2023-02-06近代物理学

按照相对论,空间不是三维的,时间也不是一个独立的实体,它们密切地联系在一起,构成了四维的“时-空”连续体。

如果不同的观察者相对于被观察诸事件而运动的速度不同,它们将把这些事件排列成不同的时间先后次序。在这样的情况下,在某个观察者看来是同时发生的两个事件,其他观察者可能看成是按不同的时间顺序发生的。

空间和时间二者变成仅仅是特定的观察者用来描述被观察现象的语言要素。

质量只不过是能量的一种形式。即使是静止的物体,也在其质量中储着能量。

万有引力就是一切有质量的物体相互间的吸引力。

爱因斯坦理论:

1.引力具有使空间和时间“弯曲”的效应。

2.三维空间实际上是弯曲的,而且它的曲率是由有质量的物体的引力场造成的。

只要存在着有质量的物体,他周围的空间就是弯曲的,弯曲的程度取决于物体的质量。

相对论认为,由于空间绝不能与时间相分离,所以时间也受到物质的存在的影响。因此,在宇宙的不同部分,时间以不同的速率流逝着。

X射线的发现,首次显示出原子具有某种结构。

卢瑟福(用a粒子轰击原子核):自古以来,原子一直被认为是坚硬和致密的粒子,却原来大部分是空的。在原子里,电子这种极小的粒子,在电力的约束下,围绕着原子核而运动。(一个盐粒在圣彼得大教堂的中心,一些尘埃的微粒在大厦广阔的空间中围绕着它旋转---这就是我们想象中的一个原子的原子核和电子。)

一种元素的原子里电子的数目决定着这种元素的化学性质。(尘埃)

最轻的原子是氢原子,它只含一个质子和一个电子。

原子之间的相互作用导致各种化学过程。

卢瑟福实验表明,原子并非坚硬而破坏不了的,它的组成是一些极小的粒子在广阔的空间中运动。物质的亚原子单元是非常抽象的实体,它们具有二象性,有时像粒子,有时又像波,取决于我们如何去观察他们。光也具有这种二象性,它可以取电磁波的形式,也可以取粒子的形式。

物质和光的这种性质是很奇特的。粒子是仅限于一个很小的体积内的物体,而波则是弥散在空间中大范围内的。某种东西居然可以同时既是粒子又是波,这似乎是难以接受的。这一矛盾最后导致了量子理论的建立。

普朗克发现热辐射的能量不是连续地发射,而是以“能包”的形式发射的,这一发现肇始了量子理论的整个发展过程。

爱因斯坦称这些能包为“量子”,并认为它们是自然界的一个基本方面。他假设光和任何其他形式的电磁辐射都不仅能以电磁波的形式,而且还能以这种量子的形式出现。

从那时起,光量子就被看作是真正的粒子,现在称之为光子。光子是一种特殊的粒子,它没有能量,并且总是以光速传播。

【在亚原子水平上,物质并不确定地存在于一定的地方,而是显示出“存在的倾向性”;原子事件也不在确定的时间以一定的方式发生,而是显示出“发生的倾向性”。在量子理论的描述中,用概率来表示这些倾向性。(概率波)】我们永远也不能确定地预测某一原子事件,我们所能说的只是它有多大的可能性会发生。

……像波一样的概率图像,这些图像最终表示的并不是事物的概率,而是相互关系的概率。

量子论说明,我们不能把世界分解为独立存在的最小单元。当我们深入物质内部时,自然界并不向我们显示出任何孤立的“基本结构单元”,而是表现为由整体的不同部分之间的关系构成的复杂的网络。

任何原子客体的性质只能根据客体与观测者之间的相互作用来了解。

(王阳明:你未看此花时,此花与汝同归于寂;你来看此花时,则此花颜色一时明白起来”)

(所思:你的世界只是“你眼中”的世界。)

量子论表明,原子所有令人惊讶的性质(致密的形状、极高的机械稳定性…)都来源于它们的电子的波动性。

在原子里有两种互相对抗的力。一方面,电力将电子与原子核约束在一起,这种力试图使它们尽可能的相互靠近。另一方面,电子对这种约束的反应是绕原子核旋转,它们被原子核约束得越紧密,旋转的速度也就越高。这种高速度使原子看起来像一个刚性的球,就像一个快速转动的螺旋桨看起来像一个圆盘一样。(所思:中国功夫、高空坠鸡蛋)

在原子里,电子排列分布在轨道上的方式是使原子核的吸引与电子对约束的抗拒达到最佳平衡。(所思:人本身的矛盾性与所必需的平衡)

不能把原子想象为一个小的行星系,而必须想象为排列分布在不同轨道上的概率波。电子波在轨道上排列分布的“驻波”图样,就像是一根振动着的吉他弦上的波,或者是一支长笛里的空气中的波。(所思:武侠中音波杀人)

“基态”-“激发态”:电子的转动不能连续地变化,而只能从一个数值跃变为另一个数值,正如它们只能从一个轨道跃迁到另一个轨道。此外,较大的数值表征着原子的激发态,基态是指所有的电子都处于可能有的最低轨道,进行着可能有的最小量的转动。

存在的倾向性粒子以运动对约束做出反应原子突然从某种“量子态”跃变为另一种“量子态”,以及所有现象在本质上的相互关联——这就是原子世界一些不寻常的特征,另一方面,引起所有原子现象的基本的作用力,就是带正电荷的原子核与带负电荷的电子之间的电的引力。这种力与电子波之间的相互作用造成了我们环境中种类繁多的结构和现象。

电子与原子核之间的相互作用,就是所有固体、液体和气体,以及所有有生命的有机体和与之有关的生物学过程的基础。

相对论说明了质量与任何物质无关,而是能量的一种形式。能量是与某种活动或过程相联系的一种动态的量。

当两个粒子发生高能碰撞时,它们将成为碎片,但是这些碎片并不比原来的粒子小。它们仍是同一类粒子,而且是从碰撞过程的动能中产生的。用这种方法,我们能够将物质一再分割下去,但是永远也得不到更小的碎片,因为我们只是从这种过程所包含的能量中创造出粒子。亚原子粒子就是这样同时既是可被破坏的,又是不可破坏的。

于是,粒子被看成是一些动态的构图或者过程,它们包含着一定的能量,在碰撞过程中,两个互相碰撞的粒子的能量重新分配,形成一种新的构型,如果增加了足够的动能,这种新的构型中就可能包含着另外的粒子。

在过去几十年中所作的高能散射实验,说明了粒子世界动态的和不断变化的特性。在这些实验里,物质看起来完全是变化无常的,所有的粒子都可以嬗变为其它粒子;他们可以从能量中产生,又复归于能量。要了解粒子的性质只能通过它们的活动,它们与周围环境之间的相互作用。

在相对论对粒子相互作用所作的描述中,粒子之间的作用力——也就是它们相互的吸引力和斥力——被设想为交换其他粒子。

一粒食盐-食盐分子-两种原子-原子核和电子-原子核由质子和中子组成——但是,在粒子的层次上,我们不再能以这种方式来认识事物。认为物质由一些组成部分构成,这种近似的观点也就完全不能成立了。粒子世界不能被分解为基本成分。

【 道德经:道冲而用之或不盈,渊兮似万物之宗。挫其锐,解其纷,和其光,同其尘。湛兮似或存,吾不

知谁之子,象帝之先。

天地之间,其犹橐龠(tuó yuè)乎?虚而不屈,动而愈出。多言数(shuò)穷,不如守中。

谷神不死,是谓玄牝(pìn),玄牝之门,是谓天地根。绵绵若存,用之不勤。】 

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