科瓦列夫VS医药的-科瓦列夫战绩
发现黑洞发动机的类星体,产生的近光速等离子喷流,很像喇叭裤
科学家研究了300多个类星体旋转的黑洞,这些黑洞产生了等离子束。研究发现,在距离黑洞一定距离的地方,这些天体物理喷流的形状从抛物线变为锥形,让人想起70年代标志性的“喇叭裤”。通过有效测量这些“宇宙裤”,研究人员旨在解释在遥远活动星系中心将物质加速到接近光速的中央引擎黑洞,其研究发表在《天文学会月刊》上。
类星体是宇宙中最明亮的物体之一,尽管它距离地球数十亿光年。类星体有时被称为灯塔,类星体帮助我们导航的不仅仅是遥远的宇宙过去和复杂的宇宙结构,还有我们的星球。因为类星体是如此遥远,类星体可以被用作天空中稳定的参考点,用来测量地球的自转和行星表面物体的坐标,这是GPS、GLONASS和其他定位系统的基础。
宇宙的灯塔
类星体非常明亮,从很远的地方都能看得见。类星体拥有一个旋转的超大质量黑洞,质量通常高达太阳的数十亿倍。黑洞周围的物质带着磁场落在黑洞上,场线类似于带有带电粒子的导线,带电粒子像珠子一样串在上面。当磁力线旋转时,等离子体加速到接近光速,由此产生的流出物被称为天体物理喷流,正是因为它们,类星体才成为如此耀眼的物体。
天文学家此前认为,几乎每一股喷流的形状都像一个狭窄的锥体,离开黑洞区域后会横向膨胀。在通过遍布全球的射电望远镜网络观察了数百个类星体20年后,这项新研究的作者对这一设提出了挑战。制作了由莫哈韦监测的300多个类星体喷流图像,并对形状进行了分析。结果,研究小组发现了10个类星体,它们的抛物线形状喷流演化成了圆锥体。由于涉及到的类星体相对较近,所以可以看出这种转变:
10个类星体中的每一个都“仅仅”位于数百万光年之外,喷流延伸到距离黑洞大约几十光年的地方。莫斯科物理与技术研究所(MIPT)和俄罗斯科学院列别捷夫物理研究所的尤里·科瓦列夫教授表示:到目前为止,遥远活动星系中喷流形成和加速背后的机制还没有完全弄清楚,但我们弄清楚这些宇宙加速器是如何工作的至关重要,喷流起源的区域很难辨别,因为它非常小。
与这些物体的距离如此之远,以至于一切都变得模糊起来。因此,虽然有多种理论模型可用,但没有观测数据来测试它们。新研究是第一次根据对大量类星体的观测,研究喷流详细几何形状的研究。喷流的几何形状是内力和外力、磁场、等离子体和星际气体之间错综复杂相互作用的结果。天体物理学家们找到了一种很好的方法来解释这些因素。由旋转黑洞和磁场组成的中央发动机提供有限动力。
在此之前,人们就知道等离子体只有在达到某一点时才会轻易加速。在那之后,加速度变得如此缓慢,以至于实际上停止了。就是在这一点上,宇宙裤发出了闪光。早期的研究指出,在少数星系中观察到的类星体喷射形状发生了变化。然而并没有得出结论,认为这是所有类星体的特性,而不是相关的单个物体特性。研究将这种影响归因于喷流的内部特征,但事实证明,这种解释是简洁和直观的。
科学家们现在有了一种新的方法来评估黑洞旋转速度,并理解类星体中令人难以置信的聚焦和快速等离子射流形成机制,这些射流如此明亮,以至于在数十亿光年外都能看到。
性格形成的家庭因素是什么?
在孩子性格形成过程中,家庭因素具有十分重要的作用,前苏联心理学家科瓦列夫从1957-1951年对两个孪生女大学生进行了观察,这两个女生外表很相似,她俩从小学、中学到大学都在一起上学,但在性格上都有明显的差异:姐姐比妹妹好交际,也比较果断、勇敢和主动;说话或回答问题时,总是姐姐先回答,妹妹只表示同意或作补充,经过对她们生活史的调查得知,她们小时候由家长作出决定,一个当姐姐,并负责照看妹妹,首先执行家庭委派的任务。这样久而久之,就使姐姐形成了独立、主动、善交际等性格特征,而妹妹则养成了顺从姐姐,听话、照办的习惯。从这个例子可以看出,家长的教育态度对子女性格的形成有着很重要的作用。现在某些独生子女身上的任性自私、好吃懒做等性格和行为,在很大程度上是父母造成的。
伟大的数学家的故事
1、18世纪欧洲最伟大的数学家——拉格朗日
拉格朗日(1736—1813),法国著名的数学家、力学家、天文学家,变分法的开拓者和分析力学的奠基人。他曾获得过18世纪“欧洲最大之希望、欧洲最伟大的数学家”的赞誉。
拉格朗日出生在意大利的都灵。由于是长子,父亲一心想让他学习法律,然而,拉格朗日对法律毫无兴趣,偏偏喜爱上文学。
直到16岁时,拉格朗日仍十分偏爱文学,对数学尚未产生兴趣。16岁那年,他偶然读到一篇介绍牛顿微积分的文章《论分析方法的优点》,使他对牛顿产生了无限崇拜和敬仰之情,于是,他下决心要成为牛顿式的数学家。
在进入都灵炮兵学院学习后,拉格朗日开始有地自学数学。由于勤奋刻苦,他的进步很快,尚未毕业就担任了该校的数学教学工作。20岁时就被正式聘任为该校的数学副教授。从这一年起,拉格朗日开始研究“极大和极小”的问题。他用的是纯分析的方法。1758年8月,他把自己的研究方法写信告诉了欧拉,欧拉对此给予了极高的评价。从此,两位大师开始频繁通信,就在这一来一往中,诞生了数学的一个新的分支——变分法。
1759年,在欧拉的推荐下,拉格朗日被提名为柏林科学院的通讯院士。接着,他又当选为该院的外国院士。
1762年,法国科学院悬赏征解有关月球何以自转,以及自转时总是以同一面对着地球的难题。拉格朗日写出一篇出色的论文,成功地解决了这一问题,并获得了科学院的大奖。拉格朗日的名字因此传遍了整个欧洲,引起世人的瞩目。两年之后,法国科学院又提出了木星的4个卫星和太阳之间的摄动问题的所谓“六体问题”。面对这一难题,拉格朗日毫不畏惧,经过数个不眠之夜,他终于用近似解法找到了答案,从而再度获奖。这次获奖,使他赢得了世界性的声誉。
1766年,拉格朗日接替欧拉担任柏林科学院物理数学所所长。在担任所长的20年中,拉格朗日发表了许多论文,并多次获得法国科学院的大奖:1722年,其论文《论三体问题》获奖;1773年,其论文《论月球的长期方程》再次获奖;1779年,拉格朗日又因论文《由行星活动的试验来研究彗星的摄动理论》而获得双倍奖金。
在柏林科学院工作期间,拉格朗日对代数、数论、微分方程、变分法和力学等方面进行了广泛而深入的研究。他最有价值的贡献之一是在方程论方面。他的“用代数运算解一般n次方程(n>4)是不能的”结论,可以说是伽罗华建立群论的基础。
最值得一提的是,拉格朗日完成了自牛顿以后最伟大的经典著作——《论不定分析》。此书是他历经37个春秋用心血写成的,出版时,他已50多岁。在这部著作中,拉格朗日把宇宙谱写成由数字和方程组成的有节奏的旋律,把动力学发展到登峰造极的地步,并把固体力学和流体力学这两个分支统一起来。他利用变分原理,建立起了优美而和谐的力学体系,可以说,这是整个现代力学的基础。伟大的科学家哈密顿把这本巨著誉为“科学诗篇”。
1813年4月10日,拉格朗日因病逝世,走完了他光辉灿烂的科学旅程。他那严谨的科学态度,精益求精的工作作风影响着每一位科学家。而他的学术成果也为高斯、阿贝尔等世界著名数学家的成长提供了丰富的营养。可以说,在此后100多年的时间里,数学中的很多重现几乎都与他的研究有关。
2、著名的女数学家索菲·科瓦列夫斯卡娅
索菲·科瓦列夫斯卡娅(1850~1891)是俄国人,她一生获得了很多“第一”:她是历史上第一个获得数学博士学位的女性,是第一个获得科学院院士称号的女数学家,此外,她还是除了意大利外世界上第一个担任数学教授的妇女,她对数学做出了卓越的贡献。
索菲·科瓦列夫斯卡娅从小就对数学怀有特殊的感情,并有着极大的好奇心和强烈的求知欲望。在她8岁的时候,全家搬到了波里宾诺田庄。由于带去的糊墙纸不够用,父母就在她的房间里用著名的数学家奥斯特洛格拉得斯基所著的微积分讲义来裱糊墙壁。那时,索菲·科瓦列夫斯卡娅常常独自坐在卧室的墙前,望着糊墙纸上奇妙的数字和神秘的符号出神,一坐就是好几个小时。后来,索菲·科瓦列夫斯卡娅在自传中写道:“我常常坐在那神秘的墙前,企图解释某些词句,找出这些书页的正确次序。通过反复阅读,书页上那些奇怪的公式,甚至有些文字的表述,都在我的脑海里留下了深刻的印象,尽管当时我对它们还是一窍不通。”
索菲·科瓦列夫斯卡娅的祖父和外祖父都是出色的数学家,这或许有助于形成她的数学天赋,但她的成功主要还是源于她不懈的努力。她在学习数学时,注意力总是非常集中,能很快理解和掌握老师所讲的内容。有一次,数学老师让索菲·科瓦列夫斯卡娅重复上次课上所讲的内容,索菲·科瓦列夫斯卡娅没有按老师讲的方法去讲,而是换成了自己的思路方法。当她讲完后,老师立即竖起大拇指夸她了不起。由此可见,索菲·科瓦列夫斯卡娅善于独立思考问题,善于积极寻找自己的思路方法,使自己的思维不局限于某一特定的方式,这对她日后的数学研究非常重要。
高中毕业之后,索菲·科瓦列夫斯卡娅想继续学习高深的数学知识,但当时俄国有一种普遍轻视妇女的风气,妇女无权接受高等教育。对索菲·科瓦列夫斯卡娅来说,继续深造只有出国求学了。索菲·科瓦列夫斯卡娅把想要出国求学的愿望告诉家人,遭到了家人的强烈反对。为了争取上大学的权利,索菲·科瓦列夫斯卡娅冲破了种种阻力,终于如愿以偿来到了德国的海德堡大学求学,在陌生的异国城市过起了紧张而简朴的学习生活。
在海德堡大学求学的过程中,索菲·科瓦列夫斯卡娅为了取得更大的进步,到被誉为“现代分析之父”的数学大师魏尔斯特拉斯教授家中拜师求教。这位数学大师被索菲·科瓦列夫斯卡娅的诚恳态度打动,经过多次测试,满意地收下了这位勤奋好学的女学生。在魏尔斯特拉斯的悉心指导下,索菲·科瓦列夫斯卡娅更加刻苦地钻研数学。经过一段时间的学习与实践,索菲·科瓦列夫斯卡娅写就了三篇重要的数学学术论文,不久,又成功地解决了困扰数学家们一百多年的“数学水妖”问题,并因此获得了著名的“鲍廷奖金”。
索菲·科瓦列夫斯卡娅一生获得了很多荣誉,为数学的发展做出了巨大贡献,但她从没有自满过。不幸的是,她在一次旅途中染上了风寒,由于没能及时休息,以致卧床不起,不久便与世长辞,终年只有41岁。
3、马其诺防线上的数学家
文森特·多布林是一位年轻的法国士兵,在第二次世界大战中英勇捐躯,但却被誉为数学天才。这是因为他在马其诺防线服役时,写下了不朽的数学手稿。
多布林出生于德国的一个犹太人家庭。当反犹浪潮席卷第三帝国时,他和家人从柏林逃到了法国。1938年,年仅23岁的多布林成为巴黎大学有史以来最年轻的数学博士,不久便担当了整个巴黎地区同龄人的数学导师。那时他所进行的概率理论的研究项目,被认为是整个欧洲最前途无量的数学研究项目。他原本是一个前途无量的数学家,但入侵法国,使得他的数学生涯于1940年悲剧性地中断了。面对入侵的德国军队,多布林决心奋起抗争,而不是苟且偷生,他参加了法国陆军,成为一名普通的士兵。
多布林随身携带着他的研究论文和即将完成的定理上了前线,驻守马其诺防线。在战争最初的几个月中,上司特许他利用一切空闲时间继续数学研究。1940年夏,德军粉碎了法军的抵抗,多布林所在的步兵团也面临着灭顶之灾。当其他士兵纷纷后撤时,多布林自愿与两名战友留下,抵抗即将到来的德军。6月21日,当德军马上就要占领阵地时,多布林开枪自杀,宁死不当俘虏,年仅25岁。他弟弟克劳德回忆道:“的是,多布林在德军攻占阵地之前,焚烧了身上所有的研究论文,以免落入德军之手。他不能容忍德国人剽窃他的思想。”
战后,多布林的名字很快便被人们遗忘了。然而在他英勇捐躯半个世纪后,法国科学院的一位官员偶然发现多布林早在1940年2月,就依据一种可追溯到路易十四时期的密藏规则,将自己的研究成果悉心保存了起来。他用一个信封把自己演绎数学理论的手稿密封,藏在了科学院的地下室中。按照密藏规则,该信封必须经过作者本人许可方能拆封,万一作者本人辞世,就必须在自收藏之日起100年后方能开启。这样,多布林的论文手稿要到2040年才能公之于众。但在法国科学院院士和世界各国数学家多年的游说下,其弟克劳德终于在2000年夏天,同意打破这一陈规。
于是,多布林在阿登省作战时所写下的数学手稿,就此重见天日。这确立了这位年轻士兵作为现代数学界最重要的人物之一和当代概率理论的创始人的地位。这在法国知识界引起了一场轰动。法国科学院为此出了一期特刊,刊载了多布林手稿的全文,“以示对天才的敬意”。
据法国杰出的数学历史学家伯纳德·布鲁说,多布林的论文弥补了二战前的《数学分析》和日本人20世纪50年代在概率理论方面的进展所留下的空白。多布林的研究涉及到应用数学最重要的一个领域,他预见到那些易受无规律干扰的事物的运动规律,例如粒子在诸如水这样的流体中的运动等。
约尔教授是第一个见到多布林手稿的人。他说;“我相信多布林知道,他在这场战争中将在劫难逃。你会注意到,他尽可能少地留下书面的东西。他清楚地知道,他所从事的是那个时代最有前景的数学研究工作,但可惜来日无多,但他记下了自己所思索的尚未完全成形的数学方面的成果。”
克劳德说:“我与哥哥在一间屋子中同住了20年,我了解他的梦想和志向。尽管60年后他才被人们所承认,但依然使我感到高兴。多布林是一个认真而有天赋的人,他不允许任何事情使他分心,即便是上前线打仗也不能转移他的注意力。虽然我对数学一无所知,但我始终为我的哥哥骄傲和自豪!”作为一位数学家,多布林无疑是位难得的天才人物,但作为一名战士,多布林仅仅是一名战士而已。多布林的遇难,是整个数学界的悲哀!历史也许会说:数学家多布林,不应该出现在马其诺防线!
4、数学家苏步青的跨国绝恋
“人去瑶池竟渺然,空斋长夜思绵绵。一生难得相依侣,百岁原无永聚筵……”这是数学家苏步青在步入百岁之际,为他仙逝的妻子苏(松本)米子写的诗。米子是一位伟大的日本女性,也是最先取得中国国籍的外籍人士之一。苏步青与她风风雨雨60载,成就了一段感人至深的世纪绝恋。
在仙台喜结连理
1924年春天,苏步青作为唯一一个中国留学生报考了著名的仙台东北帝国大学数学系,并以第一名的成绩被录取。帝国大学是日本知名的大学,苏步青年年拿第一名,自己还有一些研究课题在进行,自然成了学校的名人。
这时,他对学校的另一位名人松本米子产生了一种特别的关注。米子是帝国大学松本教授的女儿,她不仅相貌才华出众,而且精通插花、书法与茶道,还爱好音乐,尤其是弹得一手好古筝。在一次晚会结束后,苏步青与米子认识了。米子对苏步青其实一直是很仰慕的,他的睿智与赤诚尤其让她感动。后来两个人经常花前月下携手而行。
1927年,东北帝国大学数学系聘请正在攻读研究生的苏步青担任代数课讲师,这使他成为该校历史上第一个兼任过讲师的外国留学生。两个人的恋情成了学校里公开的秘密,不少人为他们祝福;而那些平素追求米子的人则怀有一种嫉妒心理,对米子说:“苏步青是个中国乡巴佬,家里很穷,再说学习好的人不一定将来就会有出息。你跟了他是不会有好日子过的。”但米子不为所动。苏步青受不了一些男生的敌意,他也不想让米子再被别人纠缠,经过商量,他们决定尽快结婚。
米子的母亲是一位善良的日本家庭主妇,她认为苏步青是一个可以托付终身的人。松本教授虽然也很喜欢苏步青,却觉得他毕竟是中国人,出身又低微,所以对这段婚姻一直很不赞同。在米子的坚持下,最终松本教授还是妥协了。1928年,这对异国青年终于走到了一起,在仙台市喜结连理。松本米子自此改从夫姓成为苏米子。
追随夫君到中国
米子全身心地当起了家庭主妇。为了不影响苏步青,她甚至把自己的古筝、书法等特长都荒废了,只留下了茶道和插花,因为这两种爱好有益苏步青的身体和精神。婚后一年,即1929年,米子生了个女孩。1931年初苏步青已有41 篇仿射微分几何和有关方面的研究论文出现在日本、美国和意大利等国的数学刊物上,成了日本乃至国际数学界榜上有名的人物。松本一家都希望苏步青留在日本工作,东北帝国大学也向他发出聘书。苏步青有自己的难处。出国之前,他曾与学长陈建功相约,学成归国,在故乡建设一流的数学系。现在陈建功已先期学成回国,自己是去是留,成了困扰他心灵的难题。
细心的米子早就发现他整天唉声叹气,茶饭不思。一天吃过晚饭,从不吸烟的苏步青在抽闷烟,米子便问他有什么心事。苏步青把心里话和盘托出,他不想因一己之私,留在东瀛。令他想不到的是,米子听到了他的打算,并没有阻止,反而鼓励说:“青,我支持你的决定。首先我是爱你的,而你是爱中国的,所以我也爱中国。我支持你回到我们都爱的地方去,不论你到哪我都会跟着你的。”短短数语,使苏步青格外感动:米子是一个识大体的女人!有了妻子的支持,苏步青一人先回杭州。浙江大学的条件远比他想象的差,不但聘书上写明的月薪比燕京大学聘任他为教授的待遇相去甚远,而且由于学校经费紧张,他虽然名为副教授,却连续四个月没有拿到一分钱。幸亏还有在上海兵工厂当工程师的哥哥及时帮助,否则苏步青就要靠当东西维持生计了。为了养家,苏步青打算再回到日本去。
风声传到了浙大校长邵裴子耳中。这位惜才如命的教育家当夜就敲开了苏步青的房门:“不能回去!你是我们的宝贝……”邵校长情急之中,这话脱口而出。苏步青不敢相信自己的耳朵。“真的,千真万确,你是我们的宝贝!”邵校长激动地说。就是这句话,神奇般地把苏步青回日本的打算冲得烟消云散:“好啦,我不走了。”几天后,邵校长亲自为苏步青筹到1200块大洋,解了他的燃眉之急。到放暑时,有了点积蓄的苏步青便到日本接来了家眷。
1937年7月7日,日本发动了全面侵华战争。苏步青和米子在中国的生活才刚刚开始,就受到了波动。这年“八·一三”事变后,日本飞机在上海和江浙一带狂轰滥炸,浙大的环境非常危险。校方连夜开会商议,决定搬迁。中午,苏步青正在系里收拾东西,突然一个邮差送来一份特急电报。苏步青打开一看,上写短短几个字:“帝国大学决定再次聘请苏步青回校任数学教授,待遇从优。”苏步青愤愤然道:“你们侵略了我们的国家还想叫我去?” 他气得脸色发白,决定不予任何回复。
几天后,日本驻杭州领事馆一个官员找到苏步青家里。苏步青刚好不在,那个官员以为米子是日本女子比较好拉拢,就说:“作为日本人,不知夫人是否愿意来领事馆内品尝自己家乡的饭菜?我们竭诚以待。”米子当即拒绝说:“我自嫁给苏君,已过惯了中国人的生活,吃惯了中国人的饭菜。”来人只得离去。
过了几天,又有人前来游说苏步青:“你夫人是日本人,你是日本女婿,日本人不会对你不利的。”苏步青当即反问道:“你的意思,就是要我当汉奸?”这话像一把利刃,让对方无言以对。当夫妇俩做好随校搬迁的一切准备后,忽又收到一封来自仙台的特急电报:松本教授病危!苏步青把电报递给米子,他与岳父的关系是很好的,但因牵涉到国家的问题他不能回去探望他老人家;他想让米子独自回仙台看望父亲。米子听了他的话,低下头略略思考了一会儿,说出了让苏步青震惊的话:“我不回去。无论如何,我跟着你!永远跟着你!”
患难中的世纪绝恋
艰难的迁徙开始了。苏步青挑着担子,一头装着书籍和教案,一头放着年幼的孩子。米子一手提着简单的衣物,一手牵着年纪稍长的孩子。因为路况不好,为了躲避日机轰炸,加上交通工具匮乏,大部分的时候他们就是这样徒步前进。然而更加难堪的是沿途苛刻的盘查。由于米子是日本人,是敌国的人,每次经过哨卡,值班的军政人员总要反复对米子和苏步青一家进行审查。苏步青百般解释也无济于事,后来是校长竺可桢爱才,讨得战区长官的一纸特别通行证,方才免去此苦。
浙大师生经过2600多公里的长途跋涉,到达贵州遵义附近的湄潭,建立了临时校舍。当时的生活十分困苦,苏步青出世不久的儿子因营养不良夭折了。手捧着儿子的尸体,米子伤心不已,但日本妇女坚毅的品质让她没有发出一句抱怨。当时苏步青身为数学系主任,但连一件完好的衣服也没有,经常穿着一身满是补丁的衣服上讲台。当他在黑板上画几何图形时,学生们对他指指点点:“看,苏先生衣服上的三角形、梯形、正方形,样样俱全,还有螺旋曲线!”这事让米子知道了,她觉得自己没有尽到一个妻子应尽的职责,于是就把外婆送给自己作结婚纪念的玉坠子当了,给苏步青添了一件新衣服。苏步青惊讶不已:“你怎么能为了我的衣服,当掉那么贵重的东西?快赎回来!”米子却甜甜地笑了:“我不想让我的丈夫受到任何委屈。”学校刚安顿好没多久,就赶上考试、作答辩报告。一天夜里,一个叫熊全治的学生匆匆来到苏步青家,他是怕第二天研讨班的报告过不了关特来请教的。苏步青听了不满地说:“你这么临时抱佛脚,还能有个好?”熊全治脸涨得通红,米子听到声音,赶紧披了件衣服出来解围。经过苏步青指点,熊全治回到宿舍忙了一个通宵,第二天论文总算过了关。熊全治后来到美国成了名教授,40多年后他回国探望苏老,深情地说:“当年多亏先生一顿痛骂。”他也异常感激那时米子的善良解围:“否则我还真不知道怎么迈出那个门呢!”
1982年,米子因长年积劳,终于卧床不起了。苏步青每天下午4时30分就赶到医院,随侍左右,精心看护。1986年5月,松本米子静静地离开了人世,享年81岁。她临死前最大的愿望,就是要苏步青不要伤心,要好好地活下去。夫人亡故后,苏步青把夫人的照片时刻带在身边,意味深长地说:“我深深地体味着‘活在心中’这句话。就似我的妻子仍和我一起在庭园里散步,一起在讲坛上讲课,一起出席会议……”2003年,百岁老人苏步青就是在对亡妻的这种怀念之中,走完了生命的最后一段历程。
5、现代著名数学家——陈景润
陈景润出生在福建省福州市的闽侯镇,他的父亲陈元俊是一个邮电局的小职员。
陈景润到了上学的年龄,父母给他找了一所离家近的小学,送他去读书。在所有的学科中,他特别喜欢数学,只要遨游在代数、几何的题海中,他就能够忘却所有的烦恼。
陈景润平时少言寡语,但非常勤学好问,他总是主动向老师请教问题或借阅参考书。
一个中午,最后一节课下了,陈景润走出教室,回家吃饭。他从书包里拿出一本刚从老师那儿借来的教学书,边走边看。书上的内容像**一样一幕幕地闪现,陈景润就像一个饥饿的人扑到面包上,大口大口地吞吃着精神的食粮。
他只顾专心致志地看书,不知不觉偏离了方向,朝着路边的小树走去。只听“哎哟”一声,他撞到了树上。
抗日战争爆发初期,陈景润刚刚升入初中,中学里的一位数学老师使陈景润的人生之路发生了根本的改变。这位老师就是曾经任清华大学航空系主任的沈元老师。有一次,沈元老师向学生讲了个数学难题,叫“哥德巴赫猜想”,学生们“叽叽喳喳”地议论起来。
沈元老师最后又说了一句话:自然科学的皇后是数学,数学的是数论,而哥德巴赫猜想则是上的一颗明珠!
陈景润听了这句话后,内心不禁为之一震:“哥德巴赫猜想、数学上的明珠,我能摘下这颗明珠吗?”
13年2月,陈景润的关于(1+2)简化证明的论文终于公开发表了!“陈氏定理”立即在世界数学界引起轰动,专家们给予他极高的评价。
轻轻地告诉你:
攀登科学高峰,就像登山运动员攀登珠穆朗玛峰一样,要克服无数艰难险阻,懦夫和懒汉是不可能享受到胜利的喜悦的。
6、天才的大数学家高斯
说起数学家中最出名的天才,那一定是高斯。
关于高斯的故事,最广为流传的是“5050”。老师本来想用一道难题,让全班的同学安静一节课的时间,却没有想到小高斯只用了一两分钟就说出了答案。他把1、2、3……分别和100、99、98结对子相加,就得到50个101,最后轻易就算出从1加到100的和是5050。
你知道吗?小高斯在三岁时,就已经学会计算了。有一天他观看父亲在计算帮工们的工钱,当他父亲念叨了半天总算报出总数时,身边传来微小的声音,“爸爸!算错了,应该是这样……”父亲惊异地再算一次,果然是算错了。虽然没有人教过他,但小高斯靠平日的观察,自己学会了计算。
小高斯家里很穷,冬天,爸爸总是要他早早地上床睡觉,好节省燃油。可是高斯很喜欢看书,每次都带着一棵芜菁(像萝卜的一种植物)。他把中心挖空,塞进棉布卷当灯芯,淋上油脂点火看书,一直到累了才钻入被窝睡觉。
高斯的进步很快,不久之后,老师就没什么东西可以教他了。后来,高斯进了高一级学校,可数学老师看了他的作业后,告诉他以后不必上数学课了。
值得一提的是,高斯不光数学好,语文也非常棒,当他18岁时,为自己将来到底是继续研究古典文学还是数学而苦恼,正在这时,他解决了一个困扰数学家两千多年之久的问题“尺规作正十七边形”,于是,他决定继续读数学系。
有一个比喻说得非常好。如果我们把18世纪的数学家想象为一系列的高山峻岭,那么最后一个令人肃然起敬的巅峰就是高斯;如果把19世纪的数学家想象为一条条江河,那么其源头就是高斯。
人们一直把高斯的成功归功于他的“天才”,他自己却说:“如别人和我一样深刻和持续地思考数学真理,他们会作出同样的发现。”
除两爱一居以外的科学名人还有谁?
中国科技人物
一、古代部分
民间医学家——扁鹊
“川主”——李冰
农家学——汜胜之
“外科之父”——华佗
杰出的数学家——刘徽
农学大家——贾思勰
造纸技术发展史上的杰出人物——蔡伦
中国古代科学大师——张衡
医圣——张仲景
地图学家——裴秀
中国古代著名的炼丹家和医药学家——葛洪
科学大家——祖冲之
杰出的医药学家——陶弘景
地理学家——郦道元
天文学家——刘焯
建筑大师——宇文恺
“药王”——孙思邈
唐代高僧——一行
活字印刷术创始人——毕异
北宋著名建筑学家——李诫
“中国科学史上的坐标”——沈括
“攻下派”的创始人——张从正
元代天文水利专家——郭守敬
女纺织革新家——黄道婆
明代“医圣”——李时珍
近代科学的先驱——徐光启
“百科全书式的学者”——宋应星
富有创新精神的医学实践家——王清任
清代数学界巨擘——李善兰
近代化学的启蒙者——徐寿
二、现代部分
杰出的爱国工程师——詹天佑
飞行先驱——冯如
中国药用植物化学的先驱者——赵承嘏
中国地质事业的奠基者和***——李四光
中国气象学的奠基人——竺柯桢
中国近代植物分类学的开拓者和奠基人——陈焕镛
中国数学界的一代宗师——熊庆来
中国有机化学研究的先驱者——庄长恭
中国桥梁事业的泰斗——茅以升
中国杰出的物理学家、物理学教育家一——吴有训
中国鱼类学和线虫学的奠基人——伍献之
实验胚胎学家——朱洗
著名物理学家、教育家——严济慈
我国实验室胚胎学的创始人——童第周
中国著名流体力学家、理论物理学家——周培源
中国胶体科学的主要奠基人——傅鹰
苏步青与“苏步青效应”
两弹一星元勋——赵九章
中国遗传学的奠基人——谈家桢
著名的电子专家——王诤
现代学的奠基人—_黄桢祥
中国有机化学家和生物有机化学家——汪猷
自学成才的数学家——华罗庚
我国空气动力学的奠基人——陆士嘉
世界级的几何大师——陈省身
著名力学家、应用数学家、教育家和社会活动家——钱伟长
核子物理女皇——吴健雄
中国“之父”——钱三强
中国核物理学家——何泽慧
中国理论化学家——唐敖庆
中国应用光学家——王大珩
中国 物理化学家、核化学家和化学教育家——吴征铠
植物区系地理学派的奠基人——吴征镒
“中国医学界的第一位人物”——吴阶平
中国计算机事业的开拓者——吴几康
中国著名的理论物理学家——黄昆
中国物理化学家、化学教育家——卢嘉锡
从古代走向未来的数学家一吴文俊
美籍华裔理论物理学家一一杨振宁
著名核物理学家——朱光亚
两弹元勋——邓稼先
在数学世界追求人生快乐者——谷超豪
美籍华裔理论物理学家——李政道
中国理论物理、粒子物理学家——周光召
杂交水稻之父——袁隆平
距离摘取数论明珠一步之遥者——陈景润
潘承洞与哥德巴赫猜想
美籍华裔实验物理学家——丁肇中
人口控制论的创始人——宋健
第二章 世界科技人物
一、数学家
毕达哥拉斯学派的开创者——毕达哥拉斯
几何学之父——欧几里得
解析几何的创始人——笛卡尔
业余数学家之王——费马
微积分的发明者之一——莱布尼茨
有限差分的奠基人——泰勒
数学史上四杰之一——欧拉
法国分析学派的代表者——傅里叶
数学王子——高斯
数学分析的开拓者——柯西
非欧几何的创始人之一——罗巴切夫斯基
早陨的数学之星——阿贝尔
椭圆函数理论的创立者之一——雅可比
数论的杰出代表——库默尔
群论的创立者——伽罗瓦
世纪数理逻辑的最杰出代表——布尔
现代分析之父——魏尔斯特拉斯
俄国现代数学的奠基人——切比雪夫
世纪最伟大的代数几何学家——埃尔米特
德国直觉主义数学流派的先驱者——克罗内克
复变函数论的奠基人之一——黎曼
集合论的创立者——康托尔
数理逻辑的奠基人——弗雷格
数学王国的女性骄傲——科瓦列夫斯卡娅
代数拓扑学的奠基人——彭加勒
无冕的数学之王——希尔伯特
四维时空概念的提出者——闵科夫斯基
一般拓扑的奠基人——豪斯多夫
有限覆盖定理的证明者——波莱尔
控制论之父——维纳
世纪最伟大的数理逻辑学家——哥德尔
现代计算机之父——冯?诺伊曼
二、物理学家
古希腊杰出的力学家——阿基米德
光的波动说的提出者——惠更斯
弹性定律的发现者——胡克
经典力学体系的建立者——牛顿
把天电引到地上的科学家——富兰克林
电学定量研究的开拓者——库仑
电动力学的奠基者——安培
电路基本定律的发现者-一欧姆
经典电磁理论的奠基人——法拉第
通过对动物热的研究而发现能量守恒定律的科学家——迈尔
用多年时间对热功当量进行测量的科学家——焦耳
热力学第二定律的提出者——克劳修斯
绝对温标的确立者——威廉?汤姆孙
经典电磁理论的集大成者——麦克斯韦
非理想气体状态方程的建立者——范德瓦尔斯
统计力学的奠基者——玻耳兹曼
第一个获得诺贝尔物理学奖的科学家——伦琴
天然放射性的发现者——贝克勒耳
成功进行以太漂移实验的科学家——迈克耳逊
德高望重的理论物理学家——洛伦兹
电子的发现者——约瑟夫?约翰-汤姆孙
电磁波存在的证实者——赫兹
量子论的创立者——普朗克
两次荣获诺贝尔科学奖的女科学家——居里夫人
原子有核行星模型的提出者——卢瑟福
核裂变的发现者——哈恩
相对论的创立者——爱因斯坦
波函数统计解释的提出者——玻恩
哥本哈根学派的领袖——玻尔
波动力学的创立者——薛定谔
中子的发现者——查德威克
物质波设的提出者——德布罗意
回旋加速器的发明者——劳伦斯
发现用慢中子进行核反应的科学家——费米
不确定〔度〕关系的发现者——海森伯
最富创造性的理论物理学家——狄拉克
介子的发现者——汤川秀澍
三、化学家
把化学确立为科学的人——波义耳
燃素说的创立者——施塔尔
氧元素的发现者之一——舍勒
化学革命家——拉瓦锡
近代原子学说的奠基人——道尔顿
气体化合体积定律的发现者——盖?吕萨克
电解离析出金属钾钠钙镁者——戴维
化学元素符号的首倡者——贝利乌斯
打破有机物与无机物的坚冰——维勒
农业化学和生物化学的奠基人——李比希
光谱分析的开创者——本生
煤焦油综合利用的开拓者——霍夫曼
第一个应用旋晶仪来测定晶体结构的人——波拉尼
有机结构理论的奠基人——凯库勒
元素周期分类的先驱——迈耶尔
发明者——诺贝尔
元素周期表的创立者——门捷列夫
第一个荣获诺贝尔化学奖的科学家——范霍夫
电离学说的提出者——阿伦尼乌斯
热力学第三定理的创立者——能斯特
合成氨的发明者——哈伯
表面分子定向说的创立者——朗缪尔
高分子化学的创立者——施陶丁格
性激素合成的开创者——鲁齐卡
化学反应动力学研究的大师一一谢苗诺夫
在化学反应机理研究上做出突出贡献者——欣谢尔伍德
量子化学的开创者——鲍林
现代有机合成之父——伍德沃德
前线轨道理论的创立者——福井谦一
四、生物、医学家
双名制命名法的创建者——林奈
进化思想的肇始人——布丰
牛痘接种术的发明者——詹纳
细胞学说的创始人之一——施莱登
进化论之父——达尔文
细胞学说的创始人之一——施旺
实验心理学的奠基人——赫尔姆霍茨
优生学的奠基人——高尔顿
近代遗传学的奠基人——孟德尔
近代微生物学的奠基人——巴斯德
自然选择进化论的另一独立创立者——华莱士
生物发生律的发现者——海克尔
杆菌之父——科赫
首次分离出DNA的分子生物学家——米舍尔
条件反射理论的创始人——巴甫洛夫
荷兰的遗传定律发现者——德弗里斯
细胞化学的奠基人——科塞尔
伟大的自然改造者——米丘林
现代遗传学的奠基者——摩尔根
呼吸过程的揭秘者——瓦尔堡
糖类化学的元勋——科里
前苏联植物育种学家和遗传学家——瓦维洛夫
DNA遗传本性的发现者——艾弗里
酶之父——萨姆纳
蛋白酶研究的奠基人——诺斯罗普
转座因子的发现者——麦克林托克
分子生物学之父——德尔布吕克
卓越的脑半球研究者——斯佩里
神经冲动传导“离子学说“的创始人——霍奇金
DNA聚合酶的“净化论”者——科恩伯格
中性理论的创始人——木村资生
免疫学家——米尔斯坦
遗传密码的破译者——尼伦伯格
DNA双螺旋的发现者——沃森和克里克
五、天文学家
古希腊天文学的集大成者——托勒密
日心说的创立者——哥白尼
近代天文学的始祖——第谷
近代实验科学的奠基者——伽利略
行星运行三大定律现者——开普勒
天体力学的主要奠基人——拉普拉斯
天文世家——斯特鲁维家族
天体光谱学的创始人之一——哈金斯
天体物理学的奠基人之一——爱丁顿
用数学方法提出宇宙模型的第一人——弗里德曼
星系天文学、河外天文学的奠基人和观测宇宙学的奠基人——哈勃
六、地质学
经典地质学的奠基人——赫顿
近代地理学的创建人之一——威廉?冯-洪堡
”灾变论”的创立者——居维叶
地质学之父——赖尔
构造地质学之父——徐士
地球化学的奠基人——克拉克
地壳和地幔分界面的发现者——莫霍洛维奇
大陆漂移理论的创始人——魏格纳
为海洋科学的发展注入了生机和活力的人——祖博夫
第一次测定了岩石年代和地球年龄的人——霍姆斯
七、工程技术专家
蒸汽时代的创造者——瓦特
电气时代的开创者——西门子
发明大王——爱迪生
电话的发明者——贝尔
航天科学的先驱——齐奥科夫斯基
无线电报机的发明者——波波夫
青霉素的发现者——弗莱明
飞机的发明者——莱特兄弟
现代火箭技术的奠基人——戈达德
喷气式飞机的发明者——亨克尔
倡导和平利用核能的先驱——齐拉德
资讯理论的创始人——香农
什么是力学概论
1 .名人谈力学
什么是力学?
要回答这个问题,必须从它的历史发展的过程来把握。中国古代也有“力学”这个词,但是犹如中国古代“科学”是只科举之学一样,和现在意思完全不同。中国古时候“力学”是努力学习的意思。如“躬耕力学”当努力种地读书讲。“力学”的现代意义是从西方引进的。中国古时候虽然没有与现代意义相同的词,但“力”字的出现却相当早,甲骨文“力”字是奴隶弯腰种地的形状。表明是在运力。
中国最早关于“力”字的定义是在墨子(490——405BC)写的《墨经》中,有两种说法:其一:“力,谓之重。”其二:“力者,刑之所以奋也。”这里的“刑”通形。按照这两种说法已同现在所说的“力”相去不远。
古代的技术,无论是东方还是西方,相当大的分量是起重和搬运,即同重力作斗争,所以在很长历史时期力学的主要内容是研究静力、平衡、重心和起重的学问。
另一方面,“力”是物体改变运动状态的原因。这是伽利略以后的理解。按照现在字面了解,《墨经》上的第二种说法好像是,“形”指身体,“奋”指运动,即是说,力是物体运动的原因。可惜,在墨经中形是指身体,奋指举的意思。按墨经上自己说,“下举重,奋也”可见《墨经》上的意思是:力是身体举物向上。所以《墨经》上两种说法,只有一个意思,只有静力学没有运动。
在西方,“力学”一词是从希腊文来的,字面上讲,指发明、巧思、机械的意思。后来逐渐充实和演化为包含两重意思的词,即一切工艺的改进和理性的对自然运动规律的探讨,而且厚一层含义发展较晚。
从工程与工艺的角度,有史以来,人类逐步积累了关于重心、平衡、简单机械、浮力、圆周与直线运动等方面的知识。从远古说,5000-4000BC苏美尔人就发明了车轮,2000BC中国有了独木舟,2500BC在埃及有了船与帆船的发明。这些经验逐步积累,到古希腊有像阿基米德的守城器械,到意大利维特鲁威(Vitruvius,公园前1世纪)的建筑机械。
直至17世纪将积累起来的力学知识总结为简单机械(杠杆、轮轴、斜面、螺旋、滑轮)五种。在西方语言里,力学(Mechanics)同机构(Mechanism)是同一个字根。所以在相当长的历史阶段,人们把力学和机械当作一回事。
从对自然规律的探讨角度,人类最早积累了对天体运动的观测资料,并且力图探求其真实运动状态。力学的早期发展同是同天文学不可分割的,从古代的历法到古希腊的托勒密地心说,一直到哥白尼、伽利略、开普勒、牛顿的经典力学。这种探求又紧密的同数学相结合。
后来这两种趋向结合起来就形成了力学学科。其研究内容和特点也是随着时代发展而变化着的。
欧洲文艺复兴早期的学者达芬奇说过:“力学时数学科学的天堂,因为,我们在这里获得数学的成果。”
意大利学者伽利略在《关于两门新学科的对话》(即材料力学与物体运动理论)中说:“你们人在著名的兵工厂里,持续的活动,特别是包含力学的那部分工作,对于好学的人提出了一个广阔的领域。因为在这个部门中,所有类型的机器仪器在被很多手工艺者不断制造出来,在他们中间一定有人因为继承经验并利用自己的观察,在解释问题时便变得高度的熟练和非常的聪明。
差不多与伽利略同时,在中国明末,由西方传教士邓玉函(瑞士人)口授、王徽笔录、并于1627年出版的《远西奇器图说》中,关于力学的定义大致反映了西方当时对力学的认识。书中说:“力是力气、力量。如人力、马力、风力之类。又用力之谓,如用人力、用马力、用水风之力之谓。艺则用力之巧法、巧器,所以善用其力、轻省其力之总名也。重学者,学乃公称,艺则私号,盖文学、理学、算学之类,俱以学称,故曰公。而此力艺之学其取义本专属重,故独号之曰重学云。”
这段话,对重学(即力学)和力艺(亦即力学)名称的由来作了说明。由此可见,无论东方还是西方,力学的早期研究内容都大致和起重是分不开的。
这本说还说:“凡学各有所司,如医学所司者治人病疾,算学所司计数多寡,而此力艺之学,其所司不论土、水、木、石等物,则总在运重而已。”这段话则把力学的研究内容作了概括。
该书谈到力学与数学的关系时说:“造物者之生物,有数、有度、有重,物物皆然。数既算学,度乃测量学,重则此力艺之重学也。重有重之性。以此重较彼重之多寡,则资算学;以此重之形体较彼重之形体之大小,则资测量学。故数学、度学、重学之必须,盖三学皆从性理而生,为兄弟内亲,不可相离者也。”这里数学是计算的意思,和现今数学的含义不同。度学是指测量学,更宽一点,指的是几何学。
最有代表性的是牛顿在《自然哲学的科学原理》的序言中说:“哲学的全部任务看来就在于从各种运动现象来研究各种自然之力,而后用这些力去论证其他的现象”。“自然的一切现象,完全可以根据力学的原理用相似的推理一一演示出来”。
牛顿在他的《自然哲学的科学原理》一书第一版的序言中是这样说的:“由于古人(如帕普斯(Papus,公元前3世纪)所告诉我们的)在研究自然事物方面,把力学看得最为重要,而今人舍弃其实体形状和隐蔽性质而力图以数学定律说明自然现象,因此我在本书中也致力于用数学来探讨有关的哲学问题。古人从两方面来研究力学,一方面是理性的,用论证来精确地进行,另一方面是实用的。一切手艺都属于实用力学,力学之得名就是为这个缘故。”
“几何学是建立在力学的实践基础上的,它无非是普通力学的一部分,能精确地提出并论证测量的方法。但因手艺主要应用于物体的运动方面,所以通常认为几何学涉及物体的大小,而力学力学则涉及它们的运动。在这个意义上,推理力学是一门能准确提出并论证不论何种力所引起的运动,以及产生任何运动所需要的力的科学。”
基尔霍夫
1874年基尔霍夫在他的《力学讲义》的第一段话中给出力学的定义是:“力学时关于运动的科学,我们说它的任务是:以完备而又定的方式描述自然界中发生的运动。“
周培源
我国著名力学家周培源教授说:“力学是关于物质宏观运动的科学。
惠更斯(Christiaan Huygens1629-1695)
惠更斯说:科学应当是“我希望能够用同样的方法从力学原理推导出自然界的其他许多现象”。“在真正的哲学里,所有自然现象的原因都应该用力学用语来思考,依我的意见,我们必须这样做。”
亥姆霍兹(Hermann von Helmholtz1821-1894)
亥姆霍兹说:“一切自然科学的最后目的,是这样来归结,那么科学的任务将就此终结了。”
开尔文(Lord Kelvin)(William Thomson 1824-1907)
19世纪末英国科学家开尔文说:“我的目标就是要证明,如何建造一个力学模型,这个模型在我们所思考的无论什么物理现象中,都将满足所要求的条件。在我没有给一种事物建立起一个力学模型之前,我是永远也不会满足的。如果我能够成功地建立起一个模型我就能理解它,否则我就不能理解。”
马克思(Karl Marx 1818-1883)
力学是“大工业的真正科学的基础”剩余价值理论(第二册)。马克思恩格斯全集26卷;116
恩格斯(Fridriech Engels 1820-1895)
“认识机械运动,是科学的第一个任务”自然辩证法,人民出版社,11:230
劳厄 (Max von Laue,1879-1960)
德国的物理学家劳厄说:“力学这门科学有些什么成就呢?那真是不可胜数啊!它为任何一种技术设计提供理论基础,只要这种设计是力学方面的,从而深入的干预了日常生活;他在生物科学中也得到了应用,例如身体运动的力学或听觉的力学。……,力学描述了大至恒星、小至超显微粒子的运动,并与一切经验相一致;事实上,它甚至部分地证明了我们关于分子、原子甚至更小的基本粒子(电子等等)的实验。因此,它成了气体运动理论以及波尔兹曼-吉布斯创建的物理统计学的基础。而所有这些结合成一座具有庄严雄伟的建筑体系和动人心弦的美丽庙堂。因此,很长一个时期人们把力学等同于整个物理学,并把物理学的目的完全看作是将一切过程归结为力学,也就不足为奇了。甚至在人们于1900年左右,认识到电动力学不能归结为力学之后,许多人还错误地认为力学是像数学那样的东西,是超越经验之上的。因此当量子论丛1900年开始,使人们逐渐愈来愈明显地认识到力学的有效的界限时,人们受到的震动是多么深刻啊!可是,甚至就在量子论取代力学的地方,仍有两个力学定律保持不变:这就是能量守恒定律和冲量守恒定律。”
爱因斯坦(Albert Einstein,1879-1955)
爱因斯坦在《物理学与实在》中的一段话:“尽管我们今天确实知道古典力学不能用来作为统治全部物理学的基础,可是它在物理学中仍然占领着我们全部思想的中心。其理由在于,不管从牛顿时代以来所达到的重大进步,我们还是还是没有达到一个新的物理基础,它可以使我们确信,我们研究的所有各种现象,以及各种成功的局部理论关系,都能在逻辑上从它推导出来。”
2.力学史上的重要人物
伽利略(Galilei Galileo,1564-1642)
斯梯芬(Simon Stevin,1548-1620)
尼古拉?哥白尼(Nicholas Copernicus,1473-1543)
阿基米德(Archimedes,287BC-212BC)
牛顿(Isac Newton,1642-1727)
莱布尼兹(Gottfried Wilhelm Leibniz,1646-1716)
惠更斯(Christiaan Huygens,1629-1695)
开普勒(Johannes Kepler,1571-1630)
纳维尔(Nier,1785-1836)
拉普拉斯(Pierre Simon Laplace,1749-1827)
拉格朗日(Joseph Louis Lagrange,1736-1813)
欧拉(Leonhard Euler,1707-1783)
爱因斯坦(Albert Einstein.1879-1955)
科瓦列夫斯卡娅(1850-1891)
圣维南(Saint-Venant,17-1886)
柯西(Cauchy,Auguestin-Louis,1789-1857)
3.各行各业于力学
力学与天文学
地球运动、行星爆炸、三体问题、探索太空
力学与数学
速度加速度与变量过程的研究、极限与微积分、高维空间的引进、变分法和最速落经、能量与泛函、守恒定律与不变量、动力系统和微分方程
力学与物理学
电磁场的认识、在引力场中光线弯曲
力学与医学和生物学
血泵
力学与化学
从1951年开始苏联学者Boris Belousov与其学生Anatol Zhabotinsky注意到将溴酸盐和铈离子的混合物与柠檬酸一起加入到硫酸中会产生无色和淡**的周期性变化。从此开始了反应扩散波的研究。
由于力学的基本理论部分在许多方面已经趋于成熟,理论难题仅有像湍流、强度等少数课题,所以理论力学与应用力学相比,应用力学的研究队伍占较大的比重,这同第二阶段形成鲜明的对比,在那时,在整个力学学科的研究队伍中,理论力学的比重相对于现今来说也太多了。
4.中国航空、航天技术的发展
中国航天路
运载火箭:
1958年,中国第一个运载火箭发射场开始兴建,1964年,中国第一枚载有小白鼠的生物火箭在安徽发射,进入了70千米高空。
10年4月24日,长征1号运载火箭首次发射成功,将中国的第一颗人造卫星东方红1号送入轨道。
长征2号是以远程导弹东风5号为基础发展起来的,15年,它成功地将中国第一颗返回式遥感卫星送入轨道。
长征3号运载火箭是在长征2号火箭基础上研制的,第三极用了低温高能的液氢液氧发动机,年4月8日,它成功地将东方红2号通信卫星送入了地球同步轨道,中国从此成为世界上少数几个能够发射地球同步卫星的国家。
长征4号是全部用常规液体推进剂的大型运载火箭,1988年9月7日,中国第一代气象卫星风云1号坐着长征4号,成功进入轨道。
1994年2月8日,中国目前高轨道能力最大的运载火箭长征三号甲会哦见首飞成功,把实践4号科学探测卫星和夸父1号模拟星送上了地球同步转移轨道。
随着2003年北斗一号导航试验卫星的发射升空,长征系列运载火箭至此已进行了第70次发射,发射成功率达到了90%,总体技术性能已经达到了国际一流水平。
卫星:
10年4月24日长征1号运载火箭将东方红1号卫星发射升空,卫星进入近地轨道,其轨道倾角位68.40,运行周期为114分钟。
从15年11月以来,中国共陆续发射两代返回式遥感卫星共17颗,除一颗外,全部回收成功,取得了遥感及微重力研究方面的重大成就。
中国的第一颗实用通信卫星,正式命名为东方红2号。
1988年9月7日,中国第一颗气象卫星风云1号由长征4号发射升空。
1999年10月中国——巴西联合研制的“一号”卫星发射成功,所接收到的卫星图像资料,广泛应用于农业、林业、水利、矿产、能源、测绘、环保等众多部分。
为了建立中国的北斗导航系统,设计人员研制成功了北斗导航试验卫星1号,于2000年10月12日首次成功发射。
2002年5月15日,海洋1号连同1枚风云1号卫星由长征4号乙送入轨道,海洋1号是中国第一颗从试验阶段转入实际应用的小型卫星,它主要从长空对海洋进行探测,促进海洋的开发和利用。
截止到2003年上半年,中国已研制并发射了51颗各类人造卫星。
在茫茫戈壁建成生态航天城
酒泉卫星发射中心的航天纪念塔,1958年开始建设的这个发射中心地处戈壁大漠深处,是中国第一个卫星发射场,也是中国规模最大的航天发射中心。
载人航天的到来:最初探讨
11年4月,80多家单位,400多名航天专家来到北京京西宾馆,对载人航天进行了深入探讨。
这次讨论进行的比较顺利,确定了载人航天发展的“714工程”,中国的科技工作者似乎已经看到了载人航天的曙光。
载人航天的到来:曙光来临
1992年,中国正式批准了载人航天工程,并命名为“921工程”。
1999年11月20日,神舟一号飞船发射入轨,11月21日顺利返回地面,实验取得了圆满成功,后经过神舟二号、三号、四号的充分实验、试验,于2003年10月进行了首次载人航天(神舟5号)的飞行,并取得了圆满成功。
嫦娥一号卫星在环月轨道开展探测任务(2007.11)
神七问空(2008.09.25)
5.力学在土木工程中的应用——结构工程概况
人类文明程度的一种标志体现在各种结构上,承受力而又有一定功能的物体都可以归结为结构,如高楼、车、船、飞机、大桥、大坝、机床、望远镜、精密仪器等都可看为特定的结构。广义地说,地壳、岩基、土层也可以看为结构。人类愈进步,结构愈复杂。
所谓建筑,一要安全、经济;
二要实用、舒适、好看。
前一类问题就是工程结构、结构力学要解决的问题;二后一个任务是属于建筑学要解决的问题。
结构设计,包含结构物本身的强度、刚度、动力、及稳定性分析。
目前结构设计大部分工作量都开始由计算机承担,这就是计算结构力学与结构CAD。
结构设计的另一方面是确定结构所受的荷载。
还包括保持一定功能的优化设计,新结构形式的研究与结构的加工与成形的研究。如果我们能在刚结构设计中选用优化的方法,节约1%的钢材,它就相当于建造一座年产百万t的钢厂。
以石、木、砖为主要建筑材料的时代
无论是东方还是西方,在使用钢、混凝土为主要建筑材料之前,时间最长的是以石、木、砖为建筑材料。
木结构不耐火,所以 我国存世古建筑历史很长的不多。
古希腊雅典卫城的门口
雅典女神庙
五台山显通寺无梁殿
应县佛宫寺释迦塔
河北赵县赵州桥
古罗马的拱桥
6.早期的材料力学研究
达芬奇在他的手稿中研究和讨论了住所能承受的载荷 伽利略在他《关于两种新学课科的对话》(1638年)提到,考察了固定悬臂梁的承载能力的问题。 马略特做了伽利略所做的实验,由于他们的载面上平衡条件都不对,所以结果的系数都不正确。 雅克比?伯努利关于梁的研究,这就是现今人们所称的伯努利梁理论。混凝土的简史:
1774年,英国工程师斯密顿载建造海上灯塔时用石灰,粘土,砂的混合物砌基础,效果很好。 1824年英国石匠营造者亚斯普丁取得了烧制水泥的专利,因其与波特兰地方的石材很接近,所以称为波特兰水泥。 法国1840年,德国1855年设水泥厂。10年世界每人每年使用水泥156公斤。
钢筋与混凝同工作的条件
钢筋和混凝土两种材料的物理力学性能很不相同,他们可以结合在一起共同工作,是因为:
1) 钢筋和混凝土之间存在有良好的粘结力,在荷载作用下,可以保证两种材料协调形变,共同受力;
2) 钢筋与混凝土具有基本相同的温度线膨胀系数(钢材为1.2x10^-5,混凝土为(1.0~1.5)x10^-5),因此当温度变化时,两种材料不会产生过大的变形差而导致两者间的粘结力破坏。
混凝土结构的优点:
1) 材料利用合理:钢筋和混凝土的材料强度可以得到充分发挥,结构承载力与刚度比例合适,基本无局部稳定问题,单位应力价格低,对于一般工程结构,经济指标优于钢结构。
2) 可模性好:混凝土可根据需要浇筑成各种性质和尺寸,适用于各种形状复杂的结构,如空间薄壳,箱形结构等。
3) 耐久性和耐火性较好,维护费用低:钢筋有混凝土的保护层,不易产生锈蚀,而混凝土的强度随时间而增长;混凝土是不良导热体,30mm厚混凝土保护层可耐火2小时,使钢筋不致因升温过快而丧失强度。
4)现浇混凝土结构的整体性好,且通过合适的配筋,课获得较好的延性,适用于抗震、抗暴结构;同时防振性和防辐射性能较好,适用于防护结构。
5)刚度大、阻尼大,有利于结构的变形控制。
6)易于就地取材:混凝土所用的大量砂、石,易于就地取材,近年来,已有利用工业废料来制造人工骨料,或作为水泥的外加成分,改善混凝土的性能。
混凝土结构的缺点:
(1) 自重大:不适用于大跨、高层结构;
(2) 抗裂性差:普通RC结构,在正常使用阶段往往带裂缝工作,环境较差(露天、沿海、化学侵蚀)时会影响耐久性;也限制了普通RC用于大跨结构,高强钢筋无法应用;
(3) 承载力有限:在重载结构和高层建筑底部结构,构件尺寸太大,减少使用空间;
(4) 施工复杂,工序多(支模、绑钢筋、浇筑、养护),工期长,施工受季节、天气的影响较大;
(5) 混凝土机构一旦破坏,其修复、加固、补强比较困难。
钢铁材料
19世纪中叶之后,炼钢技术得到普及于是在结果上普遍用钢铁。1859年英国建成第一艘钢船。
1873年英国伦敦建成跨泰晤士河的阿尔伯特吊桥,最大跨度384英尺。
网架结构
是大量彼此相同的短钢管或合金管组成的平面或空间桁架。
它与桁架不同,桁架的杆有主从之别。
由于分析它的应力,未知量很多,所以发展较晚,到20世纪60年代后才广泛使用。
建筑按结构分类:
1. 混合结构
2. 单层厂房结构
3. 框架结构:25--60m
4. 框架-剪力墙结构:50--130m
5. 剪力墙结构:60—140m
6. 简体结构:70—300m
7. 大跨度结构:>300m
悬索结构
最早的吊桥在9世纪70年代就在英国出现了。
把高强度钢丝固定于外部混凝土圈梁上,正好发挥钢丝耐拉、混凝土耐压的优点。
20世纪60年代之后,大跨度的展览厅、运动场时有出现。
发电厂的冷却塔
波音767飞机
温哥华的充气结构展览厅
充气结构
随着化学工业的发展,尼龙薄膜,人造纤维普遍使用。充气结构师在悬索结构上发展起来的。
安装,充气,拆卸,搬运都很方便。
可以做得跨度很大。
最早出现于40年代,大量出现于70年代。
抗震结构
世界上许多地区是多震的,如日本,我国台湾,美国旧金山等
在多震地区建设,必须考虑结构的抗震性能。
一般来说,轻而柔的结构对抗震有利。
另外国家有关部门还制定了建筑结构的抗震规范。
吊索的剖面,广东虎门大桥,香港青马大桥,斜拉桥拉杆根部的减震器,斜拉桥的施工。
薄壳结构
弹性薄壳的理论是乐府的基尔霍夫关于板的理论的基础上在19世纪末发展起来的
20世纪20年代,在德国首先把圆柱壳用于屋顶结构。后来出现了球面,马鞍面等多种曲面的壳结构和折板结构。
在大型冷却塔使用薄壳结构大约起于1913年左右。
薄壳理论大约在20世纪40年代趋于成熟,在那以后薄壳被广泛用于建筑。用于船舶,航空结构则还要早。
由于桥洞被冰阻塞导致桥破坏 图
重建的桥 图
作用在结构上的载荷:地震载荷 图
全球地震发生分布图 图
作用在结构上的荷载
国家定有载荷规范,对风载,雪载,温度载荷,地震载荷以及恒载和活载都有明确的规定。 在实际设计中还要按照某些荷载的不同组合来决定设计。7.力学在二十世纪的发展
20世纪力学中的若干重要问题的进展
1、对20世纪以前力学发展特点的回顾
?力学同数学的紧密关系
?力学系统中不断出现新的模型
?理论力学与应用力学的关系
?实验在力学学科中的作用
2、力学中的分叉问题
?周期解与非线性振动问题
?分叉问题
?Hopf分叉问题
?KAM定理与稳定性理论的进一步发展
?奇怪吸引子与全局分叉问题
?非线性科学
3、流体中的孤立波、分叉与湍流
?湍流的早期实验研究
?流体流动的稳定性
?孤立波的研究
?早期的湍流理论研究
?湍流与分叉
4、连续介质力学、结构分析与固体力学的发展
?连续介质力学的发展
?结构力学的发展
?塑性力学
?强度理论与材料的疲劳强度
? 断裂力学的形成与发展
5、计算力学的形成与发展
6、力学教育的发展
力学在二十一世纪的发展趋势
21世纪力学学科的发展趋势
1. 宏观与微观相结合
2. 学科的交叉与融合
3. 力学与工程技术的结合
4. 更加重视高性能计算与先进实验技术
(一) 固体力学学科的发展趋势
1. 重要科学问题与前沿领域
微纳米技术 多尺度力学与跨尺度关联和计算 新材料与结构的多场耦合力学 生物材料与仿生材料力学 科学与工程计算与软件 仪器设备研制及实验力学新技术与新表征方法2. 国家需求的方向
固体强度与破坏力学 计算力学软件 固体力学在国家安全、航空航天工程中的应用 大型工程结构与工业装备的力学问题 爆炸与冲击力学 环境与灾害力学(二)流体力学学科的发展趋势
1)界面流体力学
2)构型增长原形的黏性指进
3)动静脉中的血液流动
4)剪切流的不稳定性
5)湍流
6)环境对流
7)磁流体动力学
8)流体的凝固
9)地质流体力学
10)海洋动力学
11)全球尺度的大气环流
12)涡动力学
13)高速水动力学
14)高超声速空气动力学
15)稀薄气体动力学
16)多相流体力学
17)非牛顿流体力学
18)计算流体力学
(三)一般力学与基础(动力学与控制)学科的发展趋势
主要研究领域:
1)非线性力学
2)多体系统动力学
3)分析力学
研究方向
6)极端状况下重大装备中的非线性振动与控制
7)复杂网络系统的非线性动力学
8)微/纳尺度系统动力学与控制
9)分析力学的若干问题(如:约束系统非线性动力学等)
10)弹性体-刚体耦合系统动力学与控制
(四)交叉力学学科的发展趋势
1.物理力学
2.生物力学
3.环境力学
4.爆炸力学
5.等离子力学
6.地球动力学
8.小结
1力学是最早精确化的科学;
2力学在各门自然科学中是最基本的学科,掌握力学是进入其他学科的门径;
3在力学历史上形成的方法论对各门学科有深远的影响;
4力学是近代工程技术的理论基础;
5力学是真、善、美的统一。
评2014年世界最佳拳手当属谁
2014年有八位著名拳王,分别是弗拉基米尔-克里琴科、谢尔盖-科瓦列夫、根纳迪-戈洛夫金、米格尔-库托、弗洛伊德-梅威瑟、曼尼-帕奎奥、特雷恩斯-克劳福德、尼古拉斯-沃特斯。目前结果显示,核弹头戈洛夫金以40%多的支持率独占鳌头,一骑绝尘。
综合考虑,戈洛夫金以三场比赛全部KO对手而且回合数加起来也不到12回合的骄人战果以及日益猛增的人气和票房,足成为2014年年度最佳拳手。
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