01 緒論86991

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1、(文科)東北大學(xué)物理系大學(xué)物理期末成績評定方法一、平時(shí)成績（30分）1、出勤：（曠課：－5分/次;遲到：－1分/次）曠課1次→最高成績：中曠課2次→最高成績：及格曠課3次及3次以上→不及格）事假與病假：－1分/次2、作業(yè)：20～30分（4～6次）二、測驗(yàn)：20分（2～4次）三、期末測驗(yàn)（50分）3、課堂表現(xiàn)：10分（包括聽課情況、回答問題情況、筆記記錄情況等）1950年，英國的斯諾：“在我們這個(gè)時(shí)代，實(shí)際存在兩種文化，一種是人文知識分子代表的人文文化，另一種是科學(xué)家所代表的科學(xué)文化。兩者之間很難溝通，有著很深

2、的鴻溝……。這種分裂和對立，對整個(gè)社會來說是一種很大的損失”吳健雄：“為了避免出現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展中的危機(jī)，當(dāng)前一個(gè)刻不容緩的問題是消除現(xiàn)代文化中兩種文化—科學(xué)文化和人文文化之間的隔閡，而是加強(qiáng)這兩方面的交流和聯(lián)系……。”歡迎大家進(jìn)入物理世界Schr?dingerCat薛定諤“貓”Schr?dingerCat薛定諤（1935年）提出“薛定諤貓”佯謬在一個(gè)封閉盒子里面有個(gè)放射源，每一秒時(shí)間內(nèi)以1／2幾率放射出一個(gè)粒子。一旦粒子發(fā)射出來，它將通過一個(gè)巧妙的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將毒藥瓶打開，毒氣釋放貓立刻死亡。如果無粒子發(fā)射，貓

3、仍然活著?，F(xiàn)在要問：一秒鐘后盒子里的貓是死還是活？物理學(xué)的歷史可以上溯到古希臘的自然哲學(xué)。事實(shí)上，在英文中的物理學(xué)“Physics”源于希臘文中的“Фνσικα”。意思是“自然”，從這可以看出，物理學(xué)在早期是廣泛研究自然界的一切事物并對它們的演化、發(fā)展以及伴隨它們發(fā)生的種種現(xiàn)象進(jìn)行討論。物理學(xué)是在人類探索自然的奧秘中形成的學(xué)科物理學(xué)研究宇宙間物質(zhì)存在的基本形式、物質(zhì)的性質(zhì)、物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、物質(zhì)之間如何相互作用、相互轉(zhuǎn)化以及各種物質(zhì)形態(tài)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基本規(guī)律。物理學(xué)研究的最大對象是整個(gè)宇宙，宇宙學(xué)實(shí)際上是物理學(xué)的一

4、個(gè)分支。在微觀領(lǐng)域，物理學(xué)的重要分支是粒子物理學(xué)。粒子物理學(xué)的主要實(shí)驗(yàn)手段是加速器，但加速器能量的提高受到財(cái)力、物力和社會等因素的限制。粒子物理學(xué)家也希望從宇宙早期演化的觀測中獲得一些信息和證據(jù)來檢驗(yàn)極高能量下的粒子理論。這樣，物理學(xué)中研究最大對象和最小對象的兩個(gè)分支——宇宙學(xué)和粒子物理學(xué)，竟然奇妙地銜接起來，成為密不可分的姐妹學(xué)科。什么是物理學(xué)物理學(xué)是研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和相互作用以及它們的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)時(shí)間尺度：空間尺度：質(zhì)量范圍：1026m(約150億光年)(宇宙)～10－20m(夸克)1018s(150億年

5、)(宇宙年齡)～10-27s(硬?射線周期)速率范圍：0(靜止)～3×108m/s(光速)時(shí)間間隔和空間間隔的下限：普朗克時(shí)間：普朗克長度：物理理論指出：當(dāng)小于普朗克時(shí)空間隔時(shí)，現(xiàn)有的時(shí)空觀念就不再適用了。物理學(xué)是自然科學(xué)的基礎(chǔ)，是探討物質(zhì)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律的前沿學(xué)科。物理學(xué)上的每一次在探索未知的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律的重大突破都帶來物理學(xué)新領(lǐng)域、新方向的發(fā)展，以至新的分支學(xué)科、交叉學(xué)科和新技術(shù)學(xué)科的產(chǎn)生。物理學(xué)的發(fā)展是許多新興學(xué)科、交叉學(xué)科和新技術(shù)學(xué)科產(chǎn)生、成長和發(fā)展的基礎(chǔ)和前導(dǎo)。物理學(xué)與科學(xué)技術(shù)十六到十七

6、世紀(jì)：力學(xué)和熱學(xué)的發(fā)展－－蒸汽機(jī)的發(fā)明和廣泛應(yīng)用，第一次技術(shù)革命十八到十九世紀(jì)：電磁學(xué)的發(fā)展－－電力的廣泛應(yīng)用和無線電通訊的實(shí)現(xiàn)，第二次技術(shù)革命二十世紀(jì)：量子力學(xué)、固體物理與半導(dǎo)體物理的發(fā)展－－半導(dǎo)體技術(shù)、計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)，第三次技術(shù)革命二十世紀(jì)～至今：納米技術(shù)、基因工程、超導(dǎo)體應(yīng)用、量子信息、。。。量子理論解釋了化學(xué)鍵和元素周期率物理學(xué)與化學(xué)物理學(xué)與信息科學(xué)技術(shù)所謂信息，就是對客觀事物的狀態(tài)、特征及其變化的反映，也可以理解為一切有意義的信號，信息能夠減少不確定性?，F(xiàn)代信息科學(xué)建立的標(biāo)志是1948年數(shù)學(xué)家山農(nóng)

7、發(fā)表的著名的《通訊的數(shù)學(xué)理論》。山農(nóng)信息理論的基本思路是通過消除不確定性的大小來度量信息量的大小。處于理論核心地位的信息量公式正是在統(tǒng)計(jì)物理學(xué)中玻耳茲曼熵的啟發(fā)下建立的，是對玻耳茲曼熵的推廣，也成為信息熵。電視電話會議量子力學(xué)與量子信息技術(shù)量子計(jì)算機(jī)脫穎而出：*1996年IBM研究室的Charles.H.Bennett在英國《自然》雜志上稱量子計(jì)算機(jī)將進(jìn)入工程時(shí)代。*同年美國《科學(xué)》周刊技術(shù)新聞中報(bào)導(dǎo)，量子計(jì)算機(jī)引起了計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的革命。量子計(jì)算機(jī)：*量子計(jì)算機(jī)的概念起源于可逆計(jì)算機(jī)的研究。*量子計(jì)算

8、機(jī)是服從量子力學(xué)規(guī)律的計(jì)算機(jī)。*1994年Shor給出了大數(shù)質(zhì)因子分解的量子算法對于量子計(jì)算機(jī)，系統(tǒng)的某部分發(fā)生故障時(shí)，輸入的原始數(shù)據(jù)會自動(dòng)繞過，進(jìn)入系統(tǒng)的正確部分進(jìn)行正常運(yùn)算，運(yùn)算能力相當(dāng)于1000億個(gè)奔騰處理器，運(yùn)算速度比現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)快100倍。光子計(jì)算機(jī)在處理數(shù)據(jù)的能力上要比電子計(jì)算機(jī)高1000多倍，處理信息的速度為每秒10億次，接近于人腦的思維能力。量子力學(xué)與量子信息技術(shù)物理學(xué)與生命科學(xué)物