量子力学和广义相对论精选(九篇)

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第1篇：量子力学和广义相对论范文

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

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

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

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

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

第2篇：量子力学和广义相对论范文

2012年11月2日，一道强烈的无线电波从波多黎各的加勒比岛上空划过。没有人可以直接用肉眼看见这个壮观的“焰火”，但是它被这里的阿雷西博天文台305米宽的射电望远镜捕捉到了。

射电天文学家一直在等待着这种信号：一个快速射电爆发。这种只持续千分之几秒的极为明亮的射电脉冲，是宇宙中极为罕见的现象，迄今为止，世界上所有的天文台监视到这样的事件总共也只有11次。

这些奇怪的脉冲究竟是什么仍是一个谜。一些人认为它们来自致密星体或是黑洞在与恒星“跳舞”时产生的。一些人甚至提出一个大胆的想法，声称它们可能是外星人发过来的信号。

最近又有人提出了新的解释，认为这种信号是黑洞以一种全新的方式产生的。如果真的是这样的话，那么这将会改变我们对宇宙的理解，还能把两种水火不容的物理理论结合起来。它甚至是我们能解释一切的开始。

黑洞内的奇点

没有什么比我们在试图理解黑洞时更有困惑感了。黑洞是一种时空区域，它们的引力如此强烈，以至于没有什么可以从黑洞中逃离出来。不管是什么，一个光子或是一位英勇无畏的宇航员，掉进黑洞就再也出不来。

这个结论是广义相对论告诉我们的。根据广义相对论，所有物质最终会挤在黑洞的中心，在那里会形成一个奇点：一个密度无限大的点。而这种无限大的性质使得目前所有的物理定律失效，因此，没人会知道奇点那里发生了什么。

当前的物理学中，描述引力的理论是广义相对论，描述极为微小的空间下的理论是量子力学。为了搞清楚黑洞的奇点究竟是怎么一回事，我们需要知道在极为微小的空间中引力是如何发生作用的。也就是说，我们需要一个把广义相对论与量子力学结合起来的理论，即找到一种量子引力理论。但可惜的是，把这两个理论结合起来的难度很高，我们不知道这样的理论究竟该是什么样子的。

物理学家急需一个指引，使得他们找到通往量子引力理论的正确道路。而现在，一些科学家觉得这个快速射电爆发可能就是大家所等待的一个指引。

黑洞变白洞

新的想法来自于美国巴德学院的哈尔・哈格德和法国艾克斯-马赛大学卡尔罗・罗威利一起做的研究。哈格德是圈量子引力论（一种量子引力候选理论）的奠基人之一，圈量子引力论认为时空是由无数个细小的纤维圈构成的一种“织品”。从远处看，这个“织品”好像是连续光滑的，但从近距离看，这个“织品”是由微小的不可分割的纤维圈构成的。这种纤维圈就是时空本身的量子――时空最小的结构。

他们把圈量子引力论应用到黑洞那里，得到了一个惊人的结论：黑洞中心物质密度达到一定值时就变得不可压缩。也就是说，黑洞内部并不存在奇点。相反，继续挤压会使得时空的纤维圈产生一个向外的压力，发生“量子反弹”――一场会破坏整个黑洞的爆炸。

这并不是物理学家们第一次提出把黑洞变没的把戏。例如，霍金就曾经提出一种基于热力学定律的机制，这会使得一个黑洞发生蒸发，直至最终消失，尽管这要花费极为漫长的时间。不过，哈格德和罗威利提出的这个新理论是很不寻常的，其中关键的一点是，黑洞发生量子反弹后，就变成了一个白洞。白洞与黑洞正好相反，是一个只出不进的时空区域，它“吐出”的粒子永远无法再被它吸收。

广义相对论认为，白洞在理论上是可以存在的，但黑洞却不可能演变成一个白洞。哈格德和罗威利认为，黑洞演变成一个白洞，应该是一种称为隧道效应的量子现象的结果，因此广义相对论无法推导出来。隧道效应可以允许粒子跨越不可能的障碍从一种状态转变为另一种状态。在核聚变中，就有隧道效应发生，例如在我们的太阳中，隧道效应可以使得质子克服一个不可逾越的能量势垒来参与聚变。

在量子引力中，隧道效应也能发挥作用。哈格德和罗威利的想法是，所有的物质不管怎么坍缩，都无法形成一个奇点，在整个物质接近一个单独时空纤维圈时，整个黑洞通过量子隧道效应变为白洞的概率越来越大，直到“嘣！”黑洞突然变为了一个白洞。

黑洞爆炸的信号

黑洞能变为白洞，这个想法可能有点过于戏剧性。要想说服怀疑者最好的办法就是真的能检测到黑洞的这种爆炸。2014年，罗威利与几个同事一起搞清楚了黑洞发生这种爆炸时会产生什么信号。

他们发现，黑洞爆炸产生的信号波长正好等于它的直径。这样的话，大黑洞产生长的波长，小黑洞产生短的波长。宇宙早期可能因物质涨落形成很小的黑洞，这些黑洞甚至小到肉眼无法辨别的尺寸。这种黑洞被称为太初黑洞，而太初黑洞爆炸产生的信号波长最短可以只有几毫米。换句话说，这种信号正好处在红外线和无线电波之间。

这个发现使得罗威利等人联想到阿雷西博天文台检测到的神秘信号。他们认为，这些罕见的快速射电爆发可能就是太初黑洞爆炸产生的信号。他们在2014年向世界公布了他们的研究结果。他们预测出的黑洞爆炸信号是与观测到的快速射电爆发最吻合的一个。

更进一步的预测

另外，他们的理论还做出了一个预测，可以在未来对其进行检验。这个预测与黑洞的量子反弹花多长时间有关。

罗威利等人的理论表明，黑洞的质量越大，黑洞就需要经历更长的时间才能发生量子反弹。也就是说质量越大，黑洞寿命越长。反之，质量越小，黑洞寿命越短。

太初黑洞通常很小，是孤立在太空中的天体，它们的大小在诞生后就固定了下来。如果他们的理论是正确的，那么更小的黑洞会更早地发生爆炸，而且产生的快速射电爆发的波长会更短。

如果我们在地球上观测到遥远的太初黑洞的爆炸信号，那么这意味着这个黑洞很早就爆炸了，寿命比较短。寿命短，就意味着质量小，产生的信号波长会更短。换句话说，更远的太初黑洞爆炸信号的波长应该比附近的更短。如果快速射电爆发也符合这种规律，那么这将极大地支持罗威利等人的理论。

目前，所有检测到的快速射电爆发都是来自比较近的位置，所以波长是否随着距离发生变化还不能被检测出来。另外，目前总共只检测到了11次快速射电爆发，这在统计学上几乎没有什么分析价值。所以，现在还需等待。随着时间的推移，研究人员希望能发现更多快速射电爆发，并建立一个适当的数据库。

宇宙大反弹？

广义相对论预测的另一个出现奇点的地方，就是宇宙大爆炸的那一时刻。但是，如果时空的纤维圈会阻止黑洞内部形成奇点，那么我们的宇宙是怎么来的？也许，并不是源自一场大爆炸，而是一场大反弹。

第3篇：量子力学和广义相对论范文

结果有些出入意料，希格斯老爷爷遗憾落选，奖项授予美国的大卫·维兰德（David J.Wineland）和法国的塞尔日·阿罗什（Serge Haroche）。这两名实验物理学家在过去20多年的研究中开创了测量与操纵单个量子系统的实验方法。阿罗什的实验方法是用原子测量单个光子，而维兰德的实验是用激光控制单个离子。他们都反复进行了一系列实验，并发表了大量论文。

科学背景

高中物理讲过，原子中间是一个极小的原子核，是电子，不过原子层次的物理现象没法用牛顿的经典力学解释，为了说清楚原子的事儿，物理学家们创立了量子理论。这个理论认为物质粒子也具有波的性质；粒子也不像皮球那样缺乏个性地沿着确定的路径运动，而是可以同时处于多种状态，循着无穷多的任意路径达到最终状态。物理过程必须考虑所有可能路径的总汇。

量子理论虽然如天书，却是微观世界真实的客观规律。它不但用于原子能级、光谱、半导体、超导等现象，也被用于化学、生物等领域，还用来计算分子结构以及解释生物化学过程。没有量子理论，孰不会有晶体管、集成电路、激光，也就不会有计算机与计算机通讯。可以说，量子的宏观应用已经使人类从电气时代进入了微电子时代。

晕死人的量子世界

维兰德来自于美国加州，中学时并不是最优秀学生，在高中最后一年才对物理产生了兴趣。大学原本读的数学专业，后来才改学物理，拿到物理博士学位后在美国国家标准技术研究所当研究员。他在那里干了37年，主要研究用离子束缚（iontrap）探索量子世界。

维兰德与阿罗什的研究是直接操控并测试单个粒子的量子系统。对于维兰德的实验，他的方法是用电场把单个离子（如汞离子）限制在一个势阱（可以把它想象成一个无形牢笼）内，就像用磁场把磁悬浮列车悬在空中一样。这个离子在势阱里只能来回运动，无法逃逸出去。

被束缚在势阱里的离子整体只能来回振动（你可以理解为折返跑），而离子内部的电子也有不同的能级。这个振动的能量是量子化的，也就是一级一个台阶，只能在不同的能级之间跳跃。离子内部的能量也是量子化的，也是一级一个台阶。

维兰德的秘诀是调节激光的频率，迫使离子内部能级跳上一个台阶的同时让它的振动能级跳下一阶，这样离子就会从内部高能级回落到低能级，不断重复下去达到降低振动能级的效果，使离子处于运动能量最低的状态。离子从高能级向低能级跃迁的时候释放的能量转换为一个光子，而光子的频率正比于它的能量。在固体与气体中，原子能级跃迁时的发光受到其他原子以及自身运动的影响，导致频率的扰动。而单个孤立的离子则不受这些因素的干扰，因而可以实现很高的频率精度。在另一个实验中，通过不同的激光对离子照射，使它同时处于两个量子状态——这就是量子力学里“薛定谔的猫”，而且进行了相应的测量。在更为复杂的实验中，三个离子形成量子缠绕状态，构成三个可以用于量子计算的量子位元（qubit）……过去对量子力学的检验大多是基于统计结果，而通过对单个离子的精准控制，维兰德等人的各种实验与测量直接从微观层次验证了量子力学。

阿罗什与维兰德殊途同归。他的实验是通过两面镜子来回反射把光子关进一个空腔，通过测量这些光子对高能级原子的影响得出光子的量子信息。

应用与展望

第4篇：量子力学和广义相对论范文

想象一个装满图书的房间，然后再想象所有的图书都突然消失在空气之中。那么，它们所含有的信息都消失了，对吧？但是，这个房间是不寻常的。房间里包含的所有信息都编码在墙上、地板上以及天花板上。尽管这些图书都消失了，但是你仍然可以通过观察房间这些表面上的编码信息，来了解这些图书的所有细节。想知道房间里还发生了什么？去问墙纸。谁是凶手？去请教地毯。你感觉这个房间很怪异吧。

但如果你仔细想想，事情会更加怪异。如果所有的图书都消失了，而它们所包含的信息却没有消失，那么这些图书是否真的存在过？或者，它们不过是来自墙、地板和天花板上的信息的投影？这听起来与全息图类似。全息图可以产生三维立体视角，但是所有的信息都编码在一个二维的平面上――信息都是同一种，但是以不同的形式体现出来的。

令人惊奇的是，有越来越多的证据表明我们的宇宙可能就像上面那个想象中的房间。也就是说，我们看见的一切，可能只是编码在遥远边界上信息的一个全息投影。

来自黑洞的启示

就像宇宙中许多其它谜团一样，这里的故事也是从黑洞开始的。

当一个大质量恒星死亡之后，就会形成一个黑洞。在恒星生命的最后阶段，恒星内致密的铁核发生坍缩，在空间中“撕裂”出一个洞，而附近的物质不可避免地陷落其中。20世纪70年代，英国物理学家霍金发现黑洞会辐射并损失质量，最终会蒸发得一干二净。广义相对论认为黑洞的所有性质――包括辐射出来的粒子――都与掉进它内部的物质无关，所以说辐射不携带任何与它内部物质有关的信息。当黑洞蒸发殆尽之后，黑洞里的任何信息也就永远消失了。这个发现被称之为“黑洞信息悖论”。但许多物理学家都无法接受这个结果，原因在于它违背了量子力学的基本原理相违背――量子力学认为信息是不可摧毁的。

想象你把一本书的某一页撕下来并烧掉，但这页纸上的信息并不会被摧毁掉。尽管在实际中很难做到，但是从理论上来说，你可以把所有的灰烬收集起来，就可重新找回写在这页纸上的信息。这是因为对于物理学家来说，原来的信息是不可能从宇宙中消失的，这里始终存在着一种能把系统当前的状态恢复为以前状态的办法。而霍金得到的关于黑洞的初步结论，是掉进黑洞里的信息会被摧毁――辐射不携带任何有价值的信息，所以没有办法恢复到以前的状态。

之后，物理学家们找到了一种挽救信息的方法。就像那个房间一样，他们发现有关黑洞内所有物体的信息副本，已编码到了黑洞二维的事件视界上。事件视界就是黑洞的表面，有去无回的边界。物理学家们把这种观点称之为全息原理。然而，这个观点仍有些问题，物理学家们仍在努力地搞清楚每个细节。

现实只是幻觉？

如果黑洞内每一个三维物体的信息都可以编码到黑洞的二维事件视界上，那么这种原理是否能应用到整个宇宙？也许，我们所体验到的三维存在，不过是来自二维表面上信息的投影，就像那些图书不过是房间的墙、地板和天花板上信息的投影一样。

许多物理学家认为，这个大胆的观点可能会指引出一个成功的量子引力论。

量子引力论就是能把广义相对论和量子力学结合起来的理论，它即可描述大尺度下的时空，也可描述小尺度下的时空――可描述整个宇宙内的一切。但问题是，广义相对论和量子力学很难结合在一起。经过几十年来，物理学家们找到了一种量子引力论的候选――弦理论。弦理论认为基本粒子事实上都是很小的振动着的弦。就像以不同种方式拨动琴弦会产生不同的声音，这些弦以不同的形式振动会变成维不同的粒子。问题是这个理论要想成立，我们的宇宙空间维度不能只是三维，而是要有更多的维度。为了解决这个问题，通常认为这些额外的维度蜷缩在很小很小的空间里。

但是在1997年，阿根廷物理学家胡安・马尔达西那做出了一个突破。他借助于全息原理，认为弦理论的复杂世界可能是更为简单的现实的投影，如果弦理论是全息图，那么我们应该去寻找低维度上等价的科学理论――寻找墙壁而不是图书。然后，与其为了得到量子引力而引入看不见的额外维，我们还不如去接受我们体验到的一个维度不过是一个幻觉。

因此，胡安・马尔达西那大胆指出，我们生活在一个巨大的全息图里，我们所看到的周围的一切只是二维表面的一个投影，他甚至用方程式证明了这个全息图的存在。2013年，日本的物理学家通过计算再次证明了这个全息图的存在。

用实验来验证

但是，惊人的理论需要有强有力的证据。

现在，美国费米实验室正进行了一个名为“Holometer”的实验，以此来对全息原理的一个预测进行检测。这个预测是，如果宇宙可以只用量子理论来解释，那么所有你通常接触到的物理规律不仅可以适用于粒子，也可以适用于空间本身。根据量子理论中的不确定性原理，你永远无法确定一个粒子准确的位置，你只能知道某个地方它出现的概率。而全息原理认为，这些物理规律都可应用到空间本身，那么在最小的尺度下，空间本身会变得模糊不清。这如同你不断放大电脑屏幕上的图片时，最终会看到一个个像素，在这个尺度下，图片已经变得模糊不清了。

Holometer实验就是来检测这个预测的。Holometer设备包括一对彼此紧靠的干涉仪。每个干涉仪射出的一束1千瓦的激光，穿过分光镜分为两束，然后射向两个互成直角的40米的探臂。两束激光会被反射回来，经过分光镜后再合二为一。如果两束激光空间本身能以完全相同的时间往返于探臂，那么重组后的激光与原来的是一样的。如果一束激光延误了一些时间，那么两束激光就无法完美地合并在一起。

第5篇：量子力学和广义相对论范文

物理学专业可分为“纵向深入”和“横向扩张”两方向。“纵向深入”是向更微观和更高速领域的深入探索，获得描述新的领域最核心的物理模型。“横向扩张”是在“纵向深入”中得到的每一个区域的核心物理模型基础上，应用该模型来探索和解决该领域每一个更具体和更复杂的问题，伸向更精细的世界。

纵向世界

下图是目前物理学的四个“基本理论”所统治的区域，它是一个普遍的力学系统，用一个数学模型来描述物质、时间和空间，以及他们之间的关系。这四个“基本理论”是人类几百年来“纵向深入”所得到的四个核心物理模型。

一、经典力学（Classical Mechanics）

图中左下区域是“宏观低速”区域，称为经典力学（Classical Mechanics）领域，即最早的牛顿力学及其后续发展的拉格朗日力学，哈密顿力学等。在中学物理课程中主要涉及的部分是牛顿力学。这里基本的数学模型是：空间是最简单的欧几里得几何的三维空间，时间是另外一个和空间维完全无关的维度。物质是质点，或者是有限体积的质点集合（刚体，流体），或者是遍布全空间无限体积的质点集合（场，如电磁场）。质点在空间中的运动符合伽利略变换。

这个领域孕育了第一次工业革命和第二次工业革命。它的“纵向深入”突破点是麦克斯韦的电动力学，并由此导致量子力学和相对论力学领域的出现。

二、相对论力学（Relativistic Mechanics）

图中的右下区域是纵向深入到“宏观高速”的区域，即爱因斯坦的相对论力学（Relativistic Mechanics）领域。

这里基本的数学模型是：狭义相对论（Special Relativity）时空是闵可夫斯基四维时空，即一维时间和三维空间由光速不变原理紧密联系，组成一个平直的四维时空背景。广义相对论（General Relativity）的时空是黎曼时空，即一个弯曲的四维时空。相对论力学里物质依然是经典力学里的质点、体或场，但是它会直接影响时空背景。质点在四维时空中的运动符合洛仑兹变换。

这个模型揭示了时间和空间不再是经典力学中和物质运动独立无关的背景，而是与物质的质量、能量和运动紧密联系。

三、量子力学（Quantum Mechanics）

图中左上区域是纵向深入到“微观低速”的区域，即量子力学（Quantum Mechanics）的地盘。它的建立以普朗克、爱因斯坦、波尔、德布罗意等物理学家的工作为先导，以海森堡、薛定谔、狄拉克、泡利等物理学家的工作为主体。

这里基本的数学模型是：时空还是经典力学中欧几里得的三维空间加上独立的一维时间，物质运动还是符合伽利略变换，但物质本身却不再是质点或者质点的集合，而是分布在全空间的波函数。一切物理量的取值都要靠它与波函数在全空间的积分才能得到。

这个模型揭示了真实的微观物质不是只具备粒子性的质点，而是同时具有波动性，即分布在全空间的波。

这个领域是现代物理学最大的领域，它孕育了20世纪后半叶的高新技术产业革命，使人类全面步入信息时代。

四、量子场论（Quantum Field Theory）

图中右上区域便纵向深入到“微观高速”区域，即量子场论（Quantum Field Theory）领域。它是量子力学和狭义相对论的结合。从量子力学的几位创始人到标准模型的建立者，诸多20世纪物理学家们的工作完成了这个建立过程，其中包括杨振宁教授和李政道教授的贡献。

这里基本的数学模型是：物质的基本粒子是分布在完全的闵可夫斯基四维时空的波动场的激发态，场的基态是能量不为零的真空态。一个基本粒子的出现和消失（产生和湮灭）是它的场在该模式上的跃迁。场用量子化的拉格朗日密度来描述。

这个模型揭示了真实的物质不仅是量子力学中分布在全空间的波，还和狭义相对论中的时空背景紧密相连。

从各个区域所建立起来的基本数学模型来看，量子场论区域是目前描述自然界最精确的模型，量子力学区域是描述自然界的低速近似，相对论力学区域是描述自然界的宏观近似，经典力学是描述自然界的宏观低速近似（显然关系已经不大了）。

在这我们只能用“近似”两个字，因为人类在了解和认识自然界的过程中是一个不断深入的渐进的认识过程，一个不断积累的认识过程，这个过程将永远不断地有新的发现，就像我们观赏大自然的美景一样，没有终极，越看越美丽，越看越新奇。

横向世界

一、经典力学（Classical Mechanics）

经典力学模型应用到具体的物质运动形式上就可建立刚体力学、流体力学、声学，以及经典的光学、电学、热力学、磁学等学科。现在的物理学家已经很少涉及这个领域，因为在这个领域里基本的模型早已建立完毕并经受住了时间的考验，物理学家也早已把这个地盘交到工程师的手上了，研究的主流变成是对这些规律的应用，这个领域与人类日常生活关系最近。

对于有志于从事机械、建筑、汽车、航天、热能动力等专业的学子来说，牛顿力学和热力学等是必须要掌握的物理基础，这些物理基础引发了人类第一次工业革命。对于有志于从事电力、通讯、电子工程等专业的学子来说，经典电磁学和电动力学是必须要掌握的物理基础，这些基础引发了人类第二次工业革命。

学好这些基础，能让你轻快地进入到这些实用的领域中发展。

二、相对论力学（Relativistic Mechanics）

相对论力学模型应用到具体的物质运动形式上就可建立天体物理学、宇宙学等学科方向，研究宇宙大尺度物理现象，如引力等，从业人数在物理学界占较小的部分。

对于有志于研究天文学和恒星、地外行星、黑洞等各种天体以及宇宙奥秘的学子来说，这个领域便是其归宿。这个领域的实验主要以望远镜观测为主。相对论力学领域是人类认识宇宙和了解宇宙的最前沿，它是人类了解太空的一扇窗口，但是离人类日常生活较远。工作单位一般是各个天文台、大型的地面观测站和太空观测站等科研部门。

三、量子力学（Quantum Mechanics）

量子力学模型应用到具体的物质运动形式上就可建立原子物理学、分子物理学、量子光学、量子电子学，以及凝聚态物理学等学科。物理学家中在这个领域的人数最多，仅凝聚态物理专业的人数就要占所有物理学家的三分之一以上，是物理学最大的分支。保守估计以量子力学为基础理论的这个区域中的物理学家人数应该超过所有物理学家总人数的一半。近十年的诺贝尔物理学奖有6次颁给了这个领域的科学家。

这个领域的特点是基础理论模型完善，计算方便。实验规模小，可在实验室桌面上进行。理论和实验课题数量多且分散，而且作为研究物质结构的基础领域，和化学与生物学等其他学科联系紧密，因此它横向扩张的速度最快，成果也远多于物理学其他三个区域。

这个领域孕育了20世纪的现代科技革命，如半导体元件的发明、激光器的诞生、磁存储介质、液晶，以及最热门的纳米材料、超导体等都是拜他它所赐。因此这个领域不但适合想从事物理研究的学子加入，而且也适合想从事微电子学、纳米材料、量子信息技术等新兴专业的学子们学习。

四、量子场论（Quantum Field Theory）

量子场论模型应用到具体的物质运动形式上建立了量子电动力学（QED），电弱统一理论，量子色动力学（QCD）等理论，作为粒子物理（高能物理）的基础理论，同时研究基本粒子的束缚态如重子、介子和原子核结构等。这个领域是向物质奥秘探索的最前沿，基本理论内容最深奥、计算难度大，但是横向扩张的工作很多。实验需要在大型的粒子加速器上进行，规模庞大，课题集中，成果多是十年磨一剑，因此进展缓慢。

对于有志于探索物理最前沿的学子来说，这个领域最适合,但更需要具备耐得住寂寞和世俗诱惑的能力。这个领域风光无限，魅力无限。

结语

第6篇：量子力学和广义相对论范文

   课余时间，我饶有兴趣的简读了一本畅销全世界的科学著作——《时间简史》，其作者是当代著名的宇宙学家、理论物理学家——斯蒂芬·威廉·霍金。这本科学著作可以说得上是将爱因斯坦的《广义相对论》和量子力学结合得最完美的一本书，除这点之外，此书还详细地阐述了黑洞效应和大爆炸及宇宙奇点问题。

   倘若这本书以数学公式、证明过程和科学术语为主，那么我认为它不可能这么畅销全世界。这本书正是以它通俗的语言文字、幽默的插图、强有力的论证过程和独特的思维方式将读者带入广漠无垠的宇宙，去体会黑洞边缘的神秘，去感受大爆炸的壮阔，发人思考，引人入胜。

   《时间简史》的重点就是概述黑洞和宇宙奇点大爆炸理论，它从爱因斯坦的相对论开始一步一步的探讨，补充了广义相对论中的一些不足。作者认为宇宙是从一个密度、时空曲率无限大的奇点通过大爆炸而开始的，在大爆炸中，物质的温度非常高。在随后过去的一秒钟中，宇宙的温度急剧下降，下降到大约100亿摄氏度，于此同时也在不断地膨胀，就使得正电子和反电子（带正电荷的电子）互相碰撞以此湮灭，并释放出大量光粒子，来维护宇宙的平衡。到了后来，得以有强力的作用从而使物质不断聚拢，聚拢，这就形成了古老的星球和星际物质。我们的地球，也是通过这样的物质聚拢才形成的。

   而书中的另一伟大成就是对黑洞的研究，黑洞最开始是爱因斯坦在《相对论》一书中作出的一个预测，他假设如果存在一空间的曲率非常大，物体的逃逸速度非常快，快到连光也不能逃离这样的空间。那么这样的空间可以称之为“黑洞”。但他认为既然连光也不能逃离黑洞，那么我们也无法观测到它，它名副其实是一个非常黑的洞。但霍金结合了爱因斯坦的相对论和量子理论后提出：黑洞其实不“黑”，它可以放射出正反粒子，而且它还有这很高的温度。正因为它放射出的正反粒子互相湮灭了，所以我们很难观测到它。黑洞以极高的速度放射能量，当能量耗尽时则会向宇宙大爆炸那样从一个奇点发生强烈的爆炸，并在宇宙中消亡。

   从这本书中我不仅独到的是宇宙物理知识，我还读到了一种敢于同命运抗争，顽强不屈和乐观向上的人生态度。众所周知，霍金出这本书时已是全身瘫痪，可以活动的仅是3只手指。在这样的条件下他凭着那充满智慧与知识的大脑，毅然对宇宙发出思索，对真理发出挑战。最后他成功了，出版了这傲然屹立于科学文献之林的伟大著作。霍金对于真理执着追求的态度是一种至高的精神，也是我们每个人都要仰视的不灭光辉。

   这个暑假，读完了《时间简史》，我才知道自己在这个物理学大师面前是有多么的渺小，斯蒂芬霍金。大师带给我们的，是物理学的精华，根据他的文字，我有一些自己的想法。

   首先是书里面提到的思想，这种思想对于现代物理学的进步有重大的意义，既将经典广义相对论与量子理论的结合。现代物理学近百年的发展史来看，许多人都在做类似的尝试，包括爱因斯坦他自己也在做与量子理论相和谐的相对论的延伸理论，不过他知难而退了，最后他把目光又放在了宇宙常数上，这是这个天才的失败之处。不少人为了量子理论和相对论的和谐，做了许多边缘学科，但我个人认为，都不如霍金大师做的那么彻底——量子引力论，量子是物质粒子的非连续运动，而所有的量子困惑都起源于这种非连续运动。量子理论与引力的结合，即量子引力理论，目前还处于研究阶段。这种理论的历史说来话长，著名的广义相对论家彭罗斯在昌德拉塞卡解出Dirac方程后，和霍金一道证明了黑洞的面积定理，随后霍金做出了黑洞热辐射定理，既从黑洞面积的非减性能让人自然而然的想起叫做熵的物理量，黑洞处也具有熵的`特性。

   从数学角度来看，不管量子引力论是不是大统一理论，但它有它的意义，对物理学有很好的影响。

   霍金对于时间箭头的描述十分有趣，让我不禁想起曾经寻根究底的哲学与科学理论齐头并进的时代，但是现在科学对于哲学家来说，太具有数学化了，使得维特根斯坦都说：哲学只剩下了分析语言了。

  

   由于暑假里韩教师让我们再看一本数学故事书，所以上个星期天，我就硬拉着爸爸到上海书城给我买书。我想：一向都十分热爱数学，并且又很喜欢看书的爸爸，必须能为我挑出一本适宜我看的书。果然，爸爸立刻为我挑出了一本他中意的书——《时间简史》。

   这本《时间简史》是由著名的史蒂芬·霍金所写的。书名叫做《时间简史》，那么书中所写的.一切自然是和时间有关的了。为了讲明时间，作者从宇宙开始写起，而后说到空间，而后又说到黑洞，而后再说到虫洞，最终才得到了结论。书中的语言都充满了知识性与专业性，让我感到懵懵懂懂的。虽然如此，但我似乎也了解到了时间。如果让我结合书中的话来谈谈时间，那我会说：时间确实能够是一种物质，因为万物皆是物质，如果时间不是物质，它也就失去了存在的意义，但很明显，它对于我们无比重要，我们也无法离开时间。用书中的一句深奥经典的话来概括时间：时间也许是不朽的，至少在我们这些生命短暂的物质看来，那确实是不朽的，它在特定的时间和空间内产生一个点，就这样无数个点连接在一齐，变成线，变成面，就无限制地编织下去，直到宇宙的结束，如果那宇宙没有结束，也就继续不朽地编织下去，做那宇宙创造者的寿衣。

   我觉得这本书不太适合我看，毕竟我还没有学过物理，对书中所说的一切都还不理解，但我明白，这是一本对我们人类来讲相当重要的书。我想：等我长大一点了之后，再读一遍这本书，到时候必须能掌握书中所说的知识。

   其实初读《时光简史》只是正因它是霍金的著作，只是为了在闲暇之余与兄弟姐妹之间有一点谈资罢了，不得不说这样的科学著作实在难懂，相比我的张爱玲，三毛，刘墉来说却是枯燥了一些，但它仍深深的吸引了我。将我引向了充满幻想的未来。

   说它单调是正因它没有平平仄仄的语调，没有风花雪月的场景，没有催人泪写的辞藻，但他，却拥有极严谨的的探索科学的态度，以一种严谨的口吻向咱们叙述着蔚蓝的宇宙，神秘的黑洞。父亲不止一次的提醒我说我再也看不懂这么深奥的著作，开始我还不以为然，渐渐的我发现我只能读懂其中一点，而绝大部分仍是懵懵懂懂。

   斯蒂芬·威廉·霍金，一个极平凡的人，他正因在21岁时不幸患上了会使肌肉萎缩的卢伽雷氏症，因此被禁锢在轮椅上，只有三根手指能够活动。1985年，因患肺炎做了穿气管手术，彻底被剥夺了说话的功能，演讲和问答只能透过语音合成器来完成。但他的智慧弥补了先天的不足，轮椅上的他还是可爱的，值得我敬佩的。30岁，他考查黑洞附近的量子效应，发现黑洞会像黑体一样发出辐射，其辐射的温度和黑洞质量成反比，这样黑洞就会正因辐射而慢慢变小，而温度却越变越高，最后以爆炸而告终。黑洞辐射的发现具有极其基本的好处，它将引力、量子力学和统计力学统一在一齐。

   霍金的魅力不仅仅在于他是一个充满传奇色彩的物理天才，也正因他是一个令人折服的生活强者。他不断求索的科学精神和勇敢顽强的人格力量深深地吸引了每一个知道他的人。患有肌肉萎缩性侧索硬化症的他，几乎全身瘫痪，不能发音。但他仍出版了《时刻简史》，成为全球最畅销的科普著作之一。对于这本书我实在做不出自我的评价，正因，可能在之后的几年，我才能读懂这本书，但是我能感受到这字里行间的一份坚持，一份严谨，甚至一份心酸。

   其实更多的我将这本书当作科幻小说来看，书里就是一个未知的世界，《时刻简史》中，霍金念念不忘的就是大统一理论，这是爱因斯坦未尽的梦想。霍金在本书中坦言，不能用单独的美妙的公式描述和预测宇宙的每一件事情，正因量子理论的测不准原理决定了宇宙是不确定性和确定性统一的。在本书中，霍金透过地图模型来说明宇宙的多样性可能需要一组理论来进行描述。

第7篇：量子力学和广义相对论范文

《时间简史》是英国物理学家斯蒂芬·霍金创作的科学著作，首次出版于1988年。那么接下来给大家分享一些关于高二时间简史读后感2020，希望对大家有所帮助。

高二时间简史读后感1宇宙是无限的，所以存在着许多的奥秘。《时间简史》这本书便向我们阐述了宇宙的奥秘。作者在书中探讨了许多深奥并令人生畏的主题。其实，要想读懂这本书，还真不是一件容易的事呢!

读了这本书不仅让我明白了宇宙是怎样的，还让我明白了空间，时间，以及相对论等。在爱因斯坦以前，几乎所有人都认为时间和空间是绝对的。爱因斯坦所创立的相对论则告诉人们没有绝对的事物，一切都是相对的。他曾用最短且最通俗易懂的话解释过什么是相对论“如果你和你的朋友一起玩，不知不觉，你会发现时间过得很快，可你一个人在那里无聊，发呆，你会觉得时间过得非常慢”。就是这样简短的话勾起了我对科学的兴趣。

读了这本书后，我的脑子里便有许多疑问。宇宙有没有大爆炸?宇宙是否曾经是一个无限小的点?到底广义相对论准不准确?人类最远能达到宇宙的什么地方?黑洞到底是什么样的?难道光速真的是速度的极限以致黑洞是人们无法逾越的鸿沟?所有的问题都只能打上一个问号。但就是这些问号，深深地吸引着我，让我沉陷在想象的世界。或许随着科技的发展，将会有更多的伽利略站出来，让这些都成为已知的答案，一切都要交给时间。

这本书的作者更是让我敬佩的人，就是被称为“宇宙之王”的霍金，可是命运对霍金却是那么残酷。1963年，21岁的霍金在剑桥大学读研究生的时候，不幸患上了会导致肌肉萎缩的卢伽雷氏症，不久就完全瘫痪了，被长期禁锢在轮椅上。1985年，霍金因患肺炎做了穿气管手术，被剥夺了说话的功能。他在轮椅上坐了40年，全身只有3根手指能正常活动，就这样，他身残志不残，撰写了《时间简史》，让更多的人爱上了科学!为社会做出了巨大的贡献。

一个人只要肯努力，就没有不成功的事情。一定要相信自己啊，加油。

高二时间简史读后感2其实关注和阅读《时间简史》这本书，是一种从众心理的推动。该书自出版始，一直都在中文图书的畅销榜上。特别是去年霍金去世，人们又一次热议了《时间简史》。前些时候，首张黑洞照片公布于世，轰动一时，仿佛当下追逐科宙的科学奥秘是一种潮流。在这股潮流之下，自己也跟着在京东上拍下了这本《时间简史》，不然OUT了。但实际上，谁真正关心时间或其简史呢?可是人们总要致以关心，否则显得太落伍了。于是我们能够在各大书店的排行榜上看到《时间简史》总是排在畅销书的前几名，还是一些大众必读书单里的常客。如果《时间简史》的阅读率确实如此之高，那么量子力学或者广义相对论岂不是应该成为大众街谈巷议的基础议题了吗?然而事实上，好像是在阅读《时间简史》，却甚少进入到其中的真正议题，包括笔者本人，比较懵懂。

《时间简史》成为了一个时尚名词的集中领域，能成为个人所涉猎的篇目，那就足够了，这其实也是当下一种“急功近利”浮躁社会心理的折射，无形之中的时尚黑洞。言归正传，《时间简史》这本书中，霍金带领读者遨游外层空间奇异领域，对遥远星系、黑洞、夸克、“带味”粒子和“自旋”粒子、反物质、“时间箭头”等进行了深入浅出的介绍，并对宇宙是什么样的、空间和时间以及相对论等古老问题做了阐述，使读者初步了解狭义相对论以及时间、宇宙的起源等宇宙学的奥妙。书中讲述，时间起始点是宇宙大爆炸起点。宇宙是不断膨胀着的，它在最初应该收缩为一点，这一时刻被称为宇宙大爆炸时刻。宇宙在这一点的密度无穷大，这一点即为数学上所称的奇点。时间终结是黑洞。恒星由于引力作用会不断收缩，会形成一个“黑洞”。黑洞表面引力很强，时间会在此终止。没有了解过时间的历史，何以走向时间的未来呢?关于时间和空间的思考，过去与未来的认知，《时间简史》给出的更像是关于人类对超越自身思想束缚的突破史，毕竟如书中序言所说，对宇宙的认识，从古至今人类究竟有多确定呢?当我看完此书的最后一页，合上书，打开窗户遥望浩瀚的夜空——可以说的是，此书的每一个字我都懂，但其他就有点看懵了。路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。。。。。。(喻凯)

高二时间简史读后感3在喜马拉雅听了《人类简史》和《未来简史》，系统自动给推荐了霍金的《时间简史》。试着听了三章，出乎意料地发现该书写得深入浅出，对原来觉得很玄妙的话题给出了非常简明扼要的叙述，让人脑洞大开。说完全能够听懂那是自欺欺人，但确实让人长了不少见识，了解到现代物理学的一些经典学说。后面一些难懂的章节只是跳着听，特别是基本粒子夸克部分，如同听天书，但终于还是囫囵吞枣听完了。

想起来未来简史作者的一个观点，即未来的宗教一定是来源于科学，其实在在《时间简史》这本书里很多关于宇宙起源时间的讨论都可以说上升到了哲学的高度，探索的是我们的世界从哪里来到哪里去这样基本的哲学命题，当然这里没有任何关于意识的讨论，仅仅是从物理的宇宙宏观到粒子微观的讨论，也涉及到了很多科学史的内容。

本质上这还是一本科普读物，向人们介绍物理学前沿的一些理论，但并没有任何数学推演(如果有，那就真成天书了)。而且书中内容也大部分限于作者的研究领域，向美剧《生活大爆炸》里Sheldon研究的弦理论，书中就没有提到(弦理论应该是在时间简史之后诞生的)。

说个书中的小细节：大爆炸理论的重要依据就是天文学家观察到几乎所有星球都在加速离开我们，那这是怎么观测到的呢?其实就是基于很简单的波源在运动中频率的变化(火车由远而近向你驶来时汽笛的声音会变尖)，又叫多普勒效应来判断的。既然星球都在加速离开我们，那是不是说明地球是宇宙的中心了呢?作者给了一个很形象比喻：一个正在充气膨胀的气球，在气球上每一个点上看，其他点都在远离自己。

霍金的后半生只能坐在轮椅上靠着机器合成的声音向人们发表些他的见解和预言，比如警告人们不要以向外太空发射电波的方式试图跟外星人联络(中国科幻作家获奖作品《三体》就描述了类似宇宙丛林法则和这样做的后果);还警告机器人的进化远远超出了生物进化的节奏，可能会最终取代人类。。。。

而今，霍金走了，大概上帝怕他泄漏太多天机。

高二时间简史读后感4这个暑假，读完了《时间简史》，我才知道自己在这个物理学大师面前是有多么的渺小，斯蒂芬霍金。大师带给我们的，是物理学的精华，根据他的文字，我有一些自己的想法。

首先是书里面提到的思想，这种思想对于现代物理学的进步有重大的意义，既将经典广义相对论与量子理论的结合。现代物理学近百年的发展史来看，许多人都在做类似的尝试，包括爱因斯坦他自己也在做与量子理论相和谐的相对论的延伸理论，不过他知难而退了，最后他把目光又放在了宇宙常数上，这是这个天才的失败之处。不少人为了量子理论和相对论的和谐，做了许多边缘学科，但我个人认为，都不如霍金大师做的那么彻底——量子引力论，量子是物质粒子的非连续运动，而所有的量子困惑都起源于这种非连续运动。量子理论与引力的结合，即量子引力理论，目前还处于研究阶段。这种理论的历史说来话长，着名的广义相对论家彭罗斯在昌德拉塞卡解出Dirac方程后，和霍金一道证明了黑洞的面积定理，随后霍金做出了黑洞热辐射定理，既从黑洞面积的非减性能让人自然而然的想起叫做熵的物理量，黑洞处也具有熵的特性。

从数学角度来看，不管量子引力论是不是大统一理论，但它有它的意义，对物理学有很好的影响。

霍金对于时间箭头的描述十分有趣，让我不禁想起曾经寻根究底的哲学与科学理论齐头并进的时代，但是现在科学对于哲学家来说，太具有数学化了，使得维特根斯坦都说：哲学只剩下了分析语言了。

时间箭头分为三种：

1、热力学箭头，根据热力学第二定律熵总是随着时间的推移而增加，反之时间随着熵的增加而推移。

2、心理学时间箭头，既我们认为时间的推移方向。

3、宇宙学时间箭头，宇宙随着时间的推移而膨胀，反之时间随着宇宙膨胀而推移。

由于用数学方法建立稳态的宇宙模型是非常艰难的一件事，所以，我们规定，我们的世界中时间算是实时间，我们可以假设有一种虚时间，用虚数来计量时间，在虚时间的宇宙里没有奇点，所以，在虚时间里，不会有任何科学定律被违反，但是在实时间里，注定会有一个奇点，科学定律注定会在此处被违反，但我们的疑惑是我们生活在的世界里，是否一定是实时间?我们目前的发现不足以证明我们的宇宙中存不存在奇点，这种将是个谜。

高二时间简史读后感5其实初读《时光简史》只是因为它是霍金的著作，只是为了在闲暇之余与朋友之间有一点谈资罢了，不得不说这样的科学著作实在难懂，相比我的张爱玲，三毛，刘墉来说却是枯燥了一些，但它仍深深的吸引了我。将我引向了充满幻想的未来。

说它单调是因为它没有平平仄仄的语调，没有风花雪月的场景，没有催人泪写的辞藻，但他，却拥有极严谨的的探索科学的态度，以一种严谨的口吻向我们叙述着蔚蓝的宇宙，神秘的黑洞。爸爸不止一次的提醒我说我再也看不懂这么深奥的著作，开始我还不以为然，渐渐的我发现我只能读懂其中一点，而绝大部分仍是懵懵懂懂。

斯蒂芬·威廉·霍金，一个极平凡的人，他因为在21岁时不幸患上了会使肌肉萎缩的卢伽雷氏症，所以被禁锢在轮椅上，只有三根手指可以活动。1985年，因患肺炎做了穿气管手术，彻底被剥夺了说话的功能，演讲和问答只能通过语音合成器来完成。但他的智慧弥补了先天的不足，轮椅上的他还是可爱的，值得我敬佩的。30岁，他考查黑洞附近的量子效应，发现黑洞会像黑体一样发出辐射，其辐射的温度和黑洞质量成反比，这样黑洞就会因为辐射而慢慢变小，而温度却越变越高，最后以爆炸而告终。黑洞辐射的发现具有极其基本的意义，它将引力、量子力学和统计力学统一在一起。

霍金的魅力不仅在于他是一个充满传奇色彩的物理天才，也因为他是一个令人折服的生活强者。他不断求索的科学精神和勇敢顽强的人格力量深深地吸引了每一个知道他的人。患有肌肉萎缩性侧索硬化症的他，几乎全身瘫痪，不能发音。但他仍出版了《时间简史》，成为全球最畅销的科普著作之一。对于这本书我实在做不出自己的评价，因为，可能在之后的几年，我才能读懂这本书，可是我能感受到这字里行间的一份坚持，一份严谨，甚至一份心酸。

其实更多的我将这本书当作科幻小说来看，书里就是一个未知的世界，《时间简史》中，霍金念念不忘的就是大统一理论，这是爱因斯坦未尽的梦想。霍金在本书中坦言，不能用单独的美妙的公式描述和预测宇宙的每一件事情，因为量子理论的测不准原理决定了宇宙是不确定性和确定性统一的。在本书中，霍金通过地图模型来说明宇宙的多样性可能需要一组理论来进行描述。

第8篇：量子力学和广义相对论范文

关键词：校本化；高中历史；科学史

科学史是沟通自然科学和人文学术的最好桥梁。通过科学史的训练和熏陶，不仅可以培养文理兼通的人才素质，而且还可以优化人才的知识结构，这是其他学术无法替代的。科学史是人类文明发展的一个重要组成部分，如果不懂科学史，就不能真正理解社会发展的历史。就科学高中的培养目标而言，大部分毕业生将会从事理工科专业的学习和工作。而一个从事科学技术工作并且力求在科学技术上有所创新的人，如果对科学的发展缺乏整体上的了解，不能掌握科学技术发展的规律以及其他学科对本门学科的影响，就很难有所成就。因此，开设科学史这门课程尤为必要。这门课程重在还原人类认识自然界的本质和运动规律的发展历程，揭示科学发展的一般规律，特别是向学生提供著名科学家、发明家解决问题的思路和方法，进而为科高学子在科学研究的道路上提供借鉴，让他们站在巨人的肩膀上，走得更远。以下为科学史的具体学习要点：

一、科学史的意义与研究现状

1.了解科学史的确立及其诸种功用，理解科学与正确之间的关系。2.掌握科学史研究中的内史和外史，了解科学史在中国的发展现状。

二、古希腊的科学与哲学

1.了解古希腊科学产生的背景。2.概述古希腊贤人对万物本原的探究，认识对万物本原的探究意义。3.了解亚里士多德在自然哲学、逻辑学以及系统的经验考察等方面的贡献。4.知道古希腊在数学、物理、天文学等方面的贡献，理解其对古代世界的影响。

三、古代中国的自然观与科学技术

1.知道天人感应与天人相分及宇宙演化思想，理解中国古代的时空观念。2.了解天文学上的旷世之争――浑盖之争，认识其对中国天文学发展的影响。3.概述中国古代传统数学、计时技术和测向技术的发展演变。

四、阿拉伯的科学及科学在欧洲的复兴

1.概述阿拉伯科学产生的历史背景，了解其与古代希腊罗马文化的渊源，认识“翻译”为阿拉伯科学的真正起点。2.了解阿拉伯在数学、天文学、医学、光学和化学方面的发展，理解阿拉伯科学的世界意义。3.了解基督教、亚里士多德思想以及农业技术革命对中世纪欧洲科学发展的影响，认识“1277大谴责”对人们打破亚里士多德思想对科学的束缚作用。4.理解文艺复兴、宗教改革以及不同文明间技术的交往对欧洲近代科学革命的影响，准确把握宗教与科学的关系。5.了解培根倡导的实验、哈维的血液循环说以及数学的新进展对科学在欧洲复兴的作用。

五、近代科学革命――天文学、新物理学、数学、化学

1.理解哥白尼《天体运行论》在近代天文学方面的革命性作用，了解伽利略望远镜以及第谷的精密天文学对传统天文学的冲击，概述开普勒三大定律对哥白尼天文学的继承与批判，理解近代天文学革命是近代科学革命的切入点。2.说明斯蒂文链、伽利略的实验方法、笛卡尔的机械主义方法论、牛顿的万有引力定律和物体运动三定律等对近代物理学发展的意义，明确近代物理学是近代科学的核心领域。3.了解微积分的创立，列举笛卡尔、费马、牛顿、莱布尼茨、欧拉、拉格朗日等人在微积分发展过程中的贡献。4.概述古代炼金术对近代化学产生的影响，了解波义耳、拉瓦锡对近代化学诞生的贡献。

六、生物学的重大突破――从进化论到遗传学

1.了解达尔文进化论提出的背景以及达尔文的生平，认识其个人经历对其提出自然选择的进化论的影响。2.认识孟德尔定律，理解孟德尔被称为现代遗传学的奠基人的原因，了解遗传基本因子――DNA的发现对遗传学发展的意义。

七、物理学的新突破

1.了解电磁学理论的建立和通信技术的发展，认识其对第二次工业革命的作用。2.简述能量守恒定律和热力学定律的建立过程，理解热力学第一定律与能量守恒定律之间的关系，并说明热力学的基本定律对化学、天文学等学科发展的影响。3.了解狭义相对论的两条基本原理，概述广义相对论的三大验证，说明对广义相对论正确性的认识。4.了解爱因斯坦对量子论方面的贡献，理解相对论和量子力学之间的关系，认识量子力学的测不准原理。

八、数学的新时代

第9篇：量子力学和广义相对论范文

大家早上好！

我是七2班的xxx，我发言的题目是“拥抱微笑”。

微笑，你曾给予过谁？谁又曾赠予过你？微笑是一股暖流，缓缓地流向人们的心田；微笑是一种力量，推动着我们前行。

生活中竞争无处不在，真正的竞争不是一场厮杀，残酷只是表象，你是否吝惜给对手一个祝福的微笑？人生时刻都在PK，你不PK，就可能被PK掉。有时被PK败了，也不要忘了给自己一个不怕失败的微笑。

命运只留给霍金几根能活动的手指，而他总是微笑着面对自己身体的残缺，心灵洒满阳光。在这种极端身体状况下，霍金和罗杰彭罗斯合作，共同证明了奇性定理，并独立提出了“霍金辐射”理论。他虽无法用健全的步履行走，但乘坐着“思考机器”，一次又一次越过了想象的边界，在统一广义相对论和量子力学方面迈出了重要的一步；他虽无法用正常的声音表达，但在电脑的帮助下，一次又一次地成功演讲，提出自己对世界的看法。霍金从未放弃过生命的微笑！我们要学会微笑着面对挫败和磨难，努力创造奇迹！

林肯曾碰到过不怀好意的挑衅。林肯身材瘦高，腿特长，有一位自命不凡的同事不无讥笑地问林肯：“一个人的两腿应该有多长？”林肯微笑着沉稳地回答：“至少应该碰得到地面。”有时候，微笑着面对嘲笑，把它当成自己前进的动力，给别人一个宽容大度的微笑，又有何不可呢？

生命中如果缺少了微笑，那将多么黯淡！微笑与生俱来，没有人会对微笑免疫。当你用微笑拥抱他人，拥抱生活，拥抱这个世界时，幸福和快乐也会紧紧拥抱你！

俗话说“笑一笑，十年少。”微笑着面对一切，保持乐观的心态，那么即便岁月无情地流逝了，你的心灵也会永葆青春的笑容！