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@qiusir:上海译文出版的那封面还算可以,但还是更喜欢清新脱俗的这幅。原本是一整天的时间可以看完,简单收拾下书房,又冲了阳台等琐事,如果坚持看完也是可以,傍晚有点疲惫就看了电影,第二天数学监考的时间看完了。因为要准备给高三A班上课的事,读书笔记要拖后几天了...
@qiusir:阿兰·德波顿的书还有几本没有看过的已经在购物车里了,《工作颂歌》、《机场里的小旅行》、《新闻的骚动》、《写给无神论者》和《爱情笔记》,很怕看完了还没遇到很喜欢的作家是件很遗憾的事情,比如弗里曼·戴森的书目前就没有替代品了。
冯涛翻译,2008年10月于伦敦
我的作品在中国(我应该是读过四五六遍了吧,每次都还是要记录一下)
随笔作家,就是既能抓住人类生存的各种重大主题,又能以如话家常的亲切方式对这些主题进行讨论的作家。
抱定为了更好地理解自己以及自己所处环境的目的去读书,是至关重要的。最好的书能清楚地阐明你长久以来一直心有所感,却从来没办法明白表达出来的那些东西。
有些书跟我们交流的方式与我们的爱人同等热烈,而且更加诚实可靠。
我们身上那些更加隐秘的侧面---诸如我们的困惑、我们的愠怒,我们的罪恶感---有时竟然在某一书页上更我们撞个正着,一种自我认同感油然而生。
马塞尔·普鲁斯特曾表达过,“事实上,每个读者只能读到已然存在于他内心的东西。书籍只不过是汇总光学仪器,作者将其提供给读者,以便于他发现如果没有这本书的帮助他就发现不了的东西。”好书对我们各种情感的描绘远胜过我们自己的体会,它处理的感知和认知虽确属于我们所有,却又是我们根本无力予以明确表达的:它比我们更了解自己。
我读书时总抱着非常个人的理由:为了帮我更好滴生活而读书。
我读书是为了学习,是为了成为一个更好的、更有自知之明、更多才多艺的人。我几乎从来不为了“取乐”而读书。(撞个正着哈哈)
中文版序言
建筑的功效就好比天气
要求特别属于奥地利式的建筑就好比要求特别属于奥地利样式的自行车或电话机一样荒唐透顶。
别的国家的建筑最有吸引力的却正是区别于它的邻国的那些东西。
一个国家的建筑特征就像这个国家整体的民族特性一样,是创造出来的,而不是被动地由其国土决定的。

一.建筑的意义
建筑可以向我们生动地展示出我们理想的状态可以是什么样子。
和弗洛伊德一起远足的诗人里尔克自始至终都沉默寡言,并非里尔克对身边的美景视而不见,他只是对世间万物都是多么短暂无常无法释怀。用弗洛伊德的话说,他无法忘记“这所有的美景注定要湮灭,冬天一到它就荡然无存了,就像所有人类的美以及所有人类所创造或可能创造的美一样。”
以一种健旺的精神拒不赋予几个偶然的污点以真正的意义是令人愉快的。
@qiusir:没有监考任务在家读书,听着Sam Smith的CD,看着Alan De Botton的书,通过电脑和音响这些科技的产品享受着西方的文明成果,用国产的铅笔在中国的纸张上写下了此时的感受。
生活也许不得不在我们能够开始恰当地欣赏其更加微妙的献礼之前,将自身的某些真正的悲剧性色彩展示给我们...
德国神学家保罗·蒂利希在他的回忆录中说,尽管他父母和老师费尽了教育手段,作为一个娇生惯养、一无挂虑的年轻人,艺术却总是无法打动他。他被征入伍,为避暴雨进入了柏林的腓特烈大帝博物馆,在楼上一个很小的画廊里,他与波提切利的《圣母圣婴与八位唱歌的天使》不期而遇,当他的目光与童真玛利亚那睿智、柔弱、悲悯凝视相遇时,他竟然不可抑止地泣不成声。他经历了他描述为启示录般狂喜的那一刻,他因这幅画所具有的异乎寻常的温柔气氛与他在战场上学到的残酷教训之间的反差而泪流满面。
众多美的事物正是在跟痛苦的对话中获得它们价值的。历经一番苦痛竟成了欣赏建筑之美的非同寻常的先决条件之一。也许在所有其他的要求之外,我们须得具备一点悲痛才能真正被建筑之美打动。(当年在峨眉山,大雪天一抬头看到光明顶瞬间泪崩)
二.我们应该建造何种风格的建筑?
古典主义的建筑师及其主顾极少有人会感到独立创新的动力。忠实于经典菜式真正重要的,重复就是标准。理直气壮地模仿...
“建筑已然成为一个狂欢节,我们深受其害,”普金在1836年抱怨道。“个人趣味肆意妄为。每个建筑师都有他自己的理论。”(有点像是十多年前的教育改革)
伟大建筑的本质就在于那些在功能上并无必要的元素。

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将对美的谈论置换为对功能性的考量,保证了将建筑从关于没血的复杂而没有定论的争执的沼泽中解放出来,转而追求一种没有争议的技术性事实,也由此确保了对于一个建筑外观的争论将可能和对于一个简单代数方程的答案的争论同样具有专属性。
(教师直面的不仅是童真,很多时候是病态,而且教师本人也一样是病了,但他将对所有的不好负责。)
它们在机械意义上为我们遮风挡雨的同时,还发出一种希望我们成为特定的某种人的邀请。
三.会说话的建筑正如洗衣粉或一杯茶的气味可以释放出整个童年个,整个文化也能从几根线条的角度中一跃而出。
司汤达“美即对幸福的许诺。”他这个警句的精彩之处就在于将我们对美的热爱与美学上的学术成见区分开来,转而将其与我们作为完整的人需要发扬光大的那些品质熔铸为一体。
“有多少种幸福观,就有多少种美。”
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《两瓣与一球》1936 (Barbara Hepworth Two Segements and a Sphere 1935)
那个球看起来很不稳定,动态十足,我们能感觉到它是多么迫切想滚落承托瓣的斜边并滚过整个房间。与它这种冲劲正好相反,承托它的楔状物却传达出成熟和稳定的感觉:它从一边到另一边都像是满足于温柔地看护并驯化着其负荷物局渔鸥的鲁莽劲头。
@qiusir:上面的这个作品让我马上想到了在扬州图书馆看到的那个...[?]
四.理想的家
在一个被三条高速公路夹死的旅馆房间或是破败高层住宅区的一块荒地上,我们的乐观态度与意志力都会有渐渐枯竭的趋势,像水从一个破缸里流尽一样。我们会忘记我们曾有的雄心壮志或是感觉精神焕发、胸怀希望的所有理由。(如果从一出生就在那种环境里生活呢?)
我们对家的热爱反过来亦是承认我们的个性绝非自我决定的。
顾客们独自进餐、读报或者盯着棕色的瓷砖,坚决而又粗暴咀嚼着,与其相比,哪怕是饲养棚里的气氛都会显得更加欢快更有礼貌。
在教堂里待了十分钟后,一系列在外面绝难想象的观念竟然开始显得触手可及。
在一个中世纪的人眼里,大教堂就是上帝在尘世间的住所。
伊斯兰教尤其强调数学的神性。
这样的作品就是摆脱了一切人类限制的一种精神的产品,就是一种丝毫没有沾染人类的粗鄙的更高级的天赋的创造,也因此值得无条件的敬畏。
“奉至仁至慈的真主之名。真主,除他外,绝无应受崇拜的,他是永生不灭的,是维护万物的。”
美丽的建筑具有提升我们道德和精神的力量。一幢美丽的建筑能够增强我们向善的决心。
经由看而非读可能更容易成为主的忠实仆人。他们认为建筑对人类的塑造可能比经文更有效。因为我们是感觉的造物,如果我们经由眼睛而非我们的理智接受精神的律条,我们的灵魂得到强化的概率更高。
一个人住在什么房间里直接影响到其自我实现的程度。
建筑正如写作,都是为了把那些对我们真正有意义的东西记录下来。
十八世纪后期于普利茅斯郊外的一座小山上,伯爵夫人竖起了一块高三十英尺的新古典主义风格的方尖碑,不过是为了纪念一头非同寻常敏感的叫丘比特的猪,她丝毫不觉得踌躇地将其称为她真正的朋友。(我觉得可以为王小波笔下的那头特立独行的猪立一块纪念碑,或者那头猪也叫丘比特。)
那位勋爵,也远未能融会西塞罗、荷马和所罗门的天才,其实是个典型的十八世纪中叶的律师,残酷无情,人性浇薄并善于将其卑鄙的本能隐藏在对经典著作的寻章摘句中。
(画)母亲温柔的态度与儿子满怀信任与责任感的表情使我们意识到我们自己的玩世不恭和生硬唐突。
这些艺术作品之所以能触动我们,正因为它们不像我们却又像我们期望自己成为的模样。
一心想买下某样我们认为美丽的东西,事实上也许恰恰是应付它在我们内心激起的向往的最不适宜的办法,这正如一心想跟我们心仪的某人睡觉也许是对爱的情感最愚笨的反应一样。
我们寻求的,在最深刻的层次上讲,是在内心去模仿那些通过它们的美打动了我们的物品和处所,而非在物质上占有它们。
一个社会本身欠缺什么,它就会喜爱能体现这种价值的艺术。
我们的生活就像波涛汹涌的海面上左倾右倒的帆船。
我们先天的不平衡又因实际额需要变本加厉。我们的工作不断地要求我们非常单一的某种才能,导致我们越来越无法成就丰满的个性,以至于我们会怀疑我们大部分的个性与理想都已付诸东流。
古希腊人因为大部分时间都在户外读过,所以他们极少感到需要在他们的艺术中赞美自然世界。因为希腊人本身并未丧失其自然本性。
风格的多样化是我们内在需要的多样化的自然结果。“有多少种幸福观,就有多少种美。”
五.建筑的美德
一幢比例均衡的建筑如果以不合适的材料出之则活像一个勇气十足的人却缺乏耐心和洞察力。
那些石块或许宁愿继续在它们两亿年前就开始沉睡的地方继续睡下去,那些铸造出铁栏杆的铁矿石也许宁愿继续寄宿于松林覆盖下的中部高地,可是却跟众多其他的原材料一起从昏昏沉睡中被哄骗出来,共同成为构造庞大的城市乐章的音符。

我们说它美是在是因为自惭太熟悉它的对立面:家庭生活找那个多的是气恼和争执,体现在建筑上,则是大街上的各种建筑元素根本不注意与左邻右舍保持和谐,反而一心只想着大嚷大叫地吸引注意,就像那些嫉妒而且怒气冲冲的情人。这条秩序井然的大街则提供了一个教训,证明了我了一种更高的、集体的计划放弃个体自由的好处,因为对整体做出了贡献,每一个组成部分也由此变得更加伟大。

几乎所有实体的建筑作品都离不开秩序。
对秩序的执著就是对生命的执著。(人以负熵为食)
虽然我们倾向认为,建筑也像文学一样,一件重要的作品应该是复杂的,但是有很多迷人的设计上却出奇地简单,甚至是重复的。
1849年约翰·罗金斯为视觉和谐的消失感到困惑难解,他不禁要问,竟然号称“我们每一座济贫院或教区教堂就创造一种全新的建筑风格”,还有比这个更加有害无益的吗?
我们的天才和他们的原创已经足够多了,就让我们不断地重复自己吧。
原创性在某些领域或许非常重要,而在更多领域内,谨慎和坚持程序却是更为重要的美德。
建筑应该具有甘愿稍显乏味的信心和善意。
“在一件艺术作品中,透过秩序的面纱必须有非秩序的闪光。”
我们既能欣赏到秩序又不至于有沉闷之感,既能感受到活力又不会有混乱之虞。
美存在于秩序与多变之间。正如离开了危险印象的背景我们就不会欣赏安全的魅力一样,只有在一幢跟混乱调情的建筑中我们才能真正领会我们是多么渴望井然的秩序。
(海森堡:美是各部分之间以及各部分与整体之间固有的和谐。)(在对象统一表现为千篇一律的地方,美作为多样性存在,而在多样性表现的杂乱无章的地方,美作为统一性存在。)(物理在对美的概括更具有科学的样)
一幢平衡的建筑就是一种平衡生活的承诺。
沿着斧削般陡直的山坡,松柏如勤勉的哨兵仅仅抓住狭窄的岩脊。
拉罗什富科:“我们都有足够的力量承受他人的不幸。”
多年来,我在购物来回的路上总是经过一幢房子,尽管这是我所见过的最丑陋的建筑之一,它教给我的建筑知识比众多建筑杰作都要多。
当建筑开口讲话时,从来就不会只有一种嗓音。
我们可以说建筑没有任何一部分天生就是丑陋的;它只不过放错了位置或做错了大小,而美正是各部分和谐一致的产物。(社会构件的每一个人也没有一个是天生丑陋的...)
尽管他们真心诚意地希望尊重过去,他们却惊人地一上来就忽视了过去为什么值得尊敬的真实原因。
我想象不出还有比永远在巴黎住下更大的乐事了,就这么泡泡图书馆,溜溜大街,从“安托万咖啡馆”的一个边桌后头观察这个世界。
他头上既没有长角屁股上也没有拖条尾巴。他显得既智慧又人道。只有在充分理解了一个理性之人是如何起意要摧毁半个巴黎市中心的,只有在对这个计划背后的志向产生同情并对其中的逻辑产生尊敬后,再开始嘲笑或者确信自己超越了这个关于城市未来的非凡创意,才算得上公道。
我们之所以欣赏纽约,正在于交通和人群已经被迫形成了一种困难却卓有成果的联合。
设计就意味着强迫自己忘却我们确信已然知道的事实,而去耐心地剥离出隐藏在我们这些习惯性思维方式背后的心理机制,并充分认可其神秘性,承认在诸如关灯或开水龙头这样的日常事务背后那令人目瞪口呆的复杂性。
环境没有成功与我们的感情形成共鸣,是由于建筑师忘记了地人类精神的怪癖给予足够的尊重,他们任由自己被“我们可能成为什么样子”这种过于简单化的想象牵着鼻子走,而不去顾及“我们原本是什么样子”这一错综复杂的事实。
我们称之为美的那些所在正是由极少数的建筑师满怀谦卑,充分地质疑与审视自己意欲将其对于快乐稍纵即逝的理解转化为具有逻辑性的规划的热望与执拗之后创造出来的作品---这种综合之后的结果使他们创造出的环境能满足我们那些从未明确意识的需要。
六.土地的承诺
坏建筑就是一个大写的凝固的错误。
夏目漱石在英伦曾因为邀请某人赏雪受到嘲笑。
我们甚至都可能没注意到我们依然扼杀了我们自己的好奇,正如在找到乐于倾听的听众之前我们都忘了自己还有话要说。
尼采观察到,被誉为伟大的意大利文艺复兴的发动和展开实际上只不过大约百余人的努力造就的,而我们在想象中会认为不定有多少人在其中扮演过角色呢。

幸福与建筑:德波顿访谈录
记得刚刚搬来英国时,这是被英国的建筑吓了一跳。(那是你没来这,后来你来了也不提一嘴是不是怕得罪读者哈哈哈,还是无力吐槽)
我的著作一直都在探讨,在日常生活中到底是什么决定了我们的幸与不幸。所以我已经探讨过了爱情、旅行、社会身份等问题,都隐然是从哲学的角度讨论的。
我记得我有位朋友曾对我说起,她在看过她未来男朋友住的公寓的装修以后就把他给甩了。
毕竟我们对美的趣味就跟我们的言谈举止一样能泄露我们的性格。
我们都期望视觉风格能对我们内心的缺失有所补偿。
水泥墙对我而言,就像普鲁斯特那著名的玛德琳点心一样,能一下子在我心里唤醒我的童年。
我梦想的都一直是一个现代设计的四四方方的水泥匣子,我却一直都可望而不可即。
当我们称赞一把椅子或是一幢房子美的时候,我们其实是在说我们喜欢由它彰显出来的那种生活方式。
建筑对我们的影响可以和天气相比。
建筑师力图创造意趣相投的环境的失败,正反应我们在我们生活的其他领域发现幸福的无能为力。
我并不觉得为了一个沙发或是一个盘子争执不休是浪费时间,因为一个特别的沙发能向我们暗示出一整套生活方式和生存态度。
家具店的这种争斗就完全是合乎逻辑的:绝不是什么鸡毛蒜皮,而是关系重大。就算仅仅因为某个人对沙发的趣味就跟这个人分道扬镳,或者因为他对杯子的趣味就跟定了他,我们也丝毫不必觉得难为情。(看似小事,实则关系重大)
我们的教育体系很少培养我们对于生活中视觉方面的兴趣,文学对我们的影响都远远大于其他任何一种艺术。
对于不同美学观的比较最终都会衍变为对不同人生观的比较。我们的品味之所以有所不同,归根结底是因为我们有不同的人生观。
什么能使你感到幸福?美丽的物品和地方。还有人们之间相互理解的哪些瞬间。
人们视觉方面的趣味最重要也是最为痛苦的方面就在于,它们是处于本能,不由分说一下子就表现出来你。
我喜欢完全用我自己的声音来讲述,尽可能地贴近真实的自我。我喜欢有时来点分析,有时又来点描绘---我会耐心地将世界的一个侧面或是一种经验细细描绘出来。
美丽的城市,比如说巴黎,都具有一种很好的普通街道的模式:这种风格不断地重复下去。我们大都执着于想使所有的建筑都具有独创性,可事实上,最漂亮的城市反而是对一种基本模式的不断重复。(我看到这一段想到的是类似于“皇冠的迭代”[?],想到的是一个优秀的人对自己的固守,立不易方)
(敦请、健旺、巨细靡遗、斩截、锁钥、累卵、叱骂、世易时移、熔铸、烛照、残生、抵牾、藏否人物、遽下断语、神思偶成、整饬、打尖、赘疣、闲寂、浸淫、隐然、餍足)

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@qiusir:这是我很向往的生活方式...

RR@12.15
(整理这篇读书笔记的时候,也是要准备第二天要给新一届的A班上课了)
抱定为了更好地理解自己以及自己所处环境的目的去读书,是至关重要的。
以一种健旺的精神拒不赋予几个偶然的污点以真正的意义是令人愉快的。(我去他妈,哈哈,再读到这句话说了句脏话后觉得很过瘾)
@qiusir:这几天在努力看完这一年的读书笔记,值周的学生好奇问老师在看什么?我可不是看小说!同事抱怨一点都没有圣诞节气氛,其实也不是,我桌上多了几个苹果。
建筑正如写作,都是为了把那些对我们真正有意义的东西记录下来。
大街上的各种建筑元素根本不注意与左邻右舍保持和谐,反而一心只想着大嚷大叫地吸引注意,就像那些嫉妒而且怒气冲冲的情人。
对秩序的执著就是对生命的执著。
原创性在某些领域或许非常重要,而在更多领域内,谨慎和坚持程序却是更为重要的美德。
只有在对这个计划背后的志向产生同情并对其中的逻辑产生尊敬后,再开始嘲笑或者确信自己超越了这个关于城市未来的非凡创意,才算得上公道。
对于不同美学观的比较最终都会衍变为对不同人生观的比较。
我们大都执着于想使所有的建筑都具有独创性,可事实上,最漂亮的城市反而是对一种基本模式的不断重复。

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《物理与头脑相遇逇地方》first you build a cloud and other reflections on physics as a way of life K.C.Cole 丘宏义译
@qiusir:这本旧书的内封里有不知哪年自己写的“为了收获而播种”,还有“2007年11月重读”的字样,现在读书划的道道要更多了,对书的整洁程度不是那么在意了....
自序 物理是一种生活方式
(这本书)以前的名字是《和应振动:物理是一种生活方式的反省》(Sympathetic Vibrations: Reflections on Physics as a Way of Life Sympathetic Vibration共振?这本书的一些名词,更主要是一些人名的翻译和现在差别很大)
导读 爱情、互补、因果及其他
太阳系中只有地球上有树叶,一片叶子的出现真实不容易...孩子们觉得钱是长在父母身上的叶子,要用的时候只要去摘就可以了。
“科学非但实用...科学也决定了我们如何思考及感受...我们对自己的看法以及对我们世界的认知是什么。”
“科学给了我们对尺度的认识、对限度的认识、对极限的认识、对透视的赞美,以及对不确定性的忍受。”
嫉恶如仇,可书上从没定出恶的定义。以后经历多了,发现一般被人赞扬嫉恶如仇的人所嫉之恶,乃是和自己的信念不同观点的东西,不一定是杀人放火的恶。
@qiusir:和如何看待一个人一样,对于一本书,不同阅历的人的看法有很大的不同。
使我们生活中因果关系能有确定性的,似乎反而是我们日常生活中嘴不确定的机率。(几率?)

前言 生活在太空中
物理的书都充满了复杂的数学公式。可是思想及理念,而非公式,才是每一物理理论的开端。Evolution of Physics
太空不是外星人的土地,内太空(原子内部)也不是。
爱因斯坦发明了宇宙常数,以解释当时人们认为是静止的宇宙,后来发现宇宙正在扩张后,爱因斯坦自责,称为是他“一生中犯的最大错误”,可最近发现,宇宙常数可能真的存在,因为需要这一常数来解释宇宙中似乎存在的斥力。有些在宇宙学方面工作的天文物理学家,称这发明为“爱因斯坦最灿烂的发明”。

可怜的地球,我这么想。到处都有被彗星打出的麻斑及皱痕,被风及雨磨平了的皱痕,可是令人不能置信的是,一片片的新绿植物就在这里那里长出,在旧的灰烬里冒出。可是没有人来赞美你那有尊严的美,还要说事物如此是理所当然的。

没有哪个事物的奇妙性,会大到不能认为它的出现毫无真实性的地步。Michael Faraday
“我们中的大多数的人,对于每天接触到而不了解的事物,数目之多,就和古代的希腊人(约2000年到3000前)或巴比伦人(约4000年前)一样。可是我们学会了不去问这些问题...科学成就的一个后果居然是把好奇心泄了气,把好奇心抹煞了。”
“像牛顿或爱因斯坦这一类的天才成为天才的原因是:他们问很明白、很天真的问题,结果是,这类问题的答案却是惊天动地的。爱因斯坦是能问极为简单的问题的人。”Jacob Bronowski
“科学非但实用,科学也决定了我们如何思考及感受。”
Robert R.Wilson,一位雕塑家兼物理学家,负责监造费米国家,一位参议院不断地质询...“这些新知识和尊荣、国家有关,可是它和防卫我们的国家没有直接的关系---除了能使这个国家变得更值得去保卫。”

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一、求知的艺术
1.科学如隐喻
“在原子这方面,语言只能以在诗中的用法来应用。诗人也不太在乎描述的是否就是事实,他关心的是创造出新心像。”Niels Bohr
“当物理学家说电子像粒子,他用的是隐喻式的比较,就如诗人写爱情像一朵玫瑰花。这两个心像,都是用实质的物品,一个玫瑰花或一个粒子,来阐明抽象的概念,爱情或电子。”(Hans Christian Oersted这里翻译成了厄司特)
布朗运动是第一个令人信服的分子存在的证据。
日常生活的“常识”仅是我们早期的教育训练留在我们脑中的一层偏见。
“熟稔有催眠性,”B.K.Ridley写道,任何我们熟悉的模型都能孕育出认可。这是个柔而有力的陷阱。
字的毛病是,无论我们觉不觉得,它们会自动表现出某种心像。
一旦这个理论被接受,每个人都认为不能接受这理论的人是笨蛋。
“物理学是一门研究宇宙中简单事物的科学,你可以争论简单的事物根本不存在。”与物理相比,生物学及化学研究的对象,都是难以置信的复杂。即使是看上去似乎很简单的东西,如一块石头。“对物理学家来说,也已经复杂到无法处理的地步。”
脚手架是虚有其表的模型,在最后,即使是最坚固的脚手架也要被拆散丢开,而最好的模型也会被新的模型所取代。(Ernest Rutherford卢瑟福这里被翻译成拉塞福)
2.正确?错误?
我们也许再次需要倚重科学的影响力,来保持社会的神志清明。能适合这个角色的不是科学知识的确定性,而是其“不确定性”。Steven Weinberg Dreams of a Final Theory
犯错并不是发生在科学家身上最坏的事,而是如物理学家Wolfgang Pauli所说的“连犯错都不够格”,那才是更糟的事,因为你的理念根本就不值得去反驳。(对于学生来说,这话也是适用,犯错反而是学生走向正确的捷径呢。)
爱因斯坦一定会错,至少他错的意义就如他证明牛顿力学是错的一样。
当我说这个理论不正确,我不是说它错,我的意思是,他在正确和错误之间的某处。
事实上,科学中很少有真正是错误的东西,可是科学中没有一件东西是永远对的。
牛顿的“错误”理念迄今仍然用来策划太空船的航行,及把人造卫星放在近乎完美的轨道上。
即使“地是平的”这个理念,也是来自我们对地球这个大而圆的行星有限度的观察啊。
牛顿从未认为他的重力理论是“正确”的。爱因斯坦在牛顿逝世200周年纪念会上说:“我一定要强调,牛顿要比随后各世代追随他的科学家,更清楚自己的智慧系内在的弱点。这事实永远激发我心中深深的赞美。”
正确的理念是能生长出更多正确理念之花的种子,而错误的理念常常是不孕的,产不出果实。亚里士多德的观点几乎就等于终结性的陈述,无法再进一步。而伽利略建立的观点可以被延伸,去解释许许多多的现象。
“错”的重要性要比人们想象中来得大,因为一个好好地想出的错误理念,能用来和正确的理念作比较,那是跳到正确理念的始点。(这个翻译是台湾的吧?但类似的不少翻译读起来不是很习惯。)
“如果没有时刻表,就不知道我们不准时到什么程度。”“有趣的是,你能看出他们为什么错及如何错,”韦斯科夫说:“你永远需要这张时刻表。”
3.瞧出端倪
(I see =I understand)
“早期对宇宙的描述以自我为中心,而且都基于人的尺度及观测能力。”
凡事只有一个观点才是错误的
我们看到的完全依赖我们在找什么,也依赖我们的观点是在哪里。
“我们非但只相信自己看到的东西,”格雷高利写道:“到某种程度,我们也只看到自己相信会有的东西...这些在我们的信念上的涵意,是在令人感到恐惧。”
“所有的科学发现都来自到处去看看”这个观念。
我们就像一位盲者想去发现一枚雪花的形状及质地。一旦这雪花碰到我们的手指,它就熔化了。
科学是极令人兴奋的探险,我们非但是观众,也是演员。Niels Bohr
4.科学的审美观
一位不能自制的人只能做不入流的诗人,而谨守科学方法的科学家也不能扬名立万。
“如果我能记得这些粒子的名字的话,我早就做植物学家了。”费米基本粒子的发现数目大量增加的时候...
艺术家和理论物理学家唯一相同的素质,乃是他们在看着一张白纸沉思时,感觉到的是同样满怀喜悦的冀望。Richard Feynman
知道是一种艺术,了解需要本领,而艺术和科学二者都是求知的过程及成果。
简单就是美。真理总是要比你想象到的更简单。
5.自然的互补
@qiusir:这一页有十多年前用红笔写的“太帅了”的笔迹。
互补的理念是,相反意见的理念加起来以后,要比这两个理念单独值之和大得多。
“在我们对大自然的描述中,”N.Bohr说,“目的不是去揭露所有现象的真谛,而只是尽我们所能去追踪经验中种种不同面向之间的关系。”
当你朝一枚钱币的一面看的时候,你不能看到它的另一面,可是并不能说那看不到的一面就不存在,或那是荒唐的。
海森堡作如是的想象:如果你要同时量出一个电子最精密的位置及其最精密的运动,你就惹上麻烦了。要去看它,你一定要以某种光照上去。如果你用低能量的光以便不扰乱这电子的运动,这光的波长就会长到你无法精确定出这电子的位置。可是从另一方面来说,如果你用高能量的光,你就能精确地定出这个电子的位置,可是这光会把这点子重重的一撞,因而改变了这电子的运动。
千万不能定于一樽
这种天赋的二象性,意义在于,任何对大自然或人性抱持“只有一个象是真理,另一象是异端”这种观点,大约是错的,或者至少是危险的。正如韦斯科夫所指出,被一个理念完全统治支配,不免会引起威权的滥用,无论是主宰中古世纪的宗教教条或者今日受到工业技术过度的影响。他写道:“任何时候,当一种思考方法被强力建立,声称它囊括了所有人类的行为时,就会把其他的思维方式都忽略掉。这种单一思考模式的威权,根源大约来自人类的一个很强的意愿:希望还有一轮廓分明、处处通用的原则,能有对每一问题的解答。可是,因为人类的每一问题从来不只一个解答,因此,万能的答案并不存在。”答案并非不是这个就是那个,而是所有以上的一切,或者至少是以上其中一个。
社会上对电脑的热衷,便是这种现象的征候,即把科学方式的思考“帝国主义化”。并不是说科学的思考方式是错的,只是说当它制压了所有其他的思路时,它就变得很危险。
一个观点是对的,相反的观点不见得就是错的---真理不是和异端对立的另一端(反之亦然)。
对我来说,把思想的规则松绑,似乎是现代科学给我们带来的最大福祉...对我而言,认为只有一种真理,而这真理就是我已拥有的哪一个,这样的观念似乎是这个世界的所有罪恶之源。”波恩

二、发动者及震撼者
把物质和场看成彼此非常不同的两种素质,毫无意义...使我们的感官感知到的物质,其实就是聚集在相当小的空间中的能量。《物理之演化》
6.力与赝力
如果你坚持非要力的精确定义不可,那你永远也得不到!《费曼物理学讲义》
苏格兰人马克士威...(Maxwell)
力是一种能量与动量的转移。
力其实是描述东西相互联系起来的一种方式。
最令人惊奇的事是,当你加速去跑的时候,你的肌肉也在抵抗那即使是最强有力的望远镜也看不到的星系对你造成的影响。《时间空间及万物》[?](多么惊人的想法---当你加速跑步时,你的肌肉正在与星系的力量搏击,而那些星系即使拿最大的望远镜也看不见几个。)
如果你把摩擦力也看成东西的自然状态之一,那么亚里士多德也算是没错。
惯性很可能是从宇宙中所有物质的拉力产生出来的。
(下面这句话我一下午读了3遍,怕忘了,又打开了书读,又写到了本子上)
你被回击的力不能比你打出去的力更重。你只能得到你给出去的。你不能触摸任何物体,而不被这个东西所触摸。Paul Hewitt Conceptual Physics(大概2006年读到这句话,2014年在高雄的书店买了这本旧书)
你无法以很大的力打一张纸。尽管大力打好了,可是你能感觉到的只是轻敲。
按照爱因斯坦的看法,重力就是一种赝力。
磁是电的相对效应,就如在无风的日子吹在你脸上的风,是坐在时速60英里的快艇里的相对效应一样。apparent wind
强作用力和弱作用力一直都是藏在原子宝瓶汇总的神怪,直到最近才跳出来。
谈到弱作用力的时候,说它是放射性的推动力就够了。
当一颗恒星爆炸了,多年后它的重力场仍然徘徊不散。力场有它们自己的生命。
7.量子跃迁
“与电子相比,鸭嘴兽也不特别。”
你车子的齿轮箱就是类似原子中的量子态:你能把它放在低档、二挡、或者高档,可是不能放在两个挡之间。
古尔德是一位新派的博物学家,他的信念是,即使是物种的演化也很可能像量子跃迁般发生。“通常是很快的稳态之间的转变,并不是慢慢逐渐从一态到另一态的转变的。”化石累积出的证据似乎否定了老一些的理论,说演化是缓慢而连续的,以适应环境的改变;相反,物种似乎在出现以后,滞留一阵子毫无改变,然后就消失了。“系统在抗拒许多慢慢累积的压力后,到了它的临界点时,改变就以跃迁的方式出现。把水加热,然后就沸腾。把工人压迫又压迫,最后就起了革命。”
8.相对来说
爱因斯坦猜测说,对相对论感兴趣的神职人员也许会比物理学家多。“所有的事都是相对的。”事实上,爱因斯坦理念的含义和这话的意思,几乎正好相反。(关于爱因斯坦理论的陈词滥调是,它证明了所有的东西都呈相对性。James Newman)
相对论创建的是所有自然规律都呈绝对性,和这个系统的运动无关,”韦斯科夫写道:“就是因为它们是绝对的,因此,你无法知道你是在运动中或静止不动。”
“每件事都是相对的”之根源是因为光速和自然规律都不是相对的。
比如一年也是距离,地球绕太阳一圈的距离。
向太空“远处”看去,也等于说是“向过去”的时间看去。(读到一本好书的另外一个益处是通过这本书又找到了别的好书。)
“上了发条的玩具,在发条松下来的时候,它的质量会减轻了英文句点的十亿分之一...太阳发出了秒的光的时候,他损失了相当于两艘越洋游轮的质量。”《真理之环》
质量就是惯性的度量,而惯性是抗拒运动状态改变的阻力。因此速度愈大,运动愈强,就更难把它推动得更快,因为他的质量也更大了。
“我们的寿命近乎一世纪,而它的生命却这么短暂。可是这怜悯似乎是多余的...它们的生命长度与他们生活的步伐成比例,按各自的生物时间来说,所有的生物都似乎活得一样长。小的哺乳动物滴答较快,耗体力快,因此活的时间短;大的哺乳动物活得长,生命的步履庄严而缓慢...所有的哺乳类,无论大小,在一生中大约都呼吸两亿次(心跳八亿次)......”古尔德
农夫去问工程师,火车的蒸汽机如何运转。工程师向农夫解释了蒸汽引擎如何运转,农夫说:“这些我都了解,可是拉火车的马在哪里?

三、线与结
9.波和四溅的水花
移动的不是骨牌,而是一种情势,一种事态。
直到爱因斯坦的来到,把牛顿认为光有粒子的性质这个信念,以童话式的一吻而使它复苏。
某些地方波被相消干涉消掉,其能量就跑到相长干涉的地方去了。(增透膜用到这部分)
物质波不是分布波---即分布各处的波,如光波。我们最好把它称为机率波,这种波绘出粒子在某时某地的机率。
10.共振的魔力
Sympathetic Vibration直译是相互体谅的振动,和应振动或共振。
@qiusir:天浩就要直博了,他答应求师得做一个小项目,说即便学过的知识都忘记了,但大学这几年,“自学能力超强!”这是我听过毕业生说过的能让人震撼的成就反馈。

金属不透明,因为金属的自由电子能以几乎所有的频率振动,因此,把各种频率的光都吸收了。这些自由电子能把这些频率的光再辐射出...另一方面,几乎所有的物体在无线电波段都是透明的,因为这些频率中没有共振,所以,你在有厚墙的屋里也能收听你的收音机。

有时共振能把东西变成单向透镜,或者辐射陷阱。例如,可见光照入一片玻璃窗后,有部分被一位穿了大红衣着的女士吸收了,只有红光能透过玻璃反射回去。其他被大红衣着吸收了的光,最后都会辐射出来,成为热辐射,可是热辐射不能透过玻璃窗,它被陷在玻璃内了。结果就是所谓的温室效应。
11.对称性和影子
作家墨奇说,在阿尔匹斯山上有一个水面如镜的湖,抢手可以瞄准水中倒影开枪打中隔岸的靶。(这句话很多年了还有印象)
@qiusir:久别的人彼此都变化了,久别的书,除却纸张发黄了,内容其实也是变化了。尽管你会觉得那时阅读的人变化了,但从运动的相对性,相对的变化就是变化了。
“实在的东西并不比不实在的东西更为实在。”
12.有序及无序
自然律既是偶发及历史环境的结果,也是某些永久、先验逻辑的反映。
@qiusir:忽然在想,大同世界的熵?是无差别的混乱还是最有序的一致还是彼此模式的快速转换...
熵,你得到的总比你开始时更多。一旦熵产生出来后,就无法消灭了。这过程是不可逆的,走向无序的道路是单行道。你能从宇宙的某部分借来能量,在另一部分创造出有序,因而造出“有序之岛”...
人们常常把熵成为时间的箭头方向。
熵获胜的原因不是因为有序是不可能的事,而是因为通往无序的渠道数目要比通往有序的渠道数目多得多。“不可逆是我们付给复杂的代价。”
@qiusir:从物理学的角度,所谓的有温度是让事情更加混乱,而相反,冰冷的理性反而能让事情更趋于有序。
暖代表的是无序,冷代表的是有序。
“你看,如果某物或某人有求生的意志,这物或人一定要抗拒被分散开,一定要从无序走向有序。换句话说,要避免走上所有捷径而脱离了以前的形态,最好的方法乃是一开始就跟住它。基本上说来,就是要留在这里不走的意思。”作家墨奇
社会的组织和原子及恒星一样,如果不花些能量去保持它们的有序度,就会颓废。而每一次熵一增加,就等于失去了更多机会可阻止无序如雪崩般涌来。这种无序程度的增加不仅能威胁物质宇宙,也能威胁社会宇宙。
13.因与果
若要在知道因与就任波斯图王之间作抉择,德谟克利特宁要知道因。
希腊萨摩岛上的天文学家阿利斯塔克在公元前三世纪时写下,自转的地球和其他行星都围绕着中心的太阳转,可是要扥到18个世纪后,这“发现”才被哥白尼及其他人起死回生。哲学家科斯特勒写道:“我们知道它如何发生,可是如果我们能知道为何这样发生,大概就能对当代的毛病对症下药了。”
牛顿的理念之所以很快被接受,部分原因是这些理念包含了因果关系很明确的公式。达尔文的理念更难被某些人接受,阻力的一部分原因是他的理论中安进去随机突变的角色。
波恩:藉由火车时刻表,你能预测从某一站出发的火车在10点钟会通过某地;可是你不能说这时刻表就是这件事的因。
柏拉图及亚里士多德,他们认为奴隶制度是自然秩序的一种,他们也认为圆周运动是行星唯一的天然轨道。(社会的进步不仅知道了椭圆不仅知道了广义相对论,另一方面,当年的黑奴的子孙成为白人眼里的超级明星...)
费曼:在开普勒的时代,有些人什么使行星绕日转的答案是,在这些行星后面有拍着翅膀的天使推动它们在轨道上运转。你会看到,这答案也不太离谱,与现代理论的唯一不同处是多了天使...(就如农夫看待火车,有看不见的马在拉着)
非但苹果会掉在基态(地上),原子亦然---在这过程中放出能量,发出光。
如果事出必有因,那么我们就是钟表机械中的齿轮,如果事出不必有因,那么我们仅仅是一堆骰子而已。
14.差之毫厘,失之千里
“从完全不会做到能做一点事的差距,远比下一步来得小---这下一步就是能把事情做得很好。”
如果能把一张面纸的厚度连续加倍又加倍50次,所有的厚度加起来,大小居然等于来回月球距离的17倍。
Albert Barlett:可乐瓶中的细菌每分钟加倍一次,从早上11点到了正午12点的时候,这可乐瓶就爆满了。什么时候最有远见的细菌才了解到他们的时间不多了?答案是11:58分,即使在哪个时候,这瓶子还有3/4的空间,因此,这些有远见的细菌是真的有远见。
温伯格:当任何实验和理论不符时,没有哪一个东西会自己站起来,摇一面旗说:我是重要的特例。
费曼指出,爱因斯坦的定律只使得牛顿的定律稍微错了一点,但若是继续抱持牛顿定律,“从哲学观点来看,我们是大错特错了...在这个定律背后,有一件哲学或理念上的怪事:即使是一项非常小的效应,有时也需要我们在理念上做出极深刻的巨大改变。
[?]有远见的细菌是真有远见
[?]别怕问天真的问题

RR@12.15
爱因斯坦发明了宇宙常数...“一生中犯的最大错误”...“爱因斯坦最灿烂的发明”。
“在原子这方面,语言只能以在诗中的用法来应用。诗人也不太在乎描述的是否就是事实,他关心的是创造出新心像。”Niels Bohr(所谓的中庸之道,莫非是正太分布的自大概率一说呢)
日常生活的“常识”仅是我们早期的教育训练留在我们脑中的一层偏见。
我们也许再次需要倚重科学的影响力,来保持社会的神志清明。能适合这个角色的不是科学知识的确定性,而是其“不确定性”。Steven Weinberg(越是受教育的人越是对事物保留有不确定性和接受多样性)
正确的理念是能生长出更多正确理念之花的种子,而错误的理念常常是不孕的,产不出果实。
我们就像一位盲者想去发现一枚雪花的形状及质地。一旦这雪花碰到我们的手指,它就熔化了(融化?)。
(韦斯科夫,今年看到最精彩的书当是他的《人类认识的自然界》)
如果你坚持非要力的精确定义不可,那你永远也得不到!《费曼物理学讲义》(想起来学生在课堂上抬杠,这个不都是背的结论吗...)
按照爱因斯坦的看法,重力就是一种赝力。磁是电的相对效应...
“与电子相比,鸭嘴兽也不特别。”(生物学家曾经不相信真正有鸭嘴兽)
齿轮箱就是类似原子中的量子态:你能把它放在低档、二挡、或者高档,可是不能放在两个挡之间。
“每件事都是相对的”之根源是因为光速和自然规律都不是相对的。
作家墨奇说,在阿尔匹斯山上有一个水面如镜的湖,抢手可以瞄准水中倒影开枪打中隔岸的靶。(前两天浑河边拍照,结冰的水面很平整,让我想起这句话。)
熵获胜的原因不是因为有序是不可能的事,而是因为通往无序的渠道数目要比通往有序的渠道数目多得多。(由俭入奢易由奢入俭难,或许也是这个原因,后者的渠道更多吧。)
暖代表的是无序,冷代表的是有序。
可乐瓶中的细菌每分钟加倍一次,从早上11点到了正午12点的时候,这可乐瓶就爆满了。什么时候最有远见的细菌才了解到他们的时间不多了?答案是11:58分,即使在哪个时候,这瓶子还有3/4的空间...

@qiusir:“如果你坚持非要力的精确定义不可,那你永远也得不到!”《费曼物理学讲义》上的这话让我想起自己对“重力”的理解就很不精确。维基上说日语“重力”是对荷兰语zwaartekracht的翻译,zwaarte重量和kracht力,福泽谕吉当年可是先学兰学的,而这大概是造成重力和重量混用的源头吧。现在用G表示重力是因为gravity,英文中重力和万有引力也混用?从卫星的角度看两者就是等同的了。而当讨论地球上的物体时,重力就指的是地球作用于物体上的万有引力和由于地球自转而产生的离心力的合力了。从广义相对论的角度看,那就涉及到时空弯曲了......

08

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关于运动学的计算,在尝试后面的题目之前,应该先动手算完上面的这道题目[0],审题、数据计算是摆在物理知识运用之前的两道坎。参考答案可在本文最后面找到。

这里主要推荐一道运动学计算题目的几种方法,通过具体题目分析帮助复习匀变速直线运动相关的公式。相比最基本甚至最繁琐的过程,那些有些貌似巧妙的方法不过是“雕虫小技”,技巧是有前提的,作为学生更应该重视基本方法,先完成繁杂的计算,那会带给你信心,然后才有可能发挥你物理方面的才智,才会有创意的火花迸发...

‎

[1]一物体(不计大小)由静止从斜面顶端下滑到斜面底端,最开始的一段时间下滑了x_1,最后一段相同时间下滑了x_2,求斜面的总长度x
设物块从斜面上匀加速下滑的加速度为a,运行总时间为t,运行到斜面底端的速度为v_t,前后两端相同的时间为T
最开始的一段时间内:x_1=\frac{1}{2}aT^2(后面有的方法用到就略去此方程了)方法一:
x_2=a(t-T)T+\frac{1}{2}aT^2
x=\frac{1}{2}at^2
通过计算可得:x=\frac{(x_1+x_2)^2}{4x_1}
这种方法最可贵的就是让自己有耐力突破貌似繁杂的计算屏障,这是不应该省去的过程...
方法二:
相比位移的基本公式x=v_0t+\frac{1}{2}at^2,利用运动可逆还是x=v_tt-\frac{1}{2}at^2
x_2=v_tT-\frac{1}{2}aT^2v_t=\frac{x_1+x_2}{T}
再由2ax=v_t^2即可得上述结果。
兼具第一种方法的过程清晰的优点,同时计算量要少很多。
方法三:
利用匀变速运动平均速度等于中间时刻的瞬时速度的二级结论。
‎

v_t=2v_\frac{t}{2}v_\frac{t}{2}=\frac{\frac{x_1}{T}+\frac{x_2}{T}}{2}
然后根据方法二的计算即可得结果。
方法四:
(\frac{x_2}{T})^2-(\frac{x_1}{T})^2=2ax'x=x'+\frac{x_1+x_2}{2}
方法五:
(\frac{x_2}{T})^2=2ax''x=x''+\frac{x_1+x_2}{2}-\frac{x_1}{4}
方法六:
x_1=\frac{1}{2}at^2 x_k=\frac{1}{2}a(kt)^2-\frac{1}{2}a((k-1)t)^2
\frac{x_k}{x_1}=2k-1(这里的k只需大于1未必是整数)由此可得
\frac{x_2}{x_n}=2k-1得出k=\frac{x_1+x_2}{2x_1}
x=k^2x_1可得前面结果。
方法七:
参照前面k未必是整数的方法,可以根据x_n-x_m=(n-m)aT^2变形得x_k-x_1=(k-1)aT^2
由此,x_2-x_1=(k-1)aT^2由前面x_1=\frac{1}{2}aT^2同样可得出k=\frac{x_1+x_2}{2x_1}
然后同方法六。
方法八:
‎

这些方法中,最简单的算是直接构造图形面积来求得了。
根据上图面积可求得\frac{t}{T}=\frac{x_1+x_2}{2x_1},又\frac{x}{x_1}=(\frac{t}{T})^2
由此可得x=\frac{(x_1+x_2)^2}{4x_1}
P.S.
张士博同学(分流成绩第一那位)用到了一种相对特别的方法。
利用a-x图像,v_1^2=2aL_1,v_1=\sqrt{2aL_1},v^2=2aL,v^2-(v-\sqrt{2aL_1})^2=2aL_2...
相关题目[2]推荐:
‎

物体自O点由静止开始做匀加速直线运动,依次经过运行轨道上的A、B、C、D四个点,测得AB=2m,BC=3m,CD=4m,且通过AB、BC和CD所用时间相同,求OA的距离。
这道题目的基本方法:可设定到A的时间为t,其他时间间隔T,x=\frac{1}{2}at^2,\overline{AB}=atT+\frac{1}{2}aT^2\Delta x=aT^2
很多人也想到了面积比例的方法,关联后面的这道题目。
记得不少学生Shocked by 我把初速度为零拓展到反向加速(整个过程加速度不变)的方法,相同时间的位移从2、3、4外推到5、6、7,而往回推是1,然后是0,对,所以出发点必然是\frac{T}{2}...
答案:\frac{9}{8}
这种题目还可以拓展到平抛运动[3]。图中为边长为10厘米的正方形网格。O、A、B和C为某平抛运动上的四个点,相对位置如图。g=10m/s^2,求v_A
‎

对于匀变速运动相同时间内通过的位移比是1:2:3的特殊情况,我们可以从数字组合的角度转换为更为习惯的1:3:5
1=\frac{3}{8}+\frac{5}{8}2=\frac{7}{8}+\frac{9}{8}3=\frac{11}{8}+\frac{13}{8},而最开始的运动时间是\frac{T}{2},对应的位移为\frac{T}{8}...
P.S.张子义同学构造平行线构造出初速度为0然后利用13579的方法很巧妙...

[4]去年全国II的答题里,涉及到的数据是x_1=24mx_4=1m,同上面的分解一样,24=13+11,接下来应该是[9,7],[5,3],最后的第4秒里只要0.5秒运动,位移为1,倒过来就是[0、1]、[3、5]、[7、9]、[11、13]...
答案:\frac{5}{2}m/s
最朴素的一般方法才是正道,这里推荐多种方法的目的除了是检验基本概念的理解和运算之外,才是创意的分享,但一定要知道大多算是雕虫小技。另外一道曾经的高考题也适合放到这部分练习一下:
[5]一物体由静止开始以加速度a_1匀加速运动了一段时间,加速度突变为a_2又经过相同的时间物体恰回到了出发点,求\frac{a_1}{a_2}
有时间的话会详细整理一下几种常见的方法。
1、位移为零的标准方法:\frac{1}{2}aT^2+a_1TT+\frac{1}{2}a_2T^1=0
2、速度为零的时间t:\frac{1}{2}a_1T^2+\frac{1}{2}a_2t^2=\frac{1}{2}a_2(T-t)^2,a_1T=a_2t
3、平均速度:\frac{a_1T}{2}=-\frac{a_1T+a_1T+a_2T}{2}
4、速度时间图像面积:
5、王上同学设定前后两端时间没的位移和利用平均速度等于中间时刻瞬时速度的方法很巧妙:v_{\frac{T}{2}}=\frac{x}{T},v_{2T}+2\frac{x}{T}=2\frac{-x}{T},a_1T=2\frac{x}{t},a_2T=-\frac{4x}{T}-\frac{2x}{T}...
6、张博涵的图像割补法,有学生称之为飞镖的割补法也很通用...
答案\frac{1}{-3},可自行把第二段时间换成2T后如果用两种以上方法算出同一个答案算是过关,如果没有一遍过,可以继续3T...
第零题答案:AB 1.20 0.600

P.S.俊达问了道题目,他好奇有没有“帅”的方法
“匀加速运动的物体,从A到B速度增加了v,位移为x_1,从B到D速度增加了2v,位移为x_2,C为BD中间时刻经过的点,求BC的位移x
方法1:用平均速度 \frac{x_2}{2T}=\frac{x_1}{T}=a\frac{3}{2}T...
方法2:用相邻相同时间间隔内位移相等 x-x_1=x_2-x-x
方法3:刘书傲等同学用了速度时间图像的割补法,觉得很赞。构造以整个过程中间时刻速度为高的矩形,面积x_1+x_2,而BC的位移x是以中间时刻速度为高宽为总时间\frac{1}{3}的矩形面积,占总面积的\frac{1}{3}...
方法4:李欣然同学对上面方法的解释,联系前面的题目,提出整个过程的平均速度和BC段(关于中间时刻对称)的平均速度相等,而时间是总时间的\frac{1}{3}...
答案:\frac{x_1+x_2}{3}
Update202103

physics

一道题目的开放解法,所用到的公式基本上涵盖了匀变速运动,而十多种方法的讨论也只能是师生有效的协作才能完成,几位同学贡献了很好的思路。
Update202302
physics

·可能有点用的物理学习资料[?]

05

‎qiutopia

和往年相比,今年的高三串讲也推迟了一个月。返校第一周时间相对充足,把要看的书先放一边,趁着更新备考资料把一些繁杂的计算题目也大致过了一遍。关于高三复习,除完成夯实基础的底线,适当也和学生交流一点这个年段应试的上限题目,比如对这道有关“阻力与速度成正比”上抛运动的综合题就有了一个小的想法...
“均匀材料构成的导体圆环,略大于竖直放置的圆柱体。空间存在着垂直于柱体表面的辐射型磁场,圆环所处位置的磁感应强度B,圆环半径为R,质量为m,电阻r,竖直向上的初速度为v_0,竖直上抛到回到出发点的过程中总时间,t_1t_2q_1q_2Q_1Q_2、以及v_\frac{h}{2}\frac{v_0}{2}\frac{\sqrt{2}}{2}v_0的大小比较...”

具体考虑这个问题之前,想起之前借助WolframAlpha的帮助构造的一个受到和速度成正比阻力作用下的竖直上抛的模型[?]...
考虑到安培力是F_I=\frac{(2\pi{R}B)^2v}{r},上面题目对应受与速度成正比阻力的竖直上抛,那么就可以在之前构造的模型上重新考虑上面一些小问题。比如对\frac{v_0}{2}\frac{\sqrt{2}}{2}v_0,先想到的是匀变速运动的中间时刻和中点的瞬时速度,同时进一步的量化是动量变化一半和动能变化一半的位置,然后分别从动量定理和动能定理考虑...

‎qiutopia

如果仅研究上升过程中点前后的两部分,mgt_1+\int{kv}dtmgt_2+\int{kv}dt,由于前后两部分位移大小相同,阻力冲量相同,但前半部分时间小于后半部分时间,重力的冲量小,那动量变化小,所以有v_\frac{h}{2}>\frac{v_0}{2};大概相同的逻辑,mg\frac{h}{2}+W_{f1}mg\frac{h}{2}+W_{f2},前半部分的阻力大于后半部分,而两部分重力的功相同,总体上前半部分动能损失要大于后半部分,所以v_\frac{h}{2}< \frac{\sqrt{2}}{2}v_0 关于总时间,想到阻力与速度成正比,以及来回位移大小相等,上升和下落阻力的冲量为零: -mgt-\int{kv}dt+\int{kv}dt=-mv_2-mv_1 而在完成了上面的问题之后,在构造演示图的时候遇到了一个问题,就是v_\frac{h}{2}对应的时间和作为参照的匀变速运动时间的特殊点有怎样的相对位置?不好说一定在其间啊... 当然这个问题用电脑计算一下倒也快,但最好还是让有能力的学生去运算一下,向同学和欣然很快给出了自己计算,我再用电脑检验和模拟... ‎qiutopia
我能提出关于t_\frac{h}{2}和参照时间点的比较的问题就不错了,高级的计算要看年轻人哈哈哈,上面是向同学给出的代数计算,有情趣的同学也可以尝试一下。

P.S.有时间应该更新带电粒子在电容里运动的专题整理,特别是那个对称的偏移问题...

01

‎

《薛定谔的猫:改变物理学的50个实验》 哈特·戴维斯著 阳曦译
Schrodinger's cat Groundbreaking Experiments in science
@qiusir:查了下,Adam Hart-Davis写过薛定谔的猫、巴普洛夫的狗和斐波那契的兔子...知乎上有人整理了更多,芝诺的乌龟,[?]
前言
物理可能是最古老的科学。天文学总是走在科学的最前沿...1600年左右,望远镜让天文学迈上了新的台阶,但天文学家不做实验。
1543年,哥白尼提出石破惊天的日心说,67年后,观察到木星卫星的伽利略义无反顾地加入了拥护他的阵营。伽利略做了一系列突破性的实验,他之后的罗伯特·波义尔和艾萨克·牛顿为化学和物理学奠定了坚实的基础。在这个时期,欧洲是物理学研究的中心,德国更是天才云集的重镇,不过美国人很快赶上,独占鳌头,这样的局面一直延续到了今天。

一、早期实验:公元前430-1307
古代的中国人是伟大的发明家...1054年,他们就曾观测到超新星爆炸。相比之下,古希腊人对通用科学更感兴趣,亚里士多德侧重于理论研究,但恩培多克勒、阿基米德和埃拉托斯特尼却做过一些简单优雅的实验。不过,要说最早的真正的科学家,恐怕还得数11世纪的阿拉伯人海什木。
1、约公元前430 空气算是“物质”吗?——恩培多克勒
泰勒斯认为水是万物之母。公元前5世纪希腊哲学家恩培多克勒宣称,一切物质都来自四种基本元素(根)的组合,它们分别是土、气、火和水。爱将它们结合在一起,但总有纷扰会将它们拆开,这才有了万物的变化和流转。
“淹没的水钟”,陶壶的底部有一个孔,水可以从里面流出来,堵上壶底的小孔,倒扣过来按入水里,完全淹没。等把陶壶从水里拿出来的时候,内底完全是干的,所以一定有什么东西把水挡在了外面。那么空气自然是一种物质,并非“什么都不是”。(当透明的玻璃或塑料发明出来后,这个实验就更明显了,说明科技进步后的一些探究更容易了,容易到成为新的常识,当然科技会让探究更深入...)
恩培多克勒相信自己能够永生不朽,直接跳进了冒着烟的火山口...
2、约公元前240 浴盆里的水为什么会溢出来?——阿基米德
公元前287年左右,阿基米德出生在西西里岛的叙拉古,他最引以为傲的成就就是证明了一个球刚好能放进一个圆柱体,两者的表面积和体积之比都是2/3,并要求后人刻在墓碑上。137年后,罗马演说家西塞罗正好发现了了这块墓碑...
(“教育的目的是让学生们摆脱现实的奴役,而现在的年轻人正意图做着相反的努力——为了适应现实而改变自己。”西塞罗)
暴君希伦二世的王冠...
(The most exciting phrase to hear in science, the one that heralds new discoveries, is not 'Eureka!' but 'That's funny...' - Isaac Asimov)
3、约公元前230 如何测量地球?——埃拉托斯特尼
古希腊人知道地球是圆的,港口出发的船舶总会慢慢消失在海天交界的地方,他们发现月食是因为月球被地球的影子遮住。大约公元前240年,埃拉托斯特尼被任命为亚历山大大图书馆馆长...
塞尼城(阿斯旺)的盛夏的中午,一口深井的井底能看到太阳投下的倒影,意味着阳光的角度正好和井口垂直,他回到亚历山大,测得插入地下的棍子和影子定点的角度,估算的地球周长和今天测量的结果相差无几...他还阿基米德过从甚密,阿基米德曾离开西西里远赴埃及拜访过埃拉托斯特尼...
4、1021年 光是怎样传播的?——海什木
阿拉伯学者海什木是最早进行系统性实验的科学家之一,公元965年出生在伊拉克的巴士拉。毛遂自荐整治尼罗河泛滥失误怕被暴君哈里发砍头装疯被囚禁...
欧几里得(前330年)、托勒密(公元90年)等人曾提出,要看见某件物品是因为我们的眼睛会向外射出一束光,亚里士多德(公元前384年)则认为物体的影子会直接投射到我们的眼睛里。海什木说,“如果一束光照亮了一件有颜色的物品,那么所有的颜色和光一定都来自最初的光源。”海什木猜测光可能是沿直线传播的,他设计了暗箱,实际上就是一个小黑屋,其中一侧的遮光板有个小孔,对面是一堵白墙。墙上的图像是颠倒的,活动的,而且还有颜色。(我就不查墨子和小孔成像的关系等了,要找来王小波的《红拂夜奔》来读读)(我们的古代人那么厉害,怎么后来没有出什么大科学家,如果不是一开始的厉害就是方向错了,那么,或者说当初的所谓的厉害,不过是一个木乃伊被化妆成豆蔻少女了呢)
5、1307年 彩虹的颜色从哪儿来?——狄奥多里克
德国人狄奥多里克大约出生在1250年之前的某个时间...提出了一套原创的颜色理论,四种主色,红和黄是清晰的,蓝和绿是模糊的。
狄奥多里克将一个很大的圆玻璃烧瓶装满水来模仿雨滴,然后透过烧瓶观察太阳。抬头和低头的时候,烧瓶内部出现了同样的色带,但两次的顺序是颠倒过来的。颜色是客观存在的物理现象,而不是仅仅存在于观察者眼睛里的主观幻影。
事实上,以太阳和你的头顶为两个定位点,绘制一条延伸至地面的直线,彩虹与这条线的夹角永远是42°,因此,太阳在地平线上的时候,彩虹与地面之间的夹角达到最大值42°...而且彩虹永远都是弧形的,只有在飞机上火山顶上观察时,你才有可能看见完整的圆形彩虹。(一直没去构造这个模型:()

二、启蒙时代:1308-1760
漫长的黑暗年代里,“为什么会出现这种现象?”“因为这是上帝的意志。”17世纪20年代,英国哲学家弗朗西斯·培根撰写了一系列著作,鼓励人们善用自身经验,通过实验来研究科学。在此之前,诺曼和伽利略已经举起了实验的大旗,不少人紧随其后,1687年牛顿出版《自然哲学的数学原理》
6、1581年 磁北极在哪里?——诺曼
在海上漂泊了近二十年后,罗伯特·诺曼在英国伦敦附近定居下来,成了一名设备制造商。他很了解磁偏角---罗盘的指针并不总是指向正北方---不过很快他又发现,除了水平偏角外,螺片指针还会往下沉。
小心切削穿着铁丝的软木塞,让它刚好悬浮在水中,然后再把铁丝用天然磁石磁化后再放到水中,“铁丝绕自己的中心旋转,与此同时,也出现了前面描述过的下倾...”
直到几年后,威廉·吉尔伯特才发现地球本身就是一块巨型磁铁。
7、1587年 大球和小球:谁坠落的速度更快?——伽利略
“自然哲学是用数学语言写成的,它的特征可以表达为三角形、圆形和其他几何图形。”
1581年伽利略注意到了单摆的等时性,1642年去世,关于座钟的设计仍然停留在纸面上,15年后,荷兰博学家克里斯蒂安·惠更斯才制造出了世界上第一座摆钟。
1589年伽利略开始思考亚里士多德的叙说,传说他爬上比萨斜塔的塔顶...
据我们所知,伽利略在一根木梁上挖了一道槽,然后打磨光滑,还在内表面蒙上了一层羊皮纸...利用这个倾斜的平面,伽利略实际上减缓了铜球坠落的速度,因此他可以方便地观察测量相关数值。开始靠自己的脉搏来计时,后来也用过水钟,最后想到用声音,在沟槽旁边安装了一排小铃铛,球滚过去的时候回发出清脆的声音...最后发现,如果相邻的铃铛之间的间隔分别为1、3、5、7、9个单位,那么铃铛被碰响的时间就差不多是均匀的,也就是说这些铃铛距离起点分别是1、4、9、16、和25个单位...
用伽利略自己的话来说,“从静止开始运动的物体在相等的时间段内获得的速度增量相同。”(爱因斯坦说伽利略最伟大的贡献是提出a的概念...)尽管伽利略的数学知识不足以让他推导出自由落体的运动公式,不过这位意大利科学家的确证明了大球和小球沿着斜坡向下滚动的速度完全相同,亚里士多德的理论实际上是错误的。(公元前384-公元1589,接近两千年来...)
8、1648年 山顶上的空气更稀薄吗?——帕斯卡
伽利略在去世(1642年)前不久听到水泵制造商说起,他们的水泵最多只能把水抽到大约9米的高度,伽利略对这个问题很感兴趣,去世之前还跟随侍在身边的学生托里拆利谈起过这件事。
托里拆利真空,但相信他的人寥寥无几,因为亚里士多德说过,“自然界讨厌真空”,所有真空完全就不可能存在。托里拆利还注意到水银柱随着天气的变化而变化,没有来得及发明气压计,1647年就去世了。(伽利略的随侍学生...)
法国的帕斯卡小时候就是赫赫有名的神童...他对托里拆利的工作很感兴趣...很想知道是什么力量让玻璃管内的液体始终维持在一定的高度,会是大气的重量吗?如果真是这样,山顶的大气压力应该比平地上小。帕斯卡说服了自己的连襟帮他完成实验,1648年测量得山顶的气压的确比山脚下更低。
帕斯卡还证明了杯底压强和高度正比,细管中注水会让底部的木桶压裂,指出密闭容器内的各处的压强始终相等,我们称之为帕斯卡原理。
9、1660年 轮胎为什么要充气?——波义耳
罗伯特·波义耳出生在爱尔兰,跟随一位法国导师游历欧洲,决心成为一名科学家,加入伦敦自然知识促进会,后来是今天的皇家学会。
马德堡市市长奥托·冯·格里克1654年制造出了一个气泵,希望借此展示真空的力量。1657年抽空了两个直径12英寸(30厘米)的铜半球,两组马都没有办法拉开。波义耳听说了克里克的实验,雇用了罗伯特·胡克的气泵,做了一系列的实验,1660年出版了《力学新实验:关于空气弹性及其效应的物理》
波义耳和胡克用气泵抽空了一个很大的钟形玻璃罐,气压可达不到正常气压的十分之一,两位科学家得出了下面的结果:
·燃烧的蜡烛会熄灭,说明火焰燃烧需要空气。
·外部观察者无法听见真空罐里面的铃铛发出的声音,所以声音需要空气才能传播。
·烧红的铁在真空中会继续发光,所以光的传播不需要空气。
·真空罐里的鸟和猫都死了,因此空气是生命的必需品。

波义耳的J形管实验,压力大体积小...(等温过程的波义耳定律,记得我读书时是波义耳马略特定律来着)
气压计的发明者是波义耳和胡克,而不是托里拆利,虽然他的确为两位指明了方向。
10、1672年 “白色”是一种颜色吗?——牛顿
1672年牛顿给皇家学会的信详细阐述了自己的棱镜实验。“我制造了一间暗室,然后在窗户的遮光板上凿了一个小洞,让一束阳光透过小洞照进暗室。接下来,我把棱镜放在光束中,将阳光折射到对面的墙上。”出生在1642年平安夜(更多是1643年1月4日)的牛顿宣布在光谱中观察到了7种颜色,大部分人觉得蓝色就是光谱的尽头,但下方还有细微的差异。或许牛顿的眼睛特别敏锐,或许他早就认定了颜色应该有七种,因为7在他心目中拥有神秘的重要地位。(如约前500年的毕达哥拉斯认定音律的和谐?)
“阳光由不同折射角度的光组成,根据折射角度的不同,这些光线在墙上投影形成色带。”“基于同样额原理,我们可以解释坠落的雨滴里为什么会出现彩虹。”
11、1676年 光速是有限的吗?——罗默
1672年丹麦科学家奥勒·罗默应邀离开哥本哈根前往巴黎,成了法国皇家数学家,还有一个任务是教导路易十四的儿子。卡西尼发现了土星环上的缺口...
1610年伽利略发现了木星最大的四颗卫星...
天文学家惊奇地发现,地球与木星之间距离最近时,我们看到木卫一的时间比木星刚刚出现在在视野中的时间早了11分钟;换句话说,木星分别位于近地点和远地点时,木卫一离开木星阴影的时间有11分钟的差别(原翻译是误差)。唯一可能的解释是,光需要11分钟的时间才能跑过这段距离。这是人类第一次测量光速。
罗默得到了牛顿和哈雷的赞同和支持,后来回到哥本哈根,成了皇家天文台台长。
12、1687年 “苹果砸头”的故事是真的吗?——牛顿
哈雷是牛顿为数不多的朋友...醉心历史、热爱考古的斯蒂勒里也是牛顿的朋友,他骄傲地记录1726年的一场对话:“我前去拜访艾萨克·牛顿爵士...并和他待了一整天。那天天气很好,晚饭后我们来到花园里,坐在苹果树下喝茶。牛顿告诉我,他之所以会想到引力的概念,最初的灵感来自树上掉落的苹果。苹果为什么总会垂直掉到地上,而不是向上飞,向左向右于东,或者沿斜线落地呢?”
1727年,牛顿的助手康杜特在他撰写的牛顿传记中同样提到了这件事:“1666年,牛顿再次离开剑桥,回到林肯郡的母亲家里。有一天,他满怀心事地在花园里散步,看到苹果后突然想到,引力不仅仅作用于地面上的这一点空间,它的延伸范围比我们通常以为的要远得多。”
所以牛顿至少给两个人讲过苹果的故事,不过这个时候距离事件已经有60年了,也许这个故事只是他自己随便编写的。(考虑到牛顿有多次以别人的名字写文章攻击莱布尼茨的前科,一般认为这是个杜撰的梗,想到一个新开的饭店会和乌鸦救主扯上关系。)
1674年,胡克就曾提出引力的概念,也几乎完成了相关的数学计算。牛顿不肯承认胡克能在任何事情上胜过自己,也许正是出于这个原因,他才编造额发生在多年前的苹果的故事,来证明自己在1666年想到万有引力的概念,比胡克早得多。(这个分析挺好)
13、1760年 冰是......热的?——布莱克
苏格兰裔的约瑟夫·布莱克生于法国南部,18世纪50年代初,仍在攻读博士学位的布莱克首次分离出纯净的气体,他得到的是二氧化碳,当时被人们称之为“凝固的空气”。
冰变成水需要吸收大量的热,直到冰完全融化以后,它的温度才会开始上升。布莱克区分能用温度计测量的显热和冰雪融化额外吸收的“潜热”,隐藏的热。并启发了他的朋友詹姆斯·瓦特发明了分离式冷凝器,由此大幅提高了蒸汽机的效率。

三、更广阔的领域:1761—1850
14、1774年 你能称出这个世界的质量吗?——马斯基林
牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中曾提到,单摆总会指向地心,不过要是附近有山,那么山峰质量产生的引力会让单摆产生微微的倾斜。八年后,皇家天文学家内维尔·马斯基林意识到,如果能够测量山的引力效应那么或许可以利用这种方法算出地球的质量。
15、1798年 你能(不借助山峰)称出这个世界的质量吗?——卡文迪许
约翰·米切尔原本是剑桥大学的地质学教授,1784年,在写给皇家学会的信里首次提出了黑洞的假设,还设计制造了一台测量地球质量的设备,但从未真正亲自动手测过,他把设备留给了他的朋友卡文迪许---有史以来最富裕的学者,也许是富人中最有学问的那一个。
1766年,卡文迪许成功分离了氢---这是人类有史以来得到的第二种纯净气体,氢气爆炸的唯一产物是水,由此猜测水的化学式,把这个结果告诉了瓦特,1783年,詹姆斯·瓦特发表了这项成果。
卡文迪许的实验用铅球取代了山作为引力的来源。卡文迪许知道小球的重量---也就是地球对小球的引力。如果能够测量大球对小球的引力,那么就能计算出地球质量与大球的质量比。(当时更吸引人的未必是G这个引力常数,而是地球究竟是多重。)
16、1799年 电池是如何发明的?——伏特
1780年,意大利科学家路易吉·伽伐尼提出动物是由电驱动的,亚历山德多·伏特对抽搐的青蛙腿很感兴趣...1799年伏特鼓捣出了电池的雏形。伏特的实验或许是科学史上最为重大的发现。
电流计(galvanometer)正是以伽伐尼命名的。
17、1803年 光会互相干涉吗?——托马斯·杨
有两个席位差别的音节同时奏响,你就能听见明显的节拍,因为声波会产生干涉。
没有任何证据表明杨曾经做过这个实验。
1961年,科学家发现电子也有同样的特性。
18、1820年 磁能产生电吗?——奥斯特和法拉第
1820年4月21日,哥本哈根大学的物理教授汉斯·克里斯蒂安·奥斯特(安徒生也是汉斯...)正准备给学生上课,合上电池开关通电的时候,他发现桌上的罗盘指针轻轻动了一下。然后断开电流,罗盘指针又动了一下...这个发现并非完全偶然,因为他当时正在研究电与磁之间的关系。
法国科学院的安培听说了奥斯特的工作,于是立即行动起来,安培发现平行导线电流方向相同,这两条导线会相互排斥...奥斯特的发现也传到了伦敦的皇家研究所,戴维等试图利用这一原理制造电动机但没有成功,助手法拉第也开始思考电与磁之间的关系。1821年法拉第制造了一个玩具电动机。电动机的成功让法拉第兴奋不已,没有知会戴维的情况下直接就把这个结果发表出去额...
1829年戴维去世以后,法拉第终于可以自由地研究电和磁了,很快就发现了另一件事(1831年):磁铁可以诱使线圈产生电流...
法拉第几乎没有上过学,也没有接受过任何数学训练,但是,他用场线描绘了电磁场的形状。(接受了数学的训练或许就不会有这样的创造了)
1845年,法拉第通过实验证明,强磁场能够扭转偏振光的传播平面,后来还发现了某些物质对磁场产生了微弱的斥力...
19、1842年 声音能拉伸吗?——多普勒
1842年,38岁的多普勒发表了他一生中最重要的论文---《论天体中双星和其他一些星体的彩色光》,提出光以波的形式传播,光的颜色取决于波的频率。还表示,如果光源和观察者发生了相对运动,那么波的频率也会随之变化。
1848年,斐索发现,多普勒效应同样适用于电磁波。1929年,艾德文·哈勃利用多普勒效应---星系的红移---证明了宇宙在不断地膨胀。
20、1843年 让水变热需要多少能量?——焦耳
1841年出生在英格兰北部的焦耳发现载流体产生的热与电流强度的平方和导体的电阻乘积成正比。
在一次实验中,焦耳设计的配重行程长达11米,反复拉起又放下,重复了144次,但罐子里的水温只升高了区区几度。
1843年,焦耳在英国科学促进会上宣布自己的结论,但迎接他的却是岩石般的沉默,没有哪家主流期刊愿意发表他的研究成果。法拉第倒是对焦耳的理论有些兴趣,深受震撼,不过依然将信将疑。威廉·汤姆生也心存怀疑,不过后来和焦耳见了一面逐渐接受了。
焦耳曾说,“物质中蕴含的能量来自上帝的恩赐,所以人类当然无法创造或毁灭它。”出于某些很不科学的原因,焦耳首先提出了能量守恒的概念。
21、1850年 光在水里会变快吗?——斐索与傅科
1676年罗默就曾测量过光速;1729年布拉德雷又利用“光行差”的天文学方法重新测量了光速。1849年,斐索在巴黎的父母家里设计了一个巧妙的实验来直接测量光速,一百个齿轮的圆形遮板...
与此同时,傅科也放弃了医学课程,因为和年轻的查尔斯·达尔文一样,发现自己晕血。1850年,傅科和斐索又设计了一套更巧妙的系统来测量光速...傅科又改进了实验,在光路上插入一根装满水的管子,结果发现光返回花费的时间变长了。
牛顿曾经预言说,光在水中的传播速度应该比空气中更快,因为稠密的介质会拉动光粒子...但实际上通过实验我们发现,水中的光速比空气中的慢了25%左右。这个观测结果“敲下了粒子说的最后一根棺材钉”---托马斯·杨的理论终于得到了证实。
1864年,斐索提出“我们应该利用光波的长度来确定标准的长度单位。”(299792458)
傅科摆的振动平面相对于恒星是固定的,因为地球不停地自转,所以我们才会看到单摆的振荡平面出现旋转。

四、光、射线和原子:1851—1914
物理学和技术常常密不可分。新理论会创造出新技术,而新的技术又为物理学提供了新的实验途径和研究方法。
22、1887年 什么是以太?——迈克尔逊与莫雷
世界上最著名的“失败”实验(这一部分伽莫夫给出的描述更清晰[?])
23、1895年 X射线是怎样被发现的?——伦琴和贝克勒尔
激动万分的伦琴在实验室里待了整整一个周末。两周后伦琴拍下了第一张X射线照片,“我看见了自己的死亡。”
伦琴并没有为X射线申请专利,因为他希望每个人都能从中受益。(他本人拒绝伦琴射线这个名字)
受到德国伦琴《论一种新的射线》论文的启发,法国科学家贝克勒尔1896年发现了放射性...
24、1897年 原子里面有什么?——汤姆生
1897年来自曼彻斯特的约瑟夫·约翰·汤姆生发现,原子可能是由更小的粒子组成。1904年提出西瓜模型(枣糕模型、梅子布丁模型)
汤姆生的父亲希望他成为一名工程师,但家里没有筹到足够的钱送他去当学徒,所以汤姆生就去剑桥学了科学,最后成了一名物理学家。28岁被任命为实验物理卡文迪许教授。
25、1898年 镭是怎样被发现的?——居里与居里夫人
俄国的统治者和撤销了波兰学校里的实验教学课程。(这里自己取消)玛丽的父亲是一位物理教师,他把大部分实验设备搬回家,所以他最小的女儿不至于完全得不到教育。
皮埃尔和他的兄弟发明了一种可以测量电荷的灵敏设备---静电计。(验电器?)
1898年居里夫妇发现了放射性极强的镭,直到12年后玛丽才分离出纯净的镭,几年后,镭的化合物在欧内斯特·卢瑟福的研究中发挥了关键的作用。
1903年,玛丽在获得博士学会后前往英国伦敦访问,但皇家研究所不允许女性发表演讲,所以皮埃尔被迫上台替她发表演说,当听众提问时,他就低头问玛丽,然后再大声转告观众。
最初的诺贝尔委员会只打算表彰皮埃尔和贝克勒尔,但前者据理力争才把玛丽的名字加进名单...
26、1899年 能量能在空间中传播吗?——特斯拉
塞尔维亚裔科学家尼古拉·特斯拉出生在今天的克罗地亚境内,在学校的时候就是个数学神童。为了逃离经常出现在脑子里的幻象,特斯拉离开了自己的家...年轻的特斯拉很快染上了赌瘾,连续有好几次考试不及格,于是再次逃离学校,同时也和家人断绝了所有联系。特斯拉高大英俊,瘦得惊人。1884年加入托马斯·爱迪生麾下,因为爱迪生不肯兑现曾答应过的奖金愤而辞职。1888年与乔治·威斯汀豪斯(电影《电力之争》有乔治很重的戏份)签订了一份回报丰厚的合同。1891年完成了特斯拉线圈,一种共振变压电路。
特斯拉还研究过“利用电能对学生进行潜意识浸润教育,让笨孩子变得聪明起来”的项目。(特斯拉不会是杨永信的鼻祖吧)
27、1905年 光速是恒定的吗?——爱因斯坦
爱因斯坦出生在德国,随父母移居到意大利,爱因斯坦去了瑞士上学,(相比德国的学校)“学校里洋溢着自由的气氛,老师们诚挚认真,兢兢业业,这给我留下了难以磨灭的印象。”

...这个悖论早在我16岁时就出现在我的脑海里,如果我以光速追逐一束光,那么在我眼里,这束光应该是一个静止的电磁场,虽然它仍在空间中振荡。但是,无论是依据现有实验还是根据麦克斯韦方程组进行推算,这样的情景似乎不可能存在。

1905年被称为爱因斯坦的奇迹年,除了狭义相对论,探讨了光电效应,这为他赢得了诺贝尔奖,研究了布朗运动,还研究了能量和质量的关系,为后来的质能方程奠定了基础。
1908年,爱因斯坦曾经的老师闵可夫斯基重新阐述了狭义相对论,加入了时间这一维度...
28、1908—1913年 世界为何大部分是空的?——卢瑟福等人
基于在加拿大麦吉尔大学所做的放射性衰变研究,卢瑟福获得1908年的诺贝尔奖,命名了αβγ...
你对着一张面巾纸射出一枚近四十厘米的炮弹,结果炮弹居然被反弹回来打中了你。
29、1911年 金属在绝对零度下会表现出什么特性?——昂内斯
焦耳提出热功当量方程后,开尔文男爵根据热力学原理得出绝对零度为-273.15℃
开尔文认为在低温下金属的电阻会大幅上升,但昂内斯却不同意这一看法。1911年将一根固体水银导线放入4.2K的液氮中,发现水银的电阻竟然降到了零。他兴高采烈地在笔记本上(他的笔记直到一百年后才被破译出来)写道:水银进入了一种新的状态,这种非凡的导电性或许可以称之为“超导状态”。
30、1911年 把头探进云里就能获得诺贝尔奖?——威尔逊
苏格兰农民的儿子威尔逊原本打算学医,可是在剑桥上学的时候迷上了物理,特别是气象学。1911年威尔逊重新开始琢磨云室,1923年完善了云室...云室让科学家发现了正电子。卢瑟福表示,“云室是科学史上最新颖、最精彩的设备。”1927年威尔逊获得诺贝尔奖,表彰他找到了“通过水蒸气的凝结来显示带电粒子运动轨迹的方法”,虽然他发明这种设备完全是出于另一个风马牛不相及的原因。
“1894年我在本尼维斯山待的那两个星期中观察到的现象引领了我毕生的科研工作。”
31、1913年 如何测量粒子携带的电荷?——密立根与弗莱彻
1910年密立根成了芝加哥大学的教授,不过在此之前就已经开始自己的油滴实验,在研究生弗莱彻的帮助下,设计了原理很简单的实验装置。他俩达成协议,密立根独享这篇论文的所有权益,而研究生弗莱彻是另外一篇相关论文的唯一作者。如此弗莱彻获得了博士学位,而密立根获得了1923年的诺贝尔奖...
密立根不相信爱因斯坦1905年提出来的光电效应,做了很多实验试图证明爱因斯坦错了。但结果适得其反,“我花了十年时间试图推翻爱因斯坦在1905年提出的等式,结果却事与愿违。到了1915年,我不得不承认,爱因斯坦的理论是对的,尽管它看起来很不合理。”
1811年,意大利的阿伏伽德罗提出,在给定的温度和压强下,任何气体的体积都与它包含的粒子数量成正比。
32、1914年 量子力学比我们想象的还要古怪吗?——弗兰克与赫兹
漂浮的水银原子对飞行的电子产生什么影响?网栅电压不断升高,到达阳极的电流也稳定增长,知道电压升高到4.9V电流突然降到接近零的程度,然后继续增加网栅的电压,电流重新开始增大,知道电压增加到2×4.9V,电流再次出现断崖式下降...显然电子似乎只会失去4.9eV的能量,不多也不少,而这正好符合水银原子在254nm上的一条谱线。
一旦网栅电压达到4.9V,大部分电子会带着足够的能量冲击水银原子,激发原子内部的电子。与此同时,原来的电子就会失去能量。电压达到2×4.9V时,每个电子几乎都会连续撞击并激发两个水银原子,然后失去能量无法继续运动...
弗兰克就这些实验结果发表了一次演讲,据说爱因斯坦在听完演讲或评论说:“这太可爱了,简直催人泪下。”

五、物质深处:1915—1939
有一位比利时的神父提出,原始的宇宙是从一只蛋开始的。
33、1915年 引力与加速度有关吗?——爱因斯坦
引力的作用效果和加速度一模一样。
34、1919年 你能把铅变成金子吗?——卢瑟福
1920年卢瑟福确定了氢原子核的确是所有原子核的基本组成部分,将它命名为质子。(希腊文是第一的意思)还与波尔的合作中提出,大部分原子核里应该还存在一种电中性粒子,卢瑟福提出,这种粒子也许应该叫中子。(核物理之父啊)
35、1919年 爱因斯坦的理论能被证实吗?——爱丁顿等人
(霍金提到:爱因斯坦光线偏折的预言不可能在1915年立即得到验证。直到1919年,一个英国的探险队从西非观测日食,证明光线确实像理论所预言的那样被太阳偏折。这次英国人证明德国人的理论被欢呼为战后两国和好的伟大行动。更具讽刺意味的是,后来人们检查这次探险所拍的照片,发现其误差和企图测量的效应同样大。他们的测量纯属运气。)
36、1922年 粒子会旋转吗?——施特恩与格拉赫
施特恩与格拉赫共同设计了一个实验,格拉赫在法兰克福大学开始了自己的实验,将一束银原子摄入不均匀磁场,原本的宽条带从中间一分为二,银原子核应该自旋?自旋的其实是电子,最外层有一个孤立的电子...
诺贝尔奖只颁给了施特恩,格拉赫与这份荣誉失之交臂是因为他后来为纳粹领导下的德国效力...
37、1923—1927年 粒子会波动吗?——戴维森与革末
1924年第7代德布罗意公爵提出了电子具有波动性。1923年康普顿X射线散射实验。
在特定的电压下,镍晶体会朝几个特定的方向精确地反射电子束,和X射线一模一样。换句话说,他们发现电子在这个实验中表现的和射线完全相同,这意味着电子具有波动性。
康普顿发现了光波具有质量,而戴维和革末发现电子具有波长。
38、1927年 一切都是不确定的?——海森堡
1924年,海森堡去哥本哈根协助波尔工作,1927年在哥本哈根构建量子力学的数学基础时提出了著名的不确定原理。
我们能观察到的只是电子在不同轨道上跃迁释放或吸收的光。
如果海森堡想精确地测量电子的位置,就必须使用能量更高的γ射线,于是电子受到的力也会更大。电子的位置的测量越精确,那么电子的运动速度和方向受到的干扰就越大。
不确定原理听起来似乎无足轻重,但哪怕是从最保守的角度来说,它也改变了整个物理学的面貌。
39、1927—1929年 宇宙为什么会膨胀?——弗里德曼
1922年俄罗斯彼尔姆国立大学教授亚历山大·弗里德曼在德国发表了一篇复杂的论文,提出宇宙可能在不断膨胀。比利时的天主教神父勒梅特也独立得出了类似的结论。爱因斯坦表示,“你的计算是对的,但物理方面却错得离谱。”
勒梅特提出,宇宙是从一个点开始膨胀的,然后谈到“创世时刻的宇宙蛋爆炸”,不相信宇宙膨胀的英国天体物理学家霍伊尔不屑一顾地将勒梅特的观点称为big bang,这个名字流传至今。(有点像泊松亮斑)
爱因斯坦逐渐开始认同勒梅特的理论,“这是我所听过的关于宇宙起源最美、最完善的解释。”
1929年,哈勃观察到了46个遥远星系的红移...
40、1932年 反物质真的存在吗?——安德森
有些人认为狄拉克是牛顿之后最伟大的理论物理学家,1928年推导方程为了描述带负电的电子,但它同样适用于带正电的电子。所有粒子都拥有自己的反粒子。
加州理工学院的安德森开始利用改进后的云室研究宇宙射线,1932年利用垂直的威尔逊云室拍摄宇宙射线轨迹时发现了一条古怪的痕迹,它只可能来自某种质量与自由电子相当的正电的粒子。
宇宙射线从照片下方进入云室,随后在强磁场作用下向左偏转,这证明带正电,然后粒子穿过铅板计入云室上半部分,能量略有损失,所以偏转的更厉害了。穿透铅板后这个粒子又穿过了5厘米厚的空气,这说明它的而体积很小---质子绝不可能飞行这么远的距离。

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41、1933年 引力如何构建银河系?——兹威基
出生在保加利亚的兹威基是有史以来最伟大的天体物理学家之一,父亲是瑞士人,母亲来自捷克。1925年移民到了美国,来到加州理工学院和密立根一起工作。
只要谈到中子星、暗物质、引力透镜之类的话题,“早在20世纪30年代,兹威基就注意到了这些问题,但当时谁也不相信他的话...
42、1935年 薛定谔的猫是死还是活?——薛定谔
一只猫如何能够同时既死又活?1935年奥地利物理学家薛定谔提粗了这个颇富哲学意味的问题。
1957年埃弗雷特认为,存在很多很多个宇宙,每一个种可能性都曾真实地发生过,只是它们各自存在于不同的宇宙中。
43、1939年 怎样利用核物理知识造出原子弹?——西拉德与费米

1933年,匈牙利物理学家希拉德在英国访问...卢瑟福在演讲中否认了通过核反应获得能量的可能性:“...一切试图从原子转化中获取能量的努力都是空中楼阁。”西拉德不同意卢瑟福的说法,在大不列颠博物馆附近的南安普顿路街口等红绿灯,就在绿灯亮起的那一刻,一个可怕的想法突然闯入他的脑海:加入能用新发现的中子启动某个反应---让一个原子产生了两个中子,那么这两个中子又讲启动另外两个原子发生反应...“就在他穿越街道的那个瞬间,时间裂开了一条细缝,他看到通往未来的道路充满死亡与悲伤,世界将变得不复以往。”

1938年费米获得诺贝尔奖,因为用中子轰击重原子制造出新的元素,不幸的是,后来人们发现,所谓新元素是反应产生的放射性碎片,费米有些惭愧,但依然自信满满。
1939年为了躲避纳粹和法西斯政权,西拉德和费米都移民了美国,意识到德国可能正在制造原子弹,于是给罗斯福总统谢了一封警告信,并邀请爱因斯坦共同署名。
临界质量大约15千克---体积比棒球大一点点。
六、跨越宇宙:1940—2009
44、1956年 一颗恒星诞生了?——塔姆等人
聚变系统不会过热熔化,因为无论何时,参与反应的物质总质量不会超过1克,所以即使这些材料达到了极高的温度,他们产生的总热量也不大---完全不足以熔化金属和陶瓷隔墙。因为没有放射性,聚变反应产生的能量是裂变的一千倍左右。
环磁机TOKAMAK
45、1965年 大爆炸留下了余韵吗?——彭齐亚斯与威尔逊
彭齐亚斯的一位朋友看到皮布尔斯的论文初稿,直到这时候,他们才如梦初醒地意识到,自己的发现有多重要。
46、1967年 小绿人真的存在吗?——贝尔
1783年英国教士兼博物学家约翰·米切尔给皇家学会的亨利·卡文迪许写了一封长信...假如光也被同样的力所吸引...这个物体所释放的所有光都会被它自身的引力吸收回去。
德国物理学家史瓦西为爱因斯坦的引力场求出了一个解,会得出一个奇怪的史瓦西半径,物质可以进入这个球壳,但没有任何东西能从里面出来。
这些高速旋转的天体释放出的无线电束像灯塔的光一样穿越宇宙,传到了贝尔的望远镜里...1974年休伊什获得诺奖,但瑟琳却没有得到这份荣誉。(应该有人专门收集一下类似的情况...)
47、1998年 宇宙正在加速吗?——珀尔马特
引力是唯一作用于宇宙中所有星系的力,虽然远距离的力非常微弱,但它顽固而执着。
暗能量又叫真空能量,效果类似轻微的负压---暗能量像真空一样将宇宙向外拉扯。宇宙学家告诉我们,暗能量弥漫在空间,导致星系向外加速运动,所以宇宙膨胀的速度越来越快。大约5%的常规物质,27%的暗物质,剩下的68%全都是暗能量。
48、1999年 我们为什么会在这里?——里斯等人
1999年英国皇家天文学家马丁·里斯出版了《六个数》(我们是来自恒星的灰烬。)中定义了宇宙组成宇宙菜谱的基本数值...如果其中任何一个数不协调,那么恒星和生命都不会存在。
今天的人类只有在所有的基本常数都正确无误的宇宙里才能演化出来。
我们的宇宙刚好正适合我们,这就是所谓的人择原理。按照强人择原理,宇宙以某种方式被迫形成了让人类演化成至今的样子。而弱人择原理的一个流派则认为,在所有可能的宇宙中,我们只是居住在这个所有参数都正确的宇宙里而已。
1973年,布兰登·卡特首次提出了人择原理,但类似的思想早已经出现。1904年,阿尔弗雷德·拉塞尔·华莱士曾写道:“我们周围的宇宙如此广袤而复杂,或许必须要有这样的宇宙...才能创造出每一个细节都精确无误的世界,让生命有序地发展,最终孕育出人类。”
如果大爆炸也不止发生了一次,而是很多次,那么其中某一次大爆炸正好产生了一个所有参数都适合我们的宇宙,这似乎也很合理。
光子似乎能够同时穿过两条狭缝,沿两条路径传播。理查德·费曼提出,这是因为在量子世界里,光子没有确定的路径,恰恰相反,它会沿着所有可能的路径传播。
就像休·艾弗雷特的多世界诠释,如果薛定谔的猫在一个世界里已经死去,而在另一个世界里却还活着,那么宇宙或许真的不止一个---但这意味着观察者在打开盒子的刹那创造出了一个新的宇宙。
一群蚂蚁在一张二维的纸上忙忙忙碌碌,它们或许不会知道,就在自己头顶几英寸外还有另外张纸,上面居住着另一群蚂蚁。
49、2007年 我们是宇宙中唯一的智慧生物吗?——波勒等人
或许某一颗行星上面就有达尔文所说的“温暖的小池塘”,池塘里孕育着鲜活的生命。
50、2009年 我们能找到希格斯玻色子吗?——希格斯等人
1964年,苏格兰爱丁堡阿雪的彼得·希格斯提出,标准模型内应该有一种特殊的粒子,它赋予了其他所有粒子质量,这个小家伙应该是某种玻色子...
@qiusir:既然万有引力,那宇宙怎么还没坍缩呢?读书、教书几十年也不曾遇到原发的三百多年前本特利的悖论,有些事心怀天下还是不够的。“在一个人的方程中具备美感比使之符合实验结果更重要。”预言反物质的保罗·狄拉克的这句话也不仅是自己的直接感受吧。直到1929年才由哈勃发现星系红移现象,静态宇宙的前概念让爱因斯坦在1915年发表的广义相对论里也犯了他一生中最大的错误...
@qiusir:尝试用物理熵的角度看待人群(国家/民族)的,就如从人择原理看待社会的政体,会清晰也淡然了一点。

RR@12.15
“教育的目的是让学生们摆脱现实的奴役,而现在的年轻人正意图做着相反的努力——为了适应现实而改变自己。”西塞罗(前106年-前43年)
欧几里得(前330年)、托勒密(公元90年)等人曾提出,要看见某件物品是因为我们的眼睛会向外射出一束光...(所以有别看我一说。)
“一个木乃伊被化妆成豆蔻少女了。”
(荷兰人,Christiaan Huygens,奥斯特和安徒生也是克里斯蒂安,惠更斯接受过笛卡尔的指导,证明了2\pi\sqrt{\frac{l}{g}},研究了弹性碰撞,证明了能量和动量守恒,创立了光的波动说)(Hans Christian Ørsted,在CGS单位制里,磁场的单位是奥斯特,小有名气的作家和诗人,创建丹麦技术大学,弟弟是丹麦总理...为了纪念奥斯特,美国物理教师协会特别设立了奥斯特奖章 (Oersted Medal) ,来奖励优秀物理教师。丹麦发射于 1999 年的第一个人造卫星,就命名为奥斯特人造卫星。哥本哈根大学化学系和数学系的大楼,也命名为汉斯·奥斯特学院...)
(无线电没有未来。比空气更重的飞行器是不可能实现的。X射线将被证明是一场骗局。开尔文勋爵的这几个梗)
俄国的统治者和撤销了波兰学校里的实验教学课程。玛丽的父亲是一位物理教师...
特斯拉还研究过“利用电能对学生进行潜意识浸润教育,让笨孩子变得聪明起来”的项目。
“这太可爱了,简直催人泪下。”
(我们是来自恒星的灰烬。)
“只有那些最终有能力为生命提供良好生存条件的宇宙中能有生命,且这些生命能观察宇宙并给出调和性的解释。”
@qiusir:师从笛卡尔也指导过莱布尼兹、与伽利略和牛顿都有交集的惠更斯如奥斯特和安徒生一样都叫克里斯蒂安。和证明单摆周期公式和研究弹性碰撞相比,更喜欢他光的波动说,据说还是根据一同测定冰点和沸点并更早发明现在还用在电流计里用来平衡电磁力矩的游丝的罗伯特·胡克提议的...... ​​​​