理论物理范文

理论物理范文第1篇

理论物理作为大学物理系本科的必修课，在大学生用一年到两年的时间学完普通物理之后开始学习。传统的所谓四大力学，即理论力学、热力学和统计力学、电动力学、量子力学，应该在第三年和第四年学完。这四门课的分量都很重，用到的数学知识很多超过基础的高等数学的范围。因此，合适的教材对于师生都很重要。著名教材为数不少，最著名的像兰道和他的助手撰写的大部头巨著，堪称经典；但其难度通常超过一般大学生的接受水平，因而一些导论性的教程更受欢迎。而随着现论物理学不断向着更高水平、更深层次和更为广泛的领域的发展，教材的内容也不断地更新。本书正是在这种思想指导下编写而成的。

作者从事大学理论物理学位课程教学30多年，积累了丰富的经验，对传统的理论物理的讲授模式形成了自己一些独特的看法。他尝试以5个模块形式，把他认为应该掌握的理论物理内容以一种统一的和自成体系的形式纳入到单独的一卷教程之中。这5个模块涵盖了20世纪理论物理学的所有重要分支，包括非相对论量子力学，热与统计物理、多体理论，经典场论（包括狭义相对论和电磁学）以及相对论量子力学和夸克与轻子的相互作用的规范理论。

本书把这5个模块分成20章。第一模块为非相对论量子力学，含第1-4章： 1. 量子力学的基本概念；2.表象理论；3. 近似方法；4.散射理论。第二模块为热与统计物理，含第5-12章：5. 热力学基础；6. 量子态和温度；7. 微观状态的概率和熵； 8.单原子理想气体； 9. 经典热力学的应用； 10. 热力学势及导数； 11.物质转换和相图； 12. FermiDirac和BoseEinstein统计。第三模块为多体理论，含第13-16章：13. 多粒子系统量子力学和低温热力学； 14. 二次量子化； 15. 相互作用电子气； 16. 超导。第四模块为经典场论和广义相对论.含第17-18章：17. 场的经典理论；18. 广义相对论。第五模块为相对论量子力学和规范理论，含第19-20章：19. 相对论量子力学；20. 夸克和轻子相互作用的规范理论。

本书的一个突出特点是完整地给出了所有重要结果的详细数学证明，使一个完成了高中数学课程和大学第一年物理学学位课程的学生能够理解和欣赏理论物理很多重要结果的导出过程。只要是完成了较高一点水平的数学课程，读者都会发现，书中的每一部分都是他们所需要的。

本书描写的理论概念和方法通常包含在一年级研究生的课程中。本书附录中列出了一份推荐阅读的书目清单，以便读者参考。

丁亦兵，教授

理论物理范文第2篇

人物篇――兴趣使然躬耕物理

1994年7月毕业于南京大学物理系；1999年在中科院物理所获博士学位；1999年9月至2001年7月在清华大学高等研究中心完成博士后研究工作；2001年起在北京师范大学任教。

这就是寇谡鹏的求学、治学之路：水到渠成、充实而不平庸。早在青少年时期，寇谡鹏就对物理产生了浓厚的兴趣，对科研发自心底的热爱。当时，物理学在国内很有影响力，全国到处都在宣传像李政道、杨振宁这些获得诺贝尔奖的华裔物理学家，国内很多优秀学生在大学阶段都选择了攻读物理，寇谡鹏也是其中之一。但是，他的选择却并非跟风的盲目之举，而是基于发自心底的对物理学科的热爱，他说，　“只有真正的兴趣使然，才会深入的、耐得住寂寞的钻研学问”。

也正是由于兴趣使然，寇谡鹏学习刻苦、成绩优异，在中国科学院物理研究所攻读博士学位期间，他被评为中国科学院研究生院优秀研究生，曾获得中国科学院院长奖学金优秀奖。

1999年，寇谡鹏进入清华大学高等研究中心做博士后研究工作，那里有世界一流大学的研究模式和条件，有宽松自由的学术环境，在那里，寇谡鹏结识了当今华人物理界的众多精英，采访中他就反复提及翁征宇、文小刚等人的名字，称赞他们在物理研究中的杰出成就。和众多大师级的人物近距离的接触，也增加了他们之间合作的机会。2004年，寇谡鹏作为北京师范大学物理学科学术带头人的培养对象，在“杰出青年学者数学物理研修项目”资助下被派往美国麻省理工学院研修，合作导师就是文小刚教授。

刻苦求索，玉汝于成。多年来，寇谡鹏始终瞄准理论物理的前沿尖端方向做研究，他的研究领域涉及强关联电子系统、高温超导理论、介观物理、量子场论、拓扑序和拓扑量子计算等。至今，他已在强关联电子系统、高温超导体机制、拓扑量子态等研究领域中取得了若干创造性的成果，在国际国内重要期刊60余篇，其中美国物理评论快报（PRL）3篇、美国物理评论（PR）27篇、欧洲物理快报（EPL）3篇。目前主持国家自然科学基金一项，科技部973项目量子调控子项目两项，主持博士点基金（博导类）一项，国内、国际学术会议邀请报告近二十余次。并担任美国物理评论快报、美国物理评论、中国科学、中国物理、理论物理通讯、物理学报、物理学前沿等国际、国内杂志审稿人。

科研篇――瞄准前沿发展尖端

一心做学问、专注自己有兴趣的领域，也使寇谡鹏得到了同行的认可，入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”并获得第十三届茅以升北京青年科技奖。以下是他的代表性成果：

在拓扑序的分类及拓扑量子相变研究中，发现了一类二维Z2拓扑数，可以利用这种新的拓扑数对拓扑序、拓扑超导进行分类，另外，还发现Z2拓扑序可以由MutuaI-Chern-Simons场论描述，包括拓扑简并、手征边缘态等。获得完整的有效理论可以使得我们很方便的描述拓扑序的低能物理行为。还利用分数量子霍尔态中的hierarchy　theory提出了Mutual　Chern-Simons　Landau-Ginzburg方法，得到了一类拓扑序量子相变的普适性原理。还运用对偶方法得到了基于自旋模型的Z2拓扑序的量子相变的一些严格结果，通过引入了闭弦算符描述该相变，发现这类量子相变开弦和闭弦的对偶关系。

在拓扑量子计算中，提出了一种新的拓扑量子计算方案，通过控制拓扑序基态的量子隧道效应进行拓扑量子计算，解决了如何控制拓扑序基态的难题。为此系统化的研究了拓扑序的量子隧道效应，在此基础上进一步提出更适合进行拓扑量子计算的表面码的拓扑量子计算方案，该工作被多个虚拟网络杂志多次选录。

在相互作用电子系统中的新奇量子态领域，系统化的研究了一类关联费米系统：Nodal绝缘体。这是在六角格子或丌-磁通格子中的相互作用电子系统。发现在金属绝缘体转变附近可能存在一种新的物态：nodal自旋液体，一种具有自旋旋转对称性、又有空间平移对称性的非磁绝缘体。发现其中的拓扑元激发是无质量的费米激发，存在电荷自旋分离现象。相关工作作为“Review　article”被邀请写入Nova　science　Publishers的新书“Insulators：Types，Properties　and　Uses”。另外，基于关联拓扑绝缘体，从理论上预言了可能存在的三种新奇量子态：手征自旋液体、拓扑自旋密度波、复合自旋液体。其中，复合自旋液体态不同于已知的所有自旋液体，其元激发为电子和skyrmion拓扑激发的复合体，没有自旋电荷分离。

在高温超导体的拓扑理论领域，从高温超导体的微观模型出发，得到了一个有效场论模型。利用随机重整化群技术研究了高温超导体绝缘体一超导转变的物理机制，发现该转变的物理本质是一个量子临界点，在该量子临界点发生对偶禁闭退禁闭转变。并在此基础上解释了高温超导体中条纹相不稳定性的起源。另外，从低能有效场论出发，预言在赝能隙区，在外加电磁场的情况下，高温超导体存在守恒的无耗散自旋流。

树人篇――用心育人凝练队伍

人才培养方面，寇谡鹏每年讲授本科生基础课“电磁学”将前沿知识融入教学中，取得了很好的教学效果，同时指导了十多个本科毕业论文和两个本科生校级科研基金项目。另外参与教学改革：主持校级精品课“电磁学”，还参与北京市精品课“固体物理”和北师大“电磁学网络课程”的建设。因此，他于2006年获得北京师范大学励耘奖优秀青年教师奖二等奖，2007年获得北京市教育创新标兵。

大学教育是高层次的教育，寇谡鹏讲课不仅重视系统性、清晰性和层次性，更重要的是在教学中独具匠心，采用“渗透现代物理前沿”的教学模式，创新人才培养模式。渗透现代前沿的教学模式关键在于采取理论学习和科研相结合的方式，使学生进行“有目的”的学习。面对一年级的本科生他大胆介绍物理专业国内外发展的最新动态，让学生不仅了解物理的过去、现在而且可以畅想未来。通过生动的多媒体课件直观地介绍，充分发挥老师的主导作用和学生的主动性。他认为物理教学应开阔而非僵化学生的思维。现代物理的思想与方法渗透于日常教学中，让学生尽可能多地接触学科前沿，开阔学生视野，激发学生兴趣，并启发他们学会如何“发现”物理问题，分析问题，讨论解决问题，有利于激发创造性。

实践证明渗透前沿物理教育在大学物理教学中具有重要意义。他的课程建议思想活跃的同学可以撰写小论文，每学期都有大部分本科生交小论文，根据情况计算平时成绩。由于对物理学浓厚的兴趣，部分大三、大四的学生也经常参加他课题组每周的小组讨论会。

理论物理范文第3篇

1在物理知识方面的要求

(1)掌握分子动理论的三个基本观点；

(2)理解阿伏伽德罗常数的物理意义，掌握有关微观量的计算方法

2通过将有关物理知识条理化进行复习，使学生理解相关知识内在的逻辑性，从而在较高的层次上掌握分子动理论的基本知识

3在物理学的方法论上，让学生懂得任何理论都是建立在一定的观察和实验的基础上的，从实验中总结的规律才是物理知识的源泉

二、重点、难点分析

1重点：分子动理论的三个基本观点，阿伏伽德罗常数

2难点：用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量，进行分子数、分子质量和体积的计算，并要区别固、液和气态不同的分子模型

三、主要教学过程

(一)引入新课

简要说明本章(分子动理论，内能)复习方法与过去(力，电)之不同点：理解与记忆并重，掌握估算方法

(二)教学过程设计

1分子动理论的基本内容

引导学生回忆分子动理论的基本内容

(1)物体是由大量分子组成的

提问：从哪些方面证明物体是由大量分子组成的？

证明：①分子直径的数量级：10-10m

提问：实验根据？

答：油膜法测分子直径

指出实验设计思路巧妙且较易实现

②阿伏伽德罗常数NA=6.0×1023mol-1

提问：怎样计算NA值？

指出阿伏伽德罗常数的物理意义：1mol任何物质包含的微粒数都是相同的，但不同物质的分子质量和体积不同，所以，1mol不同物质的总质量(摩尔质量)和总体积(摩尔体积)不同

例1求1g铁(Fe)包含的原子数，已知铁的分子量为56

提示：指出Fe=56，即铁的摩尔质量是M=56g/mol

指出：如果知道1g铁包含几摩尔物质，便可由阿伏伽德罗常数求出它包含的原子数

解：1g铁的摩尔数

原子数：

例2求1个铁原子的质量

例3求1个铁原子的体积

提示：怎样求“摩尔体积”？

提示：将固态铁中的铁原子看成一个紧挨一个的紧密排列，且看成立方体模型

解：1mol铁原子的体积(摩尔体积)

1个铁原子的体积

追问：如果把铁原子占有的空间看成立方体，则1个铁原子的直径有多少米？

例4求1cm3铁包含的原子数

提示：1mol铁原子的体积VM=M/D，则1cm3铁包含的原子数n=1cm3/VM

注意例3、例4互为倒数关系

指出固体和液体分子都是紧密排列的，所以对液体而言，以上计算方法都适用

(2)所有分子都在永不停息地做无规则运动(热运动)

提问：证明？

证明：布朗运动

说明布朗运动的规律：永不停息、无规则、温度越高越激烈

说明：由于布朗运动是固体颗粒受到液体分子撞击造成的，所以布朗运动是液体分子永不停息无规则热运动的反映

说明：温度是分子无规则热运动激烈程度的反映

说明扩散现象也是分子无规则热运动造成的，但这个现象也说明了分子间有空隙

(3)分子间存在着引力和斥力

指出分子间的相互作用力来源于库仑力，所以分子间引力和斥力同时存在，分子力是合力

由库仑定律可知，当两个分子之间的距离增大时，它们之间的引力和斥力同时减小；当两个分子之间的距离减小时，它们之间的引力和斥力同时增大

让学生看书，理解图1所示分子力f随分子间距r的关系：

①当r=r0时，f引=f斥，f=0；

②当r＜r0时，f引和f斥随r减小而增大，f斥增大得比f引快，f表现为斥力为主；

③当r＞r0时，f引和f斥随r增大而减小，f斥减小得比f引快，f表现为引力为主

④当r＞10r0时，f引和f斥都趋于零(气体)，f可以忽略，所以理想气体不考虑分子力

例5一个房间的体积为15×3m3，试估算该房间内空气的质量已知在标准状态下空气的摩尔质量为2.9×10-2kg/mol

提示：由于气体分子之间的作用力很小而使气体不能有固定的体积，使气体分子通过热运动充满容器的整个空间，房间的容积就是气体的体积

提示：先计算房间中空气的摩尔数

提示：设空气处于标准状态(简化方法)

解：房间中空气的摩尔数

则空气质量

m=NM=(2.0×103)×(2.9×10-2)=58kg

讲述一个人想买一个名作家故居空气的故事

例6在标准状态下，求1个气体分子占有的空间

四、教学说明

理论物理范文第4篇

关键词：电动力学 理论物理思想 教学策略

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（a）-0115-01

电动力学是研究电磁现象的经典的动力学理论，它主要研究电磁场的基本属性、运动规律以及电磁场和带电物质的相互作用，电动力学是在电磁学基础上更系统、更深入、更严密地进行阐述的理论体系，是高校物理专业及相关专业学生在普通物理基础上，继续深入学习的一门理论基础课。这门学科与电磁学、近代物理学、量子力学等相关学科联系紧密，因此在物理学课程中具有重要的地位和作用。

电动力学课程的内容包括麦克斯韦电磁理论和爱因斯坦狭义相对论，这是在物理学发展史上起里程碑作用的两个物理理论。普通物理的逻辑体系是：实验定律理论，是一种以归纳法为主线的知识结构。电动力学是它属于理论物理范畴，是以麦克斯韦方程组，分别讨论在静态、时变态、含源区、自由空间等不同条件下电磁场的空间分布和运动变化规律，其逻辑体系以演绎法为主。因此电动力学淋漓尽致地体现了的理论物理思想，在本课程的教学过程中如何将理论物理思想展现并传授与学生，如何通过本课程培养学生的能力仍然是一个值得讨论的问题。

1 电动力学中的理论物理思想

电动力学同理论力学、热力学统计物理、量子力学则属于理论物理范畴，它们的科学体系是建立在基本原理之上，例如理论力学中的虚功原理、最小作用量原理、量子力学中的态叠加原理、热力学统计物理中的等概率原理、电动力学中的麦克斯韦的两个假定。理论物理由这些基本原理得出数学推论形式，也就是建立数学方程方程，方程的建立描述着着物理规律。例如理论力学中有哈密顿正则方程、量子力学中有薛定谔方程。电动力学中有麦克斯韦方程组、热力学统计物理中有刘维尔方程等。因此，理论物理科学体系建立需要我们提出合理的假定，这些合理的假定正是物理学的创新之处，所以学习前人的提出假定的过程就是学习如何创新的过程！这一点在培养学生创新能力方面必须在教学中体想出来。尤其是在电动动力学当中，科学家在建立理论过程中充分体现着创新的过程。例如法拉第发现电磁感应规律后，人们很容易解释为什么会产生动生电动势，这可以用电荷受到洛伦磁力来解释，是洛伦磁力提供了非静电力。但是无法解释感生电动势，因为不明白是哪一种力提供着非静电力，为了解决这个问题，麦克斯韦提出了合理的假定，他认为电荷既然可以运动，肯定受到了电场或磁场力的作用，磁场力显然不可能，所以只有电场力，但是电场力必须是非静电力，因此麦克斯韦提出存在涡旋电场，这个涡旋电场来自于变化的磁场，显然体现着一种创新思想。还有狭义相对论的建立，正是人们无法解释麦克斯韦方程组与伽利略变化的矛盾的时候，还有对“以太”的是否存在犯愁的时候，爱因斯坦提出了狭义相对论的两个基本原理。

2 教学策略

认识到了电动力学课程的特征，体会到了电动力学中的理论物理思想，在教学中应该注重通过物理学中的创新，激发学生的学习兴趣，培养学生创新能力以及解决问题的能力。因此在教学中应当注意介绍现代生产技术实践对电动力学学科的新进展。电动力学课程教学应当密切联系最新科学技术和实际应用，对于电磁波辐射的危害，科学家们已经做出了大量的实验以及临床证明，证实电磁波辐射对人体健康有危害已经是不可否认的事实。

利用自己的科研经验和成果，启发学生走向科研轨道。坚持进行教学研究和学术研究，使教学与科研紧密结合，注意从教学实践中提出研究课题让学生作为毕业论文完成。注重带有普遍性的方法与近似方法相结合。比如电动力学种求解静电场的普遍方法有拉普拉斯方程法，但是也有近似方法比如电多极矩展开。近似方法的实质就是通过抓住主要矛盾、忽略次要因素来解决问题的方法，它大量运用于物理学的教学和科研之中。该方法可解决一些还不能严格求解的问题，可使一些能求解的问题得到简化，还往往能很好地适应生产实践的需要。

在教学中还应注意在一些具体的数学推导中也紧密结合物理分析，这样不仅能理解每一个数学结果的物理含义，而且有时还能简化数学运算。从物理上获得数学方程的解，如计算点电荷格林函数，就可以从物理上获得。实践结果表明，这样做不仅对问题本身的认识更加全面、深刻，而且学生更易于接受和理解。

3 结语

电动力学是电磁学的后继课程，它属于理论物理范畴，它由麦克斯韦方程组讨论不同条件下电磁场的空间分布和运动变化规律，其辑体系以演绎法为主。所以广大学习物理课程的大学生更应该充分重视电动力学、学好电动力学，这不对学生牢固掌握和灵活运用归纳法、演绎法、类比法、理想模型和数学语言来求解各种问题，更要树立严谨的学习态度和刻苦的学习作风、培养浓厚的学习兴趣起到良好的的促进作用，而且为以后解决各类问题培养能力。当学生一旦掌握了这门课程并学会了研究它的科学方法时，便会产生“昨夜西风凋碧树，独上高楼，望尽天涯路”的那种发自内心的喜悦。

电动力学课程的科学体系以及教学策略，不仅适应于电动力学课程的教学，还很容易推广到其他理论物理课程上，让学生在大学四年不仅获得知识，而且更重要的是让学生毕业后具有获取知识的能力、解决问题的能力、具有创造性的思维。

参考文献

[1] 郭硕鸿.电动力学[M].3版.高等教育出版社，2008.

[2] 俞允强.电动力学简明教程[M].北京大学出版社，1999.

[3] 汪映海，赵鸿.优化电动力学课程内容体系和结构的一些探讨[J].高等理科教育，2001（4）：29.

[4] 苑仲元，张强.电动力学在物理学课程中的地位和作用[J].创新科技导报，2012（14）.

[5] 林海.电动力学教学中学生能力的培养 [J].雁北师院学报，1997（13）.

理论物理范文第5篇

在新课标改革的大背景下，想要达到物理教学的最佳效果，我们必须要采取任务分析理论。例如，在学习功的物理含义阶段，可以进行适当的人物分析，根据老师的教学预期目标和学生对这一概念的理解学习能力进行分析。将教学的最终目标定为:学生可以理解掌握功的概念，能够熟练的运用功的计算公式判断实例中功的大小与正负，能够准确地画出功的图示。这样学生在实际学习的过程中就会明白教学的重难点在哪里，可以分清楚教学过程的主次问题。之后，教师需要通过学生在不同小组内的安排，来实现对学习内容的讨论，老师利用任务分析教学法来帮助学生理清学习目标与学习过程之间的关系。然后让学生能理解目标拆解教学方式的重要作用，利用每一个小知识点的突破学习来增加学生对于高中物理的学习兴趣，最终顺利完成所有的学习任务，并达到探究的目的。任务分析理论可以帮助同学们对问题探究过程有一个清晰的思路，对书本的理论可以充分的理解消化。

高中物理教学内容相较于初中更加的抽象及难以理解，因此，科学的教学方法尤为重要。任务分析教学法的科学性逐渐得到广大教师的认可。在课堂教学环节如果能够合理的运用人物分析教学法，将可以大幅改善教学环境，纠正学生不正确的物理逻辑思维。作者结合自身多年实际的教学经验，对任务分析理论提出了一些自己的看法，供大家参考。第一，我们在高中物理教学中应该采取分析教学目标，安排合理的教学顺序，使得高中物理教学变得更有层次感。教学目的的分析要以教材为主，老师在教材的讲解时，要对教学内容的重难点有所突出，然后逐步细化、分解教学大目标。例如，对摩擦力这一节教学内容进行任务分析理论。首先，应该明确摩擦力的定义;其次，能够分析出滑动摩擦与静摩擦的关系;最后，能够掌握滑动摩擦计算公式，并且能结合实际进行计算。像这样的细化教学目标，可以方便学生无遗漏的掌握所有的知识点，并且能帮助学生分清教学内容中的主次问题，还可以激发学生的学习兴趣。在实际的教学课堂，老师可以采取提问的方式来帮助同学巩固力的基本概念，为学习摩擦力打下基础。

在对摩擦力的讲解时，可以联系实际，加深同学对摩擦力概念的理解与掌握。最后由摩擦力的产生条件推导出滑动摩擦力公式。第二，高中物理老师必须针对不同的知识点采用不同的教学方式。想要上好高中物理课，不仅要细分教学目标，还要注意提高教学的效率。根据任务分析的相关理论，我们应该结合不同的教学体系，在实际教学中根据实际教学情况采取不同的教学方法。而程序型知识要求学生在掌握基本知识的同时，学会变通，在不断的练习中，达到对知识点的精确掌握。例如，在高中物理中对匀加速运动的介绍，最高效的教学方法就是采用肯定与否定的例子来帮助学生充分的理解匀变速运动概念的本质，然后运用各种联系来帮助学生加强对这个概念的掌握和吸收。

综上所诉，我国目前的高中物理教育还主要是依靠老师的个人教学经验，缺少一个科学的理论指导。如果老师在教学中能够合理的运用任务分析理论作为指导，可以大量减少教学的随意性，改善以老师个人教学经验的教学氛围，并完成高中物理的教学任务。同时对任务分析理论的应用也应该在教育改革的背景下，结合当下高中物理教学的实际情况，在高中物理的教学发展中，发挥出积极有效的作用，帮助老师完成教学目标，提高学生物理知识的掌握水平。

作者：黄柳华 单位：江苏省启东中学

理论物理范文第6篇

如果我们请任何一位《生活大爆炸》的忠实观众将剧中人一个个对号入座，很容易凑齐上述四种人。好人应该是个子较矮的高智商舍友莱纳德，坏人是那位个子较高智商更高的舍友谢尔顿——因为他的高超表演中国观众亲切地叫他谢耳朵，他也成为高智商、研究最难科学、按照自己严格科学标准生活的不近人情的极客代表。自然是那个表面花心、其实内心柔软的犹太人霍华德，呆人是见到女人不喝酒就说不出话的拉杰。

这些人都生活在洛杉矶郊外的帕萨迪拉，也就是说，他们都与加州理工学院有关，这个学院以本科学生平均智商全美第一著名。我不记得精确的平均智商数了，大约在145上下吧。目前，我女儿有幸在这个大学读研究生，当然，我不是暗示她的智商达到了145，因为我还没有拿到加州理工学院研究生平均智商的数据。

谢耳朵是个普通人心目中极客的漫画版代表。经常有人问我，生活中有这种人吗？我怎么回答呢？我见过高智商的同行——对了，谢耳朵的研究领域与我严重重合：弦论、粒子物理和宇宙学，也见过不近人情的极客，却真的没有见过通过严格计算决定自己沙发座位的人，有没有对女人不感兴趣的同行？当然有。

虽然谢耳朵这人并不存在，但剧中提及所有的科学都存在，我敢打赌。比如说，一次有一位科学爱好者拿了一张图片，上面是谢耳朵在宿舍写的白板，她问我，白板上写的是什么。我告诉她，是一些计算粒子散射的费恩曼图，公式没有错，图也没有错。《生活大爆炸》是如何做到在科学上不犯错的？首先，两位编剧极其认真，不是科学盲，经常看科学新闻，参考大量的科学资料。同时，在物理学上，遇到一个剧集涉及很多科学内容或出现白板时，加州大学洛杉矶分校的大卫·萨尔兹伯格教授会认真审细节，他是一位粒子物理学家。谢耳朵女友艾米·福勒在剧中是一位神经科学家，演员也是获得神经科学博士学位的，她对剧本涉及神经科学的部分也有贡献。

《生活大爆炸》首先是一部成功的情景喜剧，不一定是最好的，但拿到中国来，肯定胜过我们电视上看到的一些粗制滥造的国产电视剧多多。这部电视剧对传播科学起到了非常重要的作用，甚至一些科幻剧也代替不了它，所以，编剧之一布拉迪就获得过加拿大的科学传播奖。由于电视剧经常提到物理学新进展，建议喜欢科学特别是物理学的人应该追看这部美剧。

我个人感激编剧、导演特别是演谢耳朵的吉姆·帕森斯，是他们让我研究的学科变得家喻户晓。我虽然不那么喜欢生活中的任何谢耳朵型的人物，但谢耳朵确实给我们带来一种前所未有的享受，极客能够成为喜剧人物本身就是一种突破。说实话，虽然很多人未必同意我，我觉得潘妮还是很好看、很性感的，虽然她的智商可能不会超过105，甚至在100左右，但她抛出来的话经常是打击谢耳朵的利器，因此，我会为她的智商加上20分。

回到开头的提到的高智商。莱纳德的智商到底有多高？173！高于爱因斯坦的智商哦。那么谢耳朵的智商呢？吓人的187。但别被表面的数字吓住了，谢耳朵见到智商不如他的霍金那是诚惶诚恐。

理论物理范文第7篇

【关键词】多媒体教学；理论物理课程教学；多媒体课件制作

理论物理教学改革的实行和多媒体教学模式的应用影响着教学的过程和方法，将传统的以教师为中心的知识传授型教学模式转变为以学生为主体的能力培养型教学模式，多媒体教学已成为提高理论物理课程教学质量的有效手段。

一、理论物理课程教学运用多媒体教学的意义

理论物理课程是物理学的主干课程，包括“理论力学”、“电动力学”、“热力学与统计物理学”、“量子力学”等，它以理论性强、体系严谨、推导严密而著称，它强调对学生抽象思维的培养，所以学生普遍感觉课程的难度比较大，为了激发学生学习理论物理课程的积极性，提高教学效率和教学效果，应当对课程进行改革。

理论物理的学习，要求学生有一个较扎实的数学和物理基础，除了要有“高等数学”的知识外，学生还要掌握“数学物理方程”的部分内容，同时要求学生对之前学过的普通物理要有较深刻的理解。经过多年的发展，理论物理的各门课程已经形成了一个完整、严谨，又相对独立的理论体系，要讲好这些课程，需要有大量背景知识，而且与物理学史、课程结构、相关物理现象等密切相关。所以，在理论物理课程教学中应用先进的多媒体教学是十分必要的。

二、多媒体教学的优势

经过课程内容改革，理论物理课程和过去相比学时有所减少，因此，如何在有限的教学时间内强化理论物理教学效果成为理论物理教学的关键性问题。传统黑板和粉笔的教学方式已难以满足理论物理教学高效率和高质量的要求，而多媒体教学以其特有的优势，弥补了传统教学方式的不足。具体来讲，多媒体教学有以下优势：

1.教学效率高。理论物理教学过程中，有大量的公式需要推导，如果采用传统的教学方式必然占用很多教学时间，从而降低了教学效率，而运用多媒体教学可以在课前准备好教案，节省板书时间，教师可以更好的把握教学重点和难点，活跃课堂气氛，调整教学节奏，进行更好的师生互动。

2.教学质量高。多媒体教学可以利用图文并茂的教学课件，结合文字、影像、动画、表格、声音等内容，将理论教学的背景、实验等内容形象具体的呈现出来，以流动、生动的画面活跃了理论物理教学的课堂气氛，能够有效的降低学生掌握知识的难度，激发学生的学习热情和探究欲望。另外，随着信息化技术的普及应用，教师可以利用网络教学平台进行教学，从而使多媒体教学渗透到课堂、实践、课外、测试等各个教学环节，使学生可以在更广的空间和更多的时间进行理论物理学习。

三、多媒体课件的制作与运用

1.处理好教与学的关系。学生学习新的知识，必然受到知识特征和自身心理的影响。如果知识内容与学生已有的知识水平差距过大，知识表现方式与学生的生活经验、心理特点不适应，必然影响学生接受知识的效果，进而影响到理论物理教学的质量。因此，多媒体课件的制作与运用必须充分考虑学生的认知水平、生活阅历、心理特点等方面，以生动的教学方式激发学生的热情，使学生更好的进入学习。

2.注意多媒体素材的收集和整理。多媒体素材涵盖社会生活的各个方面，包括图像、视频、照片、音频等各种形式的资源，合适的素材是保证多媒体课件质量和教学质量的基础。因此，教师应在日常工作生活中注意收集和整理素材，以缩短课件制作需要的时间，丰富课件内容，提高课件质量。

3.处理好内容与形式的关系。多媒体课件应以合适的顺序和逻辑层次以及广度进行制作，遵循教育学理论和心理学理论的相关原则，保证多媒体课件内容、层次、顺序、表现方式等方面的科学、合理。教师应考虑汉字与图片的搭配、颜色的组合、背景音乐与教学内容的搭配、难点知识与其他知识的组合等等，以确保多媒体课件可以被学生轻松、愉快的接受，使其能够真正有效的提高教学质量。

4.结合多媒体教学与传统教学。多媒体教学仅仅是教学的一种方法、一种工具，因此，教师应在充分认识多媒体教学优势的同时考虑到它的局限性，不过分依赖多媒体教学，有机的结合传统教学与多媒体教学，以避免“穿新鞋走老路”，重视与学生的交流、重视课堂气氛的调动、重视教学语言的锤炼、重视教学方法的创新。

综上所述，运用多媒体技术进行教学是当今教育发展的必然趋势，多媒体辅助教学是教育现代化的必由之路。多媒体教学对理论物理课程教学效果的影响是积极而明显的，制作优质的教学课件，合理地应用多媒体技术，采用多媒体课件与传统教学手段结合的方法，就会优化理论物理课程的教学，达到预期的教学效果。

参考文献：

[1]任克强，李云浩. 多媒体教学课件综合评价指标体系的探讨[J]. 江西理工大学学报，2006(02).

[2]王俊红. 多媒体教学应以人为本[J]. 中山大学学报论丛，2006(06).

理论物理范文第8篇

四十年来,已经出版了许多关于朗道的书籍和文章.特别是1989年由以朗道命名的俄国科学院理论物理研究所所长哈拉特尼科夫主编的《回忆朗道》文集[1],相当详细地介绍了朗道科学与生活的方方面面.2008年1月,俄国的高级科普刊物《自然》为朗道百年出版了专辑[2].俄国科学院物理学部在2008年1月22和23日举行了纪念朗道百年的学术会议,会议文集已经发表在2008年6月俄国的《物理学进展》杂志第178卷第6期[3].加之苏联解体以来,公布了大量过去的秘密档案,使人们对朗道经历中鲜为人知的方面有了较多认识.这篇短文将较少复述公开文献,而扼要介绍一些笔者个人的所知所思.

1生平

1908年1月22日,朗道出生在石油之都巴库的一个工程师家庭.他13岁修完全部中学课程,1922年进入巴库大学,同时上化学系和物理数学系.两年后转入列宁格勒(今圣彼德堡)大学物理系.学生时代即在列宁格勒技术物理研究所参加科研,1927年毕业后成为该所研究生.那里当时在约飞1)院士周围聚集了苏联物理学界未来的一代精英.1926年,朗道发表了科学生涯中的第一篇文章,关于双原子分子光谱谱线强度的理论.1927年,他首先在论文中引入密度矩阵,作为比波函数更普遍的量子系统描述方式.

1929年,21岁的朗道被派往国外一年半,访问了丹麦､英国和瑞士,特别是哥本哈根尼尔斯·玻尔领导的研究所.玻尔很赏识年轻的朗道,朗道也把玻尔视为自己的老师.在以后数十年里,他们还多有交往.这次访问期间,他发展了金属电子的“朗道抗磁”理论,从“泡利顺磁”分走了三分之一.电子在磁场中的“朗道能级”以及能级的态密度,这些在后来的量子霍尔效应理论中使用的基本概念,都首次出现在这篇文章里.

1931年,朗道回到列宁格勒,翌年转到哈尔科夫的乌克兰技术物理研究所,担任理论室主任,不久后被聘为哈尔科夫大学理论物理教授.1937年,朗道转移到莫斯科,在卡皮查2)领导的物理问题研究所担任理论研究室主任.朗道在1946年当选为苏联科学院院士.除了在研究所工作外,朗道还多年在莫斯科大学和莫斯科工程物理学院任教,直至1962年发生车祸.

2对理论物理的贡献

1958年朗道50寿辰时,研究所决定任何人都不要发表空洞演说,而要用独特的方式表示祝贺.原子能研究所的一位院士(I.K.Kikoin)带来一对大理石片,上面刻着朗道推导出的10个公式,称为“朗道十诫”.我们略去公式,列举“十诫”如下:(1)密度矩阵;(2)电子的朗道抗磁;(3)二类相变理论;(4)铁磁畴理论;(5)超导中间态;(6)原子核统计理论;(7)液氦II的超流理论;(8)量子电动力学中物理质量与初始质量的关系;(9)费米液体理论;(10)组合宇称守恒原理.

这里根本没有提到首先引进反铁磁态､无碰撞等离子体中的“朗道阻尼”等重要贡献.“十诫”中有近七项同凝聚态物理有关.1962年授予朗道诺贝尔物理学奖的理由也是“他对于凝聚态物质特别是液氦的先驱性理论”.这些理论并没有冗长繁杂的数学推演,有些甚至是靠物理直觉“猜”出来的.我们只举几个例子.

朗道最初考虑超流液氦中的元激发时,把旋子态能量最低点像光学声子那样画在动量为零处,后来在一次讨论中才把它移到动量不为零处.这样的元激发谱,多年后才被从微观理论推导出来.

朗道抗磁理论还有一项有趣的发展.实验中发现金属铋的电子磁化率随静磁场的倒数而周期性地振荡(deHaas-vanAlphen效应).派尔斯3)指出,朗道在计算抗磁磁化率时,使用泊松求和公式做变换时只保留了打头项,其实振荡效应就在下一项中.朗道推导出描述该效应的公式,请在物理问题研究所访问的英国低温物理学家D.Shoenberg同其实验对比,结果完全一致.这一成果从来没有单独发表,人们只能间接引用Shoenberg发表在伦敦皇家学会会刊上的论文,派尔斯为该文加了一个附录,说明公式的推导过程.

朗道的二类相变理论,统一表述了相变现象的平均场理论.这是现在人们熟知的事实.然而这一理论还有更具体的内涵,即相变前后的物理状态必须遵从若干对称限制.二类相变的群论分析是由栗弗席兹在1940年代初完成的.

铁磁畴理论的物理图象十分简单.由于散发在样品外的磁场能量和磁畴壁表面能的竞争,宏观磁体必定会自发分成磁化方向互相交错的磁畴.这一理论由朗道在1935年提出,而由栗弗席兹等详细实现.

其实,朗道对理论物理的最重要的贡献是他所推崇的理论物理的思维方法和解决问题的方式.他明确区分“技术问题”和“理论物理”,把只谈“技术”的人从讨论班的讲台上撵下去.他厌恶并列各种因素､不突出物理关键的“理论”,把后者称为“消防队长的基本公式”(“火灾原因等于电线短路加煤气泄漏加小孩玩火……”).在1938年出版的《统计物理学》第一版序言中说,“本书不讨论所谓液体理论;这些理论通常包含足够多的参数,可以把任何不十分野蛮的实验弄得同理论一致”.

3朗道与苏联社会

朗道思维敏锐､言辞尖刻,不能容忍科学上不正确的观点和生活中的不诚实行为.他在年轻时甚至主动挑战某些不喜欢的人和事.这给他的人生道路带来过曲折.1932年离开列宁格勒,1937年离开哈尔科夫,都有此类原因.特别是在乌克兰技术物理研究所时,因所内人事变动引发的科学方向上的不同意见,曾使他的一位助手短期被捕.朗道亲手写信给城市的保安部门,为这位助手开脱.随后和哈尔科夫大学校长的冲突,促使他下决心离开哈尔科夫去莫斯科.到达莫斯科后,他写了一纸简短申请给卡皮查,就成为物理问题研究所的理论室负责人.

1938年4月,朗道同另外两位物理学家,包括那个前助手,同一天在莫斯科被逮捕.卡皮查当天就写信给斯大林,说明29岁的朗道是苏联天才的理论物理学家,任何别人都不能代替他的作用;他年轻气盛但决不会做不诚实的事,请求斯大林特别关注.后来知道,玻尔也曾为此写信给斯大林,请求释放朗道.卡皮查后来还写信给莫洛托夫,信中提到他正在进行的一项重要发现(指超流),只有朗道这样的理论家才能给以解释.卡皮查向KGB提出个人担保,换得朗道继续在物理问题研究所从事研究的自由.朗道在被释放之后,绝口不谈监狱生活.在正式文件里只提到他的研究工作曾经“中断”一年.

据说朗道一直认为哈尔科夫时期的一个同事“告密”陷害他,但从来没有具体指出过.在由朗道本人挑选的科学论文集[4]里,有5篇早期论文被抽掉.这5篇文章的合作者都是伊万年科4).朗道总是以轻蔑的语言提到伊万年科.任何人如果在朗道面前正面提及伊万年科的工作,就会损害同朗道的关系.

朗道喜欢对物理学家､科学文章､乃至女性的美丽按对数尺度打分.第一流物理学家的贡献比第二流多十倍,第二流比第三流多十倍.在这个标尺上,只有爱因斯坦独自处于“第半流”的特殊地位.朗道最初把自己归入“第二流半”,据说直到1950年代初,同金兹堡5)写完关于超导(朗道-金兹堡方程)的论文后,他把稿子往桌上一扔,叹道:“终于爬到了第二流物理学家的位置”.朗道还用数学符号对理论物理学家分类:拉普拉斯算子Δ代表头脑尖又坐得住者,如爱因斯坦;达兰贝尔算子代表头脑笨但坐得住者,如莫斯科大学的某些教授;他本人由描述,头脑虽尖但坐不住.最后,代表头脑笨又坐不住的人,例如伊万年科.从上世纪90年代以来,某些人企图把朗道塑造成反斯大林的英雄.他们的主要根据是不久前被公开的KGB档案.档案中有朗道被捕后亲手写的关于“反苏活动”的检查材料,也有在审讯后翻供的记录.见识过“”中各种“逼供信”的中国知识分子,更清楚这类材料的不可信程度.在朗道身边工作过的一些学者也不赞成这种违背历史事实的夸张.例如,卡冈诺夫在其《朗道学派》[5]一书中,用数页篇幅分析这些说法,并说根本不相信朗道会书写和散发反苏传单.

第二次世界大战期间,物理问题研究所撤退到后方.朗道间接(通过为过去的学生出主意)和直接地参与了某些国防任务的研究.他本人在被问及时,往往神秘地一笑了之.但是,从1944年初版的《连续介质力学》一书中,有许多一般物理教科书中不大提及的内容,特别是燃烧､起爆､爆轰波传播､冲击波与固体碰撞等内容,可以窥见他在战争年代科学兴趣的拓展.

1945年12月18日,全面领导核武器研制的库尔恰托夫6)院士写信给苏共中央专门委员会负责人贝利亚,即那个1953年底被处死的KGB头目,请求让“我国最伟大的理论物理学家朗道”参加领导与原子弹有关的理论工作[6].在库尔恰托夫的坚持下,翌年2月此项提议被批准.朗道和他的理论组根据美国最初的实验数据和苏联自己早期实验结果,推导了原子弹的能量有效系数公式.此式曾经沿用多年.1949年10月29日,苏联最高苏维埃决定为研制原子弹的808位有功人员颁发列宁勋章,其中包括朗道.1954年,朗道被授予苏联社会主义劳动英雄称号.

还应当提到,朗道在1939年由卡皮查担保从监狱中出来.早在1940年,卡皮查就准备提名朗道为苏联科学院院士候选人.由于朗道的特殊“保释”地位,卡皮查特地写信给莫洛托夫征求意见,指出学术界一致认为朗道是强有力的院士候选者,并说如果周末之前得不到答复,他就会行动.莫洛托夫没有回信,于是卡皮查开始正式提名.1946年朗道当选为科学院院士,没有经过通讯院士的阶段.1958年,在物理问题研究所为朗道50寿辰举行的庆祝会上,所长卡皮查说,多年以来我对我的理论室主任非常满意,也努力为他创造各种条件;只有一件事我做不到,那就是为他提供出国机会,不过你们知道我自己也无法出国.

以朗道的锐敏,他不可能不觉察到苏联社会政治生活中存在的问题.然而,他是一个爱国者,曾经出色完成过各种国防任务,毕生致力于提高苏联的理论物理水平和培养理论物理人才.用我们过去的政治术语,他是一位走“白专道路”､被“控制使用”的杰出学者.在他周围,有过卡皮查､库尔恰托夫这些勇于承担责任､坚持真理的科学家,为他撑起保护伞,尽量发挥他的聪明才智.这不能不说是苏联物理学界的一件幸事.

4理论物理教程

朗道在哈尔科夫工作期间,开始筹划在从低到高的几个层次上撰写普通物理和理论物理的读物.他同别人合作撰写的《大众物理学》曾经有过汉译本.影响最大的著作当然是朗道和栗弗席兹合著的《理论物理教程》.从开始酝酿到栗弗席兹在朗道身后坚持完成计划,前后历时40多年.这是一部空前而且很可能“绝后”的巨著.

按朗道的设想,这套书用统一的“理论物理”风格,描述了一个理论物理工作者应当具备的基础知识.不论今后在哪个方向发展,全面掌握理论物理的基础都是必要的.书中除了正文的系统论述,还有大量习题.许多习题本身就曾是研究成果.

按照栗弗席兹的最后筹划,全书包括以下10卷,俄文版总量超过4600页.我们在括号中给出早期的出版年份,后来的年份不尽完备:

(1)《力学》(1940版是朗道与毕季哥尔斯基合著,1958,1965,1973)

(2)《场论》(1941,1948,1960,1962,1967,1973)

(3)《量子力学(非相对论部分)》(1948,1963,1974)

(4)《量子电动力学》(1968,1971,1980)

(5)《统计物理学I》(1938,1940,1951,1964,1976,1995)

(6)《流体力学》(1944,1954,1988)

(7)《弹性理论》(1965,1987)

(8)《连续介质电动力学》(1957,1982)

(9)《统计物理学II凝聚态理论》(1978)

(10)《物理动理学》(PhysicalKinetics,实为非平衡统计物理,1979)

第四卷由别列斯杰茨基､栗弗席兹和皮达也夫斯基合著,初版题为《相对论量子理论》,分为上下两册.最后两卷由栗弗席兹与皮达也夫斯基合著.《流体力学》和《弹性理论》在1954年之前原为一册《连续介质力学》.

这套巨著中的多册曾在不同时期有过汉译本.最近高等教育出版社着手组织,从俄文原著全套重新翻译出版.希望这件能促进我国理论物理教育事业的好事能善始善终.

5朗道“势垒”:理论物理最低标准

也是在哈尔科夫工作期间,24岁的朗道为希望追随他工作的研究生们制定了“理论物理最低标准”,即后来有人称为朗道“势垒”的一套考试.按照以后规范化了的要求,“最低标准”由一门数学和八门理论物理面试组成.后八门是理论力学､经典场论包括狭义和广义相对论､统计物理､非相对论量子力学､连续介质电动力学､物理动理学､连续介质流体力学和弹性力学､量子场论.考试中注重解决具体问题的能力,而不是抽象的理论框架.朗道有一次对年轻学生说,有准备的人应能在三个月里通过“最低标准”,如果需做准备也应能在一年内完成.朗道的许多自立门户的学生,也曾先后按“最低标准”取录学生.其实,对于有志于理论物理研究的俄国学生,“最低标准”谈不上是个“势垒”,他们通常在大学本科就开始闯关.

最初朗道自己主持每次考试,后来由他的教授级的助手们分担大部课程,但第一门数学和最后一门量子场论总是由朗道本人出面.朗道备有一个笔记本,他亲自记录下最终通过考试的人名和年份.从1933年到1961年底,总共有43个名字记录在案(见附录).据不完全统计,这43人中至少有18人后来成为苏联或加盟共和国科学院院士或通讯院士,有一位获得诺贝尔物理学奖.名单中唯一的非苏联公民是1935年在哈尔科夫通过考试的匈牙利人LszlTisza,他比朗道大一岁,1941年移居美国,在麻省理工学院执教到退休,现仍健在.还有少数人在通过“势垒”之后,精疲力尽､心力交瘁,从此销声匿迹.

笔者1959年6月从哈尔科夫国立大学物理数学系的理论物理专业毕业.当时该校的理论物理教研室由I.栗弗席兹(IlyaM.Lifshitz)主持.他是同朗道一起撰写《理论物理教程》的E.栗弗席兹的弟弟.由于独立奋斗,他在1960/1970年就当选为苏联科学院通讯院士和院士,而其兄在1966/1979年当选.我在1958年初在栗弗席兹那里通过了“最低标准”中的理论力学.后来由于提出把大学四､五年级并在一起修完的“跃进”计划,未再继续考“最低标准”.毕业回国不久,我就卷入了高分子半导体“大会战”,根本忘记了国家科委要我同另外150位归国同学在国内实习两年,再到苏联读研究生的任务.1961年秋,150人中的15人被通知到外语学院报到.

1961年10月27日我到达莫斯科大学物理系,提出要做朗道的研究生.系秘书查了课表,三天后在大课教室外面,等候朗道课间休息.我对朗道说明来意后,他说:“您知道,我不接收没有通过理论物理最低标准的学生”,(俄语习惯对生疏者称“您”).我说,知道,我会通过.他又说,“我担心您会落入极其困难的境地”.我说,“那我就尝试从那种境地里闯出来”,用的是俄语中最坚决的表达方式.朗道说,“好吧,那您就试试吧”,并给了电话号码,要我准备好就打电话定考试时间.我又问,可以参加您的讨论班吗?他说,每星期四上午11点,任何人都可以自由参加.我知道有几位中国同学曾经试考过最低标准,但没有人真正通过.于是稍事准备后就打电话到朗道家里.考试定在11月11日上午,在物理问题研究所理论室朗道自己的房间里.他让我坐在办公桌前,拿一张白纸写了个不定积分,就到走廊中去同别人谈话.过一会儿,他进来从后面看了一下,看到已经走上正路,就说,够了,够了,又写了另一个问题.记得有一道题是要简化一个比较复杂的矢量分析表达式.由于我的数学知识基本上源于自学,解题实践不足,于是采取了最有把握的办法,把矢量关系全部用单位对称和反称张量写出来,再按爱因斯坦规则缩并指标.朗道看到以后,大笑了几声,告诉我怎样走捷径.

我事先从苏联同学处听说,同朗道考试,要看谁先说“再见”.如果一道题做不上来,你就得说“再见”,以后还有机会再试一两次.如果朗道主动说“再见”,那是个好征兆.我做了5道题后,朗道拿出三张打字纸,并且说“矢量运算您稍慢一些,不过会习惯的.再见”.那三张纸上印着接受其他各门考试的人名和他们的电话,还开列了研读《教程》准备考试时可以略而不读的章节.那时,10卷《教程》还没有出齐,《物理动理学》(现《教程》第10卷)用的是古列维奇的专著.

1962年朗道受伤之后,讨论班停了约两个月,从3月22日起继续,不过朗道的座位始终空着.6月7日我考过连续介质电动力学.这时朗道不可能在短期内恢复已成定局,量子场论改由阿布里科索夫7)主考.原准备在7月间考掉这最后一门,但由于阿氏休假,推迟到9月20日才考完.以后就随阿氏从事研究.

未能由朗道本人把名字写进通过“最低标准”的名单,是一件憾事.因此,我从来不说自己是朗道的学生.然而,趁年轻精力充沛,集中10来个月研读《理论物理教程》和通过“最低标准”,确实终生受益.

6感想

撰写这篇短文,不能不对我国理论物理学乃至整个自然科学基础研究的发展历程有所思考.

朗道虽然可以称为天才,但他绝未独善其身,而是团结和教育了大批理论青年,形成了名副其实的“朗道学派”[5].同一时期在苏联还有团结在塔姆8)､玻戈留博夫9)等人周围的理论团队,他们的竞争和合作使得苏联理论物理学称雄世界数十年.在理论物理这样的精确科学领域,不会产生科学观点各异的学派;他们的差别在于个人风格和教育治学之道的不同.这种学术多样性的出现有其历史和当代的原因.

1932年当选苏联科学院通讯院士,1938年被撤销,后俄罗斯科学院又追认就历史而言,沙皇俄国的数学和物理已经相当发展,出现过国际知名的学者.朗道､塔姆和玻戈留博夫都曾受到前辈的提携.苏联的科学领导部门从来没有以“一刀切”的方式干预基础科学研究,更没有用“经济杠杆”来贯彻官员们的意志:物理问题研究所是预算不受限制的单位,它的所长显然享有重要人事的决定权.苏联科学院研究所的工作时间从未受到政治运动冲击.朗道每星期四上午11点的讨论班,从1930年代到1968年,没有改过日期.卡皮查､库尔恰托夫这些学者的科学成就和道德品质都高大到足以迎着政治强风而为科学事业张开保护伞的程度.他们的个人勇气令人钦佩!我国前辈学者钱三强“解放生产力”10)､“举贤不避亲”,亦可与之比拟.

朗道在列宁格勒大学时是少年“三剑客”之一,另两人是伊万年科和伽莫夫11).评点相对论､切磋量子化,这三位本科生当时就颇引人瞩目.其中伽莫夫的科学天份或许并不逊于朗道,他在1933年趁出国参加会议而滞留于外,1940年成为美国公民,身边已经不可能团聚大批有为青年.他和朗道同年辞世.盖棺而论定,其差别则明矣.爱国心显然是科学家的重要品格.

参考文献

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[2]AndreevAFetal.SpecialIssuetotheCentennialofL.D.Landau,Priroda(Nature),2008(1):2—95(12篇俄文文章)

[3]AndreevAFetal.ScientificSessionofDivisionofPhysics,RussianAcademyofScience,devotedtotheCentennialofL.D.Landau,UspekhPhys.Nauk,2008,178(6):611—668(7篇俄文文章)

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[5]KaganovMI.TheLandauSchool.WhatIthinkaboutIt.“Trovant”Press,Troitzk,MoscowProvince,1998(俄文)

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[8]KoraLandau-Drobantzeva,AcademicianLandau.HowWeLived,Zakharov-AST,Moscow,1999,ISBN5-8159-0019-2(俄文)

理论物理范文第9篇

论文的题目是德国著名理论物理学家奈姆（W．Nahm）教授给她出的。不仅一般人看不懂，就是有关研究所的专业学者也会看不懂，因为它涉及到高能物理中的共形不变量子场论、超弦理论、模群、晶体群等一系列深奥的高能物理学与高等数学概念，是当今世界研究粒子物理现象、引力和宇宙学的重要通道。国际很多知名学者对论文评价很高。国际著名粒子物理学家尼尔斯（H．P．Nilles）教授的评语说道：“沙依甫加马力在她的论文中证明她具有一个好的物理学家的所有品质，特别是她对其数学结构的深入透彻的理解，使她能得到新的、令人惊奇的、非常重要的结果。即使用国际上的高水平的标准来衡量，她也完全值得授予博士学位。”国际知名理论物理学家弗鲁姆（R．Flume）教授评价说：“她与K．文德兰合作的原文（是博士论文的一部分，发表在非常好的学术期刊上）将成为一篇标准的参考文献。”这个“标准的参考文献”意味着是载入理论物理学领域史册的必读文件，是非常高的评价。所有这些评语都很长，最长的一份译成汉语有1500字，都表明沙依甫加马力的论文解决了二维共形不变量子场论领域内许多年来未解决的一个重要问题，并为粒子物理学的深化铺下了一段道路。

沙依甫加马力来自新疆策勒县，1985年进入新疆大学物理系学习，民考民，这意味着她的实际成绩要比汉族考生相对低许多。1990年她以优秀成绩毕业，并考入新疆大学查朝征教授理论物理硕士研究生。她对笔者坦诚地说：“我在策勒县上中学全用维语听课。虽说大学一年级是专学汉语，但后来4年中许多课程都是用维语授课。现在读研究生全是汉族老师讲课，当时对我来说真是难呀！”

众所皆知，为了培养民族干部，长期以来新疆对民族教育一直实行优惠政策，民族学生入大学考试成绩比汉族学生要低得多，现在摆在沙依甫加马力面前的是新的科学征程。为此，汉族导师查朝征教授在开学前接待她和另外一位维吾尔女研究生时说：“你们的基础差，可是在科学的前沿阵地上是没有弱者的地位的，你们要进入科学的前沿只有通过学习，要不断地学习！”沙依甫加马力是位意志坚强的维吾尔姑娘。她忠于职守。在回忆当时的学习情景时，她对笔者说道：“我当时没想别的，只想我已经考上了硕士研究生，就一定要拿到证书。我不能后退，也没有路可退！”她的确无路可退，要退就只能放弃研究生学业。查朝征教授很清楚，面前的两位维吾尔女大学生中学的数学基础差。要培养高级人才必须严格要求，绝对不能降低标准。如果降低标准，那就不叫什么高级人才了。高楼大厦需要坚实的地基，没有深厚的数学底蕴，要想攀登理论物理学的高峰那是不可能的。沙依甫加马力感到压力很大，要攀登就要付出，她把一切时间都用在学习上了。每当看到教科书上有不懂的汉字时，就闷头查字典，一直到把汉字含义搞通为止。她一门课一门课补习，一道题一道题做，遵照导师的教导，认真补完所缺的功课，为此，她的研究生生涯延长了一年。

自古以来，维吾尔族就是一个能歌善舞的民族。进入研究生阶段的沙依甫加马力正处在花季年华，她像其他维吾尔姑娘一样，也爱唱歌跳舞，也爱打扮梳妆，但她没有时间。她每天行进的路线是宿舍、教室、食堂组成的三角形。陪伴她度时的是深奥的教科书、离不开的汉语词典和解不完的难题。惟一的消闲就是每两周陪同男友看一次电影。啊，多么寂寞枯燥的研究生生活！4年中，她重新打造了大学汉族本科的全部数学基础，而且还学会了用汉语听课、交流、阅读和思考。当人们发现她在图书馆阅览室里研读《李代数》《微分几何》等高深的数学理论时，都向她投以惊讶而钦佩的目光，因为这些课程连数学系的本科生都难读通。

沙依甫加马力给导师留下了深刻的印象：她能刻苦钻研，能听指导，最重要的，是她能控制自己，专心研究学问，有很强的意志力，也有悟性，颇具潜力，但硕士只是培养高级人才的一个阶段，后面还有很长的路要走，因为理论物理是一个高度抽象的数学王国，是研究高能物理的基础。通过联系，沙依甫加马力要到意大利国际理论物理中心高能物理组重读国外的硕士学位课程。这是一个专门接待和培训第三世界研究生的地方。进修只有一年的时间。这是一次独立工作和学习的磨练，因为身旁没有导师再给她指导了，有的是来自非洲和阿拉伯世界的同行。课程很紧张，也很难，绝不是国内的那种安排，每天都有大量的习题。沙依甫加马力独立应对，经过一年的学习，她修完了全部课程，比起许多没有过关的同行来，她却是全部及格，而且她独立工作的能力得到了很好的提高。此后她又进了新疆大学、中科院理论物理研究所和德国波恩大学联合组办的博士点学习。课程设计是：第一年在北京学习，第二年去德国，第三年又在北京。

就在第二年她要启程去德国完成论文的前夕，沙依甫加马力突然报告导师：她怀了孩子。这突如其来的消息震动了查朝征教授的心，他想了想，严肃地告诉沙依甫加马力说：“现在你面前只有两条路可以选择：要么你回家生孩子，从此半路夭折，用家庭的温暖换取学业；要么你下定决心不要孩子，去国外深造，为科学牺牲家庭的温暖。一个人想要做出非凡的贡献，往往要做出非凡的牺牲。”导师的话震动了沙依甫加马力的心。她面临着人生的重大抉择，激烈思想斗争的结果，是她说服了丈夫，做了人流，毅然去了德国波恩大学物理研究所，并在国际有名的理论物理学家纳姆（W．Nahm）教授的指导下完成了论文。直到2000年8月完成论文答辩她才回来。这3年中，她克服了许多普通人难以克服的困难，最难的是要克服传统的风俗。1994年沙依甫加马力结婚，但为了学习她做人流的事没敢告诉母亲。母亲希望有个小孙孙的唠叨一直萦绕在耳边，等到2001年生孩子沙依甫加马力已经33岁了。1998――2000年她在德国学习，说起来是在国际上著名的波恩大学完成博士论文，但由于工作紧迫，根本没有时间消闲，全部时间都用在学习上。波恩到底是什么样子她也无暇光顾。前后大约有10个月，帮她充饥的只是面包和苹果。由于长期营养不良，那满头秀发也掉了不少。1998年丈夫吐尔洪到波恩去看她，见到心爱的妻子换了一副模样，心疼的不得了，便天天学做维吾尔家乡的饭，中午给她送到办公室。

现在在她拿到博士学位证书以后，人们可以百倍赞扬她取得的成绩，实际上她走每一步都很困难。这完全是论文题目造成的。可以这么说：在物理学中，理论物理属于最难的课题；在理论物理学中，弦理论属于最难的课题，但它也是一个最热门的课题，20多年来世界各地有许多理论物理小组在研究它，但“由于问题出乎意料的复杂性，没有能解决”（纳姆教授的评语）。它属于高度抽象的数学物理领域中的开拓性的运算。前人没有能走通。当初北京的理论物理研究所接到这个论文题目时，许多同行专家都为沙依甫加马力能否完成这个课题摇头。但沙依甫加马力是位内心极其坚定的维吾尔女性，到了波恩大学以后就一头钻进了课题。一年过去了，论文没有完成，只好延长。第二年查朝征教授也来到波恩大学，见到的沙依甫加马力已经掉了许多头发。查朝征教授自己就是世界知名的理论物理学家，他从学生手里接过纳姆教授要求她阅读的辅助材料，大约一周以后，查教授还没有梳理完，一天，沙依甫加马力突然敲门闯了进来，喊道：

“老师，题目我解出来了！”

这是一个突如其来的喜讯。谁能预料这位来自中国的新疆、来自极其遥远而偏僻的昆仑山下的民考民的维吾尔姑娘，竟然完成了这个世界理论物理学中的尖端难题！连纳姆教授自己都深感意外，没料到会有这么大的突破。但这一切都是真的！这是一种创造性思维。是一个人对问题的数百个不眠之夜的思考的积累，是悟性的突破，是她非凡的意志力所追求的硕果！在全部检查完论文以后，4位德国教授给她写下了最公正的评语。

现在沙依甫加马力已在北京高能物理研究所工作，高能物理研究所的上下领导和同事给了她很大的帮助。博士后工作站是专门独立做研究工作的地方。她工作的不错。一年多就发表了两篇文章，一篇在国内核心刊物上，一篇在国外核心刊物上。这在理论物理这个领域就不简单了。刚去不久，她曾在高能所作了一次学术报告，反映颇佳。后来清华大学又专门请她去做了一次报告。在科学的讲坛上，没有实力是上不了那个台阶的，她的成就得到了北京同行们的认同。

她的博士论文完成的质量极高，这里没有一丝优惠和照顾，只有15年的心血和汗水所显示的她的人格的力量。理论物理是个极其抽象的领域！她的成功表明中国的改革开放正给古老的维吾尔民族，给新疆大地带来无限的生命力，也为新疆新一代民族青年树立了榜样，只要能像沙依甫加马力那样坚定不移地追求创新，超越自己，那蕴藏在维吾尔族同胞中的巨大的智力潜力，定会源源不断地释放出来。

“沙依甫加马力”是一个美丽的名字，维语的意思是“美丽的仙女”。我们的沙依甫加马力不仅人很美，而且还有着美丽的追求和美丽的人格，相信在这改革开放的新时代里，一定还会有更多的美丽仙女创造奇迹！

注：沙依甫加马力的博士论文英文题目为：《Toasards a Classification of U-nitary Conformal Field Theories with Cen-tral Charge c＝2 and N＝2 Superconformal Therries with c＝3》。现在这篇论文的一些原理和结论，已被西方的一些著名科学家、包括诺贝尔奖金获得者在5篇新论文中应用。

理论物理范文第10篇

2015年12月7日至9日，在由慕尼黑数学哲学中心和阿诺德・索末菲理论物理中心组织的一次旨在指责理论物理学远远背离实验科学的特殊会议上，一些长期对哲学不满的物理学家与哲学家碰面了。组织者称，会议的中心议题是科学方法的整体性以及科学在公众中的声誉。

会议是在德国慕尼黑路德维希马克西米利安慕尼黑大学召开的。此次研讨会召开的直接起因是 2014年《自然》上刊登的一篇文章。在这篇文章中，南非开普敦大学的宇宙学家乔治・ 埃利斯和约翰・ 霍普金斯大学的天文学家约瑟夫・ 西尔克哀叹理论物理中出现了一个“令人担忧的转向”。

“在将基础理论应用到已观测宇宙时遇到的困难面前，”他们写道，“一些科学家认为，如果一个理论很美妙而且经得住解释，就不需要通过实验进行验证。”

文章讨论的第一个问题是可实验性。正如科学哲学家卡尔・波普尔20世纪30年代提出的那样，对一个即将被认定为正确的科学理论，科学家必须通过实验对该理论进行证伪。埃利斯和西尔克在文章中指出，在某些领域，一些理论物理学家已经偏离了这个指导性原则，甚至公然辩称理论物理不应该受制于该原则。

两人将弦理论作为例子进行讨论。该理论用无穷小的细弦替换基本粒子，来调和那些描述引力和量子世界的理论之间的矛盾。弦太过微小，无法使用现代技术对其进行探测。然而，一些人争辩说，无论实验能否对其结果进行测量，弦理论都是一个值得追求的理论。原因很简单：它似乎是解开诸多疑惑的“良药”。

此外，西尔克和埃利斯还引用了另一个似乎已抛弃“波普尔主义”的理论：多重宇宙理论。多重宇宙理论认为，大爆炸产生了多个宇宙，其中大多数与我们的宇宙完全不同。

但在研讨会开幕式的讲话中，加利福尼亚大学圣巴巴拉分校的理论物理学家大卫・ 格罗斯对这两种理论进行了区分。他认为，弦在原则上是可被测试的，因此弦理论当然是完美的科学理论。而多重宇宙的概念就棘手多了，因为从我们的宇宙根本观察不到它假设的宇宙，甚至在理论上也不可能观察到。“仅凭当前无法对其进行检测就认定（弦理论）不是科学实在荒谬至极。”格罗斯说。他因在强核力方面的研究获得了2004年的诺贝尔物理学奖，而且对弦理论做出了突出贡献。

参会者卡罗尔・罗维里是法国艾克斯- 马赛大学的一位理论物理学家。他认为，目前虽然尚无法对弦理论进行检验，但并不代表它不值得理论物理学家为之付出努力和时间。埃利斯和西尔克的矛头直指路德维希马克西米利安慕尼黑大学的理查德・戴维所写的《弦理论与科学方法》（剑桥大学出版社，2013年）中的观点。戴维在书中写到，弦理论家已经开始遵循贝叶斯统计原则，即在先验信息的基础上预测某一假设正确的可能性，然后随着必要信息的不断增多对预测进行修正。然而，戴维发现，物理学家已经开始倾向于使用纯理论因子，比如通过理论的内部一致性或在没有可替代方案的情况下对预测进行修正，而严肃的做法应该是基于实际数据对预测进行修正。

在这次会议上，格罗斯与罗维里产生了激烈的争吵。前者认为，正是因为缺乏替代方案才使弦理论正确的可能性更大；后者多年来致力圈量子引力的研究，断然否认没有可行的替代方案的说法。与此同时，埃利斯拒绝承认理论因子可以提高理论的可靠性。他说：“我对贝叶斯主义的回答是：新的证据必须是实验证据。”

其他人围绕贝叶斯统计学对弦理论的作用展开了独立讨论。斯德哥尔摩北欧理论物理研究所的物理学家萨宾・赫森费尔德尔认为，弦理论的普及可能加深了一种印象，即认为它是物理学的唯一选择。但是弦理论的普及也可能得益于社会学因素，她举了一个例子：很多年轻学者已经将自己的研究方向转到弦理论，因为从工作前景来看，在这一领域搞研究显然要比在那些鲜为人知的领域搞研究有前途得多。 约瑟夫・西尔克

科学史学家、丹麦奥胡斯大学的赫尔奇・克劳从历史角度表达了自己的观点。他说：“以前也曾提出过多个‘新科学方法’的建议，但是用其他标准来替代经验检验法的尝试总是以失败告终。”他还补充说：“至少这个问题在某些物理学领域就是如此，弦理论和多重宇宙理论只不过是多数物理学家研究的一个小领域而已。”

这种安慰对罗维里来说远远不够，他坚持认为应该明确划分已被实验证实的理论和尚在检验中的理论。他说：“当你走在街上，忽然有人拦住你说，‘你不知道世界是由弦构成的，而且存在平行宇宙吗？’这种感觉非常糟糕。”