對(duì)氫光譜實(shí)驗(yàn)的理論解 釋作進(jìn)一步探討，以使理論趨于統(tǒng)一【8】。7、化學(xué)鍵的本質(zhì)問題：分子中原子間的相互結(jié)合力。 十七至十八世紀(jì)， 對(duì)原子間的結(jié)合 力是以力學(xué)的觀點(diǎn)進(jìn)行解釋的。 1812 年，瑞典化學(xué)家柏采利烏斯提出了電化二元學(xué)說，首 次把原子形成的原因歸結(jié)為靜電力，接觸了化學(xué)鍵的本質(zhì)。 1852 年，英國(guó)化學(xué)家弗蘭克進(jìn) 一步研究了化合物的組成和化學(xué)式， 第一次提出了原子價(jià)的思想， 使人們對(duì)于化學(xué)鍵的研究， 從過去的定性考察進(jìn)入到定量認(rèn)識(shí)的新階段。 1916 年，德國(guó)化學(xué)家柯塞爾提出，化合價(jià)的 本質(zhì)是原子最外層電子行為

6、的表現(xiàn)， 他提出了電價(jià)理論； 同年， 美國(guó)化學(xué)家路易斯提出了共 價(jià)理論；它們的誕生，使經(jīng)典的價(jià)鍵理論日趨成熟，并初步揭示了化學(xué)鍵的本質(zhì)。 1927 年， 德國(guó)化學(xué)家海特勒和英國(guó)化學(xué)家倫敦首先把量子力學(xué)應(yīng)用到化學(xué)領(lǐng)域， 通過求解薛定鍔方程 來揭示氫分子中化學(xué)鍵的本質(zhì)， 用電子云重疊的觀點(diǎn)解釋化學(xué)鍵的形成。最近，據(jù)英新科 學(xué)家報(bào)道，在西德和英國(guó)的一些實(shí)驗(yàn)室里，化學(xué)家們正在合成由碳和磷原子組成的分子， 用傳統(tǒng)的化學(xué)原理不能解釋這些原子形成的特殊結(jié)構(gòu)， 導(dǎo)致對(duì)化學(xué)鍵理論產(chǎn)生困惑， 理論工 作者們應(yīng)該對(duì)此作出新的解釋，或創(chuàng)立新的化學(xué)鍵理論，以使理論趨于統(tǒng)一。8、電阻的本質(zhì)問題： 電阻隨溫度的升高而線性增

7、加，半導(dǎo)體的電阻可以在某個(gè)溫度的升高而增加， 而在另一溫度范圍內(nèi)隨溫度升高而急劇減小，即具有負(fù)的電阻溫度系數(shù)， 在低溫下物體的電阻劇烈地減小， 幾乎接近于零。 以上三種情況下的電阻本質(zhì)， 傳統(tǒng)的理論解釋 卻是不統(tǒng)一的， 這種不統(tǒng)一性， 標(biāo)志著電阻的真正本質(zhì)尚未被揭示，有待進(jìn)一步探討， 使理 論達(dá)到統(tǒng)一【 11】【 12】【 13】。9、超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)：1911年荷蘭物理學(xué)家卡茂林一一翁納斯發(fā)現(xiàn)，在絕對(duì)溫度4.2k附近，水銀的電阻消失，這個(gè)現(xiàn)象稱為“超導(dǎo)電性” 。1958年，美國(guó)物理學(xué)家巴丁、庫(kù)柏及斯里弗 三人合作創(chuàng)立了超導(dǎo)的唯象理論BCS理論，它預(yù)言：超導(dǎo)的臨界溫度極限為40k左右，這個(gè)極限早已被突

8、破。 由于高臨界溫度的超導(dǎo)物質(zhì)被發(fā)現(xiàn)， 有待于進(jìn)一步從理論上闡明高溫 超導(dǎo)現(xiàn)象的機(jī)理，探索實(shí)現(xiàn)室溫超導(dǎo)性的方法，使理論趨于大統(tǒng)一【14】【15【16】。因?yàn)锽CS理論只研究了 s波配對(duì)。如果研究 p波配對(duì)，那么兩個(gè)電子的自旋方向可以相同。進(jìn)來 實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)了 p 波配對(duì)的超導(dǎo)，此外還有 d 波配對(duì)。10、熱核聚變實(shí)驗(yàn)： 1952 年，美國(guó)成功地試驗(yàn)了氫彈， 第一次實(shí)現(xiàn)了非受控的即爆炸 式的熱核聚變， 釋放出了大量的聚變能。 此后， 人們就開始把注意力轉(zhuǎn)向探索聚變能的和平 利用上來，開始了受控?zé)岷司圩兝碚摵头椒ǖ难芯?。但是，?jīng)過近 40 年的探索，尚未取得 成功。按傳統(tǒng)的理論去解釋熱核聚變總是有矛

9、盾的，人們過去對(duì)此問題總是采取回避態(tài)度。 倘若真的是等離子體 （ 電子脫離氘原子核 ） 相互碰撞才產(chǎn)生的聚變反應(yīng)，它們就一定不可能 完全碰到對(duì)方。因?yàn)椋?dāng)距離f T 0時(shí)，庫(kù)侖排斥力f T s,而外界壓應(yīng)力又不是無窮大，哪來的力使它們克服庫(kù)侖斥力完全碰到對(duì)方呢？這個(gè)問題有待進(jìn)一步的研究解決，以使理論達(dá)到大統(tǒng)一【 2】。11、 冷核聚變問題： 1989 年 3 月 23 日， 美國(guó)化學(xué)家龐斯和英國(guó)化學(xué)家弗萊希曼在新聞 發(fā)布會(huì)上公布了“冷核聚變”實(shí)驗(yàn)的部分結(jié)果。這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果，爭(zhēng)論很大。目前，“理論的現(xiàn)狀使化學(xué)家把目光投向核物理學(xué)家， 而核物理又寄希望于固體物理， 指望在固體晶格中粒 子壽命會(huì)變長(zhǎng)；

10、 或在固體晶格里會(huì)出現(xiàn)只釋放能量而不放出中子的新型聚變反應(yīng) , ”【11】【10】。12、原子振動(dòng)實(shí)驗(yàn)：大量的物理實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) , 在一定溫度下 , 組成凝聚物體 （ 如固體、液體 ） 的原子在其平衡位置附近， 不停地振動(dòng)。 原子為什么要振動(dòng)， 振動(dòng)的動(dòng)力是什么？物體吸熱 和放熱與原子振動(dòng)有什么關(guān)系？這些問題，目前，尚未搞清楚，有待進(jìn)一步探討【9】【 5】。13、質(zhì)子的壽命有多長(zhǎng)，如何來理解？ 以前人們認(rèn)為質(zhì)子與中子不同，它永遠(yuǎn)不會(huì)分裂成更小的顆粒這曾被當(dāng)成真理然 而在 70 年代， 理論物理學(xué)家認(rèn)識(shí)到，他們提出的各種可能成為“大一統(tǒng)理論” - 該理論把 除引力外的所有作用力匯于一爐 - 的理論暗

11、示：質(zhì)子必須是不穩(wěn)定的只要有足夠長(zhǎng)的時(shí) 間，在極其偶然的情況下，質(zhì)子是會(huì)分裂的辦法是捕捉到正在死去的質(zhì)子許多年來， 實(shí)驗(yàn)人員一直在地下實(shí)驗(yàn)室中密切注視大型的水槽，等待著原子內(nèi)部質(zhì)子的死去但迄今 為止質(zhì)子的死亡率是零， 這意味著要么質(zhì)子十分穩(wěn)定， 要么它們的壽命很長(zhǎng) - 估計(jì)在 10 億 億億億年以上構(gòu)成我們星體的物質(zhì)是從不對(duì)稱數(shù)量的早期宇宙中出現(xiàn)的物質(zhì)與反物質(zhì)湮 滅的小的殘余物。這一小的不平衡可能依靠假設(shè)的質(zhì)子不穩(wěn)定性，即物質(zhì)的最簡(jiǎn)單形式和 稍傾向于物質(zhì)的構(gòu)成多于反物質(zhì)形成的物理法則。因?yàn)檫@意味著所有核物質(zhì)的不穩(wěn)定性，所以發(fā)現(xiàn)質(zhì)子衰變將是一個(gè)具有歷史意義的事 件。為尋找質(zhì)子衰變，已經(jīng)投入巨大努

12、力。尋找質(zhì)子衰變過去是日本神岡和超級(jí)神岡探測(cè) 器， 以及美國(guó) Irvien-Michigan-Beookhave 實(shí)驗(yàn)和 Soudan 探測(cè)器原來的主要目標(biāo)。 雖然沒 有觀測(cè)到質(zhì)子衰變，但那里的科學(xué)家們?cè)谥形⒆游锢矸矫孀龀隽巳绲谖鍌€(gè)問題中提到的給 人印象深刻的發(fā)現(xiàn)。斯坦福直線加速器中心（SLAC的B工廠和BaBar探測(cè)器通過研究 B介子，有機(jī)會(huì)對(duì) 宇宙中物質(zhì)大大多于反物質(zhì)做出解釋。正負(fù)電子在幾十億電子伏特時(shí)對(duì)撞，可以按B介子衰變成其他粒子的方式研究非對(duì)稱。非對(duì)稱被稱為CP破壞，1964年首次發(fā)現(xiàn)。CP破壞仍然沒有完全被弄明白， 據(jù)信， 它起碼對(duì)大爆炸形成宇宙后物質(zhì)的存在多于反物質(zhì)負(fù)部分責(zé)任。研

13、究這一重要的非對(duì)稱也會(huì)擴(kuò)大我們對(duì)基本粒子的了解。B工廠的物理學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)物質(zhì)與反物質(zhì)在衰變成被稱為重短壽命粒子的鮮明差別。14、我們能否定量地理解量子色動(dòng)力學(xué)中的夸克和膠子約束以及質(zhì)量差距的存在？量子色動(dòng)力學(xué)（QCD ）是描述強(qiáng)核子力的理論這種力由膠子攜帶，它把夸克結(jié)合 成質(zhì)子和中子這樣的粒子 根據(jù)量子色動(dòng)力學(xué)理論， 這些微小的亞粒子永遠(yuǎn)受到約束 你無 法把一個(gè)夸克或膠子從質(zhì)子中分離出來， 因?yàn)榫嚯x越遠(yuǎn)， 這種強(qiáng)作用力就越大， 從而迅速地 把它們拉回原位.但物理學(xué)家還沒有最終證明夸克和膠子永遠(yuǎn)不能逃脫約束.他們也不能解釋為什么所有能感受強(qiáng)作用力的粒子必須至少有一丁點(diǎn)兒的質(zhì)量，為什么它們的質(zhì)量

14、不能為零一些人希望 M理論能提供答案，這一理論也許還能進(jìn)一步闡明重力的本質(zhì).15、 量子力學(xué)： 量子力學(xué)取得了巨大成功，但它描述的是自然的最終理論嗎？也許它會(huì)在很小的距離上和非常復(fù)雜的系統(tǒng)中失效， 是否可用來描繪整個(gè)宇宙也還值得探討。 最近 物理學(xué)家的測(cè)量結(jié)果表明，質(zhì)子的電荷半徑比以前認(rèn)為的要小4%，如果這一結(jié)論獲得進(jìn)一步證實(shí)， 那意味著闡釋光和物質(zhì)相互作用的量子力學(xué)理論本身有問題，又或許是基于現(xiàn)有質(zhì)子大小計(jì)算和使用的里德伯常量是錯(cuò)誤的，不論哪種情況都將需要重寫基礎(chǔ)物理理論。16、 量子色動(dòng)力學(xué)（QCD:量子色動(dòng)力學(xué)可以完全求解嗎？17、為什么幾十年來在高能粒子加速器碰撞實(shí)驗(yàn)中，噴射出來所有碎

15、片的自由粒子， 所有粒子分裂衰變整個(gè)過程的所有過渡產(chǎn)物粒子，包括最終穩(wěn)定的質(zhì)子、電子、中微子、 光子，不是電中性的，就是只帶一個(gè)單位電荷的粒子？18 基本粒子最基本組成單元是什么？為什么所謂帶分?jǐn)?shù)電荷的36種“夸克”（含反粒子）居然會(huì)全部被禁閉？如果確實(shí)存在，那么禁閉的原因又是什么？為什么無窮小的 點(diǎn)電荷一直未見能量“發(fā)散”？ 希格斯粒子 ?19.為什么所有微觀粒子都具有波粒二象性特征？我們至今仍不知道它們的形成原理 和具體運(yùn)動(dòng)規(guī)律！為什么核能是E=mc2 ？是什么原因?qū)е略雍藘?nèi)和所有粒子的質(zhì)量缺 失？20為什么質(zhì)子、中子、電子及幾百種原子核素都有固定不變的靜止質(zhì)量、磁矩值和相應(yīng)的電磁場(chǎng)空間

16、分布范圍？它們的能量、 磁矩是怎么形成的？又該如何精確計(jì)算？質(zhì) 子會(huì)衰變嗎 ?磁單極探測(cè) ? 超重元素 （奇特核 ）；21為什么質(zhì)子、中子、所有的基本粒子內(nèi)部和原子核內(nèi)都存在強(qiáng)、弱、電、磁相互 作用？它們之間是什么關(guān)系？各相互作用形成原理如何？強(qiáng)度又該如何精確計(jì)算？中 微子有無靜質(zhì)量 ?自由夸克的探測(cè) , 膠子 ?弱、電、強(qiáng)、引力能否統(tǒng)一 ? 引力子或引力波 的探測(cè)；22為什么天然放射系起始核 Th232、U235、 U238 的總核子數(shù)都接近 234？為什么已 經(jīng)合成核電荷數(shù)為 114 的重原子核仍然是極不穩(wěn)定的？是什么原因?qū)е潞怂胤€(wěn)定島的預(yù)言 失敗？為什么穩(wěn)定的結(jié)束核是Pb206、Pb20

17、7、Pb208?為什么原子核在高能快中子面前竟是完全“透明”的？它們內(nèi)部到底呈什么樣的結(jié)構(gòu)？從鐵到鈾的重元素如何形成？暗物質(zhì)和 可能的暗能量都生成于宇宙初始時(shí)期氦、鋰等輕元素形成的時(shí)候。較重的元素后來形成 于星體內(nèi)部，核反應(yīng)使質(zhì)子和中子結(jié)合生成新的原子核，比如說，四個(gè)氫核通過一系列反 應(yīng)聚變成一個(gè)氦核，這就是太陽發(fā)生的情況，它提供了地球需要的熱量。當(dāng)核聚變產(chǎn)生比 鐵重的元素時(shí)，就需要大量的中子，因此，天文學(xué)家認(rèn)為，較重的原子形成于超新星爆炸 過程中，其中有大量現(xiàn)成的中子，盡管其成因還不清楚，最近，一些科學(xué)家已確定，至少 一些最重要的元素，如金、鉛等，是形成于更強(qiáng)的爆炸中，當(dāng)兩顆中子星微型的、燃

18、燒 后的星球遺骸相撞塌陷成為黑洞時(shí)。從鐵到鈾的各種重元素是如何形成的？科學(xué)家們對(duì)星體和超新星中一直到鐵的元素的產(chǎn)生相當(dāng)了解， 但從鐵到鈾較重元素的準(zhǔn) 確起因仍然是個(gè)謎。 美國(guó)能源部支持對(duì)在超新星中發(fā)生的核反應(yīng)， 以及對(duì)這些天體劇烈爆炸 的計(jì)算機(jī)模擬研究。 需要更多了解有關(guān)參與復(fù)雜連鎖反應(yīng)極短壽命原子核的信息。 已經(jīng)提出 建造一種新的被稱為稀有同位素加速器（RIA ）的新裝置，用以研究自然界可能存在的所有原子核。從RIA獲得的數(shù)據(jù)和利用最大功率計(jì)算機(jī)對(duì)超新星的模擬，將使科學(xué)家們更加全面了解重元素的起源。23需要一種新的光和物質(zhì)理論來解釋在甚高能和溫度時(shí)發(fā)生的情況嗎？ 用量子力學(xué)、電磁和它們作為電

19、動(dòng)力學(xué)統(tǒng)一的法則似乎對(duì)實(shí)驗(yàn)室中的物質(zhì)和輻射進(jìn) 行了很好的描述。宇宙為我們提供地點(diǎn)和天體，如中子星和伽馬射線爆炸源，這里的能量 遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過為驗(yàn)證這些基本理論在地球上可再現(xiàn)的能量。伽馬射線大面積空間望遠(yuǎn)鏡（ GLAST通過觀測(cè)來自許多不同天體源的高能伽馬射線將開啟這個(gè)高能領(lǐng)域。GLAST有 一個(gè)伽馬射線成像天體望遠(yuǎn)鏡，能力大大超過以前飛行的儀器，還有一臺(tái)輔助的提高研究伽馬射線爆的儀器。在GLAST能區(qū)范圍內(nèi)，宇宙對(duì)伽馬射線來說基本上是透明的。靠近可見宇宙邊緣的 高能源可用伽馬射線光進(jìn)行探測(cè)。如果這些天體在宇宙較早期間存在的話，我們就有充分 的理由期待 GLAST將看到紅移值等于或大于 5的已知類型的

20、天體。對(duì)于伽馬射線來說，小 的相互作用截面意味著伽馬射線可直接觀測(cè)自然界最高能量的加速過程。伽馬射線向后指 向它們的源，不像宇宙線被磁場(chǎng)偏斜有了 GLAST天文學(xué)家們就擁有了非常好的工具，用于量子研究以將物質(zhì)拉入而出名的黑洞是如何能夠以大的難以令人相信的速度向外加速氣體噴注 的。物理學(xué)家們將能夠研究比陸基粒子加速器中看到的更高能量時(shí)的亞原子物理。為同時(shí) 進(jìn)行天體物理和粒子物理研究，美國(guó)宇航局與美國(guó)能源部以及法國(guó)、德國(guó)、日本、意大利 和瑞典的研究機(jī)構(gòu)開展合作。GLAST計(jì)劃于2006年3月發(fā)射。為什么原子核會(huì)發(fā)射電子射線和加碼射線？它們是原先就存在原子核內(nèi)？還是后來轉(zhuǎn)化形成的？它們是如何轉(zhuǎn)化的？

21、 能譜、強(qiáng)度又該如何計(jì)算？24為什么電子在原子表層會(huì)形成所謂的“ s、 p、d、f 型電子云”？各個(gè)電子在“電 子云”中具體運(yùn)動(dòng)特征、規(guī)律如何？電子激發(fā)、躍遷中能譜（尤其是表層多個(gè)電子的原子 中）又該如何精確計(jì)算？如果電子確實(shí)是以幾率狀態(tài)分布，那么，固定不變的軌道磁矩和 發(fā)射、吸收光譜能級(jí)又該如何解釋？25.重原子內(nèi)層K、L層眾多電子的運(yùn)動(dòng)特征和 x熒光射線譜能量又該如何分析計(jì)算？確定各種粒子和作用力是否是單一基本實(shí)體的不同表現(xiàn)形式，并且可以用一個(gè)統(tǒng)一的理論來解釋它們。 物理學(xué)中有四個(gè)基本作用力， 粒子物理學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)模型只包括了其中 3個(gè)（電磁力， 強(qiáng)相互作用力， 弱相互作用力） 。引力并未包括

22、在標(biāo)準(zhǔn)模型中。努力建立一個(gè)理論將四個(gè)基 本力統(tǒng)一到統(tǒng)一場(chǎng)理論中是理論物理學(xué)家的主要目標(biāo)。 由于粒子物理學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)模型屬于量子 場(chǎng)論，那么任何統(tǒng)一都將必須把引力作為量子場(chǎng)論的一部分包括進(jìn)去，這意味著問題 3的解決與問題 1 的解決是相聯(lián)系的。 此外，粒子物理學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)模型展示了許多不同的粒子共有 18 個(gè)基本粒子。 許多物理學(xué)家認(rèn)為， 一個(gè)自然界的基本理論應(yīng)該有方法去統(tǒng)一這些例子， 使得它們能夠在更多的基本關(guān)系中被描述。 例如，眾多方法中定義最明確的弦理論預(yù)測(cè)所有 的粒子都是不同振動(dòng)模式下的能量絲，或者稱之為弦。26、 為什么熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)中獲取近0.0 K 的超低溫相當(dāng)困難？27 、 解決量子力學(xué)的基

23、本問題有兩種可能，或者在現(xiàn)有的理論基礎(chǔ)上繼續(xù)發(fā)展，或者創(chuàng)立一個(gè)新的理論。 一個(gè)理解量子物理的問題便是物理學(xué)的根本機(jī)制與什么有關(guān)。物理學(xué)中有許多解釋經(jīng)典的哥本哈根解釋，Hugh Everett II 的備受爭(zhēng)議的多世界解釋，還有爭(zhēng)議更大的如參與式人擇原理。這些解釋都是圍繞量子波函數(shù)的坍縮這個(gè)問題而展開 的。 那些研究量子場(chǎng)論的現(xiàn)代物理學(xué)家不再考慮這些問題的解釋與他們研究領(lǐng)域的相關(guān)性。 退相干的原則， 對(duì)許多人來說， 解釋量子坍縮的原因是與周圍環(huán)境的相互作用。 更重要 的是，物理學(xué)家可以在沒有解決物理學(xué)基本層面上確切發(fā)生了什么的情況下求解方程， 進(jìn)行 實(shí)驗(yàn)和將物理理論用于實(shí)踐。因此，大多數(shù)物理學(xué)家

24、不會(huì)考慮物理學(xué)在 20 英尺桿位附近發(fā) 生的這些奇怪問題28、超高能粒子來自哪里？ 物理學(xué)家們已經(jīng)探測(cè)到宇宙中驚人種類的高能現(xiàn)象，包括沒有預(yù)料到的高能 但不知起因的粒子束流。在實(shí)驗(yàn)室的加速器上，我們可以產(chǎn)生高能粒子束流，但這些宇宙 線的能量大大超過地球上產(chǎn)生任何能量。1000 平方英里的 Pierre Auger 觀測(cè)站是個(gè)國(guó)際項(xiàng)目，用來研究甚高能宇宙 線，對(duì)撞星系是形成極高能量宇宙線的機(jī)制。位于阿根廷的 PierreAuger 觀測(cè)站有一臺(tái)宇 宙線探測(cè)器，展開面積超過巴黎的 10 多倍。在美國(guó)為其提供的建造費(fèi)用金額中，美國(guó)能源 部和國(guó)家科學(xué)基金會(huì)均攤。29、在極高密度和極高溫度下，新形態(tài)的物

25、質(zhì)是什么樣的？ 質(zhì)子和中子是如何形成化學(xué)元素原子核的理論已有充分的闡述。在極高密度和高 溫時(shí)，質(zhì)子和中子可“熔化”成一種不可區(qū)分的夸克和膠子“湯”，這可以在重離子加速 器中探測(cè)到。 中子星和早 期宇宙中可以產(chǎn)生更高的密度并可探測(cè)到。 相對(duì)論重離子對(duì)撞機(jī)(RHIC)正在BNL運(yùn)行，研究極熱、高密度核物質(zhì)。它使金原子核束流在足以形成基本粒子(夸克和膠子)熱、密度湯短暫微觀宇宙的能量時(shí)對(duì)撞，這些粒子在宇宙大爆炸形成后的前幾微秒存在過。世界上的物理學(xué)家對(duì)RHIC上每秒發(fā)生幾千次的對(duì)撞饒有興趣。每次的對(duì)撞都像一臺(tái)微觀高壓鍋，產(chǎn)生甚至比最熱星體核心中還要極端的溫度和壓力。事實(shí)上，RHIC對(duì)撞中的溫度可超過

26、絕對(duì)零度以上1011度，大約相當(dāng)太陽溫度的 10000倍。雖然RHIC對(duì)撞可能超快和超熱使科學(xué)家們感興趣，但是它們太小太短，沒有危險(xiǎn)。使用大型PHENIX探測(cè)器的一個(gè)RHIC實(shí)驗(yàn)中，兩個(gè)金原子核對(duì)撞向?qū)ψ草S橫向發(fā)射出比標(biāo)準(zhǔn)模型要少的粒子。 這是物質(zhì)奇異態(tài)的第一個(gè)跡象，但需要更多的證據(jù)。將這一發(fā)現(xiàn)與未來幾年更多發(fā)現(xiàn)結(jié)合 在一起，研究人員就能弄懂宇宙誕生以來就不存在的物質(zhì)態(tài)。在能量極大的情況下，物質(zhì) 經(jīng)歷一系列的變化，原子分裂成其最小的組成部分，這些部分就是基本的粒子，即夸克和 輕子，據(jù)目前所知它們不能再分成更小的部分，夸克性質(zhì)極其活躍，在自然狀態(tài)下無法單 獨(dú)存在，它們會(huì)與其它夸克組成光子和中子，

27、兩者再與輕子結(jié)合，形成整個(gè)原子。這都是現(xiàn)在科學(xué)可以推測(cè)的， 但當(dāng)溫度和密度上升到地球上的幾十億倍時(shí)， 原子的基本 成分有可能會(huì)完全分離開來， 形成夸克等離子體和將夸克聚合在一起的能量， 物質(zhì)學(xué)家正嘗 試在長(zhǎng)島的一臺(tái)粒子對(duì)撞機(jī)中創(chuàng)造物質(zhì)的這種形態(tài)， 即一種夸克膠子等離子體， 在遠(yuǎn)遠(yuǎn) 超過這些科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室中所能創(chuàng)造出的更高溫度和壓力之下， 等離子體可能變化成一種新 的物質(zhì)或能量形式，這種階段性變化可能揭示自然界的新力量。要使這些力量結(jié)合起來， 就必須有一種新的超大粒子規(guī)范玻色子， 如果它存在的 話，就可以使夸克轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌Ｗ樱?從而使每個(gè)原子中心的光子衰變， 假如物理學(xué)家證明光 子能夠衰變，那么

28、這一發(fā)現(xiàn)就會(huì)證明有新力量的存在。30、量子理論是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，它描述微觀空間中的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)單地說，就是用宏 觀的儀器測(cè)量微觀粒子在各種相互作用過程中可由運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)表述的變化過程， 它由二 部分內(nèi)容構(gòu)成： 一部分是由長(zhǎng)度標(biāo)度確認(rèn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果； 另一部分是沿用“歐氏幾何學(xué)空間模 型”的思路對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解析， 即微觀空間與宏觀空間存在著反向自然律的解析， 也就是描 述理論的對(duì)稱性與實(shí)驗(yàn)結(jié)果不對(duì)稱的解析， 決定論與非決定論的解析， 因果律與態(tài)疊加的幾 率解析， 真空態(tài)和真空破缺的解析， 強(qiáng)子“色優(yōu)惠”和“夸克幽禁”的解析， 人為附加場(chǎng)和 測(cè)不準(zhǔn)原理的解析， 等等， 并把這些解析作為整個(gè)量子理論的“

29、補(bǔ)充性假設(shè)”， 這里明擺著 的一個(gè)問題同樣是， 在微觀空間， “幾何學(xué)空間模型”的使用存在著確定的邊界條件， 這些 邊界條件是由微觀空間的物理學(xué)內(nèi)容決定的。 量子理論只是告訴我們， 微觀空間的物理學(xué)內(nèi) 容是由定義空間的量子化分割加上“補(bǔ)充性假設(shè)”完成的， 如果定義空間稍有閃失， 也就是 通常所說的“物理量必需表述為（與坐標(biāo)無關(guān)的）幾何量”稍有閃失， 20 世紀(jì)量子理論的 全部“補(bǔ)充性假設(shè)”面臨的困境是可想而知的， 因?yàn)橹灰谩褒嫾尤R空間”置換出量子理論 實(shí)際使用的歐氏相對(duì)空間，量子理論近 30 項(xiàng)“補(bǔ)充性假設(shè)”就沒有一條是可以存活的。當(dāng) 然也包括已被科學(xué)界接受的“重整化”和“測(cè)不準(zhǔn)原理”。31

30、、宇宙深處超高能量的加碼射線爆是怎么形成的？超高能量的質(zhì)子射線是怎么形成 的？近年來觀測(cè)到的所謂強(qiáng)度和規(guī)模僅次于宇宙創(chuàng)生的大爆炸又是怎么形成的？太空中能 量最大的粒子，其中包話中微子、 r 射線光子和其它各種形式的亞原子榴霰彈都稱作宇宙射 線。它們無時(shí)無刻不在射向地球；當(dāng)你讀這篇文章的時(shí)候，可能正有幾個(gè)穿過你的身體，宇 宙射線的能量如此之大， 以至于它們必須是在大災(zāi)變?cè)斐傻挠钪婕铀倩顒?dòng)中產(chǎn)生。 科學(xué)家估 計(jì)的來源是： 創(chuàng)世大爆炸本身、 超新星撞成黑洞產(chǎn)生的沖擊波， 以及被吸入星系中央巨大黑 洞時(shí)的加速物質(zhì)。 了解這些粒子的來源以及它們?nèi)绾蔚玫饺绱司薮蟮哪芰浚?將有助于研究這 些物質(zhì)的活動(dòng)情況。

31、 最近， 天文學(xué)家已確定了爆裂的位置， 并初步推測(cè)它們是巨大超新星爆 炸和中子星與自身及黑洞的碰撞。但即使現(xiàn)在， 仍沒人知道這么多能量在空中環(huán)繞時(shí)發(fā)生了什么。 物質(zhì)變得非常熱， 以 至于它以異常的形式與輻射相互作用， 而輻射光子能互相撞擊產(chǎn)生新的物質(zhì)。 物質(zhì)與能量的 界限開始變得模糊。 如果加入磁場(chǎng)因素， 物質(zhì)學(xué)家也只能對(duì)這種可怕環(huán)境下的活動(dòng)做粗略的 推測(cè)。也許現(xiàn)有的理論根本不足以解釋這些現(xiàn)象。32、能否解決強(qiáng)關(guān)聯(lián)多電子系統(tǒng)的基態(tài)和元激發(fā)問題？能否解決低維凝聚態(tài)物理新現(xiàn)象的理 論問題？ 何時(shí)能揭開狄拉克的大數(shù)之謎？可控輕核聚變能否實(shí)現(xiàn)？ 激光熱核反應(yīng)的點(diǎn) 火條件（勞森判據(jù)） 能否達(dá)到？常溫核聚

32、變能否實(shí)現(xiàn)？冷核聚變能否實(shí)現(xiàn)？量子混沌確實(shí)存 在嗎？最后一個(gè)超重元素的質(zhì)子數(shù)是多少？熱中子輻射俘獲疑問的實(shí)質(zhì)是什么？原子核磁 矩能否準(zhǔn)確計(jì)算出來？Gamow-Teller巨共振問題gA （核內(nèi)核子）！=gA （自由核子）能否解決？奇異電子峰是怎樣形成的？EMC效應(yīng)能否解決？質(zhì)子自旋危機(jī)能否解決？電子與核散射中，縱向響應(yīng)形狀因子問題能否解決？有限核的結(jié)合能與能極能否一一準(zhǔn)確算出 來？夸克-膠子等離子體 （GP）物質(zhì)態(tài)是否真的存在？有無膠子球存在？存在第四代基本粒子嗎？ e-u-t 之謎何時(shí)能解開？亞夸克結(jié)構(gòu)僅僅是推測(cè)嗎？電子有無結(jié)構(gòu)？光子有無結(jié)構(gòu)？有無奇異物質(zhì)存在？C,屮物理中的p n疑難能否解

33、決？宇宙反物質(zhì)的探測(cè)；反物質(zhì)世界是否存在 ?可控?zé)岷朔磻?yīng)能否實(shí)現(xiàn) ?冷聚變 ?33、標(biāo)準(zhǔn)模型： 粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型無疑極為成功，但人們并沒有理解夸克和輕子的質(zhì)量混合的物理起源和中微子的質(zhì)量等。參考文獻(xiàn)：【1】科技日?qǐng)?bào) ， 1989年12月 29日，第一版?！?】許國(guó)保等編， 簡(jiǎn)明物理學(xué)詞典 ，上海辭書出版社， 1987 年出版， P550。 【3】茍清泉主編 高壓物理學(xué)報(bào) 中國(guó)物理學(xué)會(huì) 高壓物理專業(yè)委員會(huì)主辦 P218 。 【4】 王竹溪 朱洪元著 中國(guó)大百科全書物理學(xué)I 、II ，中國(guó)大百科全書出版社出書，1987 年 7 月。P 3 , P729。【5】許國(guó)保等編， 簡(jiǎn)明物理學(xué)詞典 ，上海辭

34、書出版社 1987年出版 ,P547 【6】許國(guó)保等編， 簡(jiǎn)明物理學(xué)詞典 ，上海辭書出版社，1987 年出版， P549。【 7】許國(guó)保等編， 簡(jiǎn)明物理學(xué)詞典 ，上海辭書出版社，1987 年出版， P40。【8】解恩澤等編， 簡(jiǎn)明自然科學(xué)史手冊(cè) ， 山東教育出版社， 1987 年出版， P244。【9】許國(guó)保等編， 簡(jiǎn)明物理學(xué)詞典 ，上海辭書出版社 1987 年出版， P539 【10】科技日?qǐng)?bào)，1990年2月 9日，第四版?！?1】許國(guó)保等編， 簡(jiǎn)明物理學(xué)詞典 ，上海辭書出版社， 1987年出版， P120。 【12 】同上， P159【13】物理數(shù)理化自然叢書第三冊(cè)，P91。【14】許國(guó)保

35、等編， 簡(jiǎn)明物理學(xué)詞典 ，上海辭書出版社， 1987 年出版， P657?！?15】 日 牧野升著， 超導(dǎo)革命 ， 天津科技翻譯出版公司， 1988 年出版， P66。【 1 6 】中國(guó)科學(xué)院物理情報(bào)網(wǎng)編， 中國(guó)物理文摘 1990 年第 1 期， P116， P120。附錄 1 ：作者：劉霞 來源：科技日?qǐng)?bào) 發(fā)布時(shí)間： 2010-7-9 17:04:57 自然：質(zhì)子半徑 可能比以前認(rèn)為的要小 4%,如獲證實(shí)，將把粒子物理理論帶入新領(lǐng)域據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng) 7月 8日（北京時(shí)間）報(bào)道，科學(xué)家在最新出版的 自然（ Nature） 雜志指出，質(zhì)子的半徑比以前認(rèn)為的要小4%。如果這個(gè)結(jié)論在未來進(jìn)一步獲

36、得證實(shí)，那意味著，要么闡釋光和物質(zhì)相互作用的量子電動(dòng)力學(xué)理論本身有問題，要么許多基于現(xiàn)有質(zhì)子大小計(jì)算所使用的里德伯常量 （原子物理學(xué)中的基本物理常量之一， 為一經(jīng)驗(yàn)常數(shù)） 是錯(cuò)誤 的。不管是何種情況，都意味著我們需要重寫基礎(chǔ)物理理論。一個(gè)由德國(guó)馬克斯普朗克研究所的倫道夫波爾領(lǐng)導(dǎo)、有32名科學(xué)家參與的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)表示，他們的最新實(shí)驗(yàn)將精確度提高了1 0多倍，結(jié)果表明，質(zhì)子半徑要比以前認(rèn)為的小 4%?；蛟S，用來計(jì)算質(zhì)子大小的里德伯常量將失去價(jià)值，如果出現(xiàn)這種情況，其他基 礎(chǔ)的計(jì)算也都要重新修訂。質(zhì)子是帶正電荷的基本粒子， 它同中子和電子一起，組成了宇宙的基本元件原子。 幾十年來，粒子物理學(xué)一直使用

37、由一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子組成的氫原子作為基準(zhǔn)來測(cè)量質(zhì)子大 小。在實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家使用 介子取代氫原子中的電子。卩介子是一種帶負(fù)電、質(zhì)量為電子 207 倍的基本粒子， 由于其質(zhì)量比電子大許多， 所帶的負(fù)電可以屏蔽原子核的正電， 所以， 它能夠同原子核更接近，發(fā)生的作用力更大，讓科學(xué)家能夠更精確地探測(cè)質(zhì)子的結(jié)構(gòu)。另外，介子以不同的能量狀態(tài)存在，能量狀態(tài)會(huì)影響其圍繞質(zhì)子旋轉(zhuǎn)的方式，同時(shí)，質(zhì)子的大小也會(huì)影響這些能量狀態(tài)， 也會(huì)影響讓卩介子從一種能量狀態(tài)躍遷到另一種能量狀 態(tài)所需的能量。為了測(cè)量質(zhì)子的大小，研究人員精確地讓一束激光束對(duì)準(zhǔn)包含了介子的氫原子，刺激卩介子從一種能量狀態(tài)躍遷到另外一種能量狀態(tài)， 最終

38、，研究人員精確地找到了他們正在 尋找的躍遷，也測(cè)算出了質(zhì)子的大小。英國(guó)國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)所的杰夫弗勞爾斯表示，如果該研究獲得證實(shí)，其意義可能要遠(yuǎn) 遠(yuǎn)大于耗資 100 多億美元的歐洲粒子物理研究所正在進(jìn)行的測(cè)試所謂“標(biāo)準(zhǔn)模型”的對(duì)撞， 將會(huì)把粒子物理理論帶入新的領(lǐng)域。法國(guó)巴黎第六大學(xué)卡斯特勒 布羅塞爾實(shí)驗(yàn)室主任保羅 印第里卡托指出，現(xiàn)在很多理論學(xué) 家準(zhǔn)備重新進(jìn)行演算， 另外， 還需要更多的實(shí)驗(yàn)來證實(shí)或者推翻新的結(jié)論。 在接下來的兩年 內(nèi)，該研究團(tuán)隊(duì)將使用同樣的設(shè)備， 使用含有卩介子的氦原子再進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)。不管結(jié)果如 何，都說明物理學(xué)還蒙著很多神秘的“面紗”，需要人們逐一揭開。附錄 2：美專家說粒子物理

39、將進(jìn)入“全新能量范圍”歐洲核子研究中心的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)3月 30 日完成迄今能量最高的質(zhì)子束流對(duì)撞試驗(yàn)。美國(guó)專家評(píng)價(jià)說，這一壯舉將引領(lǐng)粒子物理研究進(jìn)入“全新能量范圍”。30日在美國(guó)加州理工學(xué)院的一個(gè)會(huì)議室內(nèi)，數(shù)位美國(guó)物理學(xué)家觀看了歐洲核子研究中 心的此次對(duì)撞試驗(yàn)。 大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)內(nèi)的兩束質(zhì)子流在分別被加速至 3.5 萬億電子伏特后成 功相撞，從而使對(duì)撞總能量達(dá)到7萬億電子伏特。參加過大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)探測(cè)器項(xiàng)目的加州理工學(xué)院物理學(xué)家哈維紐曼在對(duì)撞完成后 對(duì)當(dāng)?shù)孛襟w說： “這太令人激動(dòng)了， 我們正在進(jìn)入一個(gè)全新的能量范圍，我們正在觀測(cè)各種 各樣的奇異景象。接收到（對(duì)撞）數(shù)據(jù)后，我們將立即展開分析。”

40、曾領(lǐng)導(dǎo)大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)探測(cè)器項(xiàng)目的加州大學(xué)洛杉磯分校教授羅伯特卡曾斯指出， 過去幾十年來，宇宙學(xué)領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展，宇宙大爆炸理論得到越來越多研究者的認(rèn)可， 但要了解宇宙起源時(shí)的情景， 科學(xué)家還需知道自然界最小的粒子是什么以及這些粒子之間存 在何種作用力。 他認(rèn)為， 自然界存在迄今未發(fā)現(xiàn)的作用力， 物理學(xué)的一個(gè)重要任務(wù)就是揭示 這些作用力。附錄 3： 李政道：粒子物理的光輝前景在獲得諾貝爾獎(jiǎng)50周年的今天，李政道先生最近訪問了西歐核子中心（ CERN。李政 道認(rèn)為，粒子物理的現(xiàn)狀仍然是非常樂觀的，這個(gè)觀點(diǎn)不容置疑。1957年 12月10日，兩位年輕的旅美中國(guó)學(xué)者抵達(dá)斯德哥爾摩領(lǐng)取諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)

41、這是中國(guó)人第一次獲得諾貝爾獎(jiǎng)。因?yàn)樵?1956 年夏天做的工作，李政道和楊振寧獲得了這 個(gè)世界上最著名的科學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)。 他們提出弱相互作用對(duì)宇稱， 即對(duì)所有空間方向的反轉(zhuǎn)， 是不T - 0之謎而引起的動(dòng)蕩，隨對(duì)稱的。 授予他們諾貝爾獎(jiǎng)使當(dāng)時(shí)物理學(xué)界持續(xù)一年多的由于著核子3衰變實(shí)驗(yàn)得到最恰當(dāng)?shù)慕K結(jié)。在這實(shí)驗(yàn)中，吳健雄和她的同事證明李和楊是正確 的：在弱相互作用中自然界破壞了宇稱對(duì)稱性。半個(gè)世紀(jì)過去了，李政道仍然關(guān)注著、探索著物質(zhì)最基本的構(gòu)造。他重點(diǎn)關(guān)注的是基 本粒子的對(duì)稱性， 盡管在過去的歲月中許多方面已經(jīng)改變。 他指出， 我們關(guān)于物質(zhì)是由什么 構(gòu)成的概念與 50 年前相比已相當(dāng)?shù)牟煌恕?今天，

42、我們知道， 所有一切物質(zhì)都是由 12種粒 子組成，即 6 種夸克和 6 種輕子。這里的所有一切物質(zhì)不包括暗物質(zhì)，不包括暗能量， 但是包括所有我們這樣的物質(zhì)每顆星星，我們的銀河系，宇宙中所有的星系都是由這 12 種粒子構(gòu)成的。這 12 種粒子，可以分成 4 個(gè)家族，每個(gè)家族包含 3 種具有相同電荷的粒子。這構(gòu)成了 當(dāng)前粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型的基礎(chǔ)。這些都是我們的學(xué)生首先要學(xué)的課題。可是，在1957 年，物理學(xué)家只清楚它們中兩種粒子的知識(shí)一一電子和卩子，兩者都是帶電輕子?？淇耸呛髞聿胖赖模?50年前與核 3 衰變相關(guān)聯(lián)的中微子事實(shí)上是現(xiàn)在了解的 3 種不同中微子的一 種混合態(tài)。 50 年來，這個(gè)領(lǐng)域

43、碩果累累，共發(fā)現(xiàn)了 6種夸克，第三種帶電輕子( ?子子)和 3種中微子。李政道強(qiáng)調(diào)： “50 年前， 我們只知道中微子的一種形態(tài)，但是我們不知道這一 種形態(tài)事實(shí)上是現(xiàn)在知道的 3 種中微子組合的一個(gè)相干混合態(tài)。 ”現(xiàn)在， 李政道的主要興趣 集中在研究輕子和夸克的混合現(xiàn)象。這種混合分別由2個(gè)3X3矩陣描述。李政道稱這 2個(gè)矩陣是粒子物理的重要基石。李政道為粒子物理的進(jìn)展感到由衷地驕傲， 他認(rèn)為 20世紀(jì)下半葉取得的碩果可以與 19 世紀(jì)末葉取得的相媲美。在 19 世紀(jì) 90 年代發(fā)現(xiàn)了電子之后，盧瑟福 (Ernest Rutherfold) 用他在 ?琢、 ?茁和 ?酌輻射方面的工作打開了新世界

44、的大門。李政道注意到，20 世紀(jì)物理的很大部分， 都是在研究強(qiáng)相互作用， 弱相互作用和電磁相互作用， 這些相互作用的研究實(shí)際 上是從對(duì) ?琢、 ?茁和 ?酌衰變的研究中演化過來的。所有這些構(gòu)成了標(biāo)準(zhǔn)模型的基礎(chǔ)。“現(xiàn) 在， 100年過去了，我們認(rèn)識(shí)到，所有的物質(zhì)都是由 12種粒子組成，它們分屬 4個(gè)家族， 每個(gè)家族由 3 種相同電荷的粒子組成。這實(shí)在是非常神奇?！彼钚牛@個(gè)領(lǐng)域正處在新發(fā)現(xiàn)的邊緣，隨著對(duì)這些基本組元的進(jìn)一步探索，新的、 偉大的物理發(fā)現(xiàn)將會(huì)誕生。在過去 50年中，大家對(duì)李政道在粒子物理方面的貢獻(xiàn)印象深刻。他在中國(guó)長(zhǎng)大，并且 證明了自己是一名出色的學(xué)生，在 1946年獲得了中國(guó)政府的獎(jiǎng)學(xué)金，這使他得以進(jìn)入芝加 哥大學(xué)。 1950 年他在費(fèi)米教授指導(dǎo)下榮獲博士學(xué)位；李政道 1953 年任職哥倫比亞大學(xué)助理 教授，至今仍是該校一名富有活力的教授。李政道在粒子物理里的研究領(lǐng)域非常廣泛，從只具有非常弱的作用的、幾乎是無形無 蹤的中微子世界，到又濃又稠的像西餐湯似的強(qiáng)相互作用夸克膠子等離子體。 20 世紀(jì) 50 年 代末，在哥