时间：2023-05-31 09:42:20
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇理论物理，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
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。
如果对该定理的证明成立的话，对于今后以超越目前标准模型来解释物理现象的尝试，将很可能具有引导的作用，而且一定可以运用在大型强子对撞机未来可能发现的任何未知粒子的研究上。大型强子对撞机位于瑞士日内瓦附近的粒子物理实验室，该实验室简称CERN（European Organization for NuclearResearch，欧洲核子研究中心）。
卡迪是英国牛津大学的理论物理学家，他表示：“我很高兴。如果这个证明是对的，那我1988年提出的假说能够成立。”
卡迪的假说称为“a定理”，认为以能量激发量子场的方式，在高能状态时比在低能状态时为多。
位于以色列雷霍沃特的魏茨曼科学研究所的学者左哈·寇马高斯基和亚当·施维默，在2011年7月对卡迪的假说提出了证明。在经过其他理论物理学家的检验之后，他们的论证如今渐渐获得接受。
美国新泽西州普林斯顿高等研究院的理论物理学家奈森·塞博格说：“我认为这个论证正确的可能性很高。”
统一原理
由于很多量子场理论尚未被完全解答，所以无法对粒子的活动做综合性的预测，量子色动力学即为一例。这个描述夸克和胶子之间交互作用的强核力理论，其尚未完全解答的部分，让物理学家无法把对高能量、近距离尺度的夸克和远距离、低能量尺度的粒子，例如质子和中子等的研究连接起来。
罗伯特·麦尔斯是加拿大滑铁卢皮瑞米特研究所的理论物理学家。他表示，虽然有许多研究试图把近距离与远距离尺度的量子场理论联系起来，但实际上，其中能够适用于所有理论的通则很少。
不过，卡迪的a定理有可能成为这样的一种通则。a定理的一个版本在二维的情形中已经被证实，但卡迪认为在四维的情形下也会成立，譬如我们现在生活的这个三维空间加上时间。不幸的是，该定理在2008年时似乎被了，因为当时有两位物理学家提出了反例：一个违反卡迪a定理规则的量子场理论。
之后，塞博格和他的同事于2010年重新检验这个反例，并发现了其中的瑕疵。此举为其他学者检验卡迪的假说以及施维默和寇马高斯基提出证明铺了一条路。
虽然施维默和寇马高斯基的证明未臻完善，尚有需要厘清的部分和详细检查的步骤，但麦尔斯认为该证明是对的。他说：“如果这个证明全面完成了，将成为一个威力强大的原理，如果不够完整，也仍然是大多数情况下可成立的通则。”
肯·印德利盖特是加利福尼亚州圣地亚哥大学的理论物理学家。他对这一说法表示同意，并补充说明：数学家要求证明一定要毫无破绽，但是物理学家通常只要这个证明在大多数情况下是对的，就可以了，并且对于任何进一步深入的探究都非常感兴趣。
麦特·斯特瑞斯勒是位于新伯朗斯威的新泽西州罗格斯大学的理论物理学家。在其博客中，他认为这个证明成就非凡，因为一旦有一个精巧的想法确立了之后，整个论证就会水到渠成。
基础日益稳固
现在卡迪的假说得到了有力的支持，很可能会被更加广泛地运用。其中成果最丰富的将会是量子场研究领域中众多企图超越标准模型而提出的统一物理学理论，包括超对称理论。根据超对称理论，所有已知的粒子都有一个尚未发现且超重的对应粒子。a定理的用处是可以根据一个理论在低能量范畴所做出的预测来帮忙缩小在高能量状态时预测的范围，反之亦然。
物理学家希望大型强子对撞机可以找到超对称现象的证据或其他标准模型以外的粒子，到时候理论物理学家会需要所有可用的方法来解释这些发现。麦尔斯预言a定理“将会是理论物理学家理解物理现象的指导工具”。
Victor F Weisskopf（September 19，1908-April 22，2002）生于奥地利，是一位美国犹太裔理论物理学家。他曾随海森伯、薛定谔、泡利和玻尔做博士后工作。二战期间在洛斯阿拉莫斯国家实验室，参与了曼哈顿计划，之后反对核武器扩散。战后他加入了麻省理工（MIT）物理系，并成为系主任。在那里，他被他的朋友们亲昵地称为ViKi，并以优秀的理论物理学家和科学政治家双重身份被大家所敬重。
1974年10月17、18号，MIT为Victor举行了一个庆祝会，与会者们选了自己觉得能引起Viki兴趣的论题进行演讲。编者从中选了一部分论题进行整理，于1976年发表为“美国物理协会会议第28期会刊”，本书是这一会刊的再版。庆祝会的辉煌与本书各位作者杰出的地位不仅反应了他一生对现代物理的重要贡献：线性变化理论、标量场的量子化、量子电动力学、核反应、壳模型的建立、强子的结构；也反应了他作为欧洲核子研究委员会理事长、MIT物理学院院长、高能物理顾问委员会主席、公共场合自然科学的代言人对社会与物理界所起的作用。
本书共有11章：1.James Killian的开场白；2.Hans Bethe的能源问题，其中的分析可以延用至今，“去年，中东一桶油要3美元，今年大概要10美元甚至更多”，现在，当然，一桶油大概要花费100美元；3.Julian Schwinger的深度非弹性散射的无模式看法，这场会议一个重要的历史意义在于它发生在理论物理因为夸克而发生的转化阶段，本章与第6章分别代表了这之前与这之后两个阶段；4.E.M.Purcell的低雷诺数下的生活，他教人们怎么在粘稠的液体下游泳；5.T.D.Lee的高密度物质的一种新的可能存在形态；6.Murray GellMann的夸克、轻子与玻色子的世界；7.Ben R.Mottelson的角动量对原子核的作用；8.S.M.Ulam的对数学家有用的物理，数学家都是从公理家推出定理，但物理学家不是这样的，他们试图从定理（观察现象）中推出公理（自然法则）；9.Max Delbruck的亚里士多德是怎么发现DNA的，他觉得亚里士多德的物理简直是一个大灾难，但是生物想法―一代传向下一代是定好的―直指DNA；10.W.K.H.Panofsky的军备控制谈判的可行性；11.David Hawkins的第三种文化，本章的重点在进化与伦理。
本书内容广泛，深入浅出，许多演讲对于我们理解夸克前与夸克后时代各方所持的观点有很大帮助，不仅适合对物理感兴趣的学生们作为课外书阅读，也适合于物理学研究人员阅读，甚至于对军事、人文等学科感兴趣的研究人员也会觉得本书很有意思。
关键词 物理学 分析 前景
中图分类号：G642.0文献标识码：A
Physics Professional Analysis
ZENG Daimin[1], LI Yong[2]
([1]Physics Department, Physics College, Chongqing University, Chongqing 400040;
[2]State Intellectual Property Bureau Patent Examination Coordination Center, Beijing 100190)
AbstractThis paper combine with the cultivation of students in Physics professional, takes a professional analysis on Physics major, including Physics professional direction settings, course setting, and cultivating specification as well as employment prospects of the students.
Key wordsPhysics; analyse; prospects
物理学是研究物质运动和相互作用的规律的科学，是除数学外最基本的一门学科。物理运动是自然界最普遍的一种现象，因此物理学研究的对象和内容就是宇宙间各种物质的性质、存在状态、各种物理运动形式及其转化现象、物质的内部结构及这些内部结构的组成部分，物理领域的各种基本相互作用及其规律。由于一切物理现象都在时间、空间中表现出来和发生运动和转化，所以物理学也要研究时间和空间的性质、联系等。 进行物理学研究，首先是观察各种客观物理现象，再从许多表象性的现象中，揭示基本规律，建立较为系统的理论。物理学研究除了要依靠好的科学方法外，还要取决于认知工具。工具越先进，研究效率越高，成果越显著。 物理学在发展过程中形成了一套完整的科学方法，它对其他学科的研究，乃至哲学发展，都有重要意义。①重庆大学物理学专业从2008年开始正式招生，到现在，第一届学生即将进入大四。通过这几年对物理学专业学生的培养，我们有一些体会，与同行共勉。
1 专业方向设置
1.1 理论物理方向
理论物理学从各类物理现象的普遍规律出发，运用数学理论和方法，系统深入的阐述有关概念，现象及其应用。理论物理是从理论上探索自然界未知的物质结构、相互作用和物质运动的基本规律的学科。理论物理的研究领域涉及物理学所有分支的基本理论问题。理论物理是在实验现象的基础上，以理论的方法和模型研究基本粒子、原子核、原子、分子等物质运动的基本规律，从而解决学科本身和在高科技探索中提出的基本理论问题。重庆大学物理学院理论物理方向目前包括：高能物理、引力波、天体物理、量子信息与量子通信等几个分支。
1.2 凝聚态物理方向
凝聚态物理学是从微观角度出发，研究由大量粒子（原子、分子、离子、电子）组成的凝聚态的结构、动力学过程及其与宏观物理性质之间的联系的一门学科。凝聚态物理是以固体物理为基础的外向延拓。凝聚态物理的研究对象除晶体、非晶体与准晶体等固相物质外还包括从稠密气体、液体以及介于液态和固态之间的各类居间凝聚相，例如液氦、液晶、熔盐、液态金属、电解液、玻璃、凝胶等。经过半个世纪的发展，目前已形成了比固体物理学更广泛更深入的理论体系。特别是上世纪八十年代以来，凝聚态物理学取得了巨大进展，研究对象日益扩展，更为复杂。一方面传统的固体物理各个分支如金属物理、半导体物理、磁学、低温物理和电介质物理等的研究更深入，各分支之间的联系更趋密切；另一方面许 多新的分支不断涌现，如强关联电子体系物理学、无序体系物理学、准晶物理学、介观物理与团簇物理等。从而使凝聚态物理学成为当前物理学中最重要的分支学科之一。由于凝聚态物理的基础性研究往往与实际的技术应用有着紧密的联系，凝聚态物理学的成果是一系列新技术、新材料和新器件，在当今世界的高新科技领域起着关键性的不可替代的作用。
2 主干课程设置
重庆大学物理学专业的主干课程有力学：使学生比较系统地掌握力学基础知识，且能比较灵活加以应用。培养学生独立分析问题与解决问题能力，初步培养学生的唯物主义世界观。主要内容有质点运动学、牛顿运动定律、动量守恒定律和动量定理、功和能与碰撞问题、角动量、刚体力学、振动和波。热学：使学生掌握物质热运动形态的规律性和热运动与机械运动，电磁运动等其它基本运动形式之间转化的规律性。掌握统计规律性和统计的方法以及物性方面的知识，培养学生分析问题和解决问题的能力。主要内容有热力学第零、第一、第二定律和熵、分子运动论、输运过程、固体和液体及相变。电磁学：使学生全面地、系统地了解和掌握电磁运动的基本现象、基本概念和基本规律，具有一定的分析和解决电磁问题的能力，为后继课程奠定必要的基础。主要内容有静电场、静电场中导体和电介质。稳恒电流、稳恒磁场、电磁感应、磁介质、交流电初步、麦克斯韦电磁理论和电磁波、电磁单位制。光学：使学生比较系统地掌握光学的基本知识，主要讲授几何光学、波动光学、量子光学初步和光学应用。原子物理学：使学生掌握原子结构的性质和一般规律，掌握和了解核的性质与核能利用，了解粒子的基本性质。讲授卢瑟福模型、氢原子的玻尔理论、量子力学初步、原子的精细结构、多电子原子、X射线、原子核物理概论。理论力学：使学生掌握力学的基本理论，培养学生理性思维能力。讲授质点力学、质点组力学、刚体力学、非惯性系动力学与分析力学等基本理论。热力学与统计物理：使学生掌握物质的热运动规律及热运动对物质宏观性质的影响。讲授热力学的基本定律，热力学函数、平衡及稳定条件，相平衡及化学平衡，不可逆过程热力学，最可几统计法――玻尔兹曼分布、费米分布、玻色分布，气体和固体的热容量理论，金属中的电子气体、平衡辐射，系统理论，热力学的统计表达式，非理想气体态式，涨落理论，非平衡态统计物理简介。电动力学：使学生掌握电磁场的基本属性及运动规律以及它和带电物质之间的相互作用。讲授电磁现象的普遍规律，静电场和稳定电流磁场，电磁波的传播，电磁波的辐射，狭义相对论及带电粒子和电磁场的相互作用。量子力学：了解微观客体运动特点，初步掌握量子力学的基本原理和方法。课程内容包括波函数、薛定鄂方程，量子力学中的力学量，态和表象理论，微扰理论等。固体物理：初步掌握固体物理的基本原理和特点。课程内容包括晶体、晶体的缺陷和扩散、晶体振动、相图、能带论、金属和半导体电子论、固体的磁性和介电性等。数学物理方法：掌握有关复变函数、复变函数的积分、幂级数展开、留数定理、傅里叶级数、积分变换、数学物理方程定解问题、分离变数法、二阶常微分方程的级数解法、本征值问题、球函数、柱函数、格林函数、积分变换法等数学物理方法的基本知识。
3 培养规格及要求
通过四年的物理学专业学习，要求学生掌握数学的基本理论和基本方法，具有较高的数学修养；掌握坚实的、系统的物理学基础理论及较广泛的物理学基本知识和基本实验方法，具有一定的基础科学研究能力和应用开发能力；了解相近专业的一般原理和知识；了解物理学发展的前沿和科学发展的总体趋势；了解国家科学技术、知识产权等有关政策和法规；掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法；具有一定的实验设计，创造实验条件，归纳、整理、分析实验结果，撰写论文，参与学术交流的能力。具有计算机应用的基本技能。较熟练地掌握一门外国语言，具有良好的听、读、写作和会话能力，能够较顺利地阅读本专业的外文资料。
4 学生就业前景分析
重庆大学物理学专业的培养目标是：培养具有宽厚扎实的物理学基础、综合素质优秀，并且具有良好数学基础和实验技能，能在物理学或相关科学技术领域中从事科研、教学、技术和相关管理工作的高素质专门人才；培养良好的创新意识和科学的思维方式，以及分析和解决实际问题的能力以适应学科交叉和社会的各种需要。
物理学专业学生毕业后主要从事以下一些行业：（1）继续物理方向的深造，成为一名物理学家、物理教师。（2）从事与物理相关的一些工作，如技术工程师、发明家、研究助理等。（3）与物理关系不大的一些行业，如公务员、管理人员等。就业领域主要是：科研院所、高等院校、企事业单位、政府机关等。
总之，重庆大学成立物理学专业的主要目的是发现与培养真正热爱物理的好苗子，让他们打好基础，再继续深造，为物理学的发展做出贡献。在学习的过程中，有部分同学发现自己并不是很适合学物理，可以申请转专业，找到适合自己发展的方向。最后留下来的绝大部分同学都会继续读研深造，向着他们心中神圣的物理殿堂继续努力。实践表明，物理学专业的学生物理基础打得非常坚实，为将来的继续深造做好了准备，即将毕业的学生将有部分保送到中国科学院及各大高校，其余的同学也成为了本校硕士生导师争抢的对象。物理学专业的培养是成功的，并且也已经成为重庆大学的一个优势特色专业，它将为全国培养和输送更多、更好的物理方面人才。
基金项目：重庆大学人才引进科研启动基金（0903005104675）资助
在数学领域中，这种讨论如果以一种非数学的方式进行的话，限制将更为苛刻。讨论必然会显示出某些不良的特性，得到的结果所依据的材料决不可能充分;相反，面面俱到的肤浅的讨论却不可避免。尽管我甚至意识到，我将要提出的说法有不少短处，但是很抱歉我还是得说下去。此外，我准备表述的观点，也完全可能不为许多其他数学家所赞同。你可能获得一个人为的不太系统的印象和解释。我提出的看法，对这些讨论究竟有多少价值，也许是很小的。在我看来，刻画数学特点的最有力的事实，是它和自然科学的特有联系。或者更一般地说，它和任何一类比处于纯粹描述水准更高级一些的、能对经验作出解释的科学的特有联系。大多数数学家和非数学家将会同意，数学不是一门经验科学，或者至少可以说它不是以某种来自经验科学技术的方法实现的，但是它的发展和自然科学却紧密相联。它的一个主要分支几何学，买际上起源于自然科学、经验科学。某些现代科学中最大的灵感(我认为是最大的)清楚地来源于自然科学，数学方法渗透和支配着自然科学的许多“理论”分支。在现代经验科学中，能否接受数学方法或与数学相近的物理学方法，已愈来愈成为该学科成功与否的主要标准。确实，整个自然科学一系列不可割断的相继现象的链，它们都被打上数学的标志，几乎和科学进步的理念是一致的，这也变得越来越明显了。生物学变得更受到化学和物理渗透，这些化学是实验和理论的物理，而物理是形式甚为数学化的理论物理。
有一个甚为特殊的数学性质的两重性，人们必须理解它，接受它，并且把它吸收到自己正在思考的主题中去。这种两重性是数学的本来面目，我不相信无需牺牲事物的实质，就可能简化和单一化对事物的看法。
因而我并不试图为你提供一种单一化的模式，我将尽可能地，描写数学所具有的多重现象。无可否认，在人们能想象的那部分纯粹数学中，某些最为激动人心的灵感来自自然科学，我将提及两个最值得纪念的事实。
第一个例子是几何学。几何学是古代数学中的一个主要部分，现在仍然是现代数学中几个主要分支之一。毋庸置疑，它的古代起源是经验的，它开始成为一门学科并不像当今的理论物理。离开这些迹象，就很难说“几何学”是什么了，欧氏的公理化处理是几何学脱离经验向前跨出一大步的标志，但是它全然不能简单地被看成是决定性的、绝对的、最终的一步。欧氏的公理化在某些方面并不能满足现代绝对的公理化对严格性的要求，当然这不是主要的方面。最本质的是某些无疑是经验的学科，如力学和热力学，也或多或少地常常由某些作者提出一些公理化的处理。然而所有这些都很难超出Euclid的程序。我们时代的经典理论物理，Newton原理，它的文字形式和最重要的实质部分都是很像Euclid的。当然在所有这些例子中，提到的公设都是以支持这些定理的物理考察、实验论证作为后盾的。但是人们可以论证：在几何学获得两干多年的稳定和权威之前(这种权威是理论物理的现代结构所缺乏的)，特别从古代的观点来看，提出一种类似于Euclid的解释是可能的.
尽管自Euclid以来，在使几何学与经验脱离方面已经逐步地取得了进展，但是哪怕在今天，它也决没有变得十分完备。非欧几何学的讨论提供了这方面的一个好的说明。它也对数学思想的矛盾状态提供了一种说明，尽管这种讨论大部分发生在高度抽象的水平上，它所处理的是欧氏“第五公设”是否为其他公设的推论的纯粹逻辑问题;形式上的论战由Klein的纯粹数学的典范作品所总结。他证明了一欧氏平面，可以通过形式地重新定义某些基本概念而成为非欧平面。这里从开始到结束，都还是由经验促进的。所有欧氏公设的原始根据显然都是对整个无穷平面的概念所作出的非经验的刻画，为什么只有第五公设会有问题呢?这种撇开所有数学的逻辑分析，坚持必须由经验来确定欧氏几何是否有意义的思想，确实是由最伟大的数学家高斯提出的，后来由Bolyai，Lobachevsky，Riemann和Klein把它变得更为抽象。然而我们今天所考察的关于最初争论的形式上结果，不管是经验的或者物理学的，都已有定论。广义相对论的发现，迫使人们对关于几何学相互关系的观点进行修正。这种修正是在全新的背景下进行的。最后，人们就能接触到一幅完成了的可供比较的图景。这最后的进展是由这样一代人完成的，他们看到了欧氏公理方法已被现代公理派逻辑数学家处理成为完全非经验的和抽象的。这两种表面上似乎是冲突的态度，完美地合并成一种数学思想;因此，Hilbert在公理几何学和广义相对论方面都作出了重要的贡献。第二个例子是微积分，或者说是由它生成的数学分析。微积分是近代数学的最早的成果，对它的重要性，作任何估价都很难认为是过高的。尽管我认为它的确定比现代数学发端中的任何其他事物具有更多的歧义性，但是数学分析的系统，它的逻辑展开仍然是精确思维方面最大的技术上的进步。
微积分的起源显然是经验的，Kepler尝试着做的最早的积分，被叫做“dolichometry”——小桶的量度——即量度由曲面包围起来的物体的容积。这是非公理化的，经验的几何学，而不是Euclid以后的那种几何学，Kepler是完全知道这些的。Newton和Leibniz的那些主要成果和主要发现确实起源于物理学。Newton发明的“流数”运算，本质上是为了力学。事实上，这两门学科，微积分和力学，是由它们或多或少地结合在一齐而得到发展的。微积分的最初的一些陈述，数学上甚至可以是不严格的。一个不精确的半物理的陈述，是Newton以后一百五十多年来仅有的一种可供使用的陈述!这一时期数学分析取得了某些最重要的进步，而这种不精确性不能适应于基础!这时期的某些主导的数学精神显然是不严格的，如Euler;但是另外一些数学家，主要的如Gauss和Jacobi就并非如此。这种发展极为含混和模糊，它和经验的关系，确实不是按照我们(或Euclid)提出的抽象的和严格的想法那样。但是并没有数学家想排斥它。那个时期确实也产生了第一流的数学。即使在本质上是由Cauchy重建的严格性盛行之后，一种特殊的半物理方法在Riemann那里仍然得到了复萌。Riemann的科学的个性本身就是一个数学的两重性的光辉榜样，这些可以在Riemann和Weierstrass的争论中见到，如果我详细地列出这些，恐怕会使技术细节叙述得过分多了。自Weierstrass以来，分析数学似乎变得完全抽象、严格和非经验了，其实这也不是绝对真实的。在最近两代人中发生的有关数学和逻辑的“基础”的争论，驱散了许多关于这方面的错误的幻想。
这为我带来了第三个例子，它和上述争论的判断是有关的，但是这个例子更多地是论述数学与哲学或认识的关系，而不是数学与自然科学的关系，它用一种引人注目的方式说明“绝对的”数学严格性的概念并不是不可改变的。严格性概念的可变性表明：在数学抽象之外的某些事物，作为补偿不足必须进入数学。在分析关于“基础”的争论时，我一直不能使自己确信：这种说法一定有利于外部成分的经验性质，尽管在讨论的某些言词上，对这样一种说明的支持是十分强有力的，但是我并没有把它看作是绝对地不可争议的。然而有两件事是清楚的。第一，已经引入某些非数学事物，这是本质的，不管它与经验科学或者哲学或者与两者如何联系，它的非经验的特点，仅当人们假设哲学(更为专门的认识论)能够独立于经验而存在时才能使人注意(这个假设仅是必要的而不是充分的)。第二，不顾关于“基础”的争论可能作出的最好解释，数学的经验来源是受到如我们较早提到的例子(几何学和微积分)的强有力地支持的。在分析数学严格性概念的可变性时，我希望主要强调的是上面已谈及的“基础”的论争。但是，我喜欢首先简要地考察问题的第二方面。尽管这方面也能加强我的论证，但是我把它看作第二位的，因为它的结论的终极性比“基础”论证的分析要少，我正在把这个归诸于数学“风格”的改变。大家知道，写出的数学证明的风格已经经历了相当大的起落，说起落比趋向要好一点，因为在某些方面，当代作者和18世纪或19世纪的某些作者之间的差别比当代的作者和Euclid之间的差别要更为大一些。此外，另一方面，它们有着值得注意的经久不变的东西。在有些呈现了某些差别的领域，无需引进任何新的思想，它们的主要差别，就可能消除。但是在许多场合，这些差别是如此的广泛，以致使人开始怀疑：在这种分歧的道路上，差别是否能仅仅由作者的风格、试验和教育上的差别来说明呢?他们实际上在构成数学的严谨性方面是否具有同样的思想呢?最后，在极端的情况下(例如：上面所说的18世纪后期分析方面的许多工作)，差别既是本质的，如果完全只是为了有助于新的和意义深远的已经发展了一百多年的理论的话，它又是可以补救的，有些按此种不严格方式工作着的数学家(或者他们的某些对此持批评态度的同辈人)是意识到它们缺乏严格性的。或者更为客观地说：他们关于什么是数学程序的想法是愿意遵循我们提出的观点的，但他们的行动却并非如此。但是另一些人，例如：这时期的最伟大的学者Euler似乎坚定地持有自己的标准，并且一直在按他自己标准行事。
但是我不想进一步强调这件事。我将回到刚才停下的关于“数学基础"的论争方面去。在19世纪末和20世纪初，抽象数学的一个新分支，G．Cantor的集合论，引出了困难。即某些推理引向了矛盾;当这些推理并不处于集合论的中心的和“普适”的地位时，总比较容易根据某些形式的标准消除它，但是为什么集合论的后继部分比集合论自身更可信这是不清楚的。除了事后看到它们事实上引向灾难之外，对什么是先验的动因，什么是与之一致的哲学特征，人们如何从想要解决的集合论中去分离出它们也是不清楚的。紧接着对这种情况进行研究的主要是Russell和Weyl，后来由Brouwer作出结论，这些研究表明：不仅集合论，而且大部分现代数学所使用的“一般有效性”和“存在性”概念，在哲学上是要引起异议的。一个较少地具有这种不可预料的特点的“数学系统”是“直觉主义”，它是由Brouwer发展的。但是按这种方式，现代数学中，特别是在分析数学中，百分之五十以上的最有生机的部分或者要被“清除”掉，或者将变得无效了，或者必须补加某些更为复杂的考察来进行论证。后一过程，常常使有效性的一般性和推导的漂亮方面会有所减色。但是Brouwer和Weyl认为：根据这些思想去修正数学严格性的概念是必要的。
不可能过高地估计这些事情的意义。在20世纪30年代，有两位持第一种态度的数学家实际上提出了：数学的严格性概念和怎样构成一个精确证明的观念应该是可以改变的!下列的展开是值得注意的：
1．仅有很少的数学家，在他们自己日常工作中，愿意接受新的，苛刻的标准。尽管很多数学家称颂Weyl和Brouwer的基本想法是正确的，但是他们自身继续不受干涉地工作着，即按“老”的容易的方式搞他们自己的数学。
2．Hilbert追随着下面这个天才的思想去论证“经典”的(即直觉主义以前的)数学：即使在直觉主义系统中，也可以对经典数学是如何运算的给出严格的说明。也就是说人们可以描述经典系统是如何工作的，尽管人们不能论证这种工作。因此有可能直觉主义地证明：经典的程序决不可能引向矛盾。显然这样的证明是很困难的，但是对于怎样才能达到它，有着某些启示。按这个方案进行工作，有可能提供一个在与直觉主义系统相反的基础下证明经典数学的最为值得重视的证明。至少，这个解释在大多数数学家愿意接受的数学哲学系统中将是合法的!
3. 在试图建立这个规划的大约十年之后，G6del作出了最为值得铭记的结果。这个结果，如果没有某些附加的不引起误解的说明，那是不能作绝对精确的陈述的。它的基本内容是这样的：如果一个数学系统并不引向矛盾，那么这件事实，使用该系统的程序是不可证明的。GOdel的证明满足数学严谨性的最严格的标准——直觉主义的标准。它对Hilbert纲领的影响作用引起了某些争论，不过说理太技术化了。我现在的观点也和许多人一样，认为G6del已经证明了Hilbert的纲领本质上是无用的。
4．在Hilbert或Brouwer意义之下论证经典数学的主要想法已经过去了。大部分数学家决定使用任意的系统。总之经典数学过去曾产生的结果既是雅致的又是有用的。即使人们不能绝对地确定它的现实性，但是把它作为基础还是稳妥的，如像电子的存在那样。因此，如果人们愿意接受科学，人们就同样能接受经典的数学系统，甚至对直觉主义的某些最初的拥护者来说，这样的观点也成为可接受了。当前关于“基础”的论争，确实不太紧凑了，但是，经典系统将被大多数人而不是少数人抛弃的想法，似乎最不受欢迎。
我对这个论争的沿革，已经作了如此详细介绍，因为我想这是最谨慎的对数学的严格性是不可改变的说法的异议。这发生在我们自身的时代，我惭愧地知道自己关于绝对的数学真理性看法，在这一时期是怎样容易地改变的，并且是怎样相继地改变了三次的。
我希望上述占了我文章一半篇幅的三个例子已足以说明许多最好的灵感来自于经验。很难相信，存在着与人类所有经验相联的、绝对的、不可变动的数学严格性的概念。关于这个问题，我企图采取一种低姿态，不管你对哲学或认识论持何种偏爱，任何一个了解数学的人，都会实际感受到一种经验，它很少会支持这样的假设：存在一个先验的数学严格性的概念。然而，我的文章还有另外一事，现在我试图转向这部分。
对任何数学家来说，很难相信数学是一门纯粹经验科学，或者说，所有数学概念都起源于经验主体。首先让我们来考察陈述的第二部分。现代数学中有各种各样重要部分，它的经验来源是不可追溯的。或者说，如果可以追溯的话，也是如此间接，显然地自它割断它的经验根源之后，就面貌全非了。代数符号是为了数学本身的使用而发明的。当然也可以合理地断言：它加强了与经验的联系，但是，现代的抽象代数，已经愈来愈朝着与经验很少相联的方向发展。关于拓扑也可以这样讲。在所有这些领域，数学家主观上的成功标准和作用价值，是自身相容、符合美学和脱离(或几乎脱离)经验(关于这些，我将进一步叙述)。在集合论中，这更为明显，一个无穷的“幂”和“序”，可以是有限数概念的推广，但是在他们的无限形式中(特别是“幂”)，它们和这个世界很难有任何联系。如果我不想避免某些技巧，我能够用数集理论作为例子来详细地叙述这一点。“选择公理”问题，无限“幂”的“可比较性”，“连续统”问题等等，也是如此。同样的评述可以应用到实函数论和实点集论：尽管它们可以被设想成是抽象的，不可应用的学科，并且按这种精神来看，几乎总是雅致的，然后在十年之后，有的可能在一个世纪之后，却变得对物理学十分有用。它们主要地仍然是在追求象征性的、抽象的、非应用的精神。
所有这种情况，以及它们的各种组合的事例可以不断重复，但 是，我想转到我前面指出过的第一方面去：数学是一门经验科学吗?或者更精确地说，数学真的是按经验科学那样实践的吗?或者， 更一般地说：数学家和他的课题的标准关系是什么?他向往的成功标准是什么?什么影响、什么考虑在控制和指引着他的努力呢?
然后，让我们来看，数学家常规的工作方法和自然科学家工作方法的差别在哪里。这种差别的持续，显然影响了从理论学科到实验学科，继而从实验学科到描述学科之间的差别。因而让我们把数学与最相近于数学范畴的学科——理论学科作一比较。让我们在这里选取一个与数学最相近的学科——理论物理。数学和理论物理实际上有着许多共同之处。正如我前面已说过的，Euclid几何系统是经典力学公理描述的原型。类似的现象是热力学的陈述，充满着如同Maxwell的描述电动力学系统，以及狭义相对论的句子。此外认为理论物理不管是分类的还是综合的，都不是解释现象的态度，今天已为大多数理论物理学家所接受。这意味着，这理论成功的标准，只需看一看它是否能建立一个简单的和雅致的，分类的或综合的能概括许多现象的框架;这些现象如果没有这个框架将会显得复杂和参差不齐的，进而看它是否能概括没有考察到的或者提出框架时尚不知晓的现象(这后面两种说法代表一个理论的统一性和预见力)。现在展示在这里的标准——显然极大地扩充了美学的性质，由于这个理由，它和你将要看到的对数学来说几乎完全是美学的成功的标准是很密切相联的。因此，我们现在可以把数学和与它最相近的自然科学作比较，与我想我已说明了的和数学有许多共同之处的理论物理相比较。然而在实际的惯用的方法中差别是巨大的和基本的，理论物理的目标主要来自“外界”，大部分是由于实验物理学的需要。他们几乎总是起因于想解决某一难题，预见和协调的成功通常会跟着到来。这看来是相似的，进展(预见和协调)来自研究过程，这种研究对解决某些原先存在的难题是必然要经历的。理论物理中的一部分工作是为了探索某种障碍，这种障碍的“突破”提供了发展，如我已提及的，这些难题通常源于实验;但是有时它们却是可接受的理论本身中各部分之间的不协调之处，当然，例子也是不少的。 转贴于
Michelson实验导致狭义相对论，某些电离电位和光谱结构的难题导致量子力学，这些就是第一种情况的例子;狭义相对论和Newton引力理论之间的冲突导致广义相对论，这是第二种情况的例子，这里从任何方面看，理论物理的问题都是客观地给定的，而作为衡量成功的标准，如我在上面所指出的，主要是美学的。但是也有一部分，我们上面提及过的具有基本的“突破”的问题，很难说它起源于客观实在。据此可见，理论物理的课题几乎各个时期都是非常集中的，一切物理学家的最重要的努力都集中在一、二个十分尖锐的领域，1920年代和1930年代初，集中在量子理论，1930年代后半期集中在基本粒子和核结构方面就是一些例子。
总的说来，数学的情况就不同了。由于在特点、风格、目标和影响方面相互之间广泛的差别，数学被分成许多分支。它显得和理论物理极为集中的情况十分相反。今天大多数物理学家仍然需要具备有关他的课题的有用知识一半以上，我怀疑，任何一个现在在世数学家会具备四分之一以上与他的课题有关的有用知识。在一个数学分支中“客观地”给出的“重要”问题可以相去甚远。数学家选这个课题，或者选其他课题，基本上是自由的，然而理论物理的一个“重要”问题常常是一种必须加以解决的一个冲突、矛盾。数学家有广泛的领域供他转换选题，他在选题方面可以有适当的自由，而对于决定选题，选题的标准和成功的标准，主要是美学的说法是正确的。我感到这个断言是会引起争论的，这是不可能“证明”的。有充分的理由可以说，这里的美学特点甚至比我们前面讨论理论物理时所提到的例子还要更为突出。人们期待一条数学定理或者理论，不仅要能用简单的和雅致的方式去描述而且还要能去划分大量的原先根本不同的各别情况。人们也期待它的构造在“美学上”的“雅致性”和在叙述问题时的自如性，如果你能自如地叙述问题，把握它和企图解决它，那么某些使人惊奇的探索过程中遇到的曲折会变得容易了等等。如果推导是冗长的或者复杂的，应该存在某些简单的一般原则，可以用来“说明”复杂性和曲折性，这些标准显然就是对任何创造性艺术所提的标准。所有这些和经验科学相比，在艺术气氛方面将更会纯粹和简单。
你将会注意到，我不曾提到数学与实验科学和技术科学之间的比较。这里，方法上的和一般气氛上的差别是太明显了。
刘正东教授（左）和唐孝威院士（右）在香山会议上
刘正东教授1948年元月出生于江西南昌。1982年毕业于江西师院，留校后相继在南京大学、北京大学、纽约州立大学布发罗分校进修及作访问学者。1988年被破格晋升为副教授并被省教委批准为硕士生导师（理论物理），1992年从美国归国即晋升为正教授并获得国务院颁发的政府特殊津贴。他还兼任物理系副主任和江西师范大学校学术委员会负责人之一，随后组织申报光学硕士点获得国务院学位办批准，成为当时江西仅有的两个物理类硕士点（理论物理、光学）的负责人。
1994年底，刘正东教授被浙江大学作为光学学科带头人引进，1995年被批准为理论物理博士生导师。1997年组织并领衔申报光学博士点获批准。并历任浙江大学光学与应用技术研究所所长、浙江大学专业技术职务评审组成员、浙江大学“211工程”重点建设学科工作委员会委员。4校合并后任浙江大学学位委员会委员、浙江省重点学科“光学学科”带头人。两届浙江省物理学会副理事长。2000年底，他于香港科研合作回校时被检查出身患肺癌、旋即赴北京手术治疗。2002年获香港包氏奖赴美国密西西比州立大学做访问教授。
2003年，他被家乡的南昌大学引进，领衔申报江西省“光学工程”一级硕士点成功，同时成功申报江西省光学重点学科并担任学科带头人。2006年他被调到南昌大学纳米技术工程研究中心工作，期间参与申报材料物理一级学科博士点获得成功。
刘正东教授主持了国家自然基金项目6项，国家863子项目2项，省部级项目多项。在国内外权威学术刊物180多篇。已培养博士硕士近30名，指导青年教师多名。
2008年4月底，他在兄弟院校讲学时突发脑溢血晕倒在讲台上，经过两个多月的精心医治，9月又回到学校继续从事科研以及博士生硕士生的培养工作。
关于刘正东教授和唐孝威院士的交往，他讲了几个小故事：唐孝威院士调到浙江大学前夕，曾组织召开了一届香山会议。开会前他来到浙大，要两位代表跟他见面。他们见面是在学校体育馆的办公室里面，唐院士详细的询问了准备的情况。这次见面给刘正东及学校的同事们留下了很好的印象。
第二件事：国家基金委的一位老师给他来电话，说北京成立了一个大项目让刘正东承担。她说：“有好几位老院士指明要你承担”，他一下就明白这是唐孝威院士的意思，这正是唐院士到后想干的大项目。于是组织了下面十几位本校及医学院的教授座谈讨论，组成科研小组，组织整理材料。
第三件事：刘正东患肺癌在北京开刀的时候，贺贤土院士等跑前跑后令人感动。院里某人说，你还是回家休养，工资照拿，奖金取一半。“这是几位老院士商量的意见。”而这句话代表了唐院士的心声。
毕业学校： 辽宁大学 所修专业： 理论物理
学 历： 硕士研究生 现 居 地： 北京市石景山区
婚姻状况： 未婚 健康状况： 优秀
求职意向： 高校教师 实验员 出版社编辑 研究所工作人员 物理师 数学教师
计算机软件 编程的相应的工作
教育背景：
2006.7----现在 在中科院高能物理研究所实验物理中心做客座研究。
2005.9---2006.6 在辽宁大学物理学院理论物理专业学习。
2004.7---2005.9 锦州金榜培训学校
2000.9---2004.6 在渤海大学物理系物理学专业学习 。 学术论文：
与BES合作组合作 发表在Phys.Rev. D 上。该刊物为国际一流期刊。
与BES合作组合作 发表在高能物理核物理杂志 上。
在读研期间，我所做工作如下：
1． 工作在BES的 DQV组 研究了K π 的重建效率和栗子鉴别效率。
2． 工作在BES的 DQV组 研究了 Bhabha Dimuon Hadron 样本的选择条件和选择效率。
3． 工作在BES 的charmioun 做 对P 波自旋单态进行了一些分析工作。
4． 同时接触了一些BES 的软件和硬件的工作。
自我评价：
责任心强，对生活乐观积极，对工作认真负责。为人真诚，热情，比较有耐心,有合作精神，平易近人。经过多年的教育基本可以胜任和我所学专业相关的工作。在工作学习中相应的得到了老师和同学的认可。相信和贵单位合作，能过发挥我的才智同时给单位带来效益，达到双赢。
外语和计算机水平：
CET-4，CET-6能够快速的阅读各种英文专业文献。能够书写英语专业论文。
计算机二级 悉linux系统和windows系统，精通Word，Excel，PowerPoint的基本操作，掌握了C++、Fortran等基本的计算机语言联系地址： 石景山区玉泉路19 号
电子邮箱： lius@mail.
求职感言
又一次站在人生的十字路口，不由得感慨万千！
教书的劳累与喜悦，科研的艰辛与快乐，都使我对人生充满希望！对未来充满了憧憬！细细品味，它们带给我更多的是愉悦与享受！
教书育人，使人类文明得以薪火相传，我感到了使命的伟大与光荣！
老校长的话我时时地想起：威严足以移其志，恩泽足以慰平生。
三年的研究生生活使我获益匪浅，三年里我走向了科学的前沿，浅悟了科研的魅力，这首推智者的引导。他们是文明的传承者，也是文明发展的推动者。
我一直认为勤劳与忠实是人生的准则。勤劳使我赢得了尊重与赏识。忠实使我赢得了信任与感激。它们是我人格的重要部分。有了它们我得以实现我的人生价值与理想！
我渴望流光溢彩，渴望前行的路途上铺满鲜花！渴望我的才能淋漓尽致的发挥！我知道这一切需要汗水与心血。所以我一直的努力着，并将继续努力下去！
1985年秋天，我免试进入南京大学物理系开始本科学习，从此与物理结下不解之缘.我们那一届南大物理系招了约120人，其中女生16人.进校时就分了专业，我们晶体物理专业有20人，其中女生4人.记得刚进校时，系里就安排了几场报告会介绍学校和物理系的概况.聆听着从1920年以来南大物理系发展和不断壮大的历史，感悟着从这里走出来的一位位名家的故事，我这才意识到自己能进入南大物理系学习是多么幸运.
物理系学生的课程学习是紧张的，从力学、光学、电磁学和热学等普通物理开始，再到理论力学、量子力学、电动力学和统计力学等理论物理，最后再学固体物理，一环套一环，层层深入.虽说基础物理中的绝大部分概念在中学已经提及，但实际上到了大学，需要在新的层次上重新认识和理解诸如动量、温度、熵等基本概念；同时课程学习更是思维方法和习惯的训练过程，比如我们通过力学的学习培养代数思维，学会抓主要矛盾进行近似处理，而思维的培养往往比纯粹的知识获得更为重要.在理论物理中，我对量子力学的学习最有印象.我们在系统学习量子力学之前，有“物理学史”和“近代物理基础”作先导课程，对物质波、波粒二象性等概念已有了些许认识，然后有“数学物理方法”做数学后盾，学习量子力学时觉得非常有意思，值得思考的概念多，初想不通的物理过程也多，但当一个个貌似困难的问题被攻克后，那种兴奋和享受真是令人难忘.在量子力学的学习中，我觉得自己真的是可以学物理的.从大一到大三，我们绝大部分课是在能容纳二百人的大教室上的，记得那时我们十几个女生常常坐在教室的前两排，这样除了听课的效果特别好以外，据说还构成一道亮丽的风景.我们的老师大都很有教学经验，丝丝入扣，循循善诱，我习惯于笔头勤一点，在课堂上跟着老师完成公式推导，课后翻阅一些参考书进一步理解概念，然后做一些习题，有时还做一些小论文，大部分课程学得比较自如.
大学里物理实验的教学让我们受益匪浅.那时实验课大都安排在晚上，每周有两到三次.每逢有实验课，大家都早早吃过晚饭，急匆匆往物理楼赶，然后三三两两地等在实验室的门口，生怕来迟会影响当晚的实验进展.实验时也都很专注，常常是两个人合作，因为实验预习时就分工明确，合作起来一般都很协调，也很愉快.记得起初，我们总以抢先测得当日实验结果为荣，实验时难免慌慌张张、毛手毛脚；后来，知道应该围绕实验目的，做好每一步调试和测量；慢慢地，开始享受每一次的实验过程，享受对每一次实验结果的处理与分析……从大一到大三，从普通物理实验做到近代物理实验，每每带着满脸的兴奋离开物理楼，按理说，忙碌了一个晚上应该也是辛苦的，但大家都乐此不疲.
（本文原载《物理》2010年第3期，有删节）
关键词 消防指挥人才；物理实验；消防学
中图分类号：G642.423 文献标识码：B 文章编号：1671-489X（2013）03-0146-03
Fire Command Talents Should Give Fully Play to Function of Physics Experiment//Dong Xueying
Abstract“Can you fight， Understand management” is the two most fundamental and important core competence for the gross-roots commander. And the physics experiment in the teaching has inspection theory knowledge， train the students’ practical ability， cultivating ability， can stimulate innovation thinking， cultivate scientific spirit function. Therefore， the author from physics experiment can strengthen fire commander theory knowledge learning， can strengthen fire commander combat ability training， can strengthen fire commander command ability raise three aspects the physics experiment function and training target organic combine， this helps to ensure that the school develop Fight can ace in the hole， Tube can scientific and effective qualified fire command personnel.
Key words fire command talents； physics experiment； fire science
消防学是一门边缘性学科，消防工作主要包括火灾预防、防火管理、灭火救援三方面。随着社会的发展，消防工作的范围已经扩展到一切应急救援和社会救助工作。作为为全国消防部队培养基层指挥人员的专业院校，昆明消防指挥学校教育培养的成效将关乎国家和人民生命及财产的安全和社会的发展能否得到保障。多年来，学校在为全国消防部队培养输送指挥人员的发展历程中不断推进教学改革和提升教学质量，努力使培养的学员都是优秀的指挥人才。成为一名合格的基层指挥员最基本也是最核心的能力就是“能战斗，懂管理”两方面。而“加深学生对有关物理知识的理解，培养学生正确的科学实验习惯，提高学生的动手能力、观察分析能力和创新能力”和“加强基础、重视应用、开拓思维、培养能力、提高素质”正是大学物理实验的指导思想和实验目的。所以，在学校教学中就应当充分发挥物理实验的功能来培养学员的管理、战斗能力。
1 消防指挥人员应具备的素质
消防基层指挥员就是在消防战斗中直接带领部队作战的基层干部，结合消防部队的编制结构，消防基层管理干部最基本也是最核心的能力就是“能战斗，懂管理”。
1.1 能战斗
能战斗就是能保证战斗的胜利。要打赢每一场战斗，指挥员必须要具备3项条件。
1）要有丰富的理论知识，这是前提条件。在校学习期间，各种火灾扑救、危化品处置、自然灾害应对等方面的理论知识都是重要的必修的专业知识。
2）要有较强的动手操作能力，这是必备条件。理论知识学得好，关键还要能把理论知识科学地应用于实战，能把各种事故的理论处置方法在战斗中高效、合理地使用出来才是至关重要的，这就需要具有较强的操作动手能力。
3）要有创新突破的思维，这是应备条件。现在的灾害事故越来越呈现出复杂多变性，这就需要指挥员在指挥处置事故过程中要有灵活多变的方法和突破创新的思维，在面对各种事故时，要能时时根据战情需要做出战术方法的调整跟进，及时提出新的解决办法，要确保“损失最小化、安全最大化”的战斗原则。
1.2 懂管理
一名合格的指挥员也是一个合格管理者，事故现场必须要有有效的管理才能有序地开展战斗。
1）对战情的管理。指挥员在战场上必须时刻控制住战斗的发展情况，并且根据学员能迅速地做出合理的调整，才能及时控制住灾害蔓延。
2）对人员的管理，包括战斗员和其他现场人员的管理，既要保证所有人员的安全，又要使战斗人员有效战斗，其余人员迅速撤离现场并转移到安全地带。
3）对现场、周边环境及秩序的管理。指挥人员应根据现场的实际需要，果断地做出现场的安排布控，这是《消防法》赋予现场指挥员的神圣权利。
2 物理实验的功能
从一名合格消防指挥员所需要的两方面能力来看，教学中就要有针对性地开展教学，要保证在理论知识传授好的同时更兼顾学生动手能力和创新能力的培养，而在教学中培养动手能力的最佳方法就是实验，即要充分发挥物理实验的功能。
2.1 检验理论知识
实验物理和理论物理是物理学的两大分支，实验事实是检验物理模型、确立物理规律的终审裁判。理论物理与实验物理相辅相成，互相促进，恰如鸟之双翼、人之双足，缺一不可。物理学正是靠着实验物理和理论物理的相互配合激励、探索前进，而不断向前发展的。
2.2 培养动手能力
学习好和能力强是两个层面的问题，尤其是动手操作能力。学习好可能是理论知识学得好，但是在面对具体事件的处置时，不一定能处理好。社会实际需要的是会做事、能做事、能做好事的人，具备把书本上的理论知识应用于实际工作的操作能力。而在学校里最能培养操作能力的方法就是实验，通过实验可让学生亲自动手去准备、组织实施，最后完成实验。学习任何知识的最佳途径是由自己去发现，因为这种发现理解最深，也最容易掌握其中的规律、性质和联系。现在教学论也强调“要让学生动手做科学，而不是用耳朵听科学”。
2.3 培养观摩能力
所谓观摩能力就是观察并模仿的能力。观察是有目的、有计划的一种探究知觉，是知觉的最高形式，实验教学是培养学生观察能力的最重要途径。观摩能力的强弱，其实很大程度上能决定一个人的理解能力和动手能力。实验课中，通常是教师先演示，然后学生再做，教师的演示就是为了让学生观摩，在观察过程中要看准教师的操作程序，关键点、要点、难点在哪里？最终的结果如何？只有在观摩过程中找到并发现方法、规律，然后总结，自己做起来才得心应手。
2.4 激发创新思维
古希腊散文家普罗塔戈说：“头脑不是一个要被填满的容器，而是一把要被点燃的火把。”教师要留给学生创造的空间，使他们的智慧火把点燃发光，在实践活动课与实验中，鼓励学生在求异中勇于创新，这样既有利于学生的思维多样性，又有利于激发学生勇于创新的热情。充分利用物理实验来帮助学生加深对知识的理解，提高学生探索问题和解决问题的能力，激发学生的创新思维。
2.5 培养科学精神
科学精神是指世界观的科学性质，是科学在其历史发展中形成的思维方式、价值取向、行为规范和传统的总和，体现着科学作为社会现象的文化内涵，是科学实现其社会文化职能的重要形式。对科学精神应加以正确的理解：一是探索精神，对未知事物的好奇心；二是怀疑精神，就是不要轻信，不宽容；三是实证精神，就是不能靠主观来判断，能够重复性，能够被别人独立验证，能够做概率统计；四是理性精神，要有严密的逻辑，抱着怀疑的态度，以证据为基础，通过理性的思维进行判断。实验本身就是检验真理的标准，在实验中只有坚持科学的精神正确地完成实验，通过实验的结论来检验理论的可靠性，才能反映出事物发展的客观必然性。
3 物理实验教学与消防指挥员的培养有机结合
物理实验是物理学的一个分支学科，消防指挥专业属于一门新兴的边缘性学科，从表面看，两个学科似乎关系不大，但是从一名合格消防指挥人员的素质构造和物理实验的功能上来看，两者之间有着必然的联系：物理实验是一门培养操作能力的基础学科，消防指挥员正是需要将学到的理论知识转化为实际战斗能力的操作者。如果能在物理实验中把学生的动手操作能力培养好了，使两者能有机结合，则物理实验功能就能很好地为消防指挥专业服务。
3.1 物理实验可加强消防指挥员理论知识的学习
物理学作为一门非常重要的基础性学科，它的发展已经深入其他多个领域，基本涵盖了消防学所涉及知识的学科范围，在后续的专业课学习中，很多课程都直接或者间接应用到物理学知识，如物理学中的流体力学内容直接应用到消防供水课程中，振动和波动应用到消防通讯中，电学知识应用到电气防火中，力学部分应用到战术、装备等。而在这些内容的学习中，物理实验又是必不可少的课程，必须通过物理实验的支撑和巩固，才能完成理论知识的学习。因此说，驾起物理学这驾马车需要理论物理和实验物理这两个轮子同时、稳步地前行，才能保证专业知识的学习。
3.2 物理实验可加强消防指挥员作战能力的培养
在物理实验中，需要学生自己去动手准备器材设备，然后把这些器材设备正确操作使用，按照实验的操作顺序一步一步完成这个实验，最终得到实验结论，写出实验报告。这就类似一场战斗的过程：有准备、有组织、有条理地去打这场战斗，直到最终取得战斗的胜利，最后进行战评、总结经验。通过大量有针对性的实验，不断培养起学生的这种能力，然后逐渐与后续的业务训练课很好地融会贯通，这无疑就加强了学生作战能力的培养。
3.3 物理实验可加强消防指挥员指挥能力的培养
指挥能力其实就是一种临场应变能力和管理能力的集中体现。临场应变能力的培养就是一种创造性思维的培养，物理实验的目的恰恰就是要“培养学生的创新能力”。物理实验就是一门操作性、创造性很强的课程，在实验中要大胆创新、鼓励创新，要大胆尝试不同的方法，多采用一些新奇的方法，只要最终能得到实验结果，这些方法就是创新的办法。教学中就是要通过这样的方法来培养锻炼学生在实际操作中的创造性思维。培养管理能力就是要加强管理者具有正确的判断能力、组织能力和客观、理性、实事求是的精神态度。物理实验是灵活的，但又是严谨的，在做物理实验时一定要严谨地把握好每一个环节，否则会产生“失之毫厘、谬以千里”的结论。所以实验培养出实验者一种理性但又发散的思维、严谨但又求实的作风、坚持真理但又敢于怀疑的精神，这就是通过物理实验来培养出一个合格管理者的方法。
4 结语
物理实验和消防指挥是两个不同性质的学科专业，物理实验也不能直接应用于抢险救援和社会救助，但是可以通过这样一种方式，把学生在物理实验过程中总结出来的方法、思想、精神应用到学习中和实战中，使学校培养出来的学生是有“打能出奇制胜、管能科学有效”能力的合格指挥人才，保证学校教育的成功性。
参考资料
理论物理学家费曼在康奈尔大学当教授时，正处于生命的低潮期:对物理学产生厌倦，失去了头绪，而他又并不愿意停止探索，心中压力很大，甚至觉得自己不配当教授。
有一天，他想起一件过去的小事：念高中时，他看见自来水龙头流水逐渐减少，就想计算出“水流曲线”。其实他知道，这个计算并没有实际意义，只是玩着快乐罢了。他觉得，当年这种对待物理学的态度才是健康的，而今天的苦恼除了自我折磨外，并没有其他功用。于是他决定放弃“伟大追求”，以“理”的心态面对生活。
也就在那一周的某天，费曼在学校餐厅里闲坐，看见有人旋转碟子玩。碟子边转边摆动，使他产生兴趣，便在那里计算碟子转动的方程式。随后他联想到电子轨道在相对论发生作用的情况中会如何运动以及量子动力学。再后来，很久以前中断的一个研究课题也因为碟子而重现生机――费曼说，他那一度被压抑得像个密封的瓶子一样的大脑，终于开盖了，里面的东西毫无阻塞地流淌出来，一切都不费力。这件事导致的直接结果是费曼获得诺贝尔奖――因为“费曼图”以及其他研究。
我在叙述以上故事的时候，联想到以前看过的关于科学大师的类似故事，比如元素周期表的诞生，是因为门捷列夫在一次梦中受到了启示 ；而X射线之所以被发现，则是伦琴偶然在黑暗的实验室内看见离黑纸严密包裹的放电管约一米处的荧光屏发出闪光 ；至于青霉素的发明，就更偶然了，弗莱明研究葡萄球菌，因为盖子没盖好，培养细菌用的琼脂上附了层青霉菌，而它又是从研究青霉菌的邻居学者窗口飘进的……这些伟大发现（发明）的产生过程，对于我们看故事的人来说，更多的是一种“碟子里的玄机”式的趣味，缺少隆重意义，因为我们的教育传统是藐视偶然的，我们常常严肃地认为这类事必须表现为“皓首穷经”、“板凳要坐十年冷”等等。我们非常注重形式所表现出来的“意义”，而这种“意义”在很大程度上又构成我们思想、语言的暴力。
――如果费曼这位公认的“科学玩童”也十分注重表面“意义”的话，他可能就不会去研究碟子了――而这样，就可能会推迟甚至阻止他成为一位理论物理学大师。
摘自《每日新报》
希格斯玻色子常被媒体称为“上帝粒子”。当欧洲核子研究中心在2012年7月4日宣布发现具有希格斯玻色子若干特征的新粒子后，提出相关理论的英国爱丁堡大学退休教授彼得·希格斯成了关注焦点。在爱丁堡大学于7月6日请希格斯教授出席的新闻会上，他在回答相关问题时作了如下的解释。
“‘上帝粒子’这个名字与我没有关系，它来自一个玩笑。”希格斯说，多年前有人在撰写关于希格斯玻色子的文章时，由于觉得这种粒子实在太难找到，便开玩笑地将其称为“上帝诅咒的粒子”。但后来某位编辑觉得这个名字不太好，就将其改成了“上帝粒子”。所以，“上帝粒子”是对一种新的亚原子粒子——希格斯粒子的风趣称呼。
希格斯说，科学家们在进行严肃讨论时都不用“上帝粒子”这个名称，但它的确非常吸引普通公众的眼球。
寻找希格斯粒子非常不容易，需要有巨大的能量，而产生超高能量需要世界上最强大的粒子加速器将粒子加速后对撞。希格斯粒子寿命非常短暂，只有亿亿分之一秒，即使在实验中产生了希格斯粒子，它也会立即衰变成其他粒子。科学家们只能从衰变产生的粒子中寻找希格斯粒子的蛛丝马迹。
欧洲核子研究中心（CERN）北京时间2012年7月4日下午宣布，CERN的Atlas（超环面仪器）实验和CMS（紧凑缪子线圈）实验都观测到新粒子，该粒子与科学界寻求已久的被称为“上帝粒子”的希格斯玻色子疑似。
“CERN今天公布的只是一个初步结果，目前还不能最终确认观测到的新粒子就是希格斯玻色子。”中科院高能所两位科学家表示，虽然科学家们心中都认为新粒子很可能是“上帝粒子”，但是为了科学的严谨性，至少需要一年以上时间才能确认结果。
基本粒子不基本
自从文明的曙光降临大地，人类便孜孜不倦地探求宇宙内在的规律。 面对千变万化的自然现象，人类自古以来就企图用少数几种“元素”来归纳它们。到了19世纪末期，科学家们认为所有物质都是由不可分割的原子组成的。可是人们发现了“放射性”现象。
“放射性”这个术语是居里夫人提出来的，用来描述铀的辐射能力。
放射性元素能够自发地从不稳定的原子核内部放出粒子或射线（α射线、β射线、γ射线等）。α射线是高速的氦原子核，β射线是高速电子流，γ射线是光子。
在β衰变中，放射性元素的原子核内的一个中子衰变成一个质子、一个电子以及一个反中微子。
如果不假定有反中微子的存在，在β衰变中，能量将不守恒，这在物理学中是不能接受的，所以在1931年，奥地利科学家泡利提出了中微子假设。他假定在放射性元素β衰变中，产物粒子不仅仅是电子，还有一个中性的微小粒子，即中微子，中微子的质量假定是零。
到了上世纪30年代初期，物理学家感到很满意，因为他们找到了构成原子的基本粒子。它们是那样的简单，一共是4种粒子，即质子、中子、电子以及假设中的中微子。当然还有光子，光子是电磁波的基本粒子。
可是，物理学家并不满足，他们着手进一步研究质子和中子的内部结构。在1935年，日本科学家汤川秀树假定原子核内有π介子的存在，这个预言在1947年被实验证实。所谓介子，是指质量在质子和电子之间的粒子。由于宇宙射线的观测以及加速器技术的发展，科学家们发现了许多介子，它们有π±，π0，ρ，k±，k0 等等。这些粒子都是短寿命的，存在时间不超过1微秒。此外，科学家们还发现了质量比质子大的许多重子：Σ±，Σ0，Ξ±，Ξ0，Λ等等。每种粒子都有反粒子，这样一来，基本粒子的总数达数十种。情况似乎回到了门捷列夫发现元素周期律前的状态。
基本粒子的质量用兆电子伏特（MeV）表示， 1000兆电子伏特 = 1京电子伏特（GeV）。电子质量是0.51 MeV；质子质量是938 MeV，接近于1 GeV。
其实，后来发现的所谓“基本粒子”，寿命不超过1纳秒，连一瞬间都说不上，所以称为共振态粒子。上世纪50 年代初，一些大型加速器陆续建成，使人们有可能利用加速器所加速的粒子来轰击原子核。自1951年美国物理学家费米首次发现共振态粒子以来，到1964年人们发现的粒子种类达到了33种。至上世纪80年代，已发现的共振态粒子达300多种。物理学家们头晕了。
标准模型是怎么一回事
除了基本粒子的研究，物理学家把自然界的相互作用力归纳为四种力，它们是万有引力、电磁力、强相互作用力和弱相互作用力。当人们的研究逐步进入原子核内部后，理论物理学家们开始尝试着建立一种统一的理论来解释后面这三种力，这就是粒子物理的“标准模型”。
标准模型把基本粒子分类为费米子和玻色子两类粒子——费米子是组成物质的粒子，玻色子则是传递各种作用力的粒子。费米子被物理学家比喻为建造宇宙万物的砖块，玻色子则被比喻为水泥。质子和中子属于费米子，π介子是玻色子。光子能够传递电磁力，被归为玻色子。
“基本粒子”如此之多，难道它们真的都是最基本、不可分的吗？近40年来大量实验事实表明中子和介子等是有内部结构的。于是在1964年，美国物理学家盖尔曼提出了夸克模型，他认为介子由夸克和反夸克所组成，重子由三个夸克组成。他因此获1969年物理奖。
在夸克理论提出后，人们认识到基本粒子本身也有复杂的结构，故现在的“基本粒子”的提法与1964年以前不同。物理学家根据作用力的不同，把费米子分为强子和轻子，加上玻色子，共三大类。
强子就是所有参与强力作用的粒子的总称，它们由夸克组成。已发现的夸克有6种，它们是：顶夸克、上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克和底夸克。其中理论预言的顶夸克，在2007年由美国费米实验室发现。现有粒子的绝大部分属于强子，例如质子、中子、π介子等等。
轻子就是只参与弱力、电磁力和引力作用，而不参与强相互作用的粒子的总称。轻子共有6种，包括电子、电子中微子、μ子；μ中微子、τ子、τ中微子。电子、μ子和τ子是带电的，中微子都不带电；τ子是在1975年发现的，又叫重轻子。
玻色子也属于基本粒子。传递弱核力的有W玻色子及Z玻色子，传递强核力的有8种胶子，它们统称为“规范玻色子”。
由于“基本粒子”不基本，所以物理学家有时把那些后来发现的粒子称为亚原子粒子。
“标准模型”是现代物理学家的“杰作”。我现在把它称为粒子物理学的“三角大楼”，它是支配建造宇宙万物的“司令部”。现在，三个大楼中的有些人员已经到位并开始工作，可是中央控制室的“首长”却迟迟没有出现，作为“三角大楼”设计师的现代物理学家怎么会不着急呢？
在“标准模型”中，理论物理学家们假定传递弱核力的物理场是“规范场”，类似于光子，理论上“弱力规范场”的质量为零。如果这样，怎么说明质子、电子有静止质量呢？也就是说，理论物理学家们看好的“规范场论”一开始就遇到了严重的困难。这时，希格斯等人想出了一个补救的办法，他们在1964年提出，在弱力规范场的数学方程式中人为地加上一个函数项。这个函数项被解释为来源于“真空”，它被称为希格斯机制，后来又被称为“希格斯场”，也称为希格斯玻色子。总之，有了希格斯先生假定的函数项，理论物理学家们可以调节数学方程式中的几个参数，预言了W玻色子及Z玻色子，后来它们在高能加速器实验中被发现。正因为这样，希格斯玻色子被称为物质的质量之源。
令人着急的是，支配建造宇宙万物粒子物理学的“三角大楼”的“司令部”的“首长”——希格斯玻色子却迟迟没有出现。如果找不到这种粒子，“标准模型”的“三角大楼”将成为一项“烂尾工程”。
探索“上帝粒子”的代价和前景
今年7月4日，欧洲核子研究中心（CERN）终于宣布在能量为125GeV附近找到了一种新亚原子粒子，这种粒子有可能就是“上帝粒子”——希格斯玻色子。为了这个结果，欧洲核子研究中心不惜耗费了10年时间，耗资133亿美元，建造了大型强子对撞机（LHC）。
中国科学院高能物理研究所在7月4日下午视频连线直播了公布实验结果的CERN学术讲座。该所参与CERN两个实验的科学家对媒体表示，CERN实验观测到新粒子可能是希格斯粒子的初步结果，具有里程碑式的科学意义。在全球合作的CERN实验中，中国提供经费和参与科研人员所占比例在百分之一左右，但中国的贡献“远远超过百分之一”。
他们表示CERN公布的只是一个初步结果，目前还不能最终确认观测到的新粒子就是希格斯波色子。要确认“上帝粒子”至少还需一年时间。
大型强子对撞机的作用，是让高能质子两两对撞，捕获所产生的“碎片”，科学家需要从这些“碎片”中寻找“上帝粒子”。用碰撞的方法将微观粒子打碎，可以比喻为将两个西瓜用力撞碎，这样我们就能看到里面有些什么。只不过微观粒子内部极为复杂，撞击之后所产生的“碎片”，也是各式各样，再进一步研究碰撞后到底能产生什么新粒子。
这次发现新亚原子粒子的欧洲大型强子对撞机，被深埋在100米的地下，周长有27公里，探测器有三四层楼房那么高，完全可以称得上是个“巨无霸”。只要高能质子相撞时的速度足够大，在这些碎片中就有可能发现一些以前从未出现过的微观粒子。
在前三年上亿次数据采集、分析的基础上，欧洲核子中心的科学家们在2011年逐渐发现了一些新粒子存在的迹象。到2012年数据中新信号的统计显著性比较让人信服，新粒子是确实存在的。2012年6月下旬，欧洲核子中心内部决定在7月4日公布这个重大发现。他们从对撞机上取下最后一批数据，分析出结果，再在3000多人的合作组内通过评审，留给科学家的时间实际上只有两周。欧洲核子中心大型强子对撞机上的CMS和ATLAS实验都报告称发现了新粒子，尽管大型强子对撞机所发现的这个新粒子的一些特性与寻找了几十年的希格斯玻色子接近一致，但所发现的事例数还太少，并不能排除是其他粒子的可能。要最终证实这个新粒子是不是“上帝粒子”，还需要验证它的很多物理性质。这可能要花很长的时间，甚至需要再建造一个正负电子对撞机来对这一粒子的性质做出判断。
大型强子对撞机的实验，无疑是人类在探索微观世界历程中的壮举。“上帝粒子”有待进一步的验证，它不是探索终点。
物理学家们怀着宗教般的虔诚，一直致力于理解物质的本质，企图完成对所有物理现象的统一理论，从而获得整个世界的终极知识。在建立终极理论的过程中，主流物理学家目前最关心的是希格斯粒子的发现，它似乎具有能左右21世纪物理学发展方向的重要因素。为了完成大统一理论，希格斯粒子成为统一“电磁力”与“弱力”的关键。物理学家还在努力寻找这两者加上“强力”三者之间的关系。能统一说明此三者之间关系的理论即是大名鼎鼎的“大统一理论”（GUT， grand unified theory），如果再进一步，应该还有包括“重力”在内的理论。
英文名称：Journal of Shanxi Normal University(Natural Science Edition)
主管单位：山西省教育厅
主办单位：山西师范大学
出版周期：季刊
出版地址：山西省临汾市
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种：中文
开
本：大16开
国际刊号：1009-4490
国内刊号：14-1263/N
邮发代号：22-179
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创刊时间：1986
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