誰(shuí)能說(shuō)一下物理史的前前后后？

【專家解說(shuō)】：從愛因斯坦締造“奇跡年”開始，世界物理學(xué)發(fā)展已歷百年，我國(guó)的近現(xiàn)代物理學(xué)更是經(jīng)歷了從無(wú)到有到發(fā)展的過程。日前，記者采訪了中科院自然科學(xué)史研究所的研究員戴念祖，他饒有興趣地向記者介紹了中國(guó)百年物理史上一些鮮為人知的“第一”和“最早”。 “物理學(xué)”名詞第一次出現(xiàn)在中國(guó) 戴念祖說(shuō)，近代物理在中國(guó)的傳播，是從19世紀(jì)中期開始的，除了有稱為“格致”的一些書籍外，陸續(xù)有“重學(xué)”（即力學(xué)）、電學(xué)、光學(xué)等物理學(xué)分支的中譯本出現(xiàn)。第一本被稱之為“物理學(xué)”且具有大學(xué)水平的物理學(xué)教科書，是依日文本翻譯并由江南制造局于1900年出版的《物理學(xué)》。 這本書的翻譯者是清末民初的物理學(xué)著作翻譯家王季烈?！斑@個(gè)王季烈家里可是出了不少大家！”戴念祖補(bǔ)充介紹說(shuō)：王季烈的母親謝長(zhǎng)達(dá)是近代著名的女教育家，王季烈同一輩中有王季同、王季點(diǎn)、王季緒、王季玉等科技專家、教育家，下一輩中更涌現(xiàn)出王守競(jìng)、王守武、王淑貞、何澤慧、何怡貞等一批我國(guó)科技界的泰斗人物。 中國(guó)第一位物理學(xué)博士 我國(guó)的第一位物理學(xué)博士叫李復(fù)幾。戴念祖介紹說(shuō)，李復(fù)幾早年就讀于長(zhǎng)沙習(xí)武學(xué)堂和上海南洋公學(xué)。1901年獲獎(jiǎng)學(xué)金資助，于當(dāng)年冬天到英國(guó)倫敦國(guó)王學(xué)院和芬斯伯里學(xué)院學(xué)習(xí)，畢業(yè)后又在倫敦機(jī)械工程師研究所實(shí)習(xí)一年。1905年赴德國(guó)波恩皇家大學(xué)繼續(xù)深造，在著名物理學(xué)家、大氣中氦的發(fā)現(xiàn)者凱瑟爾的指導(dǎo)下，從事光譜學(xué)研究，于1907年獲該校高等物理學(xué)博士學(xué)位。 戴念祖說(shuō)，李復(fù)幾的博士論文題目是《關(guān)于P.Lenard的堿金屬光譜理論的分光鏡實(shí)驗(yàn)研究》。P.Lenard是1905年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的獲得者，李復(fù)幾以實(shí)驗(yàn)證實(shí)他的光譜理論假說(shuō)的錯(cuò)誤，對(duì)物理學(xué)的正確發(fā)展是有助益的。 然而，這樣一位受到良好教育的物理學(xué)博士，回國(guó)后卻沒有用武之地，因?yàn)楫?dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)根本沒有適合他專業(yè)的工作崗位。戴念祖幾經(jīng)周折，才查到李復(fù)幾回國(guó)后在南洋勸業(yè)會(huì)從事就業(yè)指導(dǎo)會(huì)工作。李復(fù)幾雖學(xué)得滿腹的物理學(xué)知識(shí)，還是沒能有所成就。 中國(guó)最早最好的物理學(xué)大師 嚴(yán)濟(jì)慈曾經(jīng)說(shuō)：“夏元瑮和何育杰是中國(guó)最早和最好的物理學(xué)大師?！贝髂钭嬷攸c(diǎn)向記者介紹了夏元瑮。夏元瑮1884年生于杭州，1904年就讀于上海南洋公學(xué)。1905年，廣東省招考留學(xué)生，夏元瑮即去應(yīng)考，在600名考生中榮獲第一。 夏元瑮第一年在美國(guó)伯克利學(xué)校補(bǔ)習(xí)理化實(shí)驗(yàn)，1906年秋進(jìn)耶魯大學(xué)攻讀物理學(xué)，畢業(yè)后到德國(guó)柏林大學(xué)深造，和其老師、物理學(xué)大師普朗克結(jié)下友誼。回國(guó)后，應(yīng)北京大學(xué)校長(zhǎng)嚴(yán)復(fù)之聘，任該校理科學(xué)長(zhǎng)（相當(dāng)于后來(lái)的理學(xué)院院長(zhǎng)）和物理學(xué)教授。他和何育杰在北京大學(xué)培養(yǎng)了第一屆物理學(xué)本科畢業(yè)生，開創(chuàng)了中國(guó)的物理學(xué)大學(xué)教育史。夏元瑮關(guān)于理科學(xué)制、學(xué)科設(shè)置等提出了改革方案，對(duì)我國(guó)上世紀(jì)20年代的理科教學(xué)具有一定的影響。 1919年，夏元瑮重回柏林，聽普朗克和魯本斯講課，并隨愛因斯坦學(xué)習(xí)相對(duì)論。第二次回國(guó)后，夏元瑮不僅繼續(xù)執(zhí)教講壇，主講相對(duì)論和理論物理課程，而且著手將相對(duì)論介紹到中國(guó)。他僅用幾個(gè)月的時(shí)間就翻譯完了愛因斯坦的名著《相對(duì)論淺釋》。 戴念祖說(shuō)，夏元瑮熱愛教學(xué)工作，喜歡研究學(xué)問，在國(guó)內(nèi)多所大學(xué)擔(dān)任過校長(zhǎng)、物理系主任等職位。后來(lái)，夏元瑮輾轉(zhuǎn)西南教學(xué)數(shù)年。1944年，這位中國(guó)近現(xiàn)代物理學(xué)教育的先驅(qū)因心臟病去世。 1921年 發(fā)明利用原子束在不均勻磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的方法測(cè)量原子的磁矩，為量子論中空間方向量子化原理提供了證據(jù)（德國(guó) 斯特恩、蓋拉赫）。 首次發(fā)現(xiàn)類似于鐵磁現(xiàn)象的所謂鐵電現(xiàn)象（美國(guó) 瓦拉塞克）。 1922年 實(shí)驗(yàn)第一次精確證實(shí)重力加速度和落體成分無(wú)關(guān)（德國(guó) 厄缶）。 提出液體中密度熱起伏引起光散射的理論，后被用到液體聲測(cè)量中（法國(guó) 布里淵）。 提出用石英壓電效應(yīng)調(diào)制電磁振蕩的頻率（美國(guó) 卡第）。 1923年 提出物質(zhì)粒子的波粒二象性概念，標(biāo)志著新量子論的開始（法國(guó) 德布羅意）。 提出經(jīng)典統(tǒng)計(jì)力學(xué)中的準(zhǔn)備態(tài)歷經(jīng)假說(shuō)，用以代替不能成立的各態(tài)歷經(jīng)假說(shuō)（意大利 費(fèi)米）。 用舊量子論研究原子譜線的反常塞曼效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)角動(dòng)量決定譜線分裂的g因子公式（德國(guó) 朗德）。 在X射線散射實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)波長(zhǎng)改變的效應(yīng)，提出自由電子散射光子的量子理論（美國(guó) 康普頓）。 提出空間周期性引起粒子動(dòng)量改變的量子規(guī)則，用以解釋光柵對(duì)一束輻射的衍射效應(yīng)（美國(guó) 杜安）。 1924年 首次用德拜-體克耳電解質(zhì)理論研究電離化氣體（英國(guó) 羅斯蘭德）。 發(fā)現(xiàn)光量子（光子）服從的統(tǒng)計(jì)法則，據(jù)此用統(tǒng)計(jì)方法推出普朗克的輻射公式（印度 玻色）。 發(fā)現(xiàn)服從玻色統(tǒng)計(jì)法則的體系在溫度為絕對(duì)零度附近時(shí)，其粒子都迅速降到基態(tài)上的現(xiàn)象，即所謂愛因斯坦凝結(jié)（瑞士、美籍德國(guó)人 愛因斯坦）。 推出光折射率的量子論公式，即克雷默茲-海森堡色散公式（荷蘭 克雷默茲，德國(guó) 海森堡）。 各自發(fā)現(xiàn)磁控電子管能自動(dòng)發(fā)生高頻電磁振蕩，隨著性能良好的磁控管問世，引出微波技術(shù)的發(fā)展（德國(guó) 哈邦，捷克 查契克）。 1925年 在氣體放電研究中發(fā)現(xiàn)等離子體靜電振蕩，引起的電子反常散射現(xiàn)象（美國(guó) 蘭米爾）。 提出矩陣力學(xué)，一種強(qiáng)調(diào)可觀察量的不連續(xù)性的新量子論（德國(guó) 海森堡）。 提出電子自己有自旋角動(dòng)量和磁矩的概念，用以解釋光譜線的精細(xì)結(jié)構(gòu)（荷蘭 烏侖貝克、古茲米特）。 提出兩個(gè)電子不能共處于同一量子狀態(tài)上的不相容原理，用以解釋光譜線在強(qiáng)磁場(chǎng)中的反常分裂（奧地利 泡里）。 發(fā)明符合計(jì)數(shù)法，用以確定宇宙射線的方向和性質(zhì)，用符合計(jì)數(shù)法，證實(shí)光子電子碰撞過程中能量守恒律、動(dòng)量守恒律都成立（德國(guó) 玻蒂）。 發(fā)明光電顯像管，是近代電視照像術(shù)的先驅(qū)（美籍蘇聯(lián)人 茲渥里金）。 提出鐵磁性的短程作用模型，假定影響磁化的僅是最鄰近原子之間的相互作用（美國(guó) 伊興）。 1926年 提出物質(zhì)波的波動(dòng)力學(xué)，一種強(qiáng)調(diào)物質(zhì)波性的新量子論，把電子看成一團(tuán)電荷分布，即所謂電子云（奧地利 薛定鍔）。 提出薛定鍔波動(dòng)力學(xué)中波函數(shù)的統(tǒng)計(jì)解釋（德國(guó) 玻恩）。 提出受泡里不相容原理限制的粒子所服從的統(tǒng)計(jì)法則（意大利 費(fèi)米）。 指出電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子運(yùn)動(dòng)路線的透鏡聚焦作用，是電子光學(xué)研究的開始（德國(guó) 布希）。 用狹義相對(duì)論力學(xué)說(shuō)明為什么電子磁矩是一個(gè)波爾磁子而不是半個(gè)（美國(guó) 托馬斯）。 精確地測(cè)定了光的傳播速度（美國(guó) 邁克耳遜）。 提出飛行體后湍流的尾流理論（德國(guó) 普蘭特耳）。 設(shè)計(jì)并發(fā)射以液態(tài)氧和汽油為推進(jìn)劑的火箭，首次攜帶簡(jiǎn)單儀器進(jìn)行高空研究，隨后提出多級(jí)火箭理論，企圖射到月亮（美國(guó) 戈達(dá)德）。 1927年 根據(jù)質(zhì)譜儀測(cè)量結(jié)果，揭示出同位素質(zhì)量偏離整數(shù)規(guī)則的變化趨勢(shì)，后人據(jù)此指出釋放原子能的可能性（英國(guó) 阿斯頓）。 提出所謂“雙重解理論”，作為薛定鍔波動(dòng)力學(xué)的決定論因果解釋（法國(guó) 德布羅意）。 分別用晶面反射法、薄膜透射法觀察到電子束的衍射效應(yīng)，證實(shí)電子的德布羅意波性（美國(guó) 戴維森、杰默，英國(guó) 湯姆森）。 根據(jù)波粒二象性，推出測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系，即所謂不確定性原理（德國(guó) 海森堡）。 提出波粒兩觀點(diǎn)互相補(bǔ)充的并協(xié)原理，成為哥本哈根學(xué)派的基本觀點(diǎn)（丹麥 尼·波爾）。 提出電磁輻射場(chǎng)的（二次）量子化理論，以及輻射的吸收和發(fā)射的初步理論，進(jìn)一步體現(xiàn)光的波粒二象性（英國(guó) 狄拉克）。 提出空間宇稱（左右對(duì)稱性）守恒的概念，用以解釋光譜（美籍匈牙利人 維格納）。 發(fā)現(xiàn)電離層上層（150哩高處）反射無(wú)線電短波。澄清在大氣電離層的等離子體中無(wú)線電波傳播的理論，即“磁離子理論”（英國(guó) 阿普爾頓）。 提出固體量子論中的能帶概念（德國(guó) 斯特拉特）。 發(fā)現(xiàn)宇宙射線的緯度效應(yīng)（荷蘭 克雷）。 在云霧室中發(fā)現(xiàn)幾乎不受磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)的高能量帶電粒子，為數(shù)足以解釋宇宙射線引起的電離作用（蘇聯(lián) 史考貝爾金）。 用磁粉溶液涂于紙帶上，干后用作電信號(hào)記錄，后即發(fā)展成磁帶錄音機(jī)（美國(guó) 奧尼爾）。 1928年 提出強(qiáng)電場(chǎng)下金屬發(fā)射帶電粒于的量子力學(xué)隧道效應(yīng)理論（英國(guó) 佛勒、諾德海姆）。 發(fā)現(xiàn)透明物質(zhì)散射的光中有頻率改變的效應(yīng)（印度 錢·拉曼）。 提出符合狹義相對(duì)論要求的電子的量子論，成功地得出電子的自旋和磁矩（英國(guó) 狄拉克）。 應(yīng)用量子力學(xué)中粒子穿透位壘的隧道效應(yīng)，解釋原子核的α衰變現(xiàn)象，取得和蓋革-納托爾經(jīng)驗(yàn)公式形式上的符合（美籍俄國(guó)人 伽莫夫，美國(guó) 康登、格尼）。 應(yīng)用費(fèi)米和狄拉克的量子統(tǒng)計(jì)法發(fā)展金屬的自由電子理論（德國(guó) 索末菲）。 提出韋斯鐵磁性理論的量子力學(xué)解釋（德國(guó) 海森堡）。 提出決定一體系占有某量子狀態(tài)幾率的時(shí)間變化率的基本方程（奧地利 泡里）。 1929年 把電磁場(chǎng)看作動(dòng)力學(xué)體系，提出電子和電磁場(chǎng)相互作用的相對(duì)論性量子力學(xué)，是量子場(chǎng)論的先驅(qū)（德國(guó) 海森堡，奧地利 泡里）。 提出超聲波在氣體中被反常吸收的理論（美籍奧地利人 赫茨菲，美國(guó) 弗·賴斯）。 首次實(shí)現(xiàn)彩色電視的試驗(yàn)（美國(guó) 伊夫斯）。 提出等離子體的高頻率靜電振蕩理論，用以解釋放電管中反常電子散射（美國(guó) 湯克斯、蘭米爾）。 發(fā)明高頻直線加速器，成為后來(lái)共振型加速器的先驅(qū)（挪威 維德羅）。 各自發(fā)明油擴(kuò)散真空泵，可得千萬(wàn)分之一乇。，（10-7 毫米汞柱）的真空（英國(guó) 伯奇，美國(guó) 希克曼）。 提出極性分子理論，確定分子的偶極矩，對(duì)測(cè)定分子中原子間實(shí)際距離提供了可能，井可以預(yù)測(cè)分子的介電性能及電介質(zhì)在交變電場(chǎng)中引起功率損耗的弛豫（荷蘭 德拜）。 1930年 提出未被電子占有的負(fù)能態(tài)，其行為如帶正電粒子的假說(shuō)，即狄拉克空穴理論（英國(guó) 狄拉克）。 發(fā)現(xiàn)第二種液態(tài)氦的超流動(dòng)性（荷蘭 刻松、凡登安德）。 在固體能帶論中提出所謂“布里淵區(qū)”概念（法國(guó) 布里淵）。 發(fā)明回旋加速器（美國(guó) 勞倫斯）。 發(fā)現(xiàn)相差襯托方法能觀察到光通過厚薄交替的透明體后的相位效應(yīng)（荷蘭 澤尼凱） 本